§1－8分压电路和分流电路.ppt

* §1－8 分压电路和分流电路 本节通过对分压电路和分流电路的讨论，介绍电路对偶性概念，并导出常用的分压公式和分流公式。 分 压 电 路 ? 分 流 电 路 KCL: i=i1=i2 ? KVL: u=u1=u2 KVL: u=u1+u2 ? KCL: i=i1+i2 VCR: u1=R1i1 u2=R2i2 u＝uS ? VCR: i1=G1u1 i2=G2u2 i=iS 这两个电路的2b方程存在着一种对偶关系: 1. 拓扑对偶 如果将某个电路KCL方程中电流换成电压，就得到另一电路的 KVL方程；将某个电路KVL方程中电压换成电流，就得到另一电路的 KCL方程。这种电路结构上的相似关系称为拓扑对偶。 2. 元件对偶 将某个电路VCR方程中的u换成i, i换成u，R换成G，G换成R等，就得到另一电路元件的VCR方程。这种元件VCR方程的相似关系，称为元件对偶。 3. 对偶电路 若两个电路既是拓扑对偶又是元件对偶，则称它们是对偶电路。上图(a)和图(b)就是对偶电路。 对偶电路的电路方程是对偶的，由此导出的各种公式和结果也是对偶的。例如对图(a)和(b)电路可导出以下对偶公式 分压公式 分流公式 当两个电阻并联时，常常用电阻参数表示的分流公式： 注意：当电流i1或i2的参考方向改变时，上面两个公式中应该增加一个负号。 例1-12 图(a)所示电路为双电源直流分压电路。 试求电位器滑动端移动时，a点电位Va的变化范围。 解：将两个电位用两个电压源 替代，得到图(b)所示电路。 当电位器滑动端移到最下 端时，a点的电位为 当电位器滑动端移到最上端时，a点的电位为 当电位器滑动端由下向上逐渐移动时，a点的电位将从-10V到+10V间连续变化。 例l-13 某MF－30型万用电表测量直流电流的电原理图如 下图 (a)所示，它用波段开关来改变电流的量程。 今发现线绕电阻器R1和R2损坏。问应换上多大数值 的电阻器，该万用电表才能恢复正常工作? 解: 电表工作在50mA量程时的电路模型如图(b)所示。 其中： Ra=R1+R2 以及 Rb=Rg+R5+R4+R3=2k?+5.4k?+540?+54?=7994?。 对图(b)所示电路，用两个电阻并联时的分流公式 求得 当电表指针满偏转的电流 Ig=37.5?A时，万用电表的电流 I=50mA。 电表工作在500 mA量程时的电路模型如图(c)所示，其中Ra=R1以及Ra+Rb= R1+ R2+ R3+ R4+ R5+ Rg=8 000?。用分流公式 代入数值 求得 最后得到 R1=0.6?，R2=6?-0.6?=5.4?。 摘 要 1．实际电路的几何尺寸远小于电路工作信号的波长时，可 用电路元件连接而成的集总参数电路(模型)来模拟。基 尔霍夫定律适用于任何集总参数电路。 2．基尔霍夫电流定律(KCL)陈述为：对于任何集总参数电 路，在任一时刻，流出任一结点或封闭面的全部支路电 流的代数和等于零。其数学表达式为 3．基尔霍夫电压定律(KVL)陈述为：对于任何集总参数电 路，在任一时刻，沿任一回路或闭合结点序列的各段电 压的代数和等于零。其数学表达式为 4．一般来说，二端电阻由代数方程f(u,i)=0来表征。线性 电阻满足欧姆定律(u=Ri)，其特性曲线是u-i平面上通过 原点的直线。 5．电压源的特性曲线是u-i平面上平行于i轴的垂直线。电 压源的电压按给定时间函数uS(t)变化，其电流由uS(t)和 外电路共同确定。 *