电路基础_04用等效化简的方法电路讲述.pptx

第四章 分解方法和单口网络 ——用等效化简的方法分析电路 本章的主要内容： 1、分解、等效的概念； 2、单口网络的等效化简，实际电源 的等效变换 ; 3、置换、戴维南、诺顿定理， 最大功率传递定理； 4、三端网络T形和?形的等效变换。 4-1 分解方法的基本步骤 1、概述：一个复杂的电路，用前面的分析方法，需要布列和求解多个联立方程。本章介绍的分析的方法，是将复杂的电路进行分割，然后利用“等效”的手段，把电路化简，以便于求解所需的电路变量。 2、分解的概念：把复杂的电路分解为两个简单的单口网络。 复杂网络 N 电路（网络）分解的实例； 电路网络为什么可以分解？ 3、单口网络： 只有两个端钮与其它电路相连接的网络，也叫二端网络。 1）端口电压：u0 2）端口电流：i0 3）明确的单口网络： 若单口内含受控源， 则控制量和受控量 必须在同一单口内。 4、分解 的简单例子： 联立以上元件的VAR，可以求出 端口电压u0和端口电流i0。 i u us u=Ri i0 5、分解的步骤： 1）把给定的网络划分为两个单口网络N1和N2； 2）分别求单口网络N1和N2的VAR; 3）用N1和N2的VAR曲线的交点求得端口电压u0和 端口电流i0； 4）利用置换定理，用一个独立电压（流）源置 换其中的一个单口，如N2 ； 5）利用以前所学知识，求N1内部各变量。 一、定义： 4-2 单口网络的VAR 单口网络的端口电压与端电流的关系称单口的伏安关系，它由单口本身的特性确定，与外部电路无关。 二、单口VAR的求取方法： 方法一：外接元件法。 x N i u 注意：N内部必需含独立源才可使用本方法。 10v 5 20 x u i i1 由（1）： 代入（2）： 例1：求图示 单口的VAR。 i2 N i u 方法二：外接电流源法。 10v 5 20 u i i1 得到： N i u 方法三：外接电压源法。 10v 5 20 u i 得到： 注意：不同的方法求出的VAR是一样的，说明。。。。 例2：求图示单口 的VAR。 要点： 用方便的方法布列关于u和i的方程； 设法消去中间变量，得到VAR。 例3：求图示单口 的VAR。 启示： 。。。。 4-3 置换定理 替代定理：如果网络N由一个电阻单口网络NR和一个任意单口网络NL连接而成[图4-30(a)]，则: 1．如果端口电压u有惟一解，则可用电压为u的电压源来替代单口网络NL，只要替代后的网络[图(b)]仍有惟一解，则不会影响单口网络NR 内的电压和电流。 2．如果端口电流i有惟一解，则可用电流为i的电流源来替代单口网络NL，只要替代后的网络[图(c)]仍有惟一解，则不会影响单口网络NR 内的电压和电流。 替代定理的价值在于： 一旦网络中某支路电压或电流成为已知量时，则可用一个独立源来替代该支路或单口网络NL，从而简化电路的分析与计算。 替代定理对单口网络NL并无特殊要求，它可以是非线性电阻单口网络和非电阻性的单口网络。 例1：求图示电路在I=2A时，20V电压源发出的功率。 解：用2A电流源替代电阻Rx和单口网络 N2 例2：用分解的方法求i1。 解： 1）在1－1‘分解电路，得到N1和N2; 2）求N1的VAR： 3）求N2的VAR; 4）联立两个VAR方程， 求出端口电流i：i=1/3A 5）用电流源置换掉N2,如下图; 6）由下图求i1:i1=1/9A。 说明：。。。 例3： 图4-32(a)电路中，已知电容电流iC(t)=2.5e-tA，用 置换定理求i1(t)和i2(t) 。 解：图(a)电路中包含一个电容，它不是一个电阻电路。用 电流为iC(t)=2.5e-tA的电流源替代电容，得到图(b)所示 线性电阻电路，用叠加定理求得： 4-4 单口网络的等效电路 1、定义：具有相同伏安关系的两个或两个以上的单口网络，称为相互等效的网络。 （1）相互等效的二端网络在电路中可以相互代 换；以简单的单口代替复杂的单口称化简； （2）只对外等效，内部并不一样。 例：图（a），已知 uS=6V，iS=2A，R1=2?，R2=3?。求：单口网络的伏安关系，并画出单口的等效电路。 解：在端口外加电流源i，求端口电压 单口等效电路是电阻Ro和电压源uOC的串联， 如图(b)所示。 说明。。。 4-5 几种基本电路的等效规律和公式 1. 串联电阻的等效电