university电子电路的教程2.ppt

* 2.1 电阻的串联和并联 2.1.1 电阻的串联 图2-1是三个电阻串联的电路，电阻串联(series connection)的特点是： (1)根据KCL，通过串联电阻的电流是同一个电流； (2)根据KVL，串联电路两端口总电压等于各个电阻上电压的代数和，即 U=U1+U2+U3 （2-1） 应用欧姆定律，有 U=R1I+R2I+R3I=(R1+R2+R3)I=RI （2-2） 式中 R=R1+R2+R3 (2-3) R称为三个串联电阻的等效电阻。 “等效”是电路分析中的一个基本概念。如果二端电路N1、N2（如图2-1(a)、(b)）的端口伏安特性完全相同，就称N1与N2是互为等效的电路。换句话说，互换N1和N2，不会改变外电路中（等效电路以外）任一处的电流和电压。这种等效电路之间的互换，称为等效变换。所谓等效，是指外电路而言的，它们的作用效果是相同的。 式（2-2）表明，图2-1(a)、(b)电路端口的伏安特性相同，因此两个电路是等效的。 利用式（2-2）和U1、U2、U3与电流的关系，可求得 2.1.2 电阻的并联 两个电阻并联的电路，通常记为R1//R2 例2-1 电路如图2-3(a)所示，求ab端等效电阻。 2.1.3 电阻的混联及Y—Δ等效变换 证明Y形连接与Δ形连接电路等效变换的公式： 对于图2-7(a)所示电路有 U13=R1I1+R3(I1+I2) U23=R2I2+R3(I1+I2) （2-11） 对于2-7(b)所示的Δ网络，将电流源并联电阻模型转换为电压源串联电阻模型后可得 以及 U13=R31I1-R31I0 U23=R23I0+R23I2 由此可得 （2-12） 令（2-11）和（2-12）两式中I1和I2前面的系数分别相等，可得 （2-13） 解（2-13）式可得将Δ形连接等效变换为Y形连接时 （2-15） 由（2-13）式也可解得将Y形连接等效电路变换为Δ形连接时 （2-15） 由式（2-14）可知，当 时，有 ，并有 同样，由式（2-15）可知，当 时，有 ，并有 例2-3 如图2-8所示电桥电路，求电流I。 解：可运用Y—Δ变换使原电路化为简单电路后求 2.2 电阻电路功率及负载获得最大功率的条件 负载功率为 即 (R+Rs)2-2R(R+Rs)=0 亦即 R=Rs 满足R=Rs时，称为最大功率“匹配”(match)，此时负载所得的最大功率为 2.3 电路中各点电位的计算 在电路中任选一个“参考点”，电路中某一点到参考点的电压降就叫做这一点的电位。电位也用U表示，a点的电位记为Ua。在图2-10中，若选d点为参考点，则 电压可用“电位差”表示 Uab=R1I1 Uad=Us1 Uac=R1I1-R2I2 Ubd=R3I3 Ucd=-Us2  在电路中任选一个“参考点”，电路中某一点到参考点的电压降就叫做这一点的电位。电位也用U表示，a点的电位记为Ua。在图2-10中，若选d点为参考点，则 Ua=Uad=Us1 Ub=Ubd=R3I3 Uc=Ucd= -Us2 Ud=Udd=0 因此，电位虽是指一点而言，但实际上还是两点之间的电压，只不过这第二点是规定了的参考点。所以能够计算电路中任何两点的电压，也就可以计算电位。 参考点又叫“零电位点”。零电位一经选定，其它各点均有一定的电位。参考点可以任意选定，但一经选定，其它各点的电位就以该点为准计算的。如果更换参考点，则各点的电位也会随之改变。在工程上常常选大地作为参考点，即认为地电位为零。在电子电路中则常选一条特定的公共线作为参考点，这条公共线常是很多元件汇集处且与机壳相联接，这条线也叫“地线”。因此，在电子电路中，参考点用机壳符号“┷”表示。在电路图中，不指定参考点而谈论电位是没有意义的。 例2-4 求图2-12电路中，当K闭合时，Ua、Ub各为多少？开关两端的电压、电阻两端的电压各为多少？ K打开时，上列各项又为多少？ 解：K闭合时，电路内由a向b有电流流过，其值为 a点经闭合的开关K接地，故 Ua=0 或经电源路径计算，得 Ub=-12V 开关两端电压为零。电阻两端电压则为 或 Uab=Ua-Ub=0-(-12)=12V 当开关打开时 同样得 Ub=-12V 2.4 应用基尔霍夫定律计算线性网络 先运用KCL，可以得到如下四个方程（电流流入节点为负，