《电工技术》项目二选读.ppt

电压源和电流源这两种理想元件能否彼此等效？为什么？ 想一想 模块二 直流电路的分析方法 Multisim 10 简介 知识 拓展 任务二　仿真验证基尔霍夫定律 Multisim 10 用户界面 1.电流、电压、功率和电位 电流和电压是电路中的基本物理量，其参考方向和关联方向是个很重要的概念。分析计算电路时，必须首先设定电流和电压的参考方向，这样计算的结果才有实际意义。功率P=UI，在关联参考方向下，P0，表示电路消耗功率；P0，表示电路提供功率。电路中某点到参考点之间的电压就是该点的电位，其计算方法与计算电压相同。 2.欧姆定律和基尔霍夫定律 它们都是电路理论中的重要定律，欧姆定律确定了电阻元件上电压和电流之间的约束关系，通常称特性约束。KCL定律确定了电路中各支路电流之间的约束关系，其内容为：对电路中任一节点在任一时刻，有I=0；KVL确定了回路中各电压之间的约束关系，其内容为：对电路中的回路，在任一时刻，沿回路绕行方向，有U=0。基尔霍夫定律表达的约束关系通常称为拓朴约束。两种约束关系是分析电路的基础。 小结 模块一 电路的基础知识 由于戴维南定理及叠加原理具有一定的抽象性，初学者在学习该内容的时候往往不好理解，本任务通过仿真验证的方式，边练边学，可以化繁为简，理解并掌握戴维南定理及叠加原理。 任务三　仿真验证戴维南定理及叠加原理 任务目标 一、支路电流法 任务三　仿真验证戴维南定理及叠加原理 支路电流法是分析复杂电路的基本方法，对于一个复杂电路，在已知电路中各电阻和电动势的前提下，以各条支路电流为未知量，根据基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律分别列出电路中的节点电流方程及回路电压方程，然后联立求 解，计算出各支路电流，这种分 析电路的方法称为支路电流法。 P74 P75 例2-18 节点电位分析法实质上是以节点电位为未知量的一组ＫＣＬ方程。通过求出电路中各节点的电位，则可根据各节点间的电压求出各支路的电流。 1、定义 2、基本步骤（以图示电路为例） 一、选定参考点，如图所示。 二、列节点KCL方程。 （对节点1） （对节点2） 模块二 直流电路的分析方法 三、以节点电位表示各支路电流。 将以上各支路电流的表示式代入KCL方程式得 四、解方程组即可。代入数据得方程组 （V） （V） 模块二 直流电路的分析方法 进一步求出各支路电流 注：此结论可进行校验，列出参考节点的KCL方程，将各支路电流值代入 满足KCL方程。也可校验电路是否满足能量守恒定律，略。 模块二 直流电路的分析方法 二、叠加原理 任务三　仿真验证戴维南定理及叠加原理 叠加原理是线性电路分析的基本方法，它的内容是：在线性电路中，任一支路中的电流(或电压)等于各个电源单独作用时，在此支路中所产生的电流(或电压)的代数和。 应用叠加原理求复杂电路，可将电路等效变换成几个简单电路，然后将计算结果叠加，求得原来电路的电流、电压。在等效变换过程中，要保持电路中所有电阻不变(包括电源内阻)，假定电路中只有一个电源起作用，而将其他电源作多余电源处理，多余电压源作短路处理，多余电流源作开路处理。 P75 例2-19 例题 计算图(a)、(b)、(c)所示电路中电压 UＯ、UＯ′、UＯ″。 模块二 直流电路的分析方法 解：对图（ａ）所示电路，列出节点方程，其中 。 （V） 所以 V， 在图（ｂ）所示电路中，根据分流公式： 模块二 直流电路的分析方法 所以 （V） 在图（ｃ）所示电路中，根据分压公式： （V） 从计算结果可以看出： （V） 显然上式为叠加关系，这是线性电路的基本性质。 模块二 直流电路的分析方法 注意： （１）叠加定理只适用于线性电路（即由线性元件组成的电路），而且只适用于电压、电流的计算，不适用于功率的计算。 （２）计算各独立源单独激励下的响应时，其他的电压源用短路代替，电流源用开路代替，电阻的阻值及位置保持不变。 （３）叠加时要注意电压和电流的参考方向，若分量的参考方向与原电路中该响应的参考方向一致，则该分量取正号，否则取负号。 模块二 直流电路的分析方法 例题　用叠加定理计算图（ａ）所示电路中通过１２Ω电阻上的电流 I，并验证叠加定理不适用于功率计算。 解：图（ｂ）和（ｃ）分别为原电路中的两独立源单独作用时的电路，由（ｂ）图可得１２Ω电阻的电流为 该支路电压为 （V） 功率为 （W） 模块二 直流电路的分析方法 （W） 根据叠加定理　 　　　 （V） 图（ａ）中１２