[物理]第1章 电路分析方法.ppt

电工电子技术基础 第1章 电路的基本概念和分析方法 第1章 电路的基本概念和分析方法 1.1 电路基本物理量及其正方向 1.2 电路基本元件 1.3 基尔霍夫定律 1.4 电路分析方法 1.5 电路定理 1.6 电路过渡过程分析 (4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RS和 RS不一定是电源内阻。 1 1 1 R U I = 3 3 3 R U I = R1 R3 Is R2 R5 R4 I3 I1 I 应 用 举 例 - + Is R1 U1 + - R3 R2 R5 R4 I=？ U3 (接上页) Is R5 R4 I R1//R2//R3 I1+I3 R1 R3 Is R2 R5 R4 I3 I1 I 4 5 4 R R R U U I d d + + - = + Rd Ud + R4 U4 R5 I - - (接上页) IS R5 R4 I R1//R2//R3 I1+I3 ( ) ( ) 4 4 3 2 1 3 2 1 3 1 // // // // R I E R R R R R R R I I U S d d = = + = 1.3 基尔霍夫定律 3条或3条以上支路的连接点称为节点。 两节点之间的每一条分支称为支路。 电路中任一闭合的路径称为回路。 内部不含有去路的回路称为网孔。 支路：共3条 回路：共3个 节点：a、 b (共2个） 例 #1 #2 #3 a I1 I2 U2 + - R1 R3 R2 + _ I3 b U1 1.3.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。 在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒等于零。 表述一 表述二 可假定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负；也可以作相反的假定。 所有电流均为正。 例：用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流i1和i2。 解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得： KCL通常用于节点，但是对于包围几个节点的闭合面也是适用的。 例：列出下图中各节点的KCL方程 解：取流入为正 以上三式相加： i1 ＋ i2＋i3 ＝0 节点a i1－i4－i6＝0 节点b i2＋i4－i5＝0 节点c i3＋i5＋i6＝0 电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。 例 I1+I2=I3 例 I=0 KCL的扩展 I=? I1 I2 I3 U2 U3 U1 + _ R R1 R + _ + _ R 广义节点 1.3.2 基尔霍夫电压定律（KVL） 表述一 表述二 在任一瞬时，在任一回路上的电位升之和等于电位降之和。 在任一瞬时，沿任一回路电压的代数和恒等于零。 电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。 所有电压均为正。 对于电阻电路，回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压源电压的代数和。 在运用上式时，电流参考方向与回路绕行方向一致时iR前取正号，相反时取负号；电压源电压方向与回路绕行方向一致时us前取负号，相反时取正号。 KVL通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上。 例：列出下图的KVL方程 例 例如： 回路 a-d-c-a ∑U=0 电压升 电压降 或 1.4 电路分析方法 1.4.1 电阻的串联及并联 具有相同电压电流关系（即伏安关系，简写为VAR）的不同电路称为等效电路，将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为等效变换。将电路进行适当的等效变换，可以使电路的分析计算得到简化。 1．电阻的串联 n个电阻串联可等效为一个电阻 分压公式 两个电阻串联时 2．电阻的并联 n个电阻并联可等效为一个电阻 分流公式 两个电阻并联时 1.4.2 支路电流法 支路电流法是以支路电流为未知量，直接应用KCL和KVL，分别对节点和回路列出所需的方程式，然后联立求解出各未知电流。 一个具有b条支路、n个节点的电路，根据KCL可列出（n－1）个独立的节点电流方程式，根据KVL可列出b－(n－1)个独立的回路电压方程式。 图示电路 （2）节点数n=2，可列出2－1=1个独立的KCL方程。 （1）电路的支路数b=3，支路电流有i1 、i2、 i3三个。 （3）独立的KVL方程数为3－(2－1)=2个。 回路I 回路Ⅱ 节点a 解得：i1=－1A i2=1A i10说明其实际方向与图示方向相反。 对节点a列KCL方程： i2=2+i1 例：如图所示电路，用支路电