[物理]第2章 电路的分析.ppt

第二章 电路的分析方法 §2.1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、KVL列方程求解的方法。 例题1：图示电路有几个结点、几条支路、几个网孔？独立的KCL、KVL方程有几个？ §2.2叠加原理 一 、线性系统及其性质 线性系统:由线性电路元件组成并满足线性性质的电路。 线性性质: 1.齐次性：若线性系统的输入为x时，输出为y，则当输入为Kx时，输出为Ky。 2.可加性：若线性系统的输入为x1时，输出为y1，当输入为x2时，输出为y2；则当输入为x1+x2时，输出为y1+y2。 二、叠加原理 定义：在线性电路中，当电路中有多个独立源同时作用时，它们在任一支路中产生的电流（或电压）等于各个独立源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和。 在应用叠加定理时应注意： (1) 叠加定理仅适用于线性电路求解电压和电流响应而不能用来计算功率。 (2) 应用叠加定理求电压、电流是代数量的叠加，应特别注意各代数量的符号。 (3) 当一独立源作用时，其他独立源都应等于零(即独立理想电压源短路，独立理想电流源开路) 。 (4) 若电路中含有受控源，应用叠加定理时，受控源不要单独作用(这是劝告! 若要单独作用只会使问题的分析求解更复杂化)，在独立源每次单独作用时受控源要保留其中，其数值随每一独立源单独作用时控制量数值的变化而变化。 (5) 叠加的方式是任意的，可以一次使一个独立源单独作用，也可以一次使几个独立源同时作用，方式的选择取决于对分析计算问题简便与否。 §2.3网络的化简 例3：求图示电路的等效电阻 Rab。 一、 戴维宁等效网络定理 定理：任一有源二端线性网络A，可用一电压源与一电阻串联的组合模型等效代替 [例1]用戴维宁定理求电路中R支路的电流I 。 二、诺顿等效网络定理 定理：任一有源二端线性网络A，可用一电流源与一电阻并联的组合模型等效代替 §2.5 结点电压法方法：以结点电压为变量的电路分析方法。 例2： 图示1电路中，已知R1=15Ω，R2=1.5Ω，R3=1Ω, us1=15V，us2=4.5V, us3=9V。 求电压uab及各电源产生的功率。 * 第2章 电路的分析方法 §2.1 支路电流法 §2.2 叠加原理 §2.3 网络的化简 §2.4 戴维宁及诺顿等效网络定理 *§2.5 结点电压法 *§2.6 含受控源电路的分析 §2.7 非线性电阻电路 15Ω + - (a) U 15Ω 15Ω 5Ω 2A + - 12V I 5I 它是以完备的支路电流变量为未知量，根据元件的VAR 及 KCL、KVL约束，建立数目足够且相互独立的方程组，解出各支路电流，进而再根据电路有关的基本概念求得人们期望得到的电路中任何处的电流、电压、功率等。 解题步骤： 1.确定电路的结点数n、 支路数m。 本例题中: n=2、m=3。 2.标出各支路电流的参考 方向及网孔回路绕行方向。 3.列出相应的（n-1）个KCL、 m-(n-1)个KVL方程。 对结点A: 对网孔Ⅰ: 对网孔Ⅱ： 4. 将得到的m个方程联立求解。 技巧：一般KVL方程只需列出 网孔电压方程。 Ⅰ1R1+Ⅰ3R3-US1=0 结点2： 结点3： 结点4： 结点5： 结点n=6 结点1： 回路Ⅰ： 回路Ⅱ： 回路Ⅲ： ，支路m=9 ，网孔=4。 独立KCL=n-1=5 含有电流源的支路电流为已知量，因此本例只需列 m-1个方程。独立的KVL=3，且一般不选含有电流源的支路作为KVL回路。 例题2 用支路电流法求各支路电流，并计算各元件吸收的功率。 解：设各支路电流和网孔绕向如图所示 对结点1： 对回路1： 联立求解得： 2A电流源吸收的功率为： 10V电压源吸收的功率为： 30?电阻吸收的功率为： 20?电阻吸收的功率为： 例3： 列出图示电路的支路电流方程。 解：设各支路电流和网孔绕向如图所示 对结点1： 对结点2： 对结点3： 对回路1： 对回路2： 对回路3： P59 2.6题 例1：用叠加定理求各支路电流 （a） （b） （c） 解：1.电流源单独作用如图？ 2.电压源单独作用如图？ + 6V - 4Ω 1Ω 5Ω 2Ω u - + (b) a b (c) 4Ω 1Ω 5Ω 2Ω 12A u - + + 6V - 4Ω 1Ω 5Ω 2Ω 12A u - + (a) 例2：用叠加定理求图示电流源两端的电压  解：电压源单独作用时如图(b)所示，则 而