[理学]电路与信号分析基础第2章.ppt

内容：任一线性有源二端网络N，对其外部电路来说，都可以用电流源和电阻并联组合等效代替，该电流源的电流等于网络的短路电流ISC ，该电阻等于网络内部所有独立源作用为零情况下网络的等效电阻R0 。 2.3.4　诺顿定理 N a b 外电路 a b R0 ISC 外电路 N0 a b R0 其中： N0为将N中所有独立源置零后所得无源二端网络。 由诺顿定理所得的电流源等效电路称为诺顿等效电路。 N a b Isc 凡是戴维南定理能解决的问题，诺顿定理也能解决，其解题步骤与戴维南定理类似。 例： 2.16 试用诺顿定理求电流I 。 (1)求短路电流Isc 140V 6? 5? + – 90V a b 20? I + – ISC 140V 5? + – 90V a b 20? + – (2) 求等效电阻R0： (3) 诺顿等效电路: b 6? I a 4 ? 25A 5? a b 20? 2.17利用诺顿定理求图2.31(a)所示电路中的电流I (1)求短路电流Isc (2) 求等效电阻R0： (3) 诺顿等效电路: 由图(a)可知，负载获得的功率可表示为  2.3.5　最大功率传输定理 为了求得RL改变时PL的最大值，将上式对RL求导，并令其为零，即 2.3.5　最大功率传输定理 有源二端网络等效为戴维南等效电路 有源二端网络等效为诺顿等效电路 最大功率 匹配条件 最大功率 匹配条件 匹配概念与正确理解最大功率传输定理 通常把负载电阻等于电源内阻时的电路工作状态称为匹配状态。 应当注意的是，不要把最大功率传输定理理解为：要使负载功率最大，应使实际电源的等效内阻Ｒ0等于ＲL。 必须指出：由于Ｒ0为定值，要使负载获得最大功率，必须调节负载电阻ＲL(而不是调节Ｒ0)才能使电路处于匹配工作状态。 2.18　求图2.33(a)所示电路中RL为何值时能取得最大功率，该最大功率是多少？ 图2.33 断开RL支路断开，用叠加定理求开路电压UOC 所以 求等效电阻R0 戴维宁等效电路，接上RL支路如右图 根据最大功率传输定理可知，当 时，可获得最大 功率为 2.19　在图(a)所示电路中，若已知：当R5 = 8 ?时，I5 = 20 A；当R5 = 2 ?时，I5 = 50 A，问R5为何值时，它消耗的功率最大？此时最大功率为多少？ 戴维南等效 则有 依题条件可列方程组 根据最大功率传输定理可知，当R5= R0=2 ?时，可获得最大功率 2.4 Multisim直流电路分析 本节主要介绍Multisim 2001在直流电路分析中的应用，通过下面的实例进一步熟悉各种电路分析方法，并通过实验仿真验证理论计算和定律的正确性。 2.20　如图2.35(a)所示电路中，已知US1=16 V， US2=16 V ，R1 = 20 ?，R2 = 40 ?，R3 = 40 ?。试用网孔分析法求网孔电流I1、I2 。 图2.35 列网孔方程组： 图2.35 图2.35(b)中电流表的读数分别为0.200 A和0.100 A，为两网孔网孔电流I1和I2 。可见，理论计算与电路仿真结果是相同的。 2.21　如图2.36(a)所示电路中，已知US1=15 V， US2=20 V ，R1 = 5 ?，R2 = 10 ?， R3 = 10 ? ， R4 = 20 ?，R5 = 20 ? 。试用节点电压法求节点1、节点2的电压U1、U2 。 图2.36 取节点3为参考节点，由电路图可以直接写出电路的节点电压方程为： 图2.36 图2.36(b)中电压表的读数为节点1、节点2的电压U1和U2，且都为10.000 V。可见，理论计算与电路仿真结果是相同的。 2.22　如图2.37(a)所示电路中，已知US=15 V， IS=3 A ，R1 = 20 ?，R2 = 5 ? 。试用叠加原理求流过电阻R2 的电流I及两端的电压U 。 图2.37 电流源和电压源同时作用时 I = 3 A，U = 15 V 电流源单独作用时 I1 = 2.4 A，U1 = 12 V 。 电压源单独作用时 I2 = 0.6 A，U2 = 3 V 。 可见U =U1+ U2， I= I1+ I2 ，电路仿真结果与理论计算是相同的，从而验证了叠加定理的正确性。 图2.38 电压表的读数为开路电压，UOC=6 V 2.23　如图2.38(a)所示电路中，已知US=12 V， R1 = 40 ?，R2 = 40 ?， R3 = 40 ? ， R4 = 60 ? 。试用戴维南定理求流过电阻R4的电流I