01电路与电路分析.ppt

已知：R1=20 ?、 R2=30 ? R3=30 ?、 R4=20 ? U=10V 求：当 R5=16 ? 时，I5=? R1 R3 + _ R2 R4 R5 U I5 R5 I5 R1 R3 + _ R2 R4 U 等效电路 有源二端网络 例 由此式能看出负载上获得最大功率的条件吗？ *R0=RL 把上式加以整理可得： 电源内阻与负载电阻相等称为阻抗匹配。晶体管收音机的输出变压器就是利用这一原理使喇叭上获得最大功率的。 RL S US I R0 ＋ － 负载上的最大功率为： Va = +5V a 点电位： a b 1? 5A a b 1? 5A 例 例 （补充）电路中的电位及其计算方法 电位 电位实际上就是电路中某点到参考点的电压，电压常用双下标，而电位则用单下标，电位的单位也是伏特[V]。 电位具有相对性，规定参考点的电位为零电位。因此，相对于参考点较高的电位呈正电位，较参考点低的电位呈负电位。 Vb = - 5V b点电位： ＋ － 12V 例 求开关S打开和闭合时a点的电位值。 －12V 6KΩ 4KΩ 20KΩ ＋12V S 解 画出S打开时的等效电路： b a S b a d c 6KΩ 4KΩ c 20KΩ ＋ － 12V 显然，开关S打开时相当于一个闭合的全电路，a点电位为： S闭合时的等效电路： 6KΩ 4KΩ 20KΩ ＋ － 12V ＋ － 12V b a c S闭合时，a点电位只与右回路有关，其值为： d d 例 电路如下图所示，分别以A、B为参考点计算C和D点的电位及UCD。 10 V 2 ? + – 5 V + – 3 ? B C D I A 解 以A点为参考电位时 I = 10 + 5 3 + 2 = 3 A VC = 3 ? 3 = 9 V VD= ?3 ? 2= – 6 V UCD = VC ?VD = 15 V 以B点为参考电位时 VD = – 5 V VC = 10 V UCD = VC – VD= 15 V * 电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压； **电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但是任意两点间的电压不变。 目的：找出一般(对任何线性电路均适用)的求解线性网络的 系统方法(易于计算机编程序求解) 。 对象：含独立源、受控源的电阻网络的直流稳态解。 应用：主要用于复杂的线性电路的求解。 复杂电路的分析法就是根据KCL、KVL及元件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和节点电压法。 电路性质 元件特性(约束) (对电阻电路，即欧姆定律) 结构—KCL，KVL 相互独立 基础： 复杂电路分析方法概述 1.8.2 支路电流法 (branch current method ) 出发点：以支路电流为电路变量。 对于有n个节点、b条支路的电路，要求解支路电流和电压，未知量共有2b个。只要列出2b个独立的电路方程，便可以求解这2b个变量。 举例说明： R1 R2 R3 R4 R5 R6 + – i2 i3 i4 i1 i5 i6 uS 1 2 3 4 b=6 n=4 独立方程数应为2b=12个。 支路电流法：以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。 R1 R2 R3 R4 R5 R6 + – i2 i3 i4 i1 i5 i6 uS 1 2 3 4 (1) 标定各支路电流、电压的参考方向 u1 =R1i1， u2 =R2i2， u3 =R3i3， u4 =R4i4， u5 =R5i5， u6 =–uS+R6i6 (1) (b=6，6个方程，关联参考方向) (2) 对节点，根据KCL列方程 节点 1：i1 + i2 – i6 =0 节点 2：– i2 + i3 + i4 =0 节点 3：– i4 – i5 + i6 =0 节点 4：– i1 – i3 + i5 =0 (2) 式(2)中的4个方程相加，将得到0=0的结果，即4个方程是不独立的，因每个支路电流总是从一个节点流入，而从另一个节点流出。但任取其中3个方程都是独立的，所以，独立方程数为n–1=4–1=3个。 (出为正，进为负) 支路法的一般步骤： (1) 标定各支路电流、电压的参考方向； (2) 选定(n–1)个节点，列写其KCL方程； (3) 选定b–(n–1)个独立回路，列写其KVL方程； (元件特性代入) (4) 求解上述方程，得到b个支路电流； (5) 其它分析。 支路法的特点： 支路电流法是最基本的方法，在方程数目不多的情况下可以使用。由于支路法要同时列写 KCL和KVL方程， 所以方程数较多，且规律性不强(相对于后面的方