第9讲 分解方法与单口网络.ppt

第一章 电路分析的基础知识 第一章 电路分析的基础知识 第一章 电路分析的基础知识 第 九 讲 第四章 分解方法与单口网络 4-1 分解的基本步骤 4-2 单口网络的电压电流关系 4-3 置换定理 4-4 单口网络的等效电路 4-5 一些简单的等效规律和公式 4-6 戴维南定理 4-7 诺顿定理 4-8 最大功率传递定理 4-9 T型网络和∏型网络 本章教学要求 1、掌握分解方法的基本步骤； 2、熟练掌握单口网络的电压电流关系； 3、掌握置换定理、戴维南定理、诺顿定理、 最大功率传递定理等电路基本定理； 4、熟练掌握单口网络的等效电路； 5、掌握T型网络和∏型网络的等效变换。 本次课教学要求 1、掌握分解方法的基本步骤； 2、熟练掌握单口网络的电压电流关系； 3、掌握置换定理及其应用。 重点 分解方法，单口网络的电压电流关系 难点 含受控电源的单口网络 §4.1 分解的基本步骤 1、引言 电路分析方法的简化途径： 叠加法：将多个激励源的电路化成单个激励源电路求解； 分解法：将复杂电路（网络）拆分成简单电路求解，一般转换成单口网络求解； 变换法：电路变换和数学变换。 电路变换法：将复杂电路（网络）变换成等效的简单电路求解； 域变换法：即数学变换法，通过数学方法将电路从时域变换到频域或复频域求解，然后再变回时域。 2 、分解的基本步骤 （1）将给定网络划分为两个单口网络N1和N2； （2）分别确定N1和N2的VCR（计算或测量，即理论法和实验法； （3）求解N1和N2的VCR的联立方程组，或用图解法确定N1和N2的VCR 曲线的交点，以确定端口的电压和电流； （4）分别求出N1和N2内部各支路的电压和电流。 分解的示意图 分解后，对于N1网络有：u=f1(i)，对于N2网络有：u=f2(i) ； 两个未知数，两个方程，端口电压u和电流i可以确定。 § 4.2 单口网络的电压和电流关系 4.2.1 单口网络的定义 单口网络: 对外只有两个端钮的网络整体称为单口网络或二端网络。 单口网络 注意：单口网络VCR是由单口网络本身决定的，与外接电路无关 § 4.2 单口网络的电压和电流关系（续） 4.2.2 单口网络的VCR及伏安特性曲线 单口网络的VCR：端口电压u和电流i的关系。 伏安特性曲线：在直角坐标系中描述端口电压u和电流i的关系的图像。 图4-3 求解单口网络VCR的基本方法 1.在端口上任意外接线路X求解（图4-3） 2. 外接电流源（自变量）求电压（函数）法（下图），即推导u= f(i)关系。 3. 外接电压源（自变量）求电流（函数）法，即推导i= f(u)关系。 4. 两点法：对于线性有源单口网络，可以求出端口的开路电压和短路电流，确定两个特殊点解决问题。 ▼对于兼有受控电源和独立电源的单口网络，有时求不出端口的开路电压或短路电流，此时，可以在端口给出一个具体电压或电流值，求出对应的电流或电压，以确定直线的另一点。 例4-1 试求图4-3所示含电压源和电阻的单口网络的VCR及伏安特性曲线。 图4-3 解1：把X看作任意电路列方程 例4-1 解2：设想X是一个电流源i，列出节点电压方程 解3：设想X是一个电压源u，列出节点电流方程 例4-1 解4： 端口开路电压 端口短路电流 根据直线方程的截距式 根据开路电压和短路电流，可以很方便地作出该网络的伏安特性曲线。 例4-2 含受控电源的单口网络 用观察法列回路电压方程 显然，u为i的一次函数。 例4-3 无源单口电阻网络 解：此例实际上是求无源二端网络的等效电阻。 用网孔法计算比较麻烦，可以用T形-∏形网络等效变换的方式解决。 § 4.3 单口网络的置换—置换定理 1、置换定理（替代定理） 若网络N由两个单口网络N1和N2组成且已知端口电压和电流值分别为α和β，则N2（或N1）可用一个电压为 α 的电压源或用一个电流为β 的电流源置换，不影响N1（N2）内支路电压、电流原有数值。 （a）原网络 （b）N2为电压源所置换 （c）N2为电流源所置换 图4-6 置换定理 I1 = 2 A , I2 = 1 A , I3 =1 A , U3 = 8 V 替代后电路中各支路电压和电流均保持不变 电路中各支路电压和电流已求出 用US= U3 = 8 V 的电压源替代 用IS= I3 = 1 A 的电流源替代 第一章 电路分析的基础知识