电路分析的基本方法2.pptxVIP

本章教学内容2.1 等效电路分析法2.2 支路电流分析法2.3 网孔电流分析法2.4 结点电压分析法2.5 电路定理2.1 等效电路分析法等效电路的概念 两个部分电路具有完全相同的对外连接端，如果两者分别和任意其他的电路成分构成电路，除了这两个部分电路内部，电路的其他部分工作完全一致，则称此两电路互为等效电路。等效电路概念的数学描述： 如果具有相同外接端的两个电路具有完全相同的外特性，这两个电路互为等效电路。VCR相同等效 电路中的一个部分用其等效电路替换后，电路其他部分的工作情况保持不变。 等效只能适用于外电路，对于互相等效的两个电路部分内部的工作一般是不等效的。 在电路中，通过用简单的等效电路替代复杂电路部分，简化电路结构，方便分析。有时，为了进一步等效化简的需要，需要对一些电路结构进行等效变换，如两种电源模型之间的转换。ia+u1_R1u+u2_R2b电阻的串联等效、分压串联连接：在电路中，如果两个二端元件首尾相连（且连接处无其他元件端点连接，即中间无分叉），流过同一个电流，称这两个元件串联。外接端a、b，电压 u 和电流 i 之间的关系表达了这一部分电路的外特性。u1=R1·iu2=R2·i按照欧姆定律：u= u1+ u2根据KVL：u= (R1+ R2)·i= R·ia-b端外特性：ia+u_Rb上述电阻串联电路具有单个电阻元件外特性：u= R·i因此，电阻串联等效为单个电阻元件。等效条件：R=R1+R2电阻串联等效可推广到N个电阻串联，N个电阻串联等效为一个电阻，等效电阻值为各串联电阻值的总和。电阻串联分压公式：iai++u1R1a_++uu2R等效R2_u_b…+uNRN__biai1i2+u_R1R2b电阻的并联等效、分流并联：电路中，两元件同接在两个相同结点之间，具有相同的电压，称为并联。外特性为电压 u 和电流 i 之间关系。按照欧姆定律：根据KCL：i= i1+ i2a-b端外特性：定义电导为电阻的倒数单位：西门子（S）ia+u_Rba-b端外特性可表示为：因此，电阻并联也等效为单个电阻元件。等效条件：G=G1+G2 或电阻并联等效可推广到N个电阻并联，N个电阻并联等效为一个电阻，等效电导值为各并联电导值的总和。iiaai1i2iN++uuR1R2RNR等效G2G1GNG等效__bbaaii+us_+us1_+u_+u_+us2_+usN_bb电源的串、并联等效电压源的串联等效叠加方式与参考方向有关外特性：(KVL)u= us1+ us2+…+ usN= us (电压源特性）若干个电压源串联，等效为一个电压源，等效电压源的数值为各串联电压源数值的叠加。iais1is2isN+u_…baisi+u_b电流源的并联等效叠加方式与参考方向有关外特性：(KCL)i= is1+ is2+…+ isN= is (电流源特性）若干个电流源并联，等效为一个电流源，等效电流源的数值为各并联电流源数值的叠加。aaii+us_+u_+us_+u_Nbb电压源与其他元件的并联等效(KVL)外特性：u = us(电压源特性）电压源与任意非电压源元件（包括电流源）并联，等效为一个同值电压源。注意：不同数值的电压源禁止并联！aaiisi+u_+u_isNbb电流源与其他元件的串联等效(KCL)外特性：i = is(电流源特性）电流源与任意非电流源元件（包括电压源）串联，等效为一个同值电流源。注意：不同数值的电流源禁止串联！a+us_i+u_+uR_R等效条件：等效条件：baiiR+u_isRb含电源支路的等效变换外特性：电压源模型特别注意:电流源和电压源参考方向之间的关系外特性：电流源模型 例：电路组成及参数如图所示，(1)试求电流I5； (2)如C点接地，求A、B、D三点的电位。I I 30V5A30V6?5A3?16?3?16?6?10?6?I 10A2?I 16?5A3?5A6?16?例：求图示电路中流过16?电阻的电流 I 2.2 支路电流分析法 支路电流法是一种基本的电路分析方法，直接从两类约束(欧姆定律和基尔霍夫定律)出发，以支路电流为分析的基本对象，通过两类约束列写关于支路电流的代数方程组，求解得到支路电流后通过元件特性，再确定电路的其它参数。具有N个结点、B条支路的电路，支路电流法分析过程：利用欧姆定律将电压表示为支路电流的函数：列电路的结点KCL（N-1个方程）：在电路中找出B－N ＋1个独立回路列KVL方程：联立求解2. 3.列出的B个方程。例：图示电路，已知R1=4?，R2=20 ? ，R3=3 ? ，R4=3 ? ，求电阻R4中的电流I4。解：电路含有4个结点、6条支路，根据图中各支路电流、电压的参考方向，列写结点a、b、c的KCL方程：KCL:结点a：结点b：结点c：以支路电流为变量列写6-4+1=3个回