电路基础（微课版）课件 （成超）第3章 电路分析的方法和定理、第4章 正弦交流电路基础.pptx

第3章电路分析的方法和定理;第3章电路分析的方法和定理;第3章电路分析的方法和定理;3.1电路分析的方法;支路电流法以电路中的各个支路电流为未知量，利用欧姆定律和基尔霍夫定律列出支路电流的方程，然后从所列方程中解出各支路电流。这种方法是求解电路的最基本、最直观的方法。以下图所示的电路为例说明支路电流法的具体步骤。;?;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;用支路电流法时将支路电流作为未知量列方程，当电路结构比较复杂时，支路数量比较多，所列出来的方程数量也就比较多，计算量就相当繁重。对于一般电路而言，网孔的数量少于支路的数量，采用网孔电流作为未知量来列方程，可以减少方程的数量。这种方法称为网孔电流法。

所谓网孔电流是一种假想的电流，就是在每个网孔中，都有一个沿着网孔路径的绕行方向进行环形流动的假想电流，这种假想电流就称为网孔电流。下面仍然以上一节讲述支路电流法所举例的电路为例说明网孔电流法的具体步骤。;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;从上述分析可知，采用网孔电流法联列求解的方程数量要少于采用支路电流法的方程个数。

使用网孔电流法时，如果遇到含有理想电流源的网孔，由于网孔方程中的每一项均为电压，因此必须把理想电流源两端的电压增设为未知量列入网孔方程，并将电流源的电流与网孔电流的关系作为补充方程，一并求解。;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;节点电压法采用节点电压为未知量来列写方程，它不仅适用于平面电路，还可用于非平面电路，对节点较少的电路尤其适用。电路的计算机辅助分析也常用节点电压法作为程序的算法，因此它已成为电路分析中最重要的方法之一。

在使用节点电压法时，为了方便起见，一般任意选择某一节点的电压为零（称为参考节点），其他节点与参考节点之间的电压便是节点电压。下面仍然以前面讲述支路电流法和网孔电流法所举例的电路为例说明节点电压法的具体步骤。;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;3.1电路分析的方法;3.2线性电路定理;叠加定理???表述为：线性电路中，任一支路的电流或电压都是各个独立电源单独作用时在该支路中产生的电流或电压的线性叠加（代数和）。

叠加定理在线性电路分析中起着重要作用，它是分析线性电路的基础。线性电路的许多定理都是从叠加定理推导而来的。;使用叠加定理时应注意以下几点：

（1）叠加定理只能用来计算线性电路的电流和电压，而对非线性电路或线性电路中的非线性量（如功率）叠加定理不适用。

（2）叠加时，电路的连线及电路中的所有元件都不允许更改。不作用的电压源置零，在电压源处用短路代替；不作用的电流源置零，在电流源处用开路代替。

（3）叠加时，应注意各个分量是求代数和，即分量与总量参考方向一致时取正号，相反时取负号。;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;齐次性又称为比例性或均匀性，是线性电路的另一个重要性质。

齐次定理可表述为：线性电路中，当所有的电源都增大或缩小N倍时，各支路的电流或电压也同时增大或缩小N倍。

显然，当电路中仅有一个电源时，电路中各处的电流、电压都与电源成正比。;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;?;?;?;戴维南定理和诺顿定理是电路理论中的两个重要定理。戴维南定理表明一个复杂的电路网络可以等效变换为一个电压源和电阻串联的电路形式。诺顿定理则表明一个复杂的电路网络可以等效变换为一个电流源和电导并联的电路形式。

戴维南定理可以表述为：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，可以等效为一个理想电压源和一个电阻串联的电路形式，其中理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压，而电阻等于原二端网络中所有独立电源置零时从端口看进去的等效电阻。;戴维南定理又称为等效电源定理。在电路分析中经常利用戴维南定理将一个有源二端网络等效变换为一个电压源和电阻的串联结构，如下图所示。;?;?;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;诺顿定理可以表述为：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，可以等效为一个理想电流源和一个电导并联的电路形式，其中理想电流源的电流等于原二端网络的短路电流，而电导等于原二端网络中所有独立电源置零时从端口看进去的等效电导。

应用诺顿定理分析电路时，短路电流和等效电导的求法与戴维南定理类似。下面再次以前个例题的电路为例，说明利用诺顿定理分析电路的具体步骤;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;3.2线性电路定理;在电子电路中，接在给定有源二端网络两端的负载，往往要求能够从这个二端网络中获得最大的功率。当负载发生变化时，二端网络向负载提供的功率也会发生变化。下面讨论负载获得最大功率的条件。对于负载而言，有源二