第二電路的分析方法

第二電路的分析方法第1頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ§2.1

支路電流法支路電流法的解題步驟分析電路中的結(jié)點(diǎn)數(shù)n和支路數(shù)m，并設(shè)定各支路電流參考方向根據(jù)KCL列出n－1個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程根據(jù)KVL列出m－(n－1)個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程聯(lián)立m個(gè)方程，求解得出各支路電流第2頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題1求右圖所示電路各支路電流分析結(jié)點(diǎn)數(shù)為4，結(jié)點(diǎn)電流獨(dú)立方程數(shù)為3支路數(shù)為6，獨(dú)立回路電壓方程數(shù)為3各支路電流參考方向如圖所示第3頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題1應(yīng)用KCL列出結(jié)點(diǎn)電流方程A點(diǎn)：I1+I2+I3=0B點(diǎn)：I1=I4+I6C點(diǎn)：

I2+I4=I5D點(diǎn)：

I3+I5+I6=0將上述四個(gè)方程去掉任何一個(gè)即得獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程第4頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題1應(yīng)用KVL列出回路電壓方程回路①：

I1R1+I4R4－I2R2－U1=0回路②：

I2R2+I5R5－I3R3－U2=0回路③：

I6R6－I5R5－I4R4=0第5頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題1聯(lián)立方程I1+I2+I3=0I1=I4+I6I2+I4=I5I1R1+I4R4－I2R2－U1=0I2R2+I5R5－I3R3－U2=0I6R6－I5R5－I4R4=0第6頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題2右圖所示電路中，已知Us＝15V，Is＝10A，R1=R2=R=1Ω,求各支路電流I1、I2和I第7頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題2分析結(jié)點(diǎn)數(shù)2個(gè)，結(jié)點(diǎn)電流方程數(shù)為1個(gè)支路數(shù)3個(gè)，回路電壓獨(dú)立方程數(shù)為2個(gè)結(jié)點(diǎn)電流參考方向及回路循行方向如圖所示第8頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ支路電流法例題2應(yīng)用KCL和KVL得I1+I2=II1R1+IR－Us=0－I2R2+U－IR=0根據(jù)電流源特性可得I1+I2=II1R1+IR－Us=0I2=Is第9頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ§1.2

疊加定理線性系統(tǒng)及其性質(zhì)齊次性：若線性系統(tǒng)的輸入為x，相應(yīng)的輸出為y；當(dāng)輸入為Kx時(shí)，輸出則為Ky可加性：系統(tǒng)單獨(dú)輸入x1時(shí)輸出為y1；單獨(dú)輸入x2時(shí)輸出為y2；若輸入為x1＋x2時(shí)，則相應(yīng)的輸出為y1＋y2第10頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理疊加定理在線性電路中，如果有多個(gè)獨(dú)立源同時(shí)作用，根據(jù)可加性，它們?cè)谌我恢分挟a(chǎn)生的電流（或電壓）等于各個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和第11頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理的“除源”“除源”的含義當(dāng)某個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用于電路時(shí)，其他獨(dú)立源應(yīng)該從電路中除去“除源”的方法電壓源電壓Us＝0，即電壓源“短路”電流源電流Is＝0，即電流源“開路”第12頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理例題左圖所示電路中，已知Us＝15V，Is＝10A，R1=R2=R=1Ω,求各支路電流I1、I2和I第13頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理例題單獨(dú)考慮電壓源Us，則應(yīng)使電流源“開路”I21=0I11=I01=Us/(R+R1)第14頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理例題單獨(dú)考慮電流源Is，則應(yīng)使電壓源“短路”I22=IsI12=－Is×R/(R+R1)I02=Is×R1/(R+R1)第15頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ疊加定理例題根據(jù)疊加原理I1=I11+I12 =Us/(R+R1)－IsR/(R+R1)I2=I21+I22 =0+IsI=I01+I02 =Us/(R+R1)+IsR1/(R+R1)第16頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ§2.3

網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)二端線性電阻網(wǎng)絡(luò)的等效化簡(jiǎn)利用等勢(shì)點(diǎn)簡(jiǎn)化連接形式求等效電阻利用加壓求流的方法求等效電阻第17頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ加壓求流法示例第18頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ利用“電源互換原理”化簡(jiǎn)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)第19頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ“電源互換原理”解題示例利用電源互換原理化簡(jiǎn)并求解電流I第20頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ“電源互換原理”解題示例第21頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ“電源互換原理”解題示例第22頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ“電源互換原理”解題示例第23頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ“電源互換原理”解題示例第24頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ§2.4

戴維南及諾頓等效網(wǎng)絡(luò)定理戴維南定理對(duì)任一有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，均可用一電壓源與一電阻串聯(lián)的組合模型等效代替電壓源的源電壓US為有源二端線性網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，電阻RS為有源二端線性網(wǎng)絡(luò)除源后的等效電阻R0第25頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南定理解題步驟戴維南定理解題步驟首先將欲求支路或包含欲求支路的部分電路從電路中分離出去，對(duì)剩余有源二端線性網(wǎng)絡(luò)求開路電壓UOC將有源二端線性網(wǎng)絡(luò)除源，求其等效電阻R0畫出戴維南等效電路，接入分離出去的支路或部分電路，求出待求量第26頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南定理解題示例求如圖R支路的電流I第27頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南定理解題示例斷開R，求UOC由如圖循行方向，利用KVL有：

I1R1+UOC－US=0 I1=

－IS解得UOC=US+ISR1第28頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南定理解題示例電路除源，求R0由如圖箭頭方向，利用二端電阻網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化方法有：

R0=R1第29頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南定理解題示例畫出戴維南等效電路根據(jù)US＝

UOC，RS＝

R0作出等效電路接入R支路由圖解得I=UOC/(R0+R)第30頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理諾頓定理對(duì)任一有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，均可用一電流源與一電阻并聯(lián)的組合模型等效代替電壓源的源電壓IS為有源二端線性網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC，電阻RS為有源二端線性網(wǎng)絡(luò)除源后的等效電阻R0第31頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理解題步驟諾頓定理解題步驟首先將欲求支路或包含欲求支路的部分電路從電路中分離出去，對(duì)剩余有源二端線性網(wǎng)絡(luò)求短路電流ISC將有源二端線性網(wǎng)絡(luò)除源，求其等效電阻R0畫出諾頓等效電路，接入分離出去的支路或部分電路，求出待求量第32頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理解題示例求如圖R支路的電流I第33頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理解題示例將R短接，求ISC由如圖循行方向，利用KVL和KCL有：

I1=US/R1 ISC=

I1+IS解得ISC=

US/R1+IS第34頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理解題示例電路除源，求R0由如圖箭頭方向，利用二端電阻網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化方法有：

R0=R1第35頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ諾頓定理解題示例畫出諾頓等效電路根據(jù)IS＝

ISC，RS＝

R0作出等效電路接入R支路由圖解得I=ISCR0/(R0+R)第36頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ戴維南及諾頓等效網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定法第37頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ§2.7

非線性電阻電路非線性電阻元件指阻值不為常數(shù)的電阻元件非線性電阻元件的圖形符號(hào)非線性電阻元件的伏安特性曲線第38頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻靜態(tài)電阻RQ定義：伏安特性曲線上任一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓和電流的比值稱為該點(diǎn)的靜態(tài)電阻表達(dá)式：RQ=UQ/IQ動(dòng)態(tài)電阻rQ定義：伏安特性曲線上Q點(diǎn)處，電壓的微變量ΔU和電流的微變量ΔI的比值稱為Q點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電阻表達(dá)式：rQ=ΔU/ΔI=du/di|Q第39頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ圖解法求解非線性電阻電路示例如圖電路所示，求二極管的電流ID及其端電壓UD，并求二極管的靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻第40頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ圖解法求解非線性電阻電路示例分析包含非線性器件的電路整體只能采用KCL和KVL列出相關(guān)方程，因此在分析時(shí)通常先將電路分為線性和非線性兩部分第41頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ圖解法求解非線性電阻電路示例對(duì)線性部分采用戴維南定理進(jìn)行等效變換采用疊加定理：UOC=USR2/(R1+R2)+ISR1R2/(R1+R2)對(duì)電路除源：R0=R1//R2+R3=R3+R1R2/(R1+R2)第42頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ圖解法求解非線性電阻電路示例利用圖解法對(duì)等效電路求解應(yīng)用KVL列回路方程：UD=UOC－R0ID在特性曲線中作方程對(duì)應(yīng)的直線，求交點(diǎn)Q(UQ,IQ)UD=UQ,ID=IQ第43頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一DesignByCYQ圖解法求解