大學(xué)電路第二章演示

（優(yōu)選）大學(xué)電路第二章當(dāng)前第1頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.電阻的串、并聯(lián)；4.電壓源和電流源的等效變換；3.電阻的Y—

變換;

重點(diǎn)：1.電路等效的概念；返回當(dāng)前第2頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)電阻電路僅由電源和線性電阻構(gòu)成的電路分析方法歐姆定律和基爾霍夫定律是分析電阻電路的依據(jù)；等效變換的方法,也稱化簡(jiǎn)的方法。下頁(yè)上頁(yè)返回2.1引言當(dāng)前第3頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)

任何一個(gè)復(fù)雜的電路,向外引出兩個(gè)端鈕，且從一個(gè)端子流入的電流等于從另一端子流出的電流，則稱這一電路為二端網(wǎng)絡(luò)(或一端口網(wǎng)絡(luò))。1.兩端電路（網(wǎng)絡(luò)）無(wú)源無(wú)源一端口ii下頁(yè)上頁(yè)2.2電路的等效變換返回當(dāng)前第4頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)B+-ui等效對(duì)A電路中的電流、電壓和功率而言，滿足：BACA下頁(yè)上頁(yè)2.兩端電路等效的概念

兩個(gè)兩端電路，端口具有相同的電壓、電流關(guān)系,則稱它們是等效的電路。C+-ui返回當(dāng)前第5頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)電路等效變換的條件：電路等效變換的對(duì)象：電路等效變換的目的：兩電路具有相同的VCR；未變化的外電路A中的電壓、電流和功率；（即對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效）化簡(jiǎn)電路，方便計(jì)算。下頁(yè)上頁(yè)明確返回當(dāng)前第6頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.3電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)1.電阻串聯(lián)(a)

各電阻順序連接，流過(guò)同一電流(KCL)；(b)總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和(KVL)。下頁(yè)上頁(yè)+_R1Rn+_u

ki+_u1+_unuRk返回當(dāng)前第7頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)

由歐姆定律等效串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和。等效電阻下頁(yè)上頁(yè)結(jié)論+_R1Rn+_u

ki+_u1+_unuRku+_Reqi返回當(dāng)前第8頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)串聯(lián)電阻的分壓電壓與電阻成正比，因此串聯(lián)電阻電路可作分壓電路。例兩個(gè)電阻的分壓：下頁(yè)上頁(yè)表明+_uR1R2+-u1+-u2io返回當(dāng)前第9頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)功率p1=R1i2，p2=R2i2，，pn=Rni2p1:p2::pn=R1:R2::Rn總功率

p=Reqi2=(R1+R2+…+Rn)i2=R1i2+R2i2++Rni2=p1+p2++pn電阻串聯(lián)時(shí)，各電阻消耗的功率與電阻大小成正比；等效電阻消耗的功率等于各串聯(lián)電阻消耗功率的總和。下頁(yè)上頁(yè)表明返回當(dāng)前第10頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.電阻并聯(lián)電路特點(diǎn)(a)各電阻兩端為同一電壓（KVL)；(b)總電流等于流過(guò)各并聯(lián)電阻的電流之和(KCL)。i=i1+i2+…+ik+…+in下頁(yè)上頁(yè)inR1R2RkRni+ui1i2ik_返回當(dāng)前第11頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)由KCL:i=i1+i2+…+ik+…+in=u/R1+u/R2

+…+u/Rn=u(1/R1+1/R2+…+1/Rn)=uGeq等效電阻下頁(yè)上頁(yè)inR1R2RkRni+ui1i2ik_等效+u_iReq返回當(dāng)前第12頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)等效電導(dǎo)等于并聯(lián)的各電導(dǎo)之和。下頁(yè)上頁(yè)結(jié)論并聯(lián)電阻的分流電流分配與電導(dǎo)成正比返回當(dāng)前第13頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)例兩電阻的分流：R1R2i1i2i返回當(dāng)前第14頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)功率p1=G1u2，p2=G2u2，，pn=Gnu2p1:p2::pn=G1:G2::Gn總功率

p=Gequ2=(G1+G2+…+Gn)u2=G1u2+G2u2++Gnu2=p1+p2++pn電阻并聯(lián)時(shí)，各電阻消耗的功率與電阻大小成反比；等效電阻消耗的功率等于各并聯(lián)電阻消耗功率的總和下頁(yè)上頁(yè)表明返回當(dāng)前第15頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)3.電阻的串并聯(lián)例1電路中有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種連接方式稱電阻的串并聯(lián)。計(jì)算圖示電路中各支路的電壓和電流下頁(yè)上頁(yè)i1+-i2i3i4i51865412165Vi1+-i2i31895165V6返回當(dāng)前第16頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)i1+-i2i3i4i51865412165V返回當(dāng)前第17頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例2解①用分流方法做②用分壓方法做求：I1

,I4

,U4下頁(yè)上頁(yè)+_2R2R2R2RRRI1I2I3I412V_U4+_U2+_U1+返回當(dāng)前第18頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)從以上例題可得求解串、并聯(lián)電路的一般步驟：求出等效電阻或等效電導(dǎo)；應(yīng)用歐姆定律求出總電壓或總電流；應(yīng)用歐姆定律或分壓、分流公式求各電阻上的電流和電壓以上的關(guān)鍵在于識(shí)別各電阻的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系！例3求:Rab,Rcd等效電阻針對(duì)端口而言下頁(yè)上頁(yè)61555dcba注意返回當(dāng)前第19頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例4求:Rab

Rab＝70下頁(yè)上頁(yè)601005010ba4080206010060ba120204010060ba20100100ba20返回當(dāng)前第20頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例5求:

Rab

Rab＝10縮短無(wú)電阻支路下頁(yè)上頁(yè)1520ba56671520ba566715ba43715ba410返回當(dāng)前第21頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)斷路例6求:Rab對(duì)稱電路c、d等電位ii1ii2短路根據(jù)電流分配下頁(yè)上頁(yè)bacdRRRRbacRRRRbacdRRRR返回當(dāng)前第22頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.4電阻的Y形連接和形連接的等效變換1.電阻的、Y形連接Y形網(wǎng)絡(luò)

形網(wǎng)絡(luò)

包含三端網(wǎng)絡(luò)下頁(yè)上頁(yè)baR1RR4R3R2R12R31R23123R1R2R3123返回當(dāng)前第23頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)，Y

網(wǎng)絡(luò)的變形：

型電路(

型)

T

型電路(Y、星型)這兩個(gè)電路當(dāng)它們的電阻滿足一定的關(guān)系時(shí)，能夠相互等效。下頁(yè)上頁(yè)注意返回當(dāng)前第24頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)i1=i1Y

,i2

=i2Y

,i3=i3Y

,

u12=u12Y

,u23=u23Y

,u31=u31Y

2.—Y

變換的等效條件等效條件：下頁(yè)上頁(yè)u23i3i2i1+++–––u12u31R12R31R23123i1Yi2Yi3Y+++–––u12Yu23Yu31YR1R2R3123返回當(dāng)前第25頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)Y接:用電流表示電壓u12Y=R1i1Y–R2i2Y

接:用電壓表示電流i1Y+i2Y+i3Y=0

u31Y=R3i3Y–R1i1Y

u23Y=R2i2Y–R3i3Y

i3

=u31

/R31–u23

/R23i2

=u23

/R23–u12

/R12i1=u12/R12–u31/R31(2)(1)上頁(yè)u23i3i2i1+++–––u12u31R12R31R23123i1Yi2Yi3Y+++–––u12Yu23Yu31YR1R2R3123下頁(yè)返回當(dāng)前第26頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)由式(2)解得：i3

=u31

/R31–u23

/R23i2

=u23

/R23–u12

/R12i1=u12/R12–u31/R31(1)(3) 根據(jù)等效條件，比較式(3)與式(1)，得Y的變換條件：上頁(yè)下頁(yè)返回當(dāng)前第27頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)或下頁(yè)上頁(yè)類似可得到由Y的變換條件：或返回當(dāng)前第28頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)簡(jiǎn)記方法：變YY變下頁(yè)上頁(yè)特例：若三個(gè)電阻相等(對(duì)稱)，則有

R=3RYR31R23R12R3R2R1外大內(nèi)小返回當(dāng)前第29頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)等效對(duì)外部(端鈕以外)有效，對(duì)內(nèi)不成立。等效電路與外部電路無(wú)關(guān)。用于簡(jiǎn)化電路下頁(yè)上頁(yè)注意返回當(dāng)前第30頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)橋T電路例1下頁(yè)上頁(yè)1k1k1k1kRE-+1/3k1/3k1kRE1/3k+-1k3k3kRE3k+-返回當(dāng)前第31頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例2計(jì)算90電阻吸收的功率下頁(yè)上頁(yè)141+20V909999-333141+20V909-110+20V90-i1i返回當(dāng)前第32頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例3求負(fù)載電阻RL消耗的功率下頁(yè)上頁(yè)返回2A3020RL3030303040202A3020RL101010304020IL2A40RL10101040當(dāng)前第33頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.5電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)

1.理想電壓源的串聯(lián)和并聯(lián)串聯(lián)等效電路注意參考方向下頁(yè)上頁(yè)并聯(lián)相同電壓源才能并聯(lián),電源中的電流不確定。注意uS2+_+_uS1+_u+_uuS1+_+_iuS2+_u等效電路返回當(dāng)前第34頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)電壓源與支路的串、并聯(lián)等效對(duì)外等效！下頁(yè)上頁(yè)uS2+_+_uS1+_iuR1R2+_uS+_iuRuS+_i任意元件u+_RuS+_iu+_返回當(dāng)前第35頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.理想電流源的串聯(lián)并聯(lián)相同的理想電流源才能串聯(lián),每個(gè)電流源的端電壓不能確定。串聯(lián)并聯(lián)注意參考方向下頁(yè)上頁(yè)iS1iS2iSni等效電路等效電路iiS2iS1i注意返回當(dāng)前第36頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)電流源與支路的串、并聯(lián)等效R2R1+_uiS1iS2i等效電路RiSiS等效電路對(duì)外等效！iS任意元件u_+R返回當(dāng)前第37頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)2.6實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換

下頁(yè)上頁(yè)1.實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。usui0考慮內(nèi)阻伏安特性：一個(gè)好的電壓源要求i+_u+_注意返回當(dāng)前第38頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)實(shí)際電流源也不允許開(kāi)路。因其內(nèi)阻大，若開(kāi)路，電壓很高，可能燒毀電源。isui02.實(shí)際電流源考慮內(nèi)阻伏安特性：一個(gè)好的電流源要求下頁(yè)上頁(yè)注意返回ui+_當(dāng)前第39頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)3.電壓源和電流源的等效變換

實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源兩種模型可以進(jìn)行等效變換，所謂的等效是指端口的電壓、電流在轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持不變。u=uS

–RS

ii=iS

–GSui=uS/RS–u/RSiS=uS

/RS

GS=1/RS實(shí)際電壓源實(shí)際電流源端口特性下頁(yè)上頁(yè)i+_uSRS+u_iGS+u_iS比較可得等效條件返回當(dāng)前第40頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)電壓源變換為電流源：轉(zhuǎn)換電流源變換為電壓源：下頁(yè)上頁(yè)i+_uSRS+u_轉(zhuǎn)換i+_uSRS+u_小結(jié)返回iGS+u_iSiGS+u_iS當(dāng)前第41頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)iGS+u_iS等效是對(duì)外部電路等效，對(duì)內(nèi)部電路是不等效的。電流源開(kāi)路，GS上有電流流過(guò)。電流源短路,GS上無(wú)電流。電壓源短路，RS上有電流；

電壓源開(kāi)路，RS上無(wú)電流流過(guò)iS理想電壓源與理想電流源不能相互轉(zhuǎn)換。變換關(guān)系

iS

i表現(xiàn)在下頁(yè)上頁(yè)注意i+_uSRS+u_方向：電流源電流方向與電壓源電壓方向相反。數(shù)值關(guān)系返回當(dāng)前第42頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)利用電源轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)化電路計(jì)算例1I=0.5AU=20V下頁(yè)上頁(yè)+15V_+8V77返回5A3472AI＝？1.6A+_U=？5510V10V++__2.+_U2.52A6A當(dāng)前第43頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例2把電路轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓源和一個(gè)電阻的串連下頁(yè)上頁(yè)10V1010V6A++__1.70V10+_66V10+_返回2A6V106A+_2.當(dāng)前第44頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)106A1A107A1070V+_返回10V1010V6A++__1.當(dāng)前第45頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)66V10+_6V+_60V10+_返回2A6V106A+_2.6V106A+_當(dāng)前第46頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期六\4點(diǎn)例3下