演示文稿復(fù)雜直流電路的分析

演示文稿復(fù)雜直流電路的分析本文檔共46頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\11點27分（優(yōu)選）復(fù)雜直流電路的分析本文檔共46頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\11點27分1.了解復(fù)雜電路和簡單電路的區(qū)別,了解復(fù)雜電路的基本術(shù)語。2.掌握基爾霍夫第一定律的內(nèi)容,并了解其應(yīng)用。3.掌握基爾霍夫第二定律的內(nèi)容,并了解其應(yīng)用?！?—1基爾霍夫定律本文檔共46頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\11點27分不能用電阻串、并聯(lián)化簡求解的電路稱為復(fù)雜電路。節(jié)點

3條或3條以上連接有電氣元件的導(dǎo)線的連接點稱為節(jié)點。一、復(fù)雜電路的基本概念圖3—1復(fù)雜電路示例本文檔共46頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\11點27分支路電路中相鄰節(jié)點間的分支稱為支路。它由一個或幾個相互串聯(lián)的電氣元件所構(gòu)成,且每條支路中除了兩個端點外不再有其他節(jié)點。其中含有電源的支路稱為有源支路,不含電源的支路稱為無源支路。回路和網(wǎng)孔電路中任一閉合路徑都稱為回路。一個回路可能只含一條支路,也可能包含幾條支路。其中,在電路圖中不被其他支路所分割的最簡單的回路又稱獨立回路或網(wǎng)孔。網(wǎng)孔一定是回路,但回路不一定是網(wǎng)孔。本文檔共46頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\11點27分基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點電流定律。它指出:在任一瞬間,流進某一節(jié)點的電流之和恒等于流出該節(jié)點的電流之和,即對任一節(jié)點來說,流入(或流出)該節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。二、基爾霍夫第一定律流入總電流=流出總電流流入總水量=流出總水量基爾霍夫第一定律本文檔共46頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\11點27分在應(yīng)用基爾霍夫第一定律求解未知電流時,可先任意假設(shè)支路電流的參考方向,列出節(jié)點電流方程。通?？蓪⒘鬟M節(jié)點的電流取正,流出節(jié)點的電流取負,再根據(jù)計算值的正負來確定未知電流的實際方向。有些支路的電流可能是負的,這是由于所假設(shè)的電流方向與實際方向相反。本文檔共46頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\11點27分【例】圖示電路中,I1=2A,I2=-3A,I3=-2A,求電流I4。解:由基爾霍夫第一定律可知代入已知值可得本文檔共46頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\11點27分【例】電路如圖所示,求電流I3。解:對A節(jié)點因為I1=I2,所以I3=0。同理,對B節(jié)點因為I4=I5,也得I3=0。由此可知,沒有構(gòu)成回路的單支路電流為零。本文檔共46頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\11點27分基爾霍夫第一定律可以推廣應(yīng)用于任一假設(shè)的閉合面(廣義節(jié)點)。

或流入此閉合面的電流恒等于流出該閉合面的電流。廣義節(jié)點本文檔共46頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\11點27分【例】下圖所示電路中,若電流IA=1A,IB=-5A,ICA=2A,求電流IC、IAB和IBC。解:由可得本文檔共46頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\11點27分三、基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律。它指出:在任一回路中,各段電路電壓降的代數(shù)和恒等于零。用公式表示為電源電動勢之和=電路電壓降之和

攀登總高度=下降總高度基爾霍夫第二定律本文檔共46頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\11點27分基爾霍夫第二定律的另一種表示形式:在任一回路循環(huán)方向上,回路中電動勢的代數(shù)和恒等于電阻上電壓降的代數(shù)和。本文檔共46頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\11點27分在用式ΣU=0時,凡電流的參考方向與回路循環(huán)方向一致者,該電流在電阻上所產(chǎn)生的電壓降取正,反之取負。電動勢也作為電壓來處理,即從電源的正極到負極電壓取正,反之取負。在用式ΣE=ΣIR時,電阻上電壓的規(guī)定與用式ΣU=0時相同,而電動勢的正負號則恰好相反,也就是當(dāng)循環(huán)方向與電動勢的方向(即由電源負極通過電源內(nèi)部指向正極)一致時,該電動勢取正,反之取負。本文檔共46頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\11點27分四、支路電流法【例】下圖所示電路,E1=18V,E2=9V,R1=R2=1Ω,R3=4Ω,求各支路電流。解:(1)標(biāo)出各支路電流參考方向和獨立回路的循環(huán)方向,應(yīng)用基爾霍夫第一定律列出節(jié)點電流方程(2)應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出回路電壓方程對于回路1有對于回路2有本文檔共46頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\11點27分整理得聯(lián)立方程(3)解聯(lián)立方程得電流方向都和假設(shè)方向相同。本文檔共46頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\11點27分這種以支路電流為未知量,依據(jù)基爾霍夫定律列出節(jié)點電流方程和回路電壓方程,然后聯(lián)立求解的方法稱為支路電流法。支路電流參考方向和獨立回路循環(huán)方向可以任意假設(shè),繞行方向一般取與電動勢方向一致,對具有兩個以上電動勢的回路,則取較大電動勢的為循環(huán)方向。本文檔共46頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\11點27分在上例電路中,雖然有三條支路,但只有兩個節(jié)點,求解這一類電路時,可以先求出兩個節(jié)點間的電壓,然后再求各支路電流。節(jié)點電壓法本文檔共46頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\11點27分1.理解電壓源和電流源的特點。2.能正確進行電壓源和電流源之間的等效變換?！?—2電壓源與電流源的等效變換本文檔共46頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\11點27分通常把內(nèi)阻為零的電源稱為理想電壓源,又稱恒壓源,其符號如圖所示。理想電壓源在實際中并不存在,電源都會有一定的內(nèi)阻,在分析電路時,可以把一個實際電源用一個恒壓源和內(nèi)阻串聯(lián)表示,稱為電壓源模型,簡稱電壓源。一、電壓源理想電壓源(恒壓源)電壓源模型本文檔共46頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\11點27分二、電流源通常把內(nèi)阻無窮大的電源稱為理想電流源,又稱恒流源。實際中理想電流源并不存在,在分析電路時,可以把一個實際電源用一個恒流源和內(nèi)阻并聯(lián)表示,稱為電流源模型,簡稱電流源。理想電流源(恒流源)電流源模型本文檔共46頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\11點27分三、電壓源與電流源的等效變換同一電源的兩種電源模型應(yīng)對外等效,那么它們對相同的電阻R應(yīng)產(chǎn)生相同的作用效果,即負載電阻應(yīng)得到相同的電壓U

和電流IL,并且電源的內(nèi)阻r也應(yīng)相等。電壓源與電流源的等效變換本文檔共46頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\11點27分【例】將圖a中的電壓源轉(zhuǎn)換為電流源,將圖b中的電流源轉(zhuǎn)換為電壓源。本文檔共46頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\11點27分電壓源與電流源等效變換時,應(yīng)注意以下幾點:1.電壓源正負極參考方向與電流源電流的參考方向在變換前后應(yīng)保持一致。2.兩種實際電源等效變換是指外部等效,對外部電路各部分的計算是等效的,但對電源內(nèi)部的計算是不等效的。3.理想電壓源與理想電流源不能進行等效變換。本文檔共46頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\11點27分【例】電路如圖a所示,用電源變換的方法求R3支路的電流。本文檔共46頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\11點27分受控源前面所討論的電源都是獨立電源,簡稱獨立源,獨立源所提供的電壓或電流都是由電源本身決定的,與電源之外的其他電路無關(guān),而受控源的電壓或電流則要受其他電路的電壓或電流的控制。為了與獨立源相區(qū)別,受控源的圖形符號用菱形表示。受控電壓源受控電流源受控源的圖形符號本文檔共46頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\11點27分受控源是一種四端元件,一對是輸入端,另一對是輸出端,輸出受輸入的控制。因此,輸入量稱為控制量,輸出量稱為受控量。根據(jù)控制量是電壓還是電流,受控源是電壓源還是電流源,受控源可分為四種類型:電壓控制電壓源(VCVS);電壓控制電流源(VCCS);電流控制電壓源(CCVS);電流控制電流源(CCCS)。晶體三極管及其等效的受控源模型本文檔共46頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\11點27分1.理解戴維南定理,并能應(yīng)用于分析計算電路。2.理解負載獲得最大功率的條件和功率匹配的概念?！?—3戴維南定理本文檔共46頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\11點27分一、戴維南定理如果一個復(fù)雜電路,并不需要求所有支路的電流,而只要求某一支路的電流,在這種情況下,可以先把待求支路移開,而把其余部分等效為一個電壓源,這樣計算就很簡便了。戴維南定理所給出的正是這種方法,所以戴維南定理又稱等效電壓源定理。這種等效電壓源電路也稱戴維南等效電路。等效電路本文檔共46頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\11點27分任何具有兩個引出端的電路(也稱網(wǎng)絡(luò))都可稱為二端網(wǎng)絡(luò)。若在這部分電路中含有電源,就稱為有源二端網(wǎng)絡(luò),否則就稱為無源二端網(wǎng)絡(luò)。有源二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)本文檔共46頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\11點27分利用戴維南定理求解的步驟如下:本文檔共46頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\11點27分1.戴維南定理只適用于線性有源二端網(wǎng)絡(luò),若有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)含有非線性電阻,則不能應(yīng)用戴維南定理。2.在畫等效電路時電壓源參考方向應(yīng)與選定的有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓參考方向一致。本文檔共46頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\11點27分【例】電橋電路如圖a所示,已知R1=10Ω，R2=2.5Ω，R3=5Ω，R4=20Ω，E=12.5V(內(nèi)阻不計),R5=69Ω，求電阻R5上通過的電流。本文檔共46頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\11點27分解:(1)先移開R5支路,求開路電壓UAB,如圖b所示。(2)再求等效電阻RAB(注意要將電源除去,視為短路),如圖c所示。(3)畫出等效電路,并將R5接入,如圖d所示,則本文檔共46頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\11點27分二、電源向負載輸出的功率負載獲得最大功率的條件是:負載電阻與電源的內(nèi)阻相等,即R=r,這時負載獲得的最大功率為由于負載獲得最大功率也就是電源輸出最大功率,因而這一條件也是電源輸出最大功率的條件。本文檔共46頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\11點27分當(dāng)電動勢和內(nèi)阻均為恒定時,負載功率P

隨負載電阻R變化的關(guān)系曲線如圖所示。負載獲得最大功率的條件結(jié)論并不僅限于實際電源,它同樣適用于有源二端網(wǎng)絡(luò)變換而來的等效電壓源。本文檔共46頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\11點27分【例】圖a所示電路中,電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=10Ω,電阻R1=10Ω,要使R2獲得最大功率，R2的阻值應(yīng)為多大?這時R2獲得的功率是多少?解:(1)移開R2支路,將左邊電路看成有源二端網(wǎng)絡(luò)(圖b)。(2)將有源二端網(wǎng)絡(luò)等效變換成電壓源(圖c)。本文檔共46頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\11點27分(3)R2=r0=5Ω時,R2可獲得最大功率(圖d)。本文檔共46頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\11點27分當(dāng)負載電阻與電源內(nèi)阻相等時,稱為負載與電源匹配。這時負載上和電源內(nèi)阻上消耗的功率相等,電源的效率即負載功率與電源輸出總功率之比只有50%。在電子電路中,因為信號一般很弱,常要求從信號源獲得最大功率,因而必須滿足匹配條件。本文檔共46頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\11點27分在負載電阻與信號源內(nèi)阻不等的情況下,為了實現(xiàn)匹配,往往要在負載之前接入變換器。未接變換器前輸出功率小接入變換器后輸出功率大變換器的作用本文檔共46頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\11點27分1.了解疊加原理的內(nèi)容和適用條件。2.能正確使用疊加原理分析計算電路?！?—4疊加原理本文檔共46頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\11點27分實際電路設(shè)E1單獨作用設(shè)E2單獨作用疊加原理解含有幾個獨立源的復(fù)雜電路時,可將其分解為幾個獨立源單獨作用的簡單電路來研究,然后將計算結(jié)果疊加,求得原電路的實際電流、電壓,這一原理稱為疊加原理。本文檔共46頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\11點27分應(yīng)用疊加原理解題步驟如下:計算功率不能采用疊加原理直接疊加。本文檔共46頁；當(dāng)前第43頁；