第三章　復(fù)雜直流電路的分析

§3-1基爾霍夫定律§3-2電壓源與電流源的等效變換§3-3戴維南定理§3-4疊加原理1.?了解復(fù)雜電路和簡(jiǎn)單電路的區(qū)別，了解復(fù)雜電路的基本術(shù)語(yǔ)。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。學(xué)習(xí)目標(biāo)§3-1基爾霍夫定律一、復(fù)雜電路的基本概念復(fù)雜電路示例不能用電阻串、并聯(lián)化簡(jiǎn)求解的電路稱為復(fù)雜電路。分析復(fù)雜電路要應(yīng)用基爾霍夫定律，為了闡明該定律的含義，先介紹有關(guān)的基本術(shù)語(yǔ)。節(jié)點(diǎn)3條或3條以上連接有電氣元件的導(dǎo)線的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。支路電路中相鄰節(jié)點(diǎn)間的分支稱為支路。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(wú)源支路?；芈泛途W(wǎng)孔電路中任一閉合路徑都稱為回路。二、基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律。它指出：在任一瞬間，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即基爾霍夫第一定律a）流入總電流=流出總電流b）流入總水量=流出總水量三、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：基爾霍夫第二定律a）電源電動(dòng)勢(shì)之和=電阻電壓降之和b）攀登總高度=下降總高度基爾霍夫第二定律也可以推廣應(yīng)用于不完全由實(shí)際元件構(gòu)成的假想回路?；鶢柣舴虻诙蓱?yīng)用于假想回路四、支路電流法（1）標(biāo)出各支路電流參考方向和獨(dú)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(diǎn)電流方程（2）應(yīng)用基爾霍夫第二定律列出回路電壓方程（3）解聯(lián)立方程得1.?理解電壓源和電流源的特點(diǎn)。2.?能正確進(jìn)行電壓源和電流源之間的等效變換。學(xué)習(xí)目標(biāo)§3-2電壓源與電流源的等效變換一、電壓源電源接上負(fù)載后，輸出電壓（端電壓）的大小為U=E-Ir，在輸出相同電流的條件下，電源內(nèi)阻r越小，輸出電壓越大。若電源內(nèi)阻r=0，則輸出電壓U=E，而與輸出電流的大小無(wú)關(guān)。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(hào)如圖所示。理想電壓源在實(shí)際中并不存在，電源都會(huì)有一定的內(nèi)阻，在分析電路時(shí)，可以把一個(gè)實(shí)際電源用一個(gè)恒壓源和內(nèi)阻串聯(lián)表示，稱為電壓源模型，簡(jiǎn)稱電壓源。理想電壓源（恒壓源）電壓源模型二、電流源當(dāng)?shù)碗娮璧呢?fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，具有高內(nèi)阻的電源輸出的電流變化很小，電源內(nèi)阻越趨近于無(wú)窮大，輸出的電流越接近于恒定。通常把內(nèi)阻無(wú)窮大的電源稱為理想電流源，又稱恒流源，其符號(hào)如圖所示。理想電流源（恒流源）實(shí)際中理想電流源并不存在，在分析電路時(shí)，可以把一個(gè)實(shí)際電源用一個(gè)恒流源和內(nèi)阻并聯(lián)表示，稱為電流源模型，簡(jiǎn)稱電流源。硅光電池和一些電子器件（如晶體三極管）具有恒流特性，比較接近理想電流源。電流源模型硅光電池三、電壓源與電流源的等效變換電路中的電源既提供電壓，也提供電流。一個(gè)實(shí)際電源既可以用電壓源表示，也可以用電流源表示。為了分析電路方便，按照一定的規(guī)則，電壓源和電流源之間可以進(jìn)行等效變換。電壓源與電流源的等效變換1.?理解戴維南定理，并能應(yīng)用于電路的分析計(jì)算。2.?理解負(fù)載獲得最大功率的條件和功率匹配的概念。學(xué)習(xí)目標(biāo)§3-3戴維南定理一、戴維南定理下圖是將原電路中兩個(gè)電壓源等效為一個(gè)電流源，同樣地，也可以將其等效為一個(gè)電壓源，如圖所示。等效電路任何具有兩個(gè)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)（圖a），否則就稱為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)（圖b）。二端網(wǎng)絡(luò)a）有源二端網(wǎng)絡(luò)b）無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)戴維南定理指出：任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，其內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源不起作用時(shí)（理想電壓源視為短路，理想電流源視為開(kāi)路），網(wǎng)絡(luò)兩端的等效電阻（稱為入端電阻）。其中，線性是指電路全部由線性元件組成，而不含有非線性元件。戴維南定理又稱等效電壓源定理。根據(jù)戴維南定理得到的這種等效電壓源電路也稱戴維南等效電路。利用戴維南定理求解的步驟如下：二、電源向負(fù)載輸出的功率電源接上負(fù)載后，要向負(fù)載輸送功率。由于電源內(nèi)阻的存在，電源輸出的總功率由電源內(nèi)阻消耗的功率與外接負(fù)載獲得的功率兩部分組成。如果內(nèi)阻上消耗的功率較大，負(fù)載上獲得的功率就較小。負(fù)載獲得最大功率的條件是：負(fù)載電阻與電源的內(nèi)阻相等。當(dāng)負(fù)載電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，稱為負(fù)載與電源匹配。在電子電路中，因?yàn)樾盘?hào)一般很弱，常要求從信號(hào)源獲得最大功率，因而必須滿足匹配條件。變換器的作用a）未接變換器前輸出功率小b）接入變換器后輸出功率大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(jì)算電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)§3-4疊加原理疊加原理a）實(shí)際電路b）設(shè)E1單獨(dú)作用c）設(shè)E2單獨(dú)作用分析含有幾個(gè)獨(dú)立源的復(fù)雜電路時(shí)，可將其分解為幾個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用的簡(jiǎn)單電路來(lái)研究，然后將計(jì)算結(jié)果疊加，求得原電路的實(shí)際電流、