福建工程學(xué)院劉炳輝老師第3課電路第2章電路的分析方法

1、電 工 學(xué),主講教師 劉炳輝,TEL:E-mail: ,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-2),第2章 電路的分析方法,2.1 電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換,2.3 電壓源與電流源及其等效變換,2.4 支路電流法,2.5 結(jié)點(diǎn)電壓法,2.6 疊加原理,2.7 戴維寧定理與諾頓定理,目錄,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-3),21 電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換,2.1.1 電阻的串聯(lián),特點(diǎn): (1)各電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相聯(lián)；,兩電阻串聯(lián)時(shí)的分壓公式：,R =R1+R2,(3)等效電阻等于各電阻之和；,(4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。,(2)各電阻中通過(guò)同一電流；,應(yīng)用： 降

2、壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-4),2.1.2 電阻的并聯(lián),兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式：,(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；,(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。,特點(diǎn): (1)各電阻聯(lián)接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間；,(2)各電阻兩端的電壓相同；,應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-5),R,R,例: 電路如圖, 求U =？,解：,2.1.3 電阻混聯(lián)電路的計(jì)算,得,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-6),例1:圖示為變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL兩端電壓的 分壓電路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中間環(huán)節(jié)是變 阻器，其規(guī)格是 100 、3 A。今把

3、它平分為四段， 在圖上用a, b, c, d, e 點(diǎn)標(biāo)出。求滑動(dòng)點(diǎn)分別在 a, c, d, e 四點(diǎn)時(shí), 負(fù)載和變阻器各段所通過(guò)的電流及負(fù)載 電壓,并就流過(guò)變阻器的電流與其額定電流比較說(shuō)明 使用時(shí)的安全問(wèn)題。,解:,UL = 0 V,IL = 0 A,(1) 在 a 點(diǎn)：,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-7),解: (2)在 c 點(diǎn)：,等效電阻 R 為Rca與RL并聯(lián)， 再與 Rec串聯(lián)，即,注意，這時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)雖在變阻器的中點(diǎn)，但是 輸出電壓不等于電源電壓的一半，而是 73.5 V。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-8),注意：因 Ied = 4 A 3A， ed 段有被燒毀 的可能。,解: (

4、3)在 d 點(diǎn)：,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-9),解: (4) 在 e 點(diǎn)：,課堂練習(xí)： P38 2.1.3 P39 2.1.4 2.1.6,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-10),23 電源的兩模型及其等效變換,2.3.1 電壓源模型,電壓源模型,由上圖電路可得: U = E IR0,若 R0 = 0,理想電壓源 : U E,UO=E,電壓源的外特性,電壓源是由電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 R0 串聯(lián)的電源的電路模型。,若 R0 RL ，U E ， 可近似認(rèn)為是理想電壓源。,理想電壓源,O,電壓源,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-11),理想電壓源（恒壓源）,例1：,(2) 輸出電壓是一定值，恒等于電

5、動(dòng)勢(shì)。 對(duì)直流電壓，有 U E。,(3) 恒壓源中的電流由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻R0 = 0,設(shè) E = 10 V，接上RL 后，恒壓源對(duì)外輸出電流。,當(dāng) RL= 1 時(shí)， U = 10 V，I = 10A 當(dāng) RL = 10 時(shí)， U = 10 V，I = 1A,電壓恒定，電流隨負(fù)載變化。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-12),2.3.2 電流源模型,U0=ISR0,電流源的外特性,理想電流源,O,IS,電流源是由電流 IS 和內(nèi)阻 R0 并聯(lián)的電源的電路模型。,由上圖電路可得:,若 R0 = ,理想電流源 : I IS,若 R0 RL ，I IS ，可近似認(rèn)為是理想電流源。,電

6、流源,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-13),理想電流源（恒流源),例2：,(2) 輸出電流是一定值，恒等于電流 IS ；,(3) 恒流源兩端的電壓 U 由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻R0 = ；,設(shè) IS = 10 A，接上RL 后，恒流源對(duì)外輸出電流。,當(dāng) RL= 1 時(shí)， I = 10A ，U = 10 V 當(dāng) RL = 10 時(shí)， I = 10A ，U = 100V,外特性曲線,I,U,IS,O,電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-14),2.3.3 電源兩種模型之間的等效變換,由圖a： U = E IR0,由圖b： U = ISR0 IR0,電工基礎(chǔ)教研室

7、劉炳輝,(1-15),(2) 等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。,(3) 理想電壓源與理想電流源之間無(wú)等效關(guān)系。,(1) 電壓源和電流源的等效關(guān)系只對(duì)外電路而言， 對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的。,注意事項(xiàng)：,例：當(dāng)RL= 時(shí)，電壓源的內(nèi)阻 R0 中不損耗功率， 而電流源的內(nèi)阻 R0 中則損耗功率。,(4) 任何一個(gè)電動(dòng)勢(shì) E 和某個(gè)電阻 R 串聯(lián)的電路， 都可化為一個(gè)電流為 IS 和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-16),例3:,求下列各電路的等效電源,解:,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-17),例4:,試用電壓源與電流源等效變換的方法 計(jì)算2電阻中的電流。,解:,由圖(d

8、)可得,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-18),例5：,解：統(tǒng)一電源形式,試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算圖示 電路中1 電阻中的電流。,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-19),解：,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-20),例6:,電路如圖。U110V，IS2A，R11， R22，R35 ，R1 。(1) 求電阻R中的電流I；(2)計(jì)算理想電壓源U1中的電流IU1和理想電流源IS兩端的電壓UIS；(3)分析功率平衡。,解：(1)由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得：,IR3,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-21),(2)由圖(a)可得：,理想電壓源中的電流,理想電流源兩端的電壓,電工基礎(chǔ)教研室 劉炳輝,(1-22),各個(gè)電阻所消耗的功率分別是：,兩者平衡：,(60+20)W=(36+16+8+20)W,80W=80W,(3)由計(jì)算可知