電路分析基礎(chǔ) 教學(xué)課件 作者 畢淑娥 第2章.ppt

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1、第2章電阻電路的等效變換內(nèi)容提要本章主要介紹等效變換的概念、電阻的等效變換、獨(dú)立電源和受控電源的等效變換及輸入電阻等。2.1等效變換2.3電壓源和電流源的等效變換2.4受控電源的等效變換2.5輸入電阻2.6電橋平衡及其等電位法2.2電阻的等效變換在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、支路較多的情況下，通?？梢詫⒉话箅妷汉碗娏鞯牟糠蛛娊j(luò)加以等效化簡。例如電橋測溫電路的實(shí)物圖、原理圖分別如圖所示。如何等效化簡電橋測溫電路?【引例】2.1等效變換電阻電路線性電阻電路非線性電阻電路簡化線性電阻電路的主要依據(jù)是等效變換2.1.1一端口網(wǎng)絡(luò)的定義流

2、入一個端子的電流必定等于流出另一端子的電流。一端口網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)含源一端口網(wǎng)絡(luò)無源一端口網(wǎng)絡(luò)2.1.2一端口網(wǎng)絡(luò)的等效變換一端口網(wǎng)絡(luò)的等效是指一端口的伏安特性相同,且僅對外電路而言等效。2.2電阻的等效變換根據(jù)等效變換的原理，把復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)簡化為一個電阻。2.2.1電阻的串聯(lián)等效電阻：分壓公式：兩個電阻的分壓公式：電阻串聯(lián)，各分電阻上的電壓與電阻值成正比，電阻值大者分得的電壓大?！窘狻扛鶕?jù)兩電阻串聯(lián)的分壓公式有解得，應(yīng)串聯(lián)的電阻為【例2.1】在圖示的電路中，電壓表的量程為10V，內(nèi)阻為1M?，今要將其量程擴(kuò)大到100V，試

3、問應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？2.2.2電阻的并聯(lián)等效電導(dǎo)：兩個電阻并聯(lián)的等效電阻：分流公式：兩個電阻并聯(lián)的分流公式：電阻并聯(lián)，各分電阻上的電流與電導(dǎo)值成正比，電導(dǎo)值大者（電阻值小者）分得的電流大?！窘狻扛鶕?jù)兩電阻并聯(lián)的分流公式有解得，應(yīng)并聯(lián)的電阻為【例2.2】在圖示的電路中，電流表的量程為1mA，內(nèi)阻為2k?，今要將其量程擴(kuò)大到10mA，試問應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？2.2.3電阻的混聯(lián)判別電路的串并聯(lián)關(guān)系根據(jù)以下原則：（1）看電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（2）看電壓、電流的關(guān)系；（3）對電路作變形等效；（4）找出等電位點(diǎn)。12Ω的電阻再與4Ω電阻并

4、聯(lián)后串聯(lián)，1Ω電阻就得到ab端的等效電阻，即【例2.3】試求電路中ab端的等效電阻?！窘狻坑^察電路的聯(lián)接方式可見，5Ω和20Ω電阻為并聯(lián)，然后與3Ω和5Ω電阻串聯(lián)，等效成一個電阻【解】首先求出電路中電壓源兩端的等效電阻。根據(jù)電阻的串聯(lián)、并聯(lián)等效電阻的計算方法，則有【例2.4】試求電路中電流?？傠娏饔煞至鞴降迷俜至鞯?.2.4Y形電路和Δ形電路之間的等效變換如果在它們的對應(yīng)端子之間具有相同的電壓;則流入對應(yīng)端子的電流分別相等。在這種條件下，它們彼此是等效的。根據(jù)電路的等效條件，得Y→Δ電路的變換條件，即123213根據(jù)電路

5、的等效條件，得Δ→Y電路的變換條件，即123213若Y形電路中三個電阻相等，則等效Δ形電路中三個電阻也相等，且123213已知電路如圖所示，【例2.5】【例2.5】試求圖示電路中的輸入端電阻。【解】把圖a中Δ形電路變換為圖b的Y形電路即【例2.6】試求圖示電橋電路中的電流。【解】把圖a中Δ形電路變換為圖b的Y形電路，即然后進(jìn)行串聯(lián)電阻的化簡得等效電路圖c，即2.3電壓源和電流源的等效變換觀察電路中除電阻外還包含多個電源，如何化簡？2.3.1理想電壓源的串聯(lián)與并聯(lián)2.3.2理想電流源的并聯(lián)與串聯(lián)2.3.3實(shí)際電源的等效變換開

6、路電壓短路電流實(shí)際電壓源的內(nèi)阻實(shí)際電源的伏安特性：或?qū)嶋H電源的串聯(lián)電路模型實(shí)際電流源的并聯(lián)電路模型電壓源與電流源的等效變換2.互換時，要注意電壓源的電壓極性與電流源的電流方向。1.互換時，其中的電阻不僅限于電源的內(nèi)阻。4.理想電壓源與理想電流源不能等效變換。3.等效變換僅對外電路等效，對于電源內(nèi)部并不等效?！纠?.7】電路如圖a所示，試用電源等效變換法求流過負(fù)載的電流。【解】由于5Ω電阻與電流源串聯(lián)，對于求解電流I來說，5Ω電阻為多余元件可去掉，如圖b所示。以后的等效變換過程分別如圖c、d所示。由電路圖d，利用分流公式便可

7、求得電流?！纠?.8】電路如圖a所示，試用等效變換的方法求5Ω電阻支路的電流和電壓?！窘狻炕啿襟E如圖a、b、c、d所示。根據(jù)圖d得2.4受控電源的等效變換受控電源：不能獨(dú)立地為電路提供能量，在其他信號控制下仍然可以提供一定的電壓或電流。受控電源按控制量和被控制量的關(guān)系分為四種類型，即電壓控制電壓源（VCVS）、電流控制電壓源（CCVS）、電壓控制電流源(VCCS)和電流控制電流源(CCCS)。晶體管的電路模型受控源支路的等效變換【例2.9】某晶體管工作在放大狀態(tài)的交流電路如圖所示。已知交流信號輸入電壓為,試求輸出電壓。【

8、解】用晶體管的受控源模型來代替晶體管，如圖b所示。對于左邊、右邊回路分別列寫KVL方程得聯(lián)立方程，解得【例2.10】化簡圖a所示的電路。【解】首先將圖a中的受控電流源并聯(lián)電阻的支路等效變換為受控電壓源串聯(lián)電阻的支路，如圖b所示?！窘狻渴紫葘Da中的串聯(lián)支路等效變換為圖b中的并聯(lián)支路，依次化簡如圖c所示。