電工與電子技術(shù)-電路的分析方法(畢淑娥)課件.ppt

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1、第2章線性電路分析方法本章主要內(nèi)容本章主要以電阻電路為例介紹幾種常用的分析方法，即支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加定理和戴維南定理?！疽繄D為電橋測(cè)量電路，當(dāng)電橋不平衡時(shí)，電路就有電壓輸出。用什么方法快捷地求出2.1支路電流法以圖(a)為例，支路電流法的分析步驟為：(1)標(biāo)出各支路電流的參考方向。(2)判別電路的支路數(shù)和結(jié)點(diǎn)數(shù)，確定獨(dú)立方程數(shù)，獨(dú)立方程數(shù)等于支路數(shù)。對(duì)于具有b條支路的電路，未知變量為b個(gè)，因此要列出b個(gè)獨(dú)立的電路方程。2.1支路電流法(3)根據(jù)KCL，列寫(xiě)結(jié)點(diǎn)的獨(dú)立電流方程，獨(dú)立電流方程數(shù)為(4)根據(jù)KVL，列寫(xiě)?yīng)毩⒌幕芈冯妷悍匠?，?dú)立電壓方程數(shù)

2、為，或?yàn)榫W(wǎng)孔數(shù)。(5)聯(lián)立獨(dú)立電流、電壓方程，求解各支路電流。2.1支路電流法圖(a)電路有2個(gè)結(jié)點(diǎn)，3條支路，兩個(gè)網(wǎng)孔。根據(jù)支路電流法的步驟，可列出3個(gè)獨(dú)立方程，即2.1支路電流法【例2.1-1】在圖(a)中，若,,,。求各支路電流?！窘狻?.1支路電流法【解】【例2.1-2】在圖中，若,,,。用各支路電流法求。2.2結(jié)點(diǎn)電壓法以圖為例，結(jié)點(diǎn)電壓法的分析步驟為：(1)標(biāo)出各支路電流的參考方向。(2)選結(jié)點(diǎn)b為參考點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)a的電壓用表示。列出結(jié)點(diǎn)a的KCL電流方程，即(3)(4)以結(jié)點(diǎn)電壓表示各支路電流(5)整理上式，得兩結(jié)點(diǎn)電壓公式2.2結(jié)點(diǎn)電壓法式中，分母

3、是電流源支路除外的各支路電阻的倒數(shù)之和，分子是電流源的電流的代數(shù)和。其中，和是電壓源支路的短路電流，或者說(shuō)是經(jīng)過(guò)電源等效變換后，等效電流源的電流。的參考方向指向結(jié)點(diǎn)a取正號(hào)，離開(kāi)結(jié)點(diǎn)a取負(fù)號(hào)；的參考方向離開(kāi)結(jié)點(diǎn)a取正號(hào)，指向結(jié)點(diǎn)a取負(fù)號(hào)。2.2結(jié)點(diǎn)電壓法(6)求出結(jié)點(diǎn)電壓后，根據(jù)歐姆定律即可求出各支路電流，即【例2.2-1】在圖中，若,,,用結(jié)點(diǎn)電壓法求。,,。【解】由兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓公式，得2.2結(jié)點(diǎn)電壓法【例2.2-1】在圖中，若,,,用結(jié)點(diǎn)電壓法求。,,?！窘狻坑蓛蓚€(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓公式，得【例2.2-2】試用結(jié)點(diǎn)電壓法求下圖電路中的各支路電流。2.2結(jié)點(diǎn)電壓法

4、【解】設(shè)圖中的結(jié)點(diǎn)b為參考點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)電壓為各支路電流為2.2結(jié)點(diǎn)電壓法【例2.2-3】試用結(jié)點(diǎn)電壓法求圖中的和各支路電流?！窘狻靠上葘?個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路等效變換為2個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，然后利用兩個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓公式求出結(jié)點(diǎn)b的電壓，再根據(jù)等效變換電路求出結(jié)點(diǎn)a的電壓。2.2結(jié)點(diǎn)電壓法2.3疊加定理疊加定理：在多個(gè)電源作用的電路中，若求每一條支路的電流，可將各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在每一條支路產(chǎn)生的電流分量求出來(lái)，其電流分量的代數(shù)和就是這些電源共同作用在每一條支路產(chǎn)生的電流。疊加定理的分析步驟為：(1)畫(huà)出兩個(gè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電路如圖(b)和(c)所示。其中，不起作用的電壓源相當(dāng)短路

5、。(1)畫(huà)出兩個(gè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電路如圖(b)和(c)所示。其中，不起作用的電壓源相當(dāng)短路。(2)在圖(b)和圖(c)中標(biāo)出各電壓源單獨(dú)作用時(shí)各支路電流分量的參考方向。2.3疊加定理(3)求出各支路的電流分量，然后將它們疊加。2.3疊加定理【例2.3-1】在圖(a)中，若,,,。求各支路電流?！窘狻慨?huà)出兩個(gè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電路如圖(b)、(c)所示。2.3疊加定理2.3疊加定理【解】畫(huà)出兩個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電路如圖(b)、(c)所示?！纠?.3-2】在圖(a)中，若,,,。用疊加定理求和。2.3疊加定理【解】【例2.3-3】在圖(a)中，若,。用疊加定理求

6、。當(dāng)電路中有三個(gè)或三個(gè)以上電源作用時(shí)，為了求解方便，可將電源分成組，再用疊加定理求解。兩個(gè)電壓源作用時(shí)，電流源用開(kāi)路代替，如圖2.3-3(b)所示。利用兩個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓公式，得2.3疊加定理所以電流源單獨(dú)作用時(shí)的電路見(jiàn)圖2.3-3(c)。由于三個(gè)電阻被短路，所以。使用疊加定理時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)疊加定理只能適用于線性電路。(2)獨(dú)立電壓源不起作用時(shí)用短路線代替，獨(dú)立電流源不起作用時(shí)用開(kāi)路代替；電路的其他參數(shù)均保持不變。(3)功率不能用疊加定理計(jì)算。(4)對(duì)于含有三個(gè)電源或三個(gè)以上電源的電路，可先將電源分成兩組，再用疊加定理求解。(5)最后求電壓、電流的代數(shù)和時(shí)

7、，要注意電壓、電流分量的參考方向。2.3疊加定理2.4戴維南定理任何一個(gè)含源的一端口網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電源來(lái)表示。等效為電壓源的稱為戴維南定理，等效為電流源的稱為諾頓定理。本章只介紹戴維南定理。戴維南定理的定義：對(duì)于負(fù)載支路來(lái)說(shuō)，任意線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，都可以用一個(gè)理想的電壓源和電阻串聯(lián)的電路模型來(lái)等效，其中理想電壓源的電壓等于線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓電阻等于所有獨(dú)立電源置零、從有源一端口網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路的端子看進(jìn)去的等效電阻。之間，戴維南定理的求解過(guò)程如圖所示：2.4戴維南定理戴維南定理的求解過(guò)程如圖所示：2.4戴維南定理【例2.4-1】在圖(a)中，若,,,

8、。用戴維南定理求?！窘狻?1)將圖(a