第2章 电路的分析方法 电工学课件（上）.ppt

第2章 电 路 的 分 析方法 2.1 电阻串并联连接的等效变换 *2.2 电阻的星形连接与三角形连接的等效变换 2.3 电源两种模型及其等效变换 2.4 支 路 电 流 法 2.5 节 点 电 压 法 2.6 叠 加 定 理 2.7 戴维南定理与诺顿定理 2.8 最大功率传输定理 2.9 受 控电源电路的分析 2.10 非线性电阻电路的分析 2.1 电阻串并联连接的等效变换 2.1.1 电阻的串联 串联电阻的应用很多。例如在负载的额定电压低于电源电压的情况下，通常需要与负载串联一个电阻，以降落一部分电压。有时为了限制负载中通过过大的电流，也可以与负载串联一个限流电阻。如果需要调节电路中的电流时，一般也可以在电路中串联一个变阻器来进行调节。另外，改变串联电阻的大小以得到不同的输出电压，这也是常见的。 2.1.2 电阻的并联 电力网的供电电压通常近似不变。电灯、电炉、电动机等大多数负载都要求在额定电压下工作，因而都直接接在两根电源线之间，构成并联电路。负载并联运行时，它们处于同一电压之下，任何一个负载的工作情况基本上不受其他负载的影响。 并联的负载电阻越多（负载增加），则总电阻越小，电路中总电流和总功率也就越大。但是每个负载的电流和功率都没有变动（严格来说，基本上不变）。 有时为了某种需要，可将电路中的某一段与电阻或变阻器并联，以起分流或调节电流的作用。 电阻的混联计算举例 【解】 Rab=R1+ R6+(R2//R3)+(R4//R5) 2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换 2.3 电源两种模型及其等效变换 2.3.1 电压源模型 2.3.2 电流源模型 2.3.3 电源两种模型之间的等效变换 ? 由图2.23和图2.24可看出，实际电源两种模型的伏安关系都是下倾的斜线，故当满足一定条件时可以使它们完全相等，即使它们的外特性相同。 两种电源之间的等效变换 电源模型的等效变换可以推广到含源支路的等效变换，即一个电压源与电阻串联的组合（称为电压源支路）和一个电流源与电阻并联的组合（称为电流源支路）都可以进行等效互换，而不论电阻是否为电源的内阻。 （参看例2.3.2) 理想电压源和理想电流源是不能等效互换的。因为理想电压源的伏安特性是：在任何电流时，其端电压保持恒定值。没有一个理想电流源能具有这样的特性，因此找不到与之等效的理想电流源。对于理想电流源也是如此。 2.4 支 路 电 流 法 本章前面几节中的分析方法，是利用等效变换，将简单电路化简成单回路电路来求解。对于复杂的电路（例如两个及两个以上回路或三个及三个以上节点的电路）往往不能化简为单回路电路，或者即使能化简也是相当费事的，因此以下几节将介绍几种分析线性电路的一般方法。 2.5 节 点 电 压 法 2.5.1 节点方程 ? 节点电压法采用节点电压为电路变量（未知量）来列写方程。它不仅适用于平面电路，还可用于非平面电路，对节点较少的电路尤其适用。目前电路的计算机辅助分析也常用节点分析法，因而它已成为电路分析中最重要的方法之一。 2个结点的结点电压方程的推导： 例1： 例2: 2.6 叠 加 定 理 前面几节讨论了分析线性电路的一般方法，如果还能掌握一些线性电路的性质，灵活应用线性电路的一些定理，如叠加定理、戴维南定理等，可使某些线性电路的求解比应用线性电路的一般分析方法更简便、有效，所以以下讨论线性电路的几个主要定理。 2.7 戴维南定理与诺顿定理 2.7.1 二端网络及其等效电路 ? 在有些情况下，只需计算一个复杂电路中某一支路的电流、电压和功率，这时可以将这个支路划出，而把电路的其余部分看作一个二端网络，它是具有两个出线端钮的部分电路，待研究的支路就接在这两个出线端钮之间。如果二端网络内部含有电源，就称为有源二端网络；如果二端网络内部没有电源，就称为无源二端网络。 2.7.2 戴维宁定理 例1： 例2： 2.7.3 诺顿定理 例1： 2.8 最大功率传输定理 在电子电路中，接在一给定有源二端网络两端的负载，往往要求能够从这个二端网络中获得最大的功率。当负载变化时，二端网络传输给负载的功率也发生变化。那么，在什么条件下，负载能获得最大的功率？这就是最大功率传输定理要回答的问题。 ? 负载由给定的有源二端网络获得最大功率的条件是负载电阻等于二端网络的戴维南等效电路的输入电阻。这就是最大功率传输定理。 2.9 受 控电 源电路的分析 上面所讨论的电压源和电流源都