硬件应用基础电路分析方法.pptVIP

1.3基尔霍夫定律古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（GustavRobertKirchhoff，1824—1887）德国物理学家，柏林科学院院士1847年发表的两个电路定律（基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律），发展了欧姆定律，对电路理论有重大作用。与化学家本生一同开拓出一个新的学科领域——光谱分析，并发现了铯和锶两种元素。提出热辐射中的基尔霍夫辐射定律，这是辐射理论的重要基础，并成为量子论诞生的契机，促使天体物理学得到发展。第30页，共69页，星期日，2025年，2月5日1.3基尔霍夫定律电路中通过同一电流的每个分支称为支路。3条或3条以上支路的连接点称为节点。电路中任一闭合的路径称为回路。图示电路有3条支路，2个节点，3个回路。第31页，共69页，星期日，2025年，2月5日1.3.1基尔霍夫电流定律（KCL）在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒等于零。表述一表述二可假定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负；也可以作相反的假定。所有电流均为正。第32页，共69页，星期日，2025年，2月5日KCL通常用于节点，但是对于包围几个节点的闭合面也是适用的。例：列出下图中各节点的KCL方程解：取流入为正以上三式相加：i1＋i2＋i3＝0节点ai1－i4－i6＝0节点bi2＋i4－i5＝0节点ci3＋i5＋i6＝0第33页，共69页，星期日，2025年，2月5日1.3.2基尔霍夫电压定律（KVL）表述一表述二在任一瞬时，在任一回路上的电位升之和等于电位降之和。在任一瞬时，沿任一回路电压的代数和恒等于零。电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。所有电压均为正。第34页，共69页，星期日，2025年，2月5日对于电阻电路，回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压源电压的代数和。在运用上式时，电流参考方向与回路绕行方向一致时iR前取正号，相反时取负号；电压源电压方向与回路绕行方向一致时us前取负号，相反时取正号。第35页，共69页，星期日，2025年，2月5日KVL通常用于闭合回路，但也可推广应用到任一不闭合的电路上。例：列出下图的KVL方程第36页，共69页，星期日，2025年，2月5日1.4电路分析方法1.4.1电阻的串联及并联具有相同电压电流关系（即伏安关系，简写为VAR）的不同电路称为等效电路，将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为等效变换。将电路进行适当的等效变换，可以使电路的分析计算得到简化。第37页，共69页，星期日，2025年，2月5日1．电阻的串联n个电阻串联可等效为一个电阻第38页，共69页，星期日，2025年，2月5日分压公式两个电阻串联时第39页，共69页，星期日，2025年，2月5日2．电阻的并联n个电阻并联可等效为一个电阻第40页，共69页，星期日，2025年，2月5日分流公式两个电阻并联时第41页，共69页，星期日，2025年，2月5日1.4.2支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量，直接应用KCL和KVL，分别对节点和回路列出所需的方程式，然后联立求解出各未知电流。一个具有b条支路、n个节点的电路，根据KCL可列出（n－1）个独立的节点电流方程式，根据KVL可列出b－(n－1)个独立的回路电压方程式。第42页，共69页，星期日，2025年，2月5日图示电路（2）节点数n=2，可列出2－1=1个独立的KCL方程。（1）电路的支路数b=3，支路电流有i1、i2、i3三个。（3）独立的KVL方程数为3－(2－1)=2个。回路I回路Ⅱ节点a第43页，共69页，星期日，2025年，2月5日解得：i1=－1Ai2=1Ai10说明其实际方向与图示方向相反。对节点a列KCL方程：i2=2+i1例：如图所示电路，用支路电流法求各支路电流及各元件功率。解：2个电流变量i1和i2，只需列2个方程。对图示回路列KVL方程：5i1+10i2=5第44页，共69页，星期日，2025年，2月5日各元件的功率：5Ω电阻的功率：p1=5i12=5×(－1)2=5W10Ω电阻的功率：p2=10i22=5×12=10W5V电