第二章 电路的分析方法.

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2.6 节点电压法. 2.6 节点电压法 目的与要求 1.会对三节点电路用节点电压法分析 2.掌握弥尔曼定理.
第二章(1) 电路基本分析方法 本章内容: 1. 网络图论初步 2. 支路(电流)法 3. 网孔(回路)电流法 4. 节点(改进)电压法.
本节介绍:方法的定义及方法的应用 从方程的来源入手 确定方程的个数 对具体问题的应用
第2章 电路分析方法 2-1 基本概念 2-2 常用方法 2-3 几个定理 2-4 电路分析 网络、串联、并联、电源
第5章 直流电阻性电路的分析与计算 5.1电阻的串联、并联和混联 5.2电阻的Y形连接与Δ 连接的等效互换 5.3支路电流法
第三章 电阻电路的一般分析 第三讲:结点法 重点:结点法的正确应用 难点:含无伴电压源的结点电压方程.
1.9 支路电流法 上节课我们给大家讲了基尔霍夫定律,有了这个基础,再结合我们以前学过的欧姆定律和电阻串并联的特点,复杂电路基本上就可以求解了。当然求解复杂电路的方法很多,我们本节只给大家介绍一种最基本的方法——支路电流法。
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第三章线性电阻电路的一般分析法 3.1 基尔霍夫定律的独立方程 3.2 支路分析法 3.3 节点分析法 3.4 网孔分析法和回路分析法
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第2章 电 阻 电 路 的 分 析 2.1 二端网络等效的概念 2.2 电阻的串联和并联电路的等效变换
1.8 支路电流法 什么是支路电流法 支路电流法的推导 应用支路电流法的步骤 支路电流法的应用举例.
第四节 节点分析法 一、节点方程及其一般形式 节点分析法:以节点电压为待求量列写方程。 R6 节点数 n = 4 R4 R5 R3 R1
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4.1 叠加定理 (Superposition Theorem)
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第二章 电路的分析方法 2.1 支路电流法 支路电流法是分析电路最基本的方法。这种方法把电路中各支路的电流作为变量,直接应用基尔霍夫的电流定律和电压定律列方程,然后联立求解,得出各支路的电流值。 图示电路有三条支路,设三条支路的电流分别为: 、 、 节点的电流方程 : 节点a: 节点b: 这两个方程不独立,保留一个。
第二章 直流电阻电路的分析计算 第一节 电阻的串联、并联和混联 第二节 电阻的星形与三角形联接及等效变换 第三节 两种电源模型的等效变换
2.4 节 点 电 压 法 (Nodal Analysis) 节点法是为了减少方程个数、简便手工计算过程的又一类改进方法。
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习题1.1: 一个四端元件的端子分别标为1、2、3、4。已知U12 =5V,U23 =-3V,U43 =6V。 (1)求U41 ;
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第2章 电阻电路的等效变换.
1-16 电路如图所示。已知i4=1A,求各元件电压和吸收功率,并校验功率平衡。
3.7叠加定理 回顾:网孔法 = 解的形式:.
3.3 支路法 总共方程数 2 b 1、概述 若电路有 b 条支路,n 个节点 求各支路的电压、电流。共2b个未知数
第3章 电路叠加与等效变换 3.1 线性电路叠加 3.2 单口网络等效的概念 3.3 单口电阻网络的等效变换 3.4 含源单口网络的等效变换
§2 线性网络的几个定理 §2.1 叠加定理 (Superposition Theorem) 1、内容
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第4章 电路定理 本章重点 叠加定理 4.1 替代定理 4.2 戴维宁定理和诺顿定理 4.3 最大功率传输定理 4.4 特勒根定理 4.5*
第二章(2) 电路定理 主要内容: 1. 迭加定理和线性定理 2. 替代定理 3. 戴维南定理和诺顿定理 4. 最大功率传输定理
第2章 电路的等效变换 第一节 电阻的串联和并联 第二节 电阻的星形连接与三角形连接的等效变换 第三节 两种实际电源模型的等效变换
第二章(2) 电路定理 主要内容: 1. 迭加定理和线性定理 2. 替代定理 3. 戴维南定理和诺顿定理 4. 最大功率传输定理
第二章(2) 电路定理 主要内容: 1. 迭加定理和线性定理 2. 替代定理 3. 戴维南定理和诺顿定理 4. 最大功率传输定理
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第三章:恒定电流 第4节 串联电路与并联电路.
xt4-1 circuit data 元件 支路 开始 终止 控制 元 件 元 件 类型 编号 结点 结点 支路 数 值 数 值 V R R
回顾: 支路法 若电路有 b 条支路,n 个节点 求各支路的电压、电流。共2b个未知数 可列方程数 KCL: n-1
6-1 求题图6-1所示双口网络的电阻参数和电导参数。
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第十二章 拉普拉斯变换在电路分析中的应用 ( S域分析法)
第四章 电路原理 4.1 叠 加 定 理 4.2 替 代 定 理 4.3 戴维南定理与诺顿定理 4.4 最大功率传输定理
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第二章 电路的分析方法

第二章 电路的分析方法 简单电路—由单回路或用串并联可化简成单回 路的电路。 复杂电路—无法用串并联化简成单回路的电路。 电路的常用分析方法有: 等效变换、支路电路法、结点电压法、叠 加原理、戴维宁定理等。

例:对于复杂电路(如下图)仅通过串、并联无法求解,必须经过一定的解题方法,才能算出结果。 如: E4 E3 - + R3 R6 R4 R5 R1 R2 I2 I5 I6 I1 I4 I3 _ 本章主要介绍 复杂电路的分 析方法。

2-1电阻串并联的等效变换 一、电阻的串联 a b R1 R2 Rn R R = R1 + R2 + …… + Rn = 分压作用:

二、电阻的并联 R1 R2 Rn …… I1 I2 In R 也可写成: (G = 1/R 称电导,单位为西门子) 例:R1 // R2 今后电阻并联用“ // ”表示

2-3 电压源与电流源及其等效变换 电路元件主要分为两类: 无源元件—电阻、电容、电感。 有源元件—独立源、受控源 。 独立源主要有:电压源和电流源。

一、电压源 定义:能够独立产生电压的电路元件。 电压源分为:理想电压源和实际电压源。

1.理想电压源 (恒压源): RO= 0 时的电压源. 特点: I E a b Uab 伏安特性 I Uab E + _ a b Uab 伏安特性 I Uab E 特点: (1)理想电压源的端电压恒定。 (2)电源内阻为 “RO= 0”。 (3)电源中的电流由外电路决定。 (4)理想电压源不能短路,不能并联使用。

2. 实际电压源 电压源模型 伏安特性 U I RO + - E I U E IRO Ro越大 斜率越大

恒压源中的电流由外电路决定 I E + _ a b Uab 2 R1 R2 2 例 设: E=10V 当R1接入时 : I=5A 则: 当R1 R2 同时接入时: I=10A

恒压源特性小结 a b Uab E I I R E 恒压源特性中不变的是:_____________ + R E _ b Uab E 恒压源特性中不变的是:_____________ I 恒压源特性中变化的是:_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 I 的变化。 I 的变化可能是 _______ 的变化, 或者是_______ 的变化。 大小 方向

1.理想电流源 (恒流源): RO= 时的电流源. I 二、电流源 1.理想电流源 (恒流源): RO= 时的电流源. a b I Uab Is I Uab IS 伏 安 特 性 特点:(1)输出电流恒定。 (2)理想电流源内阻为无穷大( RO= )。 (3)输出电压由外电路决定。 (4)理想电流源不能开路,不能串联使用。

2. 实际电流源 Is Uab I 外特性 IS RO a b Uab I 电流源模型 RO RO越大 特性越陡

恒流源两端电压由外电路决定 I Is U R 设: IS=1 A 则: R=1  时, U =1 V R=10  时, U =10 V 例 设: IS=1 A R=10  时, U =10 V R=1  时, U =1 V 则:

恒流源特性小结 Is Uab Is Uab a I R b 可否被短路? 恒流源特性中不变的是:_____________ 理想恒流源两端 可否被短路?  Is 恒流源特性中不变的是:_____________ Uab 恒流源特性中变化的是:_____________ _________________ 会引起 Uab 的变化。 外电路的改变 Uab的变化可能是 _______ 的变化, 或者是 _______的变化。 大小 方向

恒流源举例 Ic Ib Ib Uce 晶体三极管 c e b + - E Uce Ic 当 I b 确定后,I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定 的范围内 ,I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。

例 原则:Is不能变,E 不能变。 I R a Is E b 电压源中的电流 I= IS 恒流源两端的电压 电压源中的电流 如何决定?电流 源两端的电压等 于多少? I R a _ Is Uab=? E + b 原则:Is不能变,E 不能变。 电压源中的电流 I= IS 恒流源两端的电压

恒压源与恒流源特性比较 恒压源 恒流源 不 变 量 变 化 量 E + _ a b I Uab Uab = E (常数) I a b Uab 不 变 量 变 化 量 E + _ a b I Uab Uab = E (常数) I a b Uab Is I = Is (常数) Uab的大小、方向均为恒定, 外电路负载对 Uab 无影响。 I 的大小、方向均为恒定, 外电路负载对 I 无影响。 输出电流 I 可变 ----- I 的大小、方向均 由外电路决定 端电压Uab 可变 ----- Uab 的大小、方向 均由外电路决定

三、电压源与电流源的等效变换 1、理想电源串联、并联的化简 电压源串联: (电压源不能并联) 电流源并联: (电流源不能串联)

= 2、实际电压源与实际电流源的等效变换 I RO - E b a Uab IS a b I ' RO' Uab' + - E b a Uab IS a b I ' RO' Uab' 等效互换的条件:对外的电压电流相等(外特性相等)。 U I o E S = 电压源外特性 电流源外特性

等效互换公式 IS a b Uab' I' RO' I RO + - E b a Uab I = I ' Uab = Uab' 若 则

a E + - b I Uab RO 电压源 电流源 Uab' RO' Is a b I '

等效变换的注意事项 (1) “等效”是指“对外”等效(等效互换前后对外伏--安 特性一致), 对内不等效。 a E + - b I Uab RO RL Is a RO' b Uab' I ' RL RL=∞ 例如: 时 对内不等效 对外等效 RO中不消耗能量 RO'中则消耗能量

(2) Is E a I' a I RO Is - RO' E + b b 注意转换前后 E 与 Is 的方向相同 a I' a I RO

(3) 恒压源和恒流源不能等效互换 a E + - b I a b I' Uab' Is (等效互换关系不存在)

(4)理想电源之间的等效电路 与理想电压源并联的元件可去掉 a E + - b Is a E + - b a E + - b RO

a E + - 与理想电流源串联的元件可去掉 Is a b Is a Is b R b

I=? - + Is R1 E1 R3 R2 R5 R4 I E3 应 用 举 例 R1 R3 Is R2 R5 R4 I3 I1 I

R5 (接上页) R1 I R2 R3 R4 I1 I3 Is Is R5 R4 I R1//R2//R3 I1+I3

R5 (接上页) I IS + Rd Ed R4 E4 R5 I - R4 I1+I3 R1//R2//R3

讨论题 10V + - 2A 2 I 哪 个 答 案 对 ?  + - 10V 4V 2

2-4 支路电流法 (复杂电路求解方法) 以各支路电流为未知量,应用KCL和KVL列出 独立电流、电压方程联立求解各支路电流。 解题思路:根据基氏定律,列节点电流 和回路电压方程,然后联立求解。

解题步骤: 例1 I2 1. 对每一支路假设一未 知电流(I1--I6) I1 I6 R1 R2 2. 列电流方程(N-1个) R6 R4 支路数 B=6 E4 E3 - + R3 R6 R4 R5 R1 R2 I2 I5 I6 I1 I4 I3 _ 1. 对每一支路假设一未 知电流(I1--I6) 2. 列电流方程(N-1个) 对每个节点有 3. 列电压方程 (B-(N-1) 个) 对每个回路有 4. 解联立方程组

列电流方程 (N-1个) b I2 节点a: I1 I6 R1 R2 c 节点b: a R6 R4 R5 I5 I4 I3 节点c: E4 + R3 R6 R4 R5 R1 R2 I2 I5 I6 I1 I4 I3 _ 节点a: c 节点b: a 节点c: d 节点d: (取其中三个方程)

列电压方程 (选取网孔) b I2 I1 I6 R1 R2 c a R6 R4 R5 I5 I4 I3 E4 d - R3 E3 列电压方程 (选取网孔) E4 E3 - + R3 R6 R4 R5 R1 R2 I2 I5 I6 I1 I4 I3 _ a c d 电压、电流方程联立求得:

支路电流法小结 I1 I2 I3 (N-1) 解题步骤 结论 1. 假设未知数时,正方向可任意选择。 对每一支路假设 一未知电流 1 1. 假设未知数时,正方向可任意选择。 对每一支路假设 一未知电流 1 2. 原则上,有B个支路就设B个未知数。 (恒流源支路除外) 例外? 列电流方程: 若电路有N个节点, 则可以列出 ? 个独立方程。 I1 I2 I3 2 对每个节点有 (N-1) 1. 未知数=B, 已有(N-1)个节点方程, 列电压方程: 需补足 B -(N -1)个方程。 3 对每个回路有 2. 独立回路的选择: #1 #2 #3 一般按网孔选择 4 解联立方程组 根据未知数的正负决定电流的实际方向。

支路电流法的优缺点 优点:支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据克氏定律、欧 姆定律列方程,就能得出结果。 缺点:电路中支路数多时,所需方程的个 数较多,求解不方便。 a b 支路数 B=4 须列4个方程式

关于独立方程式的讨论 问题的提出:在用克氏电流定律或电压定律列方程时,究竟可以列出多少个独立的方程? 例 a I1 I2 E2 + - R1 R3 R2 _ I3 #1 #2 #3 b E1 分析以下电路中应列几个电流方程?几个 电压方程?

a I1 I2 E2 + - R1 R3 R2 _ I3 #1 #2 #3 b E1 克氏电压方程: #1 #2 #3 独立方程只有 2 个 克氏电流方程: 节点a: 节点b: 独立方程只有 1 个

小 结 N=2、B=3 - 设:电路中有N个节点,B个支路 则:独立的节点电流方程有 (N -1) 个 小 结 设:电路中有N个节点,B个支路 则:独立的节点电流方程有 (N -1) 个 独立的回路电压方程有 (B -N+1)个 b R1 R2 E2 E1 + - R3 _ a N=2、B=3 (一般为网孔个数) 独立电流方程:1个 独立电压方程:2个

讨论题 4V I1 - + I2 1 I3 + 1 + 1 - 3V 5V - 求:I1、I2 、I3 能否很快说出结果 ?

2-5 结点电压法 Va = 5V Vb = -5V 结点电位的概念: 在电路中任选一结点,设其电位为零(用 标记), 在电路中任选一结点,设其电位为零(用 标记), 此点称为参考点。其它各结点对参考点的电压,便是 该结点的电位。记为:“VX”(注意:电位为单下标)。 Va = 5V a 点电位: a b 1 5A a b 1 5A Vb = -5V b 点电位:

注意:电位和电压的区别 电位值是相对的,参考点选得不同,电路中其它各点的电位也将随之改变; 电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考点的不同而改变。

参考电位在哪里? R1 R2 +15V -15V R1 R2 15V + -

结点电位法适用于支路数多,结点少的电路。如: 结点电位法:以结点电位“VX”为未知量 结点电位法解题思路 假设一个参考点,令其电位为零, 求其它各结点电位, 求各支路的电流或电压。 结点电位法适用于支路数多,结点少的电路。如: 共a、b两个结点,b设为 参考点后,仅剩一个未 知数(a点电位Va)。 a b Va

设: (以下图为例) 结点电位方程的推导过程: A B R1 R2 + - E1 E2 R3 R4 R5 E5 I2 I3 I4 I5 C 则:各支路电流分别为 : 结点电流方程: A点: B点:

将各支路电流代入A、B 两结点电流方程, 然后整理得: 其中未知数仅有:VA、VB 两个。

A B R1 R2 + - E1 E2 R3 R4 R5 E5 I2 I3 I4 I5 C 结点电位法列方程的规律 以A结点为例: 方程左边:未知结点的电位乘上聚集在该结点上所有支路电导的总和(称自电导)减去相邻结点的电位乘以与未知结点共有支路上的电导(称互电导)。 方程右边:A结点的电激(电源)流之和(流入为正,流出为负)。

按以上规律列写B结点方程: A B R1 R2 + - E1 E2 R3 R4 R5 E5 I2 I3 I4 I5 C

VB = 0 V I1 I4 I1 A 应用举例(1) I3 I2 R1 R4 电路中只含两个 R3 结点时,仅剩一个未知数。 R2 E1 设 : 则: I1 I4 求

? I2 应用举例(2) RS I1 电路中含恒流源的情况: 与恒流源串联的电阻不在 R1 自电导中出现。 Is R2 E1 设: 正确: B R1 I2 I1 E1 Is R2 A RS 应用举例(2) 电路中含恒流源的情况: 与恒流源串联的电阻不在 自电导中出现。 设: 正确: 则: ?

(2)列出结点电位方程(自导为正,互导为负)。 (3)电流源流入节点为正,流出为负。 (4)根据欧姆定律,求出个支路电流。 R1 I2 I1 E1 Is R2 A B RS 结点电位法求解步骤: (1)指定参考结点。 (2)列出结点电位方程(自导为正,互导为负)。 (3)电流源流入节点为正,流出为负。 (4)根据欧姆定律,求出个支路电流。

2-6 叠加原理 概念: 在多个电源同时作用的线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)中,任何支路的电流或任意两点间的电压,都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。 B I2 R1 I1 E1 R2 A E2 I3 R3 + _ 原电路 + _ A E1 B I2' R1 I1' R2 I3' R3 E1单独作用 I2'' R1 I1'' R2 A B E2 I3'' R3 + _ E2单独作用 +

+ 证明: 令: I1' A I2' I1'' I1 A I2 I2'' R1 R1 I3' I3'' I3 R3 R2 R3 + + R2 E1 E2 E1 E2 _ _ B _ B B _ 证明: B R1 E1 R2 A E2 I3 R3 + _ (以I3为例) 令:

令: 其中: A B R1 E1 R2 E2 I3 R3 + _  I3' I3''

+ 例 I'=2A I"= -1A 4A I = I'+ I"= 1A 用叠加原理求:I= ? 10 - 20V 将电路分解后求解 I + 解: I'=2A I"= -1A I = I'+ I"= 1A

= + 应用叠加定理要注意的问题 1. 叠加定理只适用于线性电路(电路参数不随电压、 电流的变化而改变)。 1. 叠加定理只适用于线性电路(电路参数不随电压、 电流的变化而改变)。 分解电路时只需保留一个电源,其余电源“除源”: 即将恒压源短路,即令E=0;恒流源开路,即令 Is=0。 电路的其余结构和参数不变, = + 3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。

= + I3 4. 叠加原理只能用于电压或电流的计算,不能用来 求功率。如: 设: 则: R3 4. 叠加原理只能用于电压或电流的计算,不能用来 求功率。如: 设: 则: I3 R3 5. 运用叠加定理时也可以把电源分组求解,每个分 电路的电源个数可能不止一个。 = +

2-7 戴维宁定理与诺顿定理 (等效电源定理) 名词解释: 二端网络:若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联,则该电路称为“二端网络”。 2-7 戴维宁定理与诺顿定理 名词解释: (等效电源定理) 二端网络:若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联,则该电路称为“二端网络”。 (Two-terminals = One port) 有源二端网络: 二端网络中含有电源 无源二端网络: 二端网络中没有电源 A B A B

有源二端网络用电源模型替代,便为等效 ---- 诺顿定理 等效电源定理的概念 电源定理。 有源二端网络用电压源模型替代 ----- 戴维宁定理 有源二端网络用电流源模型替代 ---- 诺顿定理

(一) 戴维宁定理 概念: 有源二端网络用电压源模型等效。 有源 二端网络 R RO + _ R E 注意:“等效”是指对端口外等效

等效电压源的内阻(R0)等于有源二端网络除源后相应的无源二端网络的等效电阻。(除源:电压源短路,电流源断路) A A 有源 二端网络 R0 R R + B E B _ 等效电压源的电动势 (E)等于有源二端 网络的开路电压U0; 等效电压源的内阻(R0)等于有源二端网络除源后相应的无源二端网络的等效电阻。(除源:电压源短路,电流源断路) 有源 二端网络 A B 相应的 无源 二端网络 A B

例1: R1 R3 R2 R4 E I5 等效电路 R5 I5 R1 R3 + _ R2 R4 E 已知:R1=20 、 R2=30  E=10V 求:当 R5=10  时,I5=? 有源二端网络

=20 30 +30 20 =24 第一步:求开端电压U0 第二步:求输入电阻 R0 U0 R1 R3 + _ R2 R4 E A B C D C R0 R1 R3 R2 R4 A B D =20 30 +30 20 =24

+ _ E R0 R5 I5 等效电路 R5 I5 R1 R3 + _ R2 R4 E

第三步:求未知电流 I5 + _ E R0 R5 I5 时 E = U0 = 2V R0=24

例2: _ D C + A 50 10V 4  RL U + 4  8V 33  _ 5  E B 1A 求:U=?

第一步:求开端电压U0。 D C _ A + 50 4  10V U0 + 4  8V _ 5  E B 1A 此值是所求 结果吗?

第二步: 求输入电阻 R0。 _ D C + A 50 10V 4  U0 4  + 8V _ 5  E B 1A 4 50 5 R0

等效电路 U D A C 50 10V 4  RL + 8V 33  _ 5  E B 1A R0 57 33 + E 9V _ U

第三步:求解未知电压U + _ E R0 57 9V 33 U

= (二) 诺顿定理 有源二端网络用电流源模型等效。 概念: A A 有源 二端 网络 R0 B Is B (二) 诺顿定理 概念: 有源二端网络用电流源模型等效。 A B Is R0 有源 二端 网络 A B = 等效电阻 仍为相应除源二端网络的等效电阻 R0 等效电流源 Is 为有源二端网络输出端的短路电流

例: R1 R3 + _ R2 R4 R5 E I5 等效电路 R5 I5 R1 R3 + _ R2 R4 E 已知:R1=20 、 R2=30  R3=30 、 R4=20  E=10V 求:当 R5=10  时,I5=? 有源二端网络

第一步:求输入电阻R0。 C R0 R1 R3 R2 R4 A B D R1 R2 I5 _ + R5 E R3 R4 R1=20 , R2=30  R3=30 , R4=20  E=10V 已知:

VA=VB I0 =0 ? 第二步:求短路电流 Is A R1//R3 R2//R4 + - E A、B C D R1 R2 _ Is + 有源二端网络 R1=20  、 R2=30  R3=30  、 R4=20  E=10V 已知:

B C Is D R3 _ R2 R4 E A R1 + I1 I2 A I s 083 . 2 1 = -

R5 I5 R1 R3 + _ R2 R4 E 等效电路 I5 A B Is 24 0.083A R5 10 R0

第三步:求解未知电流 I5。 I5 A 0.083A R0 10 R5 24 Is B

求简单二端网络的等效内阻时,用串、并联的方法即可求出。如前例: (三) 等效电源定理中等效电阻的求解方法 求简单二端网络的等效内阻时,用串、并联的方法即可求出。如前例: C R0 R1 R3 R2 R4 A B D

求某些二端网络的等效内阻时,用串、并联的方法则不行。如下图: A R0 C R1 R3 R2 R4 B D R5 串/并联方法? 不能用简单 串/并联 方法 求解, 怎么办?

方法(1): = 开路、短路法 有源 有源 网络 网络 U0 E Is 等效 内 阻 求 开端电压 U0 与 短路电流 Is U0=E + - RO E U0 E Is = RO + - RO E Is= E RO

方法(2): 负载电阻法 RL UL 有源 网络 U0 有源 网络 加负载电阻 RL 测负载电压 UL 测开路电压 U0

方法(3): 加压求流法 求电流 I 步骤: 有源网络 无源网络 外加电压 U 有源 网络 无源 网络 I U 则:

加压求流法举例 求流 I + - R1 R2 E1 E2 R1 R2 U R0 加压

电路分析方法小结: 电路分析方法共讲了以下几种: 两种电源等效互换 支路电流法 结点电压法 叠加原理 等效电源定理 总结 每种方法各有 什么特点?适 用于什么情况? 戴维宁定理 诺顿定理

? 例 I4  I5  I1  I6  I2  I3 以下电路用什么方法求解最方便 I2 I1 R1 I6 I4 E2 + R - E3 E1 E2 R1 R I1 I2 I3 I4 I5 I6 以下电路用什么方法求解最方便 ? 例 提示:直接用基氏定律比较方便。 I4  I5  I1  I6  I2  I3

2.8 受控源电路的分析 电压源 独立源 电流源 电源 非独立源(受控源)

受控源举例 ib ic= ib rbe ib ic E C B

独立源和非独立源的异同 相同点:两者性质都属电源,均可向电路 提供电压或电流。 不同点:独立电源的电动势或电流是由非电     能量提供的,其大小、方向和电路     中的电压、电流无关; 受控源的电动势或输出电流,受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在,其大小、方向由控制 量决定。

受控源分类 U1 压控电压源 + - E 压控电流源 U1 I2 I1 + - 流控电压源 E 流控电流源 I2 I1 VCVS VCCS CCVS CCCS

受控源电路的分析计算 电路的基本定理和各种分析计算方法仍可 使用,只是在列方程时必须增加一个受控 源关系式。 一般原则:

例 + - _ Es 20V R1 R3 R2 2A 2  1  Is A B I1 I2 ED ED= 0.4 UAB 电路参数如图所示 求:I1、 I2 设 VB = 0 根据结点电位法 解: 则:

+ - _ Es 20V R1 R3 R2 2A 2  1  Is A B I1 I2 ED 解得:

受控源电路分析计算- 要点(1) 在用叠加原理求解受控源电路时,只应分别考虑独立源的作用;而受控源仅作一般电路参数处理(不能除源)。 例 ED = 0.4UAB 例 + - _ Es Is ED A B R1 R3 R2

ED = 0.4UAB I1 2 A 2 I2 Es (1) Es 单独作用 + - R1 R2 A B ED= 0.4UAB I1' 1 R3 ED _ 20V - Is 2A B ED = 0.4UAB (2) Is 单独作用 + - R1 R2 A B ED= 0.4UAB I1'' I2'' Is 根据叠加定理

(1) Es 单独作用 A I2' I1' R1 R2 + + ED= 0.4UAB - Es - B 代入数据得: 解得

结点电压法: (2) Is 单独作用 A I2'' I1'' R1 R2 + ED= 0.4UAB - Is B 

(3)最后结果: I2' I1'' I2'' I1' A A R2 R1 R2 R1 + - Es Is ED=0.4UAB

受控源电路分析计算 - 要点(2) 可以用两种电源互换、等效电源定理等方法,简化受控源电路。但简化时注意不能把控制量化简掉。否则会留下一个没有控制量的受控源电路,使电路无法求解。 6 R3 4 1 2 + _ E 9V R1 R2 R5 ID I1 已知: 求: I1

两种电源互换 例 I1 ID 6 4 1 2 + _ E 9V R1 R2 R5 I1 6 4 + _ ED 1 2 E

I1 6 R1 4 2 + E R2 + 1 _ 9V _ ED 6 1 + _ E 9V R1 R2 ID’ I1

6 I1 1 R2 R1 + 6 E _ 9V ID' ID' 6 + _ E 9V R1 I1 

ID' 6 + _ E 9V R1 I1  + - E 9V 6 R1 I1 _ 6/7 ED'

+ - E 9V 6 R1 I1 _ 6/7 ED' 

受控源电路分析计算 - 要点(3) (1)如果二端网络内除了受控源外没有其他独立源,则此二端网络的开路电压必为0。因为,只有在独立源作用后产生控制作用,受控源才表现出电源性质。 (2)求等效电阻时,只能将网络中的独立源除源,受控源应保留。 (3)可以用“加压求流法”或“开路、短路法”求等效电阻。

例 ID U0 用戴维宁定理求I1 I1=0 Is =0 U0= 0 R3 6 I1 R1 4 + R2 E R5 _ Is 2 1 9V R3 4 1 2 R2 R5 ID I1 U0 用戴维宁定理求I1 (1) 求开路电压: I1=0 Is =0 U0= 0

(2) 求输入电阻: 加压求流法 U I1 R3 4 1 2 R2 R5 Is 

(3 )最后结果 I1 6 R3 R1 4 E + R2 R5 _ Is 2 9V 1 6 + _ E 9V R1 I1 1

受控源电路分析计算 - 要点(4) 含受控源的二端网络的输入电阻可能出现负值。具有负值的电阻只是一种电路模型。 -8/15 A 如上例 B -8/15 + _ 4/15V (负电阻) 如上例

2-9 非线性电阻电路的分析 静态电阻 动态电阻 静态分析 -- 图解法 动态分析 -- 微变等效电路法

线性电阻的描述 线性电阻: 电阻两端的电压与通过的电流成正比; 或电阻值不随电压/电流的变化而变化。 U I (常数)

非线性电阻的描述 非线性电阻: 电阻值随电压/电流的变化而变化。 I 非 I2 线 Q2 U 性 特 I I1 Q1 U U1 U2 R 非线性电阻: 电阻值随电压/电流的变化而变化。 R U I 非 线 性 特 U I U1 U2 I2 I1 Q1 Q2 工作点不同 电阻不一样

非线性电阻电路的分析 i u 动态电阻 静态电阻 Q i u I Q U  适用于分析微变 电压引起微变电 流的情况  适用于分析微变 电压引起微变电 流的情况 适用于外加固定电压的情况

非线性电阻电路的分析 - 静态分析 i i 静态分析内容:电路加上恒定直流电压时,求各处 的电压和电流。静态分析方法:图解法 R + u _ E u i Q E/R E IQ UQ i u 线性部分 非线性部分