第一章 电路基本分析方法 本章内容: 1. 电路和电路模型 2. 电压电流及其参考方向 3. 电路元件 4. 基尔霍夫定律 第一章 电路基本分析方法 本章内容: 1. 电路和电路模型 2. 电压电流及其参考方向 3. 电路元件 4. 基尔霍夫定律 5. 无源网络的等效变换 6. 电压源与电流源的等效变换 7. 测试与练习
(Active network ; Equivalent transformation) 1.6 电压源与电流源的等效变换 (Active network ; Equivalent transformation) == 等效替换是指:左图的 RS 和 US 替换为右图的 RS 和 IS ,其端口电压U 和电流 I 的关系不变。 对于任意变化的负载电阻R,若RS 和 US 电路时的电压电流与RS 和 IS 电路时完全一样,则在电路计算时, RS 和 US 电路(电压源电路)与RS 和 IS 电路(电流源电路)可等效替换。
1.6.1 理想电压源和理想电流源的串并联 一、 理想电压源的串并联 串联: uS= uSk ( 注意参考方向) 电压相同的电压源才能并联,且每个电源的电流不确定。 uS2 + _ uS1 º uS 5V I 并联:
二.、理想电流源的串并联 可等效成一个理想电流源 i S( 注意参考方向). 电流相同的理想电流源才能串联,并且每个电流源的端电压不能确定。 串联: 并联: iS1 iS2 iSk º iS
1.6.2 实际电压源与电流源之间的等效变换 u=uS – Ri i i = uS/Ri – u/Ri 两种电源结构相互 等效的条件: 1.6.2 实际电压源与电流源之间的等效变换 u i uS u=uS – Ri i + _ Ri Gi iS i = iS – Giu i = uS/Ri – u/Ri 两种电源结构相互 等效的条件: uS/Ri 伏安特性等效,与外加负载无关!
1.6.2 实际电压源与电流源之间的等效变换 u = uS – Ri i i = uS/Ri – u/Ri i = iS – Gi u 1.6.2 实际电压源与电流源之间的等效变换 i + u _ uS Ri R U I u = uS – Ri i u i 工作点Q i = uS/Ri – u/Ri uS uS/Ri i Gi + iS U I R i = iS – Gi u 通过比较,得等效的条件: u _
由电压源变换为电流源: i + _ uS Ri u 由电流源变换为电压源: 转换 Gi iS
方向:电流源电流方向与电压源电压方向相反。 数值关系: (1) 变换关系 i + _ uS Ri i iS i + iS + iS u Gi u _ _ 注意: 方向:电流源电流方向与电压源电压方向相反。 数值关系: (1) 变换关系 (2) 所谓的等效是对外部电路等效,对内部电路是不等效的。 开路的电压源中无电流流过 Ri; 开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。 电压源短路时,电阻中Ri有电流; 电流源短路时, 并联电导Gi中无电流。 (3) 上述结论可推广至受控源。 (4) 理想电压源与理想电流源不能相互转换。
例1. 将a、b 间电路简化
测试题1:如图示电路,求电压U0。 ? 测试题2:将a、b间电路简化为等效电压源 ?
讨论题 10V + - 2A 2 I 哪 个 答 案 对 ? + - 10V 4V 2 求 I 时能否进行图示电源等效变换?
1k + _ U 10V 0.5I I º 例2. 简化电路: 500I 10V 2k + _ U - I º 1.5k 10V + _ U I º 加源法 求等效电阻 注: 受控源和独立源一样可以进行电源转换。
+ _ 10V U I º U=3(2+I)+4+2I=10+5I 4V 2 - 3(2+I) 5 10V U I º U=3(2+I)+4+2I=10+5I 4V 2 - 3(2+I) U=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5I I1 3I1 2A 例3.
本章小结 1)电路抽象:集总参数电路、电路模型 2)电路变量:u, i, p, w 3)参考方向(关联参考方向):电路分析与计算必须先标出参考方向,功率的性质。 4)电路元件:电阻,电容,电感; 独立电压源,独立电流源; 受控电源:VCVS,VCCS,CCVS,CCCS 5)基尔霍夫定律:KCL、KVL 6)电路的等效和简化:串并联、平衡电桥、对称性、Y/ 电压源/电流源串并、相互转换等。