电工学第七版课件(第八版的也可以将就用,改不了多少)第02章电路的分析方法(6h)

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第2章电路的分析方法——中国矿业大学研制 ——西南大学改编1 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

第2章电路的分析方法2h

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

电阻串并联连接的等效变换电阻星型联结与三角型联结的等效变换电源的两种模型及其等效变换支路电流法结点电压法叠加原理

2.7 戴维宁定理与诺顿定理2h

2.8 受控源电路的分析

2.9 非线性电阻电路的分析2 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

第2章电路的分析方法本章要求： 1.掌握支路电流法、结点电压法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法; 2. 了解实际电源的两种模型及其等效变换; 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路的图解分析法。

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第2章电路的分析方法

2.1.1 电阻的串联特点:I + U– I + U –

2.1 电阻串并联连接的等效变换(1)各电阻一个接一个地顺序相联；

+ U1 R1 – + U2 R 2 –

(2)各电阻中通过同一电流； (3)等效电阻等于各电阻之和； R =R1+R2 (4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。两电阻串联时的分压公式：U1 R1 R1 R2 U

R2 R1 R2

(5)功率关系: P=UI=U1I+U2I=I2R1+I2R2=I2R=P1+P2 (6)应用：降压、限流、调节电压等。4 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

2.1.2 电阻的并联I

+ I1 U– I + U –

I2R1 R2

特点: (1)各电阻联接在两个公共的结点之间； (2)各电阻两端的电压相同； (3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；1 R 1 R1 1 R2R R1 R 2 R1 R 2

(4)并联电阻上电流分配与电阻成反比。两电阻并联时的分流公式：I1 R2 R1 R2 I I2 R1 R1 R2 I

(5)功率关系: R P=UI=UI +UI =U2/R +U2/R =U2/R=P +P 1 2 1 2 1 2 (6)应用：分流、调节电流等。5 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

2.1.3 电阻混联电路的计算例1: 电路如图, 求U =? 解： '= — R 3 2 R" 4 2 11 R" = — 15 + 2 + R" 41V 1 U1= —— ×41 – 1 U1 – + 2+R" 1 U2 = 11V – R' U2 = —— ×U1 = 3V 2+R' 1 得 U = ——×U2 = 1V 2+16 / 98

+ U – R'

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第2章电路的分析方法

例2: 图示为变阻器调节负载电阻RL 两端电压的分压电路。 RL = 50 ,U = 220 V 。中间环节是变阻器，其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段，在图上用a, b, c, d, e 点标出。求滑动点分别在 a, c, d, e 四点时, 负载和变阻器各段所通过的电流及负载电压,并就流过变阻器的电流与其额定电流比较说明使用时的安

全问题。解: (1) 在 a 点： UL = 0 VI ea U R ea

IL = 0 A220 1007 / 98

U –

A 2 .2 A

e d c b a

IL+ UL RL –退出

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第2章电路的分析方法

解: (2)在 c 点：等效电阻 R 为Rca与RL并联，再与 Rec串联，即R R ca R L R ca R Lec

+U –

R ec220 75 2 . 93

50 50 50 75 50 50 2 . 93 A

e d c b a

IL + U R L L –

U R ca

RL = 50 ,U = 220 V 规格: 100 、3 A

1 . 47 A

U L RL I L

2 50 1 . 47 73 . 5 V

注意，这时滑动触点虽在变阻器的中点，但是输出电压不等于电源电压的一半，而是 73.5 V。8 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

解: (3)在 d 点：R R da R L R da R L R ed

RL = 50 ,U = 220 V 规格: 100 、3 A

75 50 75 50

55 U 220 4 A R 55R da R da R L I ed 75 75 50 4 A 2 .4 A

+ U –

e d c b a

IL + UL RL –

I da

RL R da R L

I ed

50 75 50

4 A 1 .6 A

U L R L I L 50 2 . 4 120 V9 / 98

注意：因 Ied = 4 A 3A, ed 段有被烧毁的可能。章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

解: (4) 在 e 点：I ea IL

IL 2 .2 A 4 .4 A

U R eaU RL

220 100220 50

+ U–

e d c b a

+ UL RL –

U L U 220 V

RL = 50 ,U = 220 V 规格: 100 、3 A

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第2章电路的分析方法

2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换A C A

如何求RAB? D ROB

D B

aRa Ib Rc Y- 等效变换C

Ic b

Ib Ic

Rab RbcRcab

电阻Y形联结11 / 98

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第2章电路的分析方法

2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换Ia a Ra

Ia RcY- 等效变换C

a Rab RbcRca b

IbIc b

Ib Ic

电阻Y形联结

电阻形联结

等效变换的条件：对应端流入或流出的电流(Ia、Ib、Ic)一一相等，对应端间的电压(Uab、Ubc、Uca)也一一相等。经等效变换后，不影响其它部分的电压和电流。12 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换Ia a Ra Ia a Rab RbcRca b

IbIc b

Y- 等效变换C

Ib Ic

电阻Y形联结

电阻形联结

条件

Ra Rb Rab //( Rca Rbc ) (IC为零,ab端等效电阻) Rb Rc Rbc //( Rab Rca ) (Ia为零,bc端等效电阻) Ra Rc Rca //( Rab Rbc ) (Ib为零,ac端等效电阻)

据此可推出两者的关系13 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法 Ia

IaRc Y- 等效变换C

Ra Ib IcRab Rbc Rca

a Ib Ic

a Rab RbcRca b YRab Rca

Y Ra Rb Rb Rc Rc Ra Rc Ra Rb Rb Rc Rc Ra Ra Ra Rb Rb Rc Rc Ra RbY 形电阻两两乘积之和 Y 形不相邻电阻

Ra Rb Rc

Rab Rbc Rca Rbc Rab Rab Rbc Rca Rca Rbc Rab Rbc Rca 形相邻电阻的乘积形电阻之和章目录上一页下一页返回退出

形电阻=

Y 形电阻=

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第2章电路的分析方法

2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换Ia a Ra Ia a Rab RbcRca b

IbIc b

Y- 等效变换C

Ib Ic

电阻形联结电阻Y形联结将Y形联接等效变换为形联结时若 Ra=Rb=Rc=RY 时，有Rab=Rbc=Rca= R = 3RY; 将形联接等效变换为Y形联结时若 Rab=Rbc=Rca=R 时，有Ra=Rb=Rc=RY =R /315 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

例1:1

对图示电路求总电阻R122 1

1 0.8

R12 2 1

C 2 1

2 D1

R12

0.4 2 2

0.4

1 2 2 2 2 1 Ω 0.8 Ω

1 Rab Rca Rab Rbc Rca

0.8 R12 R12 2.4 1 2 1.4 2

2.684

由图： R12=2.684 16 / 98章目录上一页下一页返回退出

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第2章电路的分析方法

例2: 计算下图电路中的电流 I1 。I1 4 d 4

I1 4 d 5

a Ra Rc c

5 + – 12V b

Rb b + – 12V

解：将联成形abc的电阻变换为Y形联结的等效电阻Ra Rb

Rab Rca Rab Rbc Rca4 4 4 4 8 Ω 1Ω

4 8 4 4 8Rc

Ω 2Ω8 4 Ω 2Ω退出

4 4 817 / 98

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第2章电路的分析方法

例2:计算下图电路中的电流 I1 。I1 4 d 4

a8 d

I1 4

a Ra Rc c

5 b

5 b +

– + – 12V 12V (4 2) (5 1) 解： R Ω 2Ω 5 Ω (4 2) (5 1)I1 5 1 4 2 5 1 12 518 / 98章目录上一页下一页返回退出

A 1.2 A

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第2章电路的分析方法

2.3 电源的两种模型及其等效变换2.3.1 电压源模型I 电压源是由电动势 E RL U 和内阻 R0 串联的电源的电路模型。 – U 电压源模型理想电压源 UO=E 由上图电路可得: 电压源 U = E – IR0 若 R0 = 0 I O E 理想电压源 : U E IS R0 若 R0<< RL ,U E , 电压源的外特性可近似认为是理想电压源。19 / 98章目录上一页下一页返回退出

+ E R0

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