电桥电路等效电路

浙江大学电路原理实验课件

实验6直流电路的戴维南等效和诺顿等效

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实验目的

1、验证戴维南定理和诺顿定理。

2、验证电压源与电流源相互进行等效转换的条件。

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实验原理当只要求对电路某一部分进行计算时，可将需计算部分独立出来，而把电路其余部分用一个简单的等效电源来代替，这就是等效电源定理。当等效电源用电压源形式表示时称为戴维南定理；当等效电源用电流源形式表示时，称为诺顿定理。

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实验设备a. DG07多功能实验网络 b.可调直流电压源 c.可调直流电流源 d.直流电压表、直流电流表 e.万用表 f.精密可调电阻

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实验任务改变可调电阻R,测量UAB和IR的关系曲线。

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(1)调节负载电阻RL,测量外特性曲线UAB=f(IAB);

RL( ) UAB(V) IAB(mA)

0

20

50

100

300

500 1000 3000

∞

(2)测量无源一端口网络的入端电阻RAB。电压源短路，电流源开路，负载电阻RL开路，用伏安法或直接用万用表测量A、B两点间的电阻，即为该网络的入端电阻 RAB。

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(3)记录AB端开路电压U0、短

9. 戴维宁等效电路的求解 及其应用

主要内容 戴维宁等效电路的求解方法 最大功率传输

戴维宁等效电路的求解先后求开路电压和等效电阻 开路电压即为开路时的端口电压 等效电阻为独立源置零的等效电阻 等效电阻有三种求解方法： 1. 观察法 2. 外加电源法 3. 短路电流法

开路电压的求解1 1

1V

2V 1A答案：1V

uoc

开路电压的求解

1

1 1

u 1V

2u

uoc

答案：1.25V

等效电阻的求解-观察法1 1

1V

2V 1A答案：1欧 答案：5/8欧

电阻皆为1欧，求戴维宁等 效电路的等效电阻

等效电阻的求解-外加电源法1 1 1

1

1 1

is us

u 1V

2u

u

2u

其实就是将独立源置零后通过外加电压源或电流 源，求其电压电流比值(非关联参考方向)

等效电阻的求解-短路电流法Req isc uoc

1

1 1

u 1V

2u isc

戴维宁等效电路的另一种求解方法一步法Req uoc i us

一步法就是

同时求出开路电压和等效电阻 方法： 外加电源(内部独立源保持不动),通过列 方程，得到电源电压和电流的关系式，观察 关系式可同时求出开路电压和等效电阻

戴维宁等效电路的求解-一步法

1

1 1

i us

u 1V

2u

最大功率传输Req uoc

9. 戴维宁等效电路的求解 及其应用

主要内容 戴维宁等效电路的求解方法 最大功率传输

戴维宁等效电路的求解先后求开路电压和等效电阻 开路电压即为开路时的端口电压 等效电阻为独立源置零的等效电阻 等效电阻有三种求解方法： 1. 观察法 2. 外加电源法 3. 短路电流法

开路电压的求解1 1

1V

2V 1A答案：1V

uoc

开路电压的求解

1

1 1

u 1V

2u

uoc

答案：1.25V

等效电阻的求解-观察法1 1

1V

2V 1A答案：1欧 答案：5/8欧

电阻皆为1欧，求戴维宁等 效电路的等效电阻

等效电阻的求解-外加电源法1 1 1

1

1 1

is us

u 1V

2u

u

2u

其实就是将独立源置零后通过外加电压源或电流 源，求其电压电流比值(非关联参考方向)

等效电阻的求解-短路电流法Req isc uoc

1

1 1

u 1V

2u isc

戴维宁等效电路的另一种求解方法一步法Req uoc i us

一步法就是

同时求出开路电压和等效电阻 方法： 外加电源(内部独立源保持不动),通过列 方程，得到电源电压和电流的关系式，观察 关系式可同时求出开路电压和等效电阻

戴维宁等效电路的求解-一步法

1

1 1

i us

u 1V

2u

最大功率传输Req uoc

电路的等效变化

高中生在处理较复杂的混联电路问题时，常常因不会画等效电路图，难以求出等效电阻而直接影响解题。为此，向同学们介绍一种画等效电路图的方法《快速三步法》。 快速三步法画等效电路图的步骤为：

⑴ 标出等势点。依次找出各个等势点，并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。 ⑵ 捏合等势点画草图。即把几个电势相同的等势点拉到一起，合为一点，然后假想提起该点“抖动”一下，以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。

⑶ 整理电路图。要注意等势点、电阻序号与原图一一对应，整理后的等效电路图力求规范，以便计算。

例1、图1所示电路中，R1=R2=R3=3Ω， R4=R5=R6=6Ω，求M、N两点间的电阻。

解：该题是一种典型的混联电路，虽然看上去对称、简单，但直接看是很难认识各个电阻间的联接关系的，因此必须画出等效电路图。下面用快速三步法来解。 1. 在原电路图上标了等势点a、b、c。

2. 捏合等势点画草图。从高电势点M点开始，先把两个a点捏合到一起，理顺电阻，标出电流在a点“兵分三路”，分别经R1、R2、R3流向b点；再捏合三个b点，理顺电阻

针对电网中不同电压等级网络间分析和计算方法复杂,不能进行直接分析与计算的问题,依据电路的网络理论,提出了一种合理想运算放大器的变压器等效电路,采用理想运算放大器实现受控源的方式,建立了变压器工程化模型电路,并对电路的网络方程进行了理论推导和电路的模型进行了仿真。仿真结果表明,该工程化模型不但能模拟等效变压器电路,而且电路方程也满足变压器的网络方程,

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第1卷第3 1期20 0 7年 5月

电机与控制学报 ELECTRI M ACHI C NES AND CONTROL

Vo I l No 3 ll . Ma 0 v 2 07

可直接分析与计算的变压器等效电路模型房国志，宋国义 (哈尔滨理工大学测控技术于通信工程学院，黑龙江哈尔滨 10 8 ) 50 0

摘

要：针对电网中不同电压等级网络间分析和计算方法复杂，不能进行直接分析与计算的问题，依

据电路的网络理论，出了一种合理想运算放大器的变压器等效电路，用理想运算放大器实现受控提采源的方式，建立了变压器工程化模型电路，并对电路的网络方程进行了理论推导和电路的模型进行了

仿真。仿真结果表明，该工程化模型不但能模拟等效变压器电路，而且电路方程也满足变压器的网络方程，而在含有变压器的电网中实现了不同电压

专题22 电学之等效电路

一、选择题

1.（2014·辽阳）如图所示，电源电压为12V不变，灯泡L1标有“12V 6W”的字样，灯泡L2标有“2V 1W”的字样，电流表量程为0～3A，滑动变阻器R标有“12Ω 2A”的字样（假设灯丝电阻不变），则下列说法正确的是（ ）

A．闭合S1、S2、S3时，电流表的最小示数是1.5A B．闭合S1、S2，断开S3时，L1的功率为6W

C．只闭合S3，变阻器滑片滑到最右端时，L2正常发光 D．整个电路消耗的最大功率为36W 【答案】ABD

=12V×3A=36W，故D正确。 考点： 电功率、动态电路

2.（2014·铁岭）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R1的滑片向上移动时，以下说法正确的是（ ）

A． B． C． D．

、

示数不变，

示数变大

示数变大 示数变大

示数不变，示数变小，和

示数变大，示数变大，

示数的和不变

【答案】B

考点：欧姆定律、动态电路。

3.（2014·铁岭）如图电路，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，只闭合开关S1，S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭

§2。5、电桥电路，补偿电路和电势差计

2．5．1、 惠斯通电桥

用欧姆表测量电阻虽然方便，但不够精确，而用伏安法测电阻，电表所引起的误差又难以消除，精确地测量电阻，常用惠斯通电桥。

图2-5-1是惠斯通电桥的电路图，当B 、D 两点的电势相等时，通过检流计的电流强度

0=g I ，此时就称电桥

平衡（可通过调节滑动触头D 的位置来实现）。根据串联电路中电阻与电压成正比的原理，可知此时应有

021::R R R R x =

一般来讲，1R 和2R 由同一均匀电阻丝组成，其阻值与长度成正比，待测电阻的计算公式为

021021R L L

R R R R x ==

测出电阻丝长度1L 和2L 之比，再由标准电阻0R 的阻值即可确定待测电阻

x R 的阻值。

备注：操作方法见实验部分。

2．5．2、 电势差计

精确地测量电源电动势常采用电势差计。电势差计是根据补偿原理来设计

的，补偿法的原理可用图2-5-2所示来说明。

通常情况下，用测量仪器对电源进行测量时，总有电流通过电源，因而造成测量误差。用图2-5-3所示的电路进行测量时，可以使待测电源中的电流为零。图中工

作电源与粗细均匀的电阻线A 、B 相连。适当调节C 的位置，当电阻线在A 、

C

1

4

R R 图2-5-1

B

A

图2-5

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第2章 电阻电路的等效变换

本章重点 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 引言 电路的等效变换 电阻的串联和并联 电阻的Y形连接和△ 电阻的 形连接和△形连接的等效变换 形连接和 电压源、 电压源、电流源的串联和并联 实际电源的两种模型及其等效变换 输入电阻

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重点： 重点： 电路等效的概念； 1. 电路等效的概念； 2. 电阻的串、并联； 电阻的串、并联； 电阻的Y— 变换; 变换; 3. 电阻的 电压源和电流源的等效变换； 4. 电压源和电流源的等效变换；

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2.1

电阻电路 分析方法

引言

仅由电源和线性电阻构成的电路 ①欧姆定律和基尔霍夫定律是 分析电阻电路的依据； 分析电阻电路的依据； ②等效变换的方法,也称化简的 等效变换的方法, 方法。 方法。

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2.2 1.两端电路（网络） 1.两端电路（网络） 两端电路 电路的等效变换

任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮，且 任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮， 从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流， 从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流， 或一端口网络) 则称这一电路为二

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第2章 电阻电路的等效变换

本章重点 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 引言 电路的等效变换 电阻的串联和并联 电阻的Y形连接和△ 电阻的 形连接和△形连接的等效变换 形连接和 电压源、 电压源、电流源的串联和并联 实际电源的两种模型及其等效变换 输入电阻

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重点： 重点： 电路等效的概念； 1. 电路等效的概念； 2. 电阻的串、并联； 电阻的串、并联； 电阻的Y— 变换; 变换; 3. 电阻的 电压源和电流源的等效变换； 4. 电压源和电流源的等效变换；

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2.1

电阻电路 分析方法

引言

仅由电源和线性电阻构成的电路 ①欧姆定律和基尔霍夫定律是 分析电阻电路的依据； 分析电阻电路的依据； ②等效变换的方法,也称化简的 等效变换的方法, 方法。 方法。

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2.2 1.两端电路（网络） 1.两端电路（网络） 两端电路 电路的等效变换

任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮，且 任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮， 从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流， 从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流， 或一端口网络) 则称这一电路为二

R C文氏电桥振荡电路

精品资料

RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。

C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。

图1 RC文氏电桥振荡器

RC串并联选频网络的选频特性

RC串并联网络的电路如图2所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。

图2 RC串并联网络

RC串并联网络的传递函数为

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精品资料

式（1）

当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。令式（1）的虚部为0，即可求出谐振频率。

谐振频率

对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率:

频率特性幅频特性

相频特性

文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。

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精品资料

(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线

图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线

反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数

当满足R=R1 =