电阻电路分析及电容元件介绍课件.ppt

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1、分析电阻电路的基础：电阻的串、并联，两种电源模型的等效互换，星形与三角形联接的等效互换等；分析电阻电路的基本方法：支路法、网孔法、节点法等；分析有源二端网络的两个定理；戴维南定理及诺顿定理；特殊电阻电路的分析：受控源电路、非线性电阻电路等；第二章电阻电路的分析计算§2－1电阻电路的串联、并联iuN一、等效网络的概念图示，是整个电路中的一部分，把这一部分作为一个整体看待。这个整体只有两个端钮与其外部相连时，就叫二端网络或一端口网络。两个二端网络的端口电压、电流关系相同，就称这两个网络为等效网络（equi

2、valentnetwork）。等效网络的内部结构虽然不同，但对其任何包电路而言，它们的影响完全相同，即等效网络互换，它们的外部情况不变。R3R1R2＋U1－＋U－－U3＋＋U2－IR＋U－I二、电阻的串联图示为三个电阻的串联，由其这种连接方式可知串联的特点是：1.串联电阻的电流相等；2.端口电压等于各电阻电压之和。下面推导串联电阻的等效电阻及电压分配关系。（1）串联电阻的等效电阻：由图示得：式中即称为网络的等效电阻。（2）串联电阻的分压关系串联电阻有分压特性。实用中，两个电阻的串联分压公式应用得更广泛

3、些。当两个电阻串联时，有：三、电阻的并联G1G2G3I1I2I3I＋U－GI＋U－图示为三个电导的并联形式，并联由以下特点：1.并联电阻的电压相等；2.端口电流等于各电阻电流之和；由上图得：式中：就称为并联电阻的等效电导。（1）并联电阻的等效电导（2）并联电阻的分流关系实用中，以两个电阻的并联分流关系式用得较多。实际中，还存在有混联（串、并联均有）电路，在此不再详述例：两个电阻串联接到电压为120V的电压源，电流为3A；并联接到同样电压源，电流为16A。试求这两个电阻。例：图示电路中，合上开关S后，R

4、2上的电压增大还是减小？据此，解释为什么接入功率较大的负载（如电炉）后电灯要暗一些。R3R1R2s+US－混联电路简介161616164436222221035566634RI＋6V－例：图示为电路的一部分。试求：（1）R＝0时的电流I；（2）I＝0时的电阻R；（3）R开路时的电流I。基本要求：熟练掌握电容元件端口特性方程、能量计算及串并联等效变换。电容构成原理图5.1电容的基本构成电容的电路符号电解电容器瓷质电容器聚丙烯膜电容器图5.3a固定电容器实际电容器示例一般电容可变电容电解电容管式空气

5、可调电容器片式空气可调电容器5.3b可变电容器电容元件是一种动态元件，其端口电压、电流关系为微分（或积分）关系。当电容器填充线性介质时，正极板上存储的电荷量q与极板间电压u成正比电容[系数]，单位：F(法拉)表示。常用单位有μF(微法)及pF(皮法)，分别表示为10-6F及10-12F。图5.4线性电容电路符号和特性在u、q取关联参考方向且C是正值时，线性电容的电路符号和它的电荷、电压关系曲线如图5.4所示。已知电流i，求电荷q，反映电荷量的积储过程极板上电荷量增多或减少，在电容的端线中就有电流产生，

6、如图5.4(a)（电容元件的VCR方程）可见线性电容的端口电流并不取决于当前时刻电压，而与端口电压的时间变化率成正比，所以电容是一种动态元件。物理意义：t时刻电容上的电荷量是此刻以前由电流充电（或放电）而积累起来的。所以某一瞬刻的电荷量不能由该瞬间时刻的电流值来确定，而须考虑此刻以前的全部电流的“历史”，所以电容也属于记忆元件。对于线性电容有在关联参考方向下，输入线性电容端口的功率：电容存储的电场能量当u(t)↑→储能↑也即吸收能量→吸收功率当u(t)↓→储能↓也即释放能量→发出功率同时电容的输入功率

7、与能量变化关系为:电容储能随时间的增加率从全过程来看，电容本身不能提供任何能量，正值的电容是无源元件。综上所述，电容是一种动态、记忆、储能、无源元件。假设所以电容是储能元件.式（5.8)、(5.9)说明电容吸收的总能量全部储存在电场中，所以电容又是无损元件。反之截止到t瞬间，从外部输入电容的能量为：[解]电阻消耗的电能为电容最终储存的电荷为由此可知[补充5.1]图示RC串联电路，设uC(0)=0，i(t)=Ie-t/RC。求在0

8、R_+Cu电容最终储能为设在串联前电容上无电荷，根据KVL及电容元件的电压－电流关系得串联等效电容的倒数等于各电容的倒数之和。如图5.5(b)所示。图5.5(a)电容的串联在使用电容器时，除了要关注其电容值外，还要注意它的额定电压。使用时若电压超过额定电压，电容就有可能会因介质被击穿而损坏。为了提高总电容承受的电压，可将若干电容串联起来使用，如图5.5(a)所示。由于并联电容的总电荷等于各电容的电荷之和，即所以并联等效电容等于各电容之和，等效电路如图5.