电路与模拟电子技术 第2章 电路的基本分析方法

《电路与模拟电子技术 第2章 电路的基本分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章电路的基本分析方法掌握直流电阻电路的分析方法：电源等效变换法、支路电流法、网孔电流法和结点电压法掌握分析电阻电路的基本定理：叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理熟练应用支路电流法分析电阻电路熟练应用叠加定理分析电阻电路教学目标与要求2.1电源等效变换2.1.1电压源和电流源电压源模型如图(a)所示(a)一.电压源其伏安特性表达式为其特性曲线如图(b)所示IU(b)1.内阻越大，曲线斜率越大，电源内部损耗的功率越大。结论：2.内阻越小，电源内部损耗的功率越小，当内阻为零时，电源性能最佳，称为理想电压源（恒压源）。二.理想电压源（恒压源）电路模型如图(a)所示其特性曲线如图(b)所示I

2、US+_U+_(a)IUUSO(b)恒压源的特点：(2)输出电压是一定值，恒等于电动势。对直流电压，有UUS。(3)恒压源中的电流由外电路决定。(1)内阻RS=0电流源模型如图(a)所示三.电流源其伏安特性表达式为其特性曲线如图(b)所示IU(b)1.内阻越小，电流源实际输出的电流越小，内阻损耗的功率越大。结论：2.内阻越大，电源性能越好，当内阻为无穷大时，电源性能最佳，称为理想电流源（恒流源）。(a)RSUIS+－I四.理想电流源（恒流源）电路模型如图(a)所示其特性曲线如图(b)所示恒流源的特点：(2)输出电流是一定值，恒等于电流IS(3)恒流源两端的电压由外电路决定。IIS

3、U+_(a)IUISO(b)(1)内阻2.1.2电压源和电流源的等效变换一.等效变换的概念等效变换指的是对外等效，即，当电路中某一部分用其等效电路替代后，未被替代部分的电压和电流均保持不变。二.等效变换的方法(a)(b)RSUIS+－I由图(a)由图(b)电压源与电流源之间可以进行等效变换，即保证变换前后电路的外特性不变，也就是特征方程不变。等效变换条件:US=ISRS内阻不变1.数值关系：2.参考方向关系：电压源与电流源的参考方向要保持一致。2.理想电压源与理想电流源之间无等效关系。1.电压源和电流源的等效关系只对外电路而言,对电源内部则是不等效的。注意事项：例：当RL=时，电

4、压源的内阻RS中不损耗功率,而电流源的内阻RS中则损耗功率。3.任何一个恒压源US和某个电阻R串联的电路,都可化为一个恒流源IS和这个电阻并联的电路；反之亦成立。练习：求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+【例2-1】利用电源等效变换求图(a)所示电路中电流I。【解】利用电源等效变换可以将图（a）简化为如图（d）所示单回路电路。由等效变换后的电路（d）可求得电流2.2支路电流法支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫电压和

5、电流定律（KCL、KVL）列方程组求解。以右图为例说明支路电流法的解题步骤：1.确定支路数b，并选定各支路电流的参考方向。2.确定节点数n，应用KCL对独立节点列写方程。节点a:节点b:结论：对于具有个n节点的电路，共有（n-1）个独立节点。3.确定独立回路数，应用KVL对独立回路列写方程。回路Ⅰ:回路Ⅱ:回路Ⅲ:上述三个方程并非独立，第三个方程可以由前两个方程相加得到，故只有两个方程独立。即三条回路只有两条独立回路。结论：对于具有个n节点，b条支路的电路，共有（b-n+1）个独立回路。独立回路：至少包含一条其它回路所没有的新支路的回路。4.联立独立的KCL和KVL方程求解支路电流

6、。平面电路中独立回路的选择：所谓的平面电路是指若把一个电路图画在平面上，使其各条支路除连接的结点之外不再交叉；否则就称为非平面电路。平面电路中通常选择网孔作为一组独立回路。【例2-2】求如图所示电路中的各支路电流。其中【解】节点a:回路Ⅰ:回路Ⅱ:代入数据得2.3网孔电流法支路电流法的弊端：当电路支路数较多时，方程数较多，求解比较困难。网孔电流法：以网孔电流为未知量，列写网孔电流方程求解电流的方法。一.网孔电流的概念网孔电流法abI1I1R2R3R++--S1UUS2I32右图所示电路中有两个网孔，假设有两个环形电流在网孔中顺时针流动(这两个假想电流称为网孔电流)，则支路电流可以用

7、网孔电流表示。二.网孔电流法的步骤网孔电流法abI1I1R2R3R++--S1UUS2I32选择右图的两个网孔为两个独立回路，且绕行方向与网孔电流参考方向一致。可列KVL方程得用网孔电流表示支路电流，将上式整理得(1)令R11和R22分别为网孔1和网孔2的自阻，分别指两个网孔中所有电阻之和。即R11=R1+R2，R22=R2+R3令R12和R21分别为网孔1和网孔2的互阻，是指两个网孔共有支路上的电阻。即R12=R21＝-R2则（1）式写成【推论】对于m个网孔的平面电