电路基础 教学课件 作者 王俊鹍 第2章.ppt

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1、第2章电阻电路的分析2.1二端网络等效的概念2.2电阻的串联和并联电路的等效变换2.3电阻的星形连接和三角形连接的等效变换2.4两种电源模型及其等效变换2.5支路电流法2.6网孔分析法2.7节点分析法2.8叠加定理2.9戴维南定理与诺顿定理2.10最大功率传输定理2.11受控源2.12含受控源电路的分析计算2.1二端网络等效的概念在电路分析中，可以把由很多元件组成的但只有两个端钮与外部电源或其他电路相连接的电路作为一个整体看待，称为二端网络或一端口（网络）。对一个二端网络来说，从它的一个端钮流入的电流一定等于另一个端钮

2、流出的电流。图2.1（a）中虚线方框的部分就是一个二端网络，它可用图2.1（b）中的N来表示。图2.1二端网络关于等效电路有如下的定义：如果内部结构和参数完全不同的两个二端网络N1和N2，如图2.2所示，它们对应端钮的伏安关系u=f(i)完全相同，则称N1和N2是相互等效的二端网络。图2.2二端网络的等效用等效电路的方法求解电路时，电压和电流保持不变的部分，仅限于等效电路以外，这就是“对外等效”的概念。“对外等效”也就是对外部特性等效。2.2电阻的串联和并联电路的等效变换2.2.1电阻的串联图2.4电阻串联电路的等效串

3、联电阻的应用很多。例如在负载的额定电压低于电源电压的情况下，通常需要与负载串联一个电阻，以降落一部分电压。有时为了限制负载中通过过大的电流，也可以与负载串联一个限流电阻。如果需要调节电路中的电流时，一般也可以在电路中串联一个变阻器来进行调节。另外，改变串联电阻的大小以得到不同的输出电压，这也是常见的。2.2.2电阻的并联若电路中有n个电阻元件的首尾两端分别连接在两个节点上而承受同一电压，这种连接方式称为电阻的并联。图2.6电阻并联电路的等效图2.7两个电阻并联电力网的供电电压通常近似不变。电灯、电炉、电动机等大多数负载

4、都要求在额定电压下工作，因而都直接接在两根电源线之间，构成并联电路。负载并联运行时，它们处于同一电压之下，任何一个负载的工作情况基本上不受其他负载的影响。并联的负载电阻越多（负载增加），则总电阻越小，电路中总电流和总功率也就越大。但是每个负载的电流和功率都没有变动（严格来说，基本上不变）。有时为了某种需要，可将电路中的某一段与电阻或变阻器并联，以起分流或调节电流的作用。2.2.3电阻的混联凡可以用串、并联等效变换方法化简为单回路的电路称为简单电路或电阻串、并联电路，否则称为复杂电路。在简单电路中，对于给定的端钮，若已知

5、电压U（或电流I），要求各电阻上的电压和电流，其求解步骤如下。（1）首先求出串、并联电路对于给定端钮的等效电阻R或等效电导G。（2）应用欧姆定律求出电流（或电压）。（3）应用分流公式和分压公式求出各电阻上的电流和电压。2.3电阻的星形连接和三角形连接的等效变换三个电阻元件首尾相接，连成一个封闭的三角形，三角形的三个顶点接到外部电路的三个节点，称为电阻元件的三角形连接，简称△形连接或π形连接，如图2.18（a）所示。三个电阻元件的一端连接在一起，另一端分别接到外部电路的三个节点，称为电阻元件的星形连接，简称Y形连接或T形

6、连接，如图2.18（b）所示。图2.18电阻△连接和Y连接的等效变换2.4两种电源模型及其等效变换2.4.1实际电源的电压源模型实际电源在工作时的输出电压随着输出电流的增大而减小，而且不成线性关系。输出电流不可超过一定的限值，否则会导致电源损坏。图2.22所示为一个实际直流电源及其伏安特性，一般称为电源的外特性。不过为了便于分析计算，在一段范围内实际电源的外特性曲线常可近似看作直线，例如图2.22（b）的曲线1可近似用直线2表示，据此伏安特性，可以用电压源和电阻的串联组合作为实际电源的电路模型，简称为电压源模型，图2.

7、22实际电源的伏安特性如图2.23（a）所示，图中US为电压源的电压，R0为实际电源的内阻，即输出电阻。当a、b端接外电路时,有电流流过端钮,其伏安特性为U=US-R0I图2.23实际电源的电压源模型2.4.2实际电源的电流源模型实际电源在工作时提供的输出电流随着输出电压的增大而减小，根据这一特点可以用电流源和电导的并联组合作为实际电源的电路模型，简称为电流源模型，如图2.24（a）所示，图中IS为电流源的电流，G0为实际电源的内电导，即输出电导。当a、b端接外电路时，有电流流过端钮，其伏安特性为I=IS-G0U图2.

8、24实际电源的电流源模型2.4.3实际电源两种模型的等效变换由图2.23（b）和图2.24（b）可看出，实际电源两种模型的伏安关系都是下倾的斜线，故当满足一定条件时可以使它们完全相等，即使它们的外特性相同。电源模型的等效变换可以推广到含源支路的等效变换，即一个电压源与电阻串联的组合（称为电压源支路）和一个电流源与电阻并联的组合（称