电工技术 第2版 教学课件 作者 高有华 袁宏 主编 第2章　电路分析方法.ppt

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1、第2章　电路分析方法2.1　电源等效变换法2.2　支路电流法2.3　节点电压法2.4　叠加原理∗2.5　替代定理2.6　戴维宁定理和诺顿定理2.7　电路分析方法的仿真分析2.1　电源等效变换法2.1.1　实际电源的两种电路模型及等效变换2.1.2　电源等效变换法2.1.1　实际电源的两种电路模型及等效变换图2-1　实际电源电路模型a)实际电压源　b)实际电流源2.1.1　实际电源的两种电路模型及等效变换图2-2　实际电源等效变换2.1.2　电源等效变换法1)与理想电压源并联的任何元件对外电路不起作用，等效变换时这些元件可以去掉。2)与理想电流源串联的任何元件对外电路

2、不起作用，等效变换时这些元件可以去掉。3)理想电压源的内阻等于零，理想电流源的内阻等于无穷大，所以理想电压源和理想电流源之间不存在等效变换。4)实际的电压源和实际的电流源之间存在着等效变换。支路电流法是以支路电流为电路变量，应用KCL和KVL，列出与支路电流数相等的独立方程，从而解得支路电流。2.2　支路电流法1)选定各支路电流的参考方向。2)根据网络的节点数n，任选n-1个节点，应用KCL列(n-1)个节点电流方程。3)选取独立回路，独立回路数应为m=b-(n-1)个，并规定回路的绕行方向，然后根据所选定的独立回路应用KVL列回路方程。4)联立节点电流方程和回路电压

3、方程组成线性方程组，从而解出b条支路电流。2.2　支路电流法2.2　支路电流法图2-9　支路电流法电路图前面讲述的支路电流法是选用网络的电流变量建立电路方程的分析方法。本节主要讨论选用网络电压变量的分析方法。节点电压法是指以节点电压为电路的独立变量，应用KCL(对具有电流源的电阻电路，即为∑GKUK＝∑IsK)，列出与节点电压数相等的独立方程，从而解得节点电压和支路电流。2.3　节点电压法2.3　节点电压法1)先标定各支路电压或支路电流的参考方向。2)指定参考节点，其余节点与参考节点间的电压就是节点电压。3)列节点电压方程，确定节点电导矩阵中的自电导，互电导和节点电激

4、流向量中各节点电激流。4)从节点电压方程中解出各节点电压，并由节点电压计算各支路电压和各支路电流。2.3　节点电压法图2-13　节点电压法电路图图2-17　含有电压源支路的节点电压法电路2.3　节点电压法2.4　叠加原理叠加原理是线性电路的一个重要定理，它反映了线性电路的两个基本性质，即叠加性和比例性。叠加原理在线性电路分析中起着重要作用，它是分析线性电路的基础。线性电路的许多定理可以从叠加原理导出。2.4　叠加原理图2-18　叠加原理电路图使用叠加原理时，应注意下列几点：1)叠加原理只能用来计算线性电路的电流和电压。对非线性电路，叠加原理不适用。2)叠加原理在叠加时

5、要注意电流和电压的参考方向，求和时要注意各个电流和电压的正负。3)叠加时，对不作用电源的处理是，电压源用短路替代，电流源用开路替代。4)由于功率不是电压或电流的一次函数，所以不能用叠加原理来计算。2.4　叠加原理∗2.5　替代定理替代定理可以叙述如下：给定任意一个电路，其中第k条支路的电压Up和电流Ik已知，那么这条支路就可以用一个具有电压等于Uk的独立电压源，或者用一个具有电流等于Ik的独立电流源来替代，替代后电路中全部电压和电流均保持原值。∗2.5　替代定理图2-21　替代定理电路图用替代定理，可简化电路计算，由替代定理可得出以下推论：网络的等位点可用导线短接；电

6、流为零的支路可移去。∗2.5　替代定理2.6　戴维宁定理和诺顿定理2.6.1　戴维宁定理2.6.2　诺顿定理2.6　戴维宁定理和诺顿定理图2-22　戴维宁方法电路2.6.1　戴维宁定理戴维宁定理可表述为：任何一个线性含源的二端网络，对外电路来说，可以用一条含源支路来等效替代，该含源支路的电压源的电压等于二端网络的开路电压，其电阻等于含源二端网络化成无源网络后的入端电阻Ｒ０。2.6.1　戴维宁定理前面提到的二端网络，就是指具有两个出线端的部分电路，有源二端网络是指二端网络中含有电源，无源二端网络中不含独立电源。应用戴维宁定理的关键在于正确理解和求出含源二端网络的开路电压

7、和入端电阻。诺顿定理可表述为：任何一个线性含源的二端网络，对外电路来说，可以用一条含源支路来等效替代，该含源支路的电流源的电激流等于二端网络的短路电流is，其内阻Ｒ０的含义同戴维宁等效电阻一样。2.6.2　诺顿定理电压源与电流源之间可以等效变换，因此，任一线性有源二端网络不仅可以用电压源等效代替，也可以用电流源等效代替，所以诺顿定理实际上是戴维宁定理的推论。2.6.2　诺顿定理2.6.2　诺顿定理图2-27　诺顿定理图解表示2.7　电路分析方法的仿真分析前面介绍了电源等效变换法、支路电流法、节点电压法、叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理，现在可以利用电子