直流电路及基本分析方法.ppt

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1、第2章直流电路及基本分析方法本章要点等效变换的概念运用等效变换进行电路分析复杂电路的一般分析方法线性网络的基本定理。章节内容2.1电阻电路的等效变换分析法2.2复杂电路的一般分析法2.2.1支路电流法2.2.2网孔电流法2.2.3节点电压法2.1.1电阻串联、并联及混联的等效变换2.1.2电阻星形连接与三角形连接及其等效变换2.1.3含独立电源网络的等效变换章节内容2.3线性电路的几个基本定理2.3.1叠加定理2.3.2替代定理2.3.3戴维南定理2.3.4诺顿定理2.3.5最大功率传输定理2.4Multisim直流电路分析由独立源、

2、受控源和电阻构成的电路称为电阻电路，电路中的电源可以是直流的也可以是交流的，若所有的独立电源都是直流电源时，则这类电路称为直流电路。本章主要介绍等效的概念以及等效变换在电阻电路中的应用，复杂电路的一般分析方法以及线性网络的基本定理。等效变换的分析方法是电路分析中常用且简便的一种分析方法，通过一次或多次使用等效的概念，将结构比较复杂的电路转换为结构简单的电路，用来分析电路，可以方便地求出电流、电压或功率等需要的结果。2.1电阻电路的等效变换分析法电路的等效变换就是把电路的一部分用结构不同但端子数和端子上电压、电流关系完全相同的另一部分电

3、路代替。因为代替部分电路与被代替部分电路的电压、电流关系相同，对电路没有变换的部分(外接电路，简称外电路)来说，它们具有完全相同的影响，没有丝毫区别，这两部分电路互称为等效电路。如果二端网络N1和N2等效，则当给它们的端子上连相同的外电路时，外电路上的电特性完全相同。注意：互为等效的两个电路其“等效”只意味着对外电路等效，也就是对端口等效，但已被等效代换后的那部分和原电路的工作状况一般是不相同的，即对内部并不等效。1．电阻的串联n个电阻依次首尾相接，中间没有分支，当接通电源后，每个电阻上通过的是同一个电流，这种连接方式称为电阻的串联。

4、如图2.2(a)所示。图2.22.1.1电阻串联、并联及混联的等效变换由基尔霍夫电压定律及欧姆定律，得(2.1)对图2.2(b)根据欧姆定律可得其VCR(2.2)若图2.2(b)是图2.2(a)的等效电路，则有(2.3)式(2.3)表明，对于对外端子上的电压和电流而言，由R1，R2这2个电阻相串联的支路可以用一个电阻Req来替代。显然图2.2(a)和(b)在对外端子上有相同的伏安关系，因此称图(b)为图(a)的等效电路，它们可互为等效替换，并称Req为R1，R2这2个电阻相串联以后的等效电阻。n个电阻串联时，计算等效电阻的一般公式为R

5、eq=R1+R2+…+Rn=，即n个电阻串联时的电阻等于这n个串联电阻之和。电阻串联时具有分压关系，任一电阻的电压R1与R2上的电压U1与U2分别为(2.4)(2.5)串联电阻上的电压与各电阻的阻值成正比，电阻越大，其分配的电压越大。将式(2.3)两边同乘I2，得即P=P1+P2且(2.6)电阻串联电路消耗的总功率等于相串联各电阻消耗功率之和，电阻越大，其消耗的功率越大。利用串联电阻的分压特性可以设计制作直流电压表和分压器。2.1图2.3所示为一个分压电路，已知RW是1kΩ电位器，且R1=R2=500Ω，U1=20V。试求输出电

6、压U2的数值范围。图2.3当电位器的滑动触头移至b端时，输出电压U2为2.1图2.3所示为一个分压电路，已知RW是1kΩ电位器，且R1=R2=500Ω，U1=20V。试求输出电压U2的数值范围。图2.3当电位器的滑动触头移至a端时，输出电压U2为输出电压U2在5～15V范围变化2．电阻的并联将n个电阻的首端、尾端分别连在一起，当接通电源后，每个电阻的端电压均相同，这种连接方式称为电阻的并联。如图2.4(a)所示。图2.4由欧姆定律及基尔霍夫电流定律，得(2.7)对图2.4(b)根据欧姆定律可得其VCR(2.8)若图2.4(b)是图2.

7、4(a)的等效电路，则有(2.9)n个电阻并联时，计算等效电阻的一般公式为电阻并联有分流关系，流过任一电阻的电流为R1与R2上的电流I1与I2分别为(2.11)(2.12)流过并联电阻的电流与各电阻的阻值成反比，电阻越大，其流过的电流越小。将式(2.9)两边同乘U2，得即P=P1+P2且(2.13)电阻并联电路消耗的总功率等于相并联各电阻消耗功率之和，电阻越大，其消耗的功率越小。利用并联电阻的分流特性可以设计制作直流电流表和分流器。2.2试分别计算下面并联电阻的等效电阻。(1)R1=200Ω，R2=300Ω(2)R1=R2=500

8、Ω(3)R1=10Ω，R2=10kΩ由式(2.10)可得(2)(3)(1)从以上结果可以看出，并联电阻的电阻值小于最小的电阻值。当R1=R2时，等效电阻Req=R/2，n个阻值均为R的电阻并联，则并联等效电阻Req=R/