电路分析基础第2章 电路的基本分析方式ppt课件.ppt

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1、第2章电路的基本分析方式2.1电路等效的基本概念2.2电阻电路的等效2.3两种电源模型的等效2.4支路电流法2.5回路电流法2.6节点电位法本章小结阅读材料：电气图识读知识实验4电压源与电流源的等效变换2.1电路等效的基本概念等效是电路分析中一个非常重要的概念，等效变换是电路分析中常用的一种方法。　　只有两个端钮与其他电路相连接的网络，叫做二端网络或单口网络。如果单口网络内含有电源，称为电源单口网络；如果单口网络内不含电源，则称为无源单口网络。每一个二端元件便是无源单口网络的最简单形式。　　图2-1给出了二端网络的一般符号。二端网络的端子电流I、端子间电压U分别叫做端口电流

2、、端口电压，图中U、I的参考方向对二端网络为关联参考方向。图2-1二端网络如果两个二端网络的端口电压、电流关系相同，我们称这两个网络为等效网络。两个等效网络的内部结构虽然不同，但对外部而言，它们的影响完全相同。即等效网络互换后，它们对任意外电路中的电流、电压、功率是等效的，故等效是指对外等效。　　通过上述分析，可以得出以下结论——电路等效变换的条件：相互等效的两个网络具有完全相同的对外电压、电流关系；电路等效变换的对象：外电路中的电压、电流及功率；电路等效变换的目的：用一个简单的等效电路代替原来较复杂的网络，使对电路的分析计算更加简单。2.2电阻电路的等效2.2.1电阻的串

3、联及应用　　电路中的若干电阻首尾依次相连，各电阻流过同一电流(中间无分支)的电路连接方式称为电阻的串联。图2-2(a)所示为n个电阻串联的电路模型，串联的n个电阻可用一个等效电阻R表示，如图2-2(b)所示。图2-2电阻的串联因为流经各电阻的电流为同一电流I。根据KVL，外加电压等于各个电阻上电压之和，即U=U1+U2+…+Un=IR1+IR2+…+IRn　　　　　　=I(R1+R2+…+Rn)=IR(2-1)因此式(2-2)表明：电阻串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2++Rn=(2-2)电阻串联电路中每个电阻上的电压分别为

4、式(2-3)表明：串联电路中，当外加电压一定时，各电阻端电压的大小与它的电阻值成正比。式(2-3)称为分压公式。在应用该式时，需考虑各电压的参考方向。(2-3)如将式(2-1)两端同乘以电流I，则有P=IU=I2R1+I2R2+…+I2Rn　　　　　=P1+P2+…+Pn(2-4)式(2-4)表明：电阻串联电路中，总功率等于各个电阻吸收的功率之和；各个电阻吸收的功率与它的电阻值成正比。【例2-1】一个电流为0.2A，电压为1.5V的小灯泡，接到4.5V的电源上，应该串联多大的电阻，才能使小灯泡正常发光？电阻串联的应用很多，例如：为了扩大电压表的量程，就可

5、以给电压表(或电流表)串联一个适当的电阻来实现；当负载的额定电压低于电源电压时，可以通过串联一个电阻来分压；为了调节电路中的电流，通常可在电路中串联一个变阻器。解【例2-2】如图2-3所示，要将一个满刻度偏转电流IS为50μA，电阻Rg为2kΩ的电流表，制成量程为50V/100V的直流电压表，应串联多大的附加电阻R1、R2？图2-3例2-2图解满刻度时，表头所承受的电压为Ug=IgRg=50×10－6×2×103=0.1V　　为了加大量程，必须串联附加电阻来分压，可以列出以下方程　　　　　50=Ig(Rg+R1)100－50=IgR2代入已知条件，可得R1=

6、998kΩ,R2=1000kΩ2.2.2电阻的并联及应用　　电路中若干个电阻连接在两个公共点之间，各个电阻承受同一电压，这样的连接方式称为电阻的并联。图2-4(a)所示为n个电阻并联的电路模型，并联的n个电阻可用一个等效电阻R表示，如图2-4(b)所示。　　因各个电阻的端电压均为外加电压U，根据KCL可得，电阻并联，各电阻分得的电流之和等于总电流，即(2-5)图2-4电阻的并联式(2-5)表明：并联电阻具有分流作用，阻值越大的电阻分配的电流越小，阻值越小的电阻分配电流越大。　　由式(2-5)可得式(2-6)表明：并联电阻的等效电阻的倒数等于各个并联电阻的倒数之

7、和。　　由电阻R与电导G的关系可得(2-6)(2-7)式(2-7)表明：n个电导并联，等效电导等于各个电导之和。　将式(2-5)两边同乘以电压U，则有式(2-8)表明：n个电阻并联的总功率等于各个电阻吸收的功率之和；各电阻的功率与它的电阻值成反比。即电阻值越大，吸收功率越少；电阻值越小，吸收功率越大。(2-8)【例2-3】额定值为“220V，100W”和“220V，40W”的两个灯泡接到220V的电源上使用。问：　　(1)串联时实际