電工電子技術基礎

電路的基本分析方法教學目標電路的基本分析方法－教學目標

1.理解電阻串聯和并聯，掌握電阻電路的等效變換。2.掌握電源兩種模型及其等效變換。3.掌握支路電流法分析方法，熟練應用支路電流法分析電阻電路。4.掌握分析電阻電路基本定理：疊加定理和戴維南定理。5.熟練應用疊加定理和戴維南定理分析電路。電工電子技術基礎第一節(jié)電阻等效變換第二節(jié)電源等效變換第三節(jié)支路電流法第四節(jié)疊加定理第五節(jié)戴維寧定理本章目錄電路的基本分析方法

電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法思政引例非淡泊無以明志，非寧靜無以致遠。——諸葛亮電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

“做事沒技巧，吃力不討好”說明要提高做事效率，必須采取巧妙的方法?，F代飛機戰(zhàn)術技術水平在迅速發(fā)展，需要裝配大量先進綜合航電系統，如各種航空儀器儀表、導航雷達設備、智能通信設備、飛行控制系統、火力控制系統等，這些設備運行好壞，直接關系到能否完成復雜飛行和作戰(zhàn)任務并保證飛行安全。機載電子設備每一個系統都包含許多復雜電路，但是無論系統多么復雜，其基本分析和計算方法都源于基爾霍夫定律和歐姆定律，如支路電流法、等效變換法、疊加定理和戴維寧定理。電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電阻等效變換2.1電阻等效變換把若干個電阻依次首尾相接地連接起來，稱為電阻串聯電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電阻等效變換電阻串聯電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電阻等效變換把若干個電阻兩端分別連接在兩個結點上，稱為電阻并聯電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電阻等效變換電阻并聯電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電阻等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電阻混聯電路的基本分析方法

——電阻等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電阻混聯電路的基本分析方法

——電阻等效變換電工電子技術基礎電路的基本分析方法

——電源等效變換2.2電源等效變換電壓源與電流源等效變換

指變換前后，對任一負載來說，在這兩個電源分別激勵時都應得到相同的響應，當電壓源變換為電流源，或者反過來，電流源變換為電壓源之后，負載上的電流和電壓的方向和大小均保持與變換前完全相同。

電源等效對電源以外的電路（負載電阻RL）是等效的，稱為對外等效。下一頁上一頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎等效前后電壓源電動勢方向與電流源短路電流方向應保持一致。根據對外等效原則,有令則或下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎2.當電流源模型等效變換為電壓源模型時，3.等效前后電壓源電動勢（開路電壓）方向與電流源電激流（短路電流）方向應保持一致，電阻應相等。1.當電壓源模型等效變換為電流源模型時，結論下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎

已知圖(a)中，US1=6V，US2=6.5V，R1=R2=1Ω，求a、b兩端的等效電壓源模型及其參數。[例題]

先將電壓源模型等效變換為電流源模型，如圖(b)IS1=US1/R1=6AIS2=US2/R2=6.5A[解]其中下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎R0=R1∥R2=0.5ΩIS=IS1+IS2=12.5AUS=R0IS=6.25Va、b兩端的等效電壓源模型及其參數

R0=0.5Ω下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎注意1.理想電壓源(恒壓源)同理想電流源(恒流源)之間不能等效變換。2.由于理想電壓源兩端的電壓恒定不變，與理想電壓源并聯的元件(電阻、電流源等)對外電路中其他元件的工作狀態(tài)不產生影響，在簡化電路時可把它們去掉。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎3.由于理想電流源支路的電流恒定不變，與理想電流源串聯在同一支路中的元件(電阻、電壓源等)的存在與否對外電路也毫無影響，在簡化電路時可以用一根短接線代替。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——電源等效變換如圖2.2.11所示，計算電路中流過2?電阻的電流I。電工電子技術基礎

以電路中各支路的電流（簡稱支路電流)作為變量，利用基爾霍夫的電流定律和電壓定律列方程,然后求解列出的聯立方程，獲得各支路電流的值。電路的基本分析方法

——支路電流法支路數3網孔數22.3支路電流法支路電流法回路數3結點數2下一頁上一頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——支路電流法電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——支路電流法電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——支路電流法電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——支路電流法電工電子技術基礎電路的基本分析方法

——支路電流法求圖示電路各支路電流。1.在圖中標出各支路電流的參考方向，對選定的回路標出回路循行方向。[引例]2.先利用基爾霍夫電流定律對電路的結點列方程。結點a

I1+I2－I3=0－I1－I2+I3=0結點b

這2個方程是不獨立的，可以證明，對于一個具有n個結點的電路，利用基爾霍夫電流定律只能列出(n-1)個獨立方程。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎電路的基本分析方法

——支路電流法3.再利用基爾霍夫電壓定律對電路中的回路列回路電壓方程。R1I1－R2I2=US1－US2

回路II回路III回路IR2I2+R3I3=US2R1I1+R3I3=US1

在3個方程中，只有2個獨立方程。一般選網孔作為獨立回路，網孔的數目就等于總的獨立回路數。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎5.方程總數等于支路總數，也就是所要求的變量數，方程組有唯一的解。解方程組，可得到各支路電流I1、I2和I3。電路的基本分析方法

——支路電流法4.選取獨立結點電流方程和獨立回路電壓方程組成聯列方程組。

I1+I2－I3=0

R1I1－R2I2=US1－US2R2I2+R3I3=US2下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎電路的基本分析方法

——支路電流法支路電流法的解題步驟：（1）確定支路數b，選定各支路電流的參考方向，并標于圖中。（2）確定結點數n，根據基爾霍夫電流定律，列寫(n－1)個獨立的結點電流方程。（3）根據基爾霍夫電壓定律，列寫獨立的回路電壓方程。在列寫方程前，必須先設定回路繞行方向。對于平面網絡，可針對所有網孔（即獨立回路）列回路電壓方程，獨立電壓方程的數目正好等于[b－(n－1)]個。（4）由第2、3步列出的b個獨立方程組成一聯立方程組，并解這聯立方程組，求出各支路電流。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎2.4疊加定理

電路結構和參數如圖所示，試求R3支路的電流。分析采用支路電流法來解題。電路的基本分析方法——疊加定理解上述聯列方程，得[引例][解]根據題意，有I1=IS(KCL)結點a:(KVL)網孔I:I1+I2

-I3=0R2I2+I3R3=U下一頁上一頁章目錄電工電子技術基礎電路的基本分析方法——疊加定理U單獨作用IS單獨作用

由此可見，兩個獨立電源U和IS同時作用于電路時所產生的電流之和I3等于每個獨立電源分別單獨作用時所產生的電流的代數和。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎

線性電路中，如果含有多個獨立電源共同作用時，在電路的任一支路中產生的電流(或電壓)等于各個電源分別單獨作用時在該支路所產生的電流(或電壓)的代數和。電路的基本分析方法——疊加定理疊加定理疊加定理解題步驟1.分別計算各個獨立電源單獨作用時產生的支路電流或支路電壓;2.把原電路分解為各個獨立電源分別單獨作用的電路模型，并標出各電流、電壓的參考方向;3.求多個獨立電源共同作用原電路的待求量。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——疊加定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——疊加定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——疊加定理電工電子技術基礎(1)疊加定理只適用于線性電路中電流和電壓的計算。不能用來計算功率。因為電功率與電流和電壓不是線性關系。(2)某獨立電源單獨作用時，其余各獨立電源均應去掉，也就是令其余電源的值為零:理想電壓源短路，理想電流源開路。(3)疊加(求代數和)時以原電路中電流(或電壓)的參考方向為準。若某個獨立電源單獨作用時產生的電流(或電壓)的參考方向與原電路中電流(或電壓)的參考方向一致，則該量取正號，否則為負。電路的基本分析方法——疊加定理注意下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——疊加定理電工電子技術基礎(1)10V理想電壓源單獨作用用疊加定理求圖(a)所示電路中的電流I。電路的基本分析方法——疊加定理[例題][解]電壓源單獨作用下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎根據疊加定理，有(2)2A理想電流源單獨作用時電路的基本分析方法——疊加定理下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——疊加定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——疊加定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——疊加定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法

——疊加定理電工電子技術基礎2.5戴維寧定理

復雜電路中有時只需要計算其中某一條支路的響應，此時可以將這條支路劃出，而把其余部分看作一個有源二端網絡。

電路的基本分析方法——戴維寧定理有源二端網絡無源二端網絡具有兩個出線端的內含獨立電源的電路不含獨立電源的二端網絡下一頁上一頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——戴維寧定理電工電子技術基礎

任何一個線性有源二端網絡對外電路的作用都可以用一個理想電壓源US和內阻R0的串聯組合來等效代替。R0

該二端網絡中所有獨立電源不作用時的無源二端網絡的輸入端電阻US的極性與開路電壓UOC的極性一致電路的基本分析方法——戴維寧定理戴維寧定理US

有源二端網絡的開路電壓UOC恒流源開路恒壓源短路下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——戴維寧定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——戴維寧定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——戴維寧定理電工電子技術基礎下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電路的基本分析方法——戴維寧定理電工電子技術基礎在下圖所示的電路中，求I4及Uab。電路的基本分析方法——戴維寧定理[例題]分析：首先應把被求支路以外的電路用US和R0的串聯組合代替，而US=UOC，要先求出開路電壓UOC和等效內電阻R0。下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎根據彌爾曼定理，有運用電阻并聯公式，得電路的基本分析方法——戴維寧定理下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎根據戴維寧定理，可得原電路的戴維寧等效電路。電路的基本分析方法——戴維寧定理根據戴維寧等效電路，求得下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎

任一線性有源二端網絡可等效為一理想電流源為IS和內電阻為R0相并聯的實際電流源。

電壓源可等效為電流源，所以，如果將一個有源二端網絡等效為一個電流源，這就是諾頓定理。電路的基本分析方法——戴維寧定理諾頓定理

IS：該有源二端網絡兩端點的短路電流;R0：該二端網絡中所有獨立電源不作用時的無源二端網絡的輸入端電阻。同戴維寧定理下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄電工電子技術基礎分別用戴維寧定理和諾頓定理求圖示電路中的電流I3。電路的基本分析方法——戴維寧定理[例題][解](1)利用戴維寧定理求I3

對R3支路而言，電路的戴維寧等效電路如右圖所示。下一頁上一頁