电路分析-第二章-电阻电路的等效变换课件.ppt
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- 电路 分析 第二 电阻 等效 变换 课件
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1、v2.12.1 等效二端网络等效二端网络v2.2 2.2 电压源及电流源串、并联电路的等效变换电压源及电流源串、并联电路的等效变换v2.3 2.3 实际电源的两种模型及其等效变换实际电源的两种模型及其等效变换v2.4 2.4 电阻星形连接与三角形连接的等效变换电阻星形连接与三角形连接的等效变换第二章第二章 电阻电路的等效变换电阻电路的等效变换2.1 2.1 等效二端网络等效二端网络2.1.1 2.1.1 单口网络和等效单口网络单口网络和等效单口网络2.1.2 2.1.2 单口网络端口伏安关系单口网络端口伏安关系( (VAR)VAR)的求取的求取2.1.3 2.1.3 不含独立源单口电阻网络的等
2、效电阻不含独立源单口电阻网络的等效电阻l 电阻电路电阻电路仅由电源和线性电阻构成的仅由电源和线性电阻构成的电路电路l 分析方法分析方法(1 1)欧姆定律和基尔霍夫定律)欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电阻电路的依据;是分析电阻电路的依据;(2 2)等效变换的方法)等效变换的方法, ,也称化也称化简的方法简的方法下 页上上 页页返返 回回一、单口网络一、单口网络2.1.1 2.1.1 单口网络和等效单口网络单口网络和等效单口网络NN1N2+-ui将电路将电路 N 分为分为 N1和和 N2两部分,若两部分,若 N1 、 N2内内部变量之间无控制和被控的关系,则称部变量之间无控制和被控的关系,则称 N
3、N1 1和和 N N2 2为单口网络(二端网络)。为单口网络(二端网络)。一个单口网络对电路其余部分的影响,决定于其一个单口网络对电路其余部分的影响,决定于其端口电流电压关系(端口电流电压关系(VAR)。)。下 页上上 页页返返 回回 二二. . 等效单口网络等效单口网络若网络若网络 N 与与 N 的的VAR相同,则称该两网络相同,则称该两网络为等效单口网络。为等效单口网络。将电路中一个单口网络用其等效网络代替(称将电路中一个单口网络用其等效网络代替(称为等效变换),电路其余部分的工作状态不会为等效变换),电路其余部分的工作状态不会改变。改变。N+-uiabN+-uiab)(ifu )(ifu
4、下 页上上 页页返返 回回2.1.2 2.1.2 单口网络端口伏安关系单口网络端口伏安关系( (VAR)VAR)的求取的求取将单口网络从电路中分离出来,标好将单口网络从电路中分离出来,标好其端口电流、电压的参考方向;其端口电流、电压的参考方向;假定端电流假定端电流i 已知(相当于在端口接已知(相当于在端口接一电流源),求出一电流源),求出 u = f (i) 。或者,或者,假定端电压假定端电压 u 已知(相当于在端口接已知(相当于在端口接一电压源),求出一电压源),求出 i = g (u) 。 下 页上上 页页返返 回回例例1 1:求图示二端求图示二端电路的电路的VARVAR及其等及其等效电路
5、。效电路。解:解:设端口电压设端口电压u u 已知,有已知,有225. 05)10(20uuuiiu48 10V520uuiab根据根据VARVAR,可得等效电路:可得等效电路:4uiab2A8V4uiab或者或者或者或者下 页上上 页页返返 回回2.1.3 2.1.3 不含独立源单口电阻网络的等效电阻不含独立源单口电阻网络的等效电阻可以证明,不含独立源单口线性电阻电路的端电可以证明,不含独立源单口线性电阻电路的端电压和端电流之比为一常数压和端电流之比为一常数。定义定义不含独立源单口线性电阻网络的等效电阻不含独立源单口线性电阻网络的等效电阻(输入电阻)为:(输入电阻)为:N+-uiabiuRi
6、 注意注意 u、i 应为关联参考方向。应为关联参考方向。下 页上上 页页返返 回回例例2 2:求图示二端电求图示二端电路的路的VARVAR及其及其等效电路。等效电路。解:解:设端口电流设端口电流 i i 已知,有已知,有iiuu76511iiuii13,)93(111根据根据VARVAR,可可得等效电路:得等效电路:33uiiab+-5u1+-u1i13uiab7下 页上上 页页返返 回回3. 3. 电阻的串并联电阻的串并联 例例1 1电路中有电阻的串联,又有电阻的并联,电路中有电阻的串联,又有电阻的并联,这种连接方式称电阻的串并联。这种连接方式称电阻的串并联。计算各支路的电压和电流。计算各支
7、路的电压和电流。i1+-i2i3i4i518 6 5 4 12 165V165V165165Vi1+-i2i318 9 5 6 Ai15111651 Viu90156612 Ai518902 Ai105153 Viu60106633 Viu30334 Ai574304. Ai5257105. 下 页上上 页页返返 回回例例2解解用分流方法做用分流方法做用分压方法做用分压方法做RRIIII2312 818141211234V3412124UUURI121V3244RIURI234求求:I1 ,I4 ,U4+_2R2R2R2RRRI1I2I3I412V_U4+_U2+_U1+下 页上上 页页返返
8、回回从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:求出等效电阻或等效电导;求出等效电阻或等效电导;应用欧姆定律求出总电压或总电流;应用欧姆定律求出总电压或总电流;应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系!以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系!例例3求求: Rab , Rcd12615/)55(abR45/)515(cdR等效电阻针对端口而言等效电阻针对端口而言61555dcba下 页上上 页页返返 回回例例4求求: Rab Rab70601005010b
9、a4080206010060ba120204010060ba20100100ba20下 页上上 页页返返 回回例例5求求: : Rab Rab10缩短无缩短无电阻支路电阻支路1520ba56671520ba566715ba43715ba410下 页上上 页页返返 回回断路断路例例6求求: Rab对称电路对称电路 c、d等电位等电位ii1ii22121iiiiRRiiRiRiuab)2121(21RiuRababRRab根据电流分配根据电流分配bacdRRRRbacdRRRR下 页上上 页页返返 回回1.1.理想电压源的串联和并联理想电压源的串联和并联串联串联skssuuuu21等效电路等效电路
10、注意参考方向注意参考方向并联并联21ssuuu 相同电压源才能并相同电压源才能并联联, ,电源中的电流不确定。电源中的电流不确定。注意注意uS2+_+_uS1+_u+_uuS1+_+_iuS2+_u等效电路等效电路2.2 2.2 电压源及电流源串、并联电路的等效变换电压源及电流源串、并联电路的等效变换下 页上上 页页返返 回回电压源与支路的串、并联等效电压源与支路的串、并联等效RiuiRRuuiRuiRuuSSSss)()(21212211对外等效!对外等效!uS2+_+_uS1+_iuR1R2+_uS+_iuRuS+_i任意任意元件元件u+_RuS+_iu+_下 页上上 页页返返 回回2.
11、2. 理想电流源的串联并联理想电流源的串联并联 相同的理想电流源才能串联相同的理想电流源才能串联, , 每个电每个电流源的端电压不能确定。流源的端电压不能确定。串联串联并联并联 sksnssiiiii21注意参考方向注意参考方向21ssiiiiS1iS2iSni等效电路等效电路等效电路等效电路iiS2iS1i注意下 页上上 页页返返 回回RuiuRRiiRuiRuiisssss)11 (212122113.3.电流源与支路的串、并联等效电流源与支路的串、并联等效R2R1+_uiS1iS2i等效电路等效电路RiSiS等效电路等效电路对外等效!对外等效!iS任意任意元件元件u_+R下 页上上 页页
12、返返 回回例例1 1:例例2 2:ba2A1A+-5V25ba3A+-3Vba+-5V2A3+-8Vba下 页上上 页页返返 回回1 1. . 实际电压源实际电压源 实际电压源也不允许短路。因其内阻小,实际电压源也不允许短路。因其内阻小,若短路,电流很大,可能烧毁电源。若短路,电流很大,可能烧毁电源。usui0考虑内阻考虑内阻伏安特性:伏安特性:iRuuSS一个好的电压源要求一个好的电压源要求0SRi+_u+_SuSR注意2.3 2.3 实际电源的两种模型及其等效变换实际电源的两种模型及其等效变换下 页上上 页页返返 回回 实际电流源也不允许开路。因其内阻大,实际电流源也不允许开路。因其内阻大
13、,若开路,电压很高,可能烧毁电源。若开路,电压很高,可能烧毁电源。isui02 2. . 实际电实际电流流源源考虑内阻考虑内阻伏安特性:伏安特性:SSRuii一个好的电流源要求一个好的电流源要求SR注意SiSRui+_下 页上上 页页返返 回回3.3.电压源和电流源的等效变换电压源和电流源的等效变换 实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换,实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换,所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。u=uS RS ii =iS GSui = uS/RS u/RS iS=uS /RS GS=1/R
14、S实际实际电压电压源源实际实际电流电流源源端口特性端口特性i+_uSRS+u_iGS+u_iS比较比较可可得等效条件得等效条件下 页上上 页页返返 回回电压源变换为电流源:电压源变换为电流源:转换转换电流源变换为电压源:电流源变换为电压源:i+_uSRS+u_转换转换i+_uSRS+u_小结iGS+u_iSiGS+u_iS下 页上上 页页返返 回回iGS+u_iS等效是对外部电路等效,对内部电路是不等效的。等效是对外部电路等效,对内部电路是不等效的。电流源开路,电流源开路, GS上有电流流过。上有电流流过。电流源短路电流源短路, , GS上无电流。上无电流。 电压源短路,电压源短路, RS上有
15、电流;上有电流; 电压源开路,电压源开路, RS上无电流流过上无电流流过iS理想电压源与理想电流源不能相互转换。理想电压源与理想电流源不能相互转换。变换关系变换关系 iS i表表现现在在注意i+_uSRS+u_方向方向数值关系数值关系下 页上上 页页返返 回回利用电源转换简化电路计算利用电源转换简化电路计算例例1I=0.5AU=20V+15V_+8V775A3472AI?1.6A+_U=?5510V10V+_2.+_U2.52A6A下 页上上 页页返返 回回例例2把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连10V1010V6A+_1.70V10+_66V10+_
16、2A6V106A+_2.下 页上上 页页返返 回回106A1A107A1070V+_10V1010V6A+_1.下 页上上 页页返返 回回66V10+_6V+_60V10+_2A6V106A+_2.6V106A+_下 页上上 页页返返 回回例例3A5 . 1206030I求电路中的电流求电路中的电流I60V410I630V_+_40V4102AI630V_+_40V104102AI2A630V_+_下 页上上 页页返返 回回例:例:电路如图,求电路如图,求 I 。解:解:49) 172(I22272A6A6VI原电路原电路22272A6A3AI2714V9V+-IAI5 . 0下 页上上 页页
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