电工基础第二章复杂直流电路的分析计算课件.ppt

1、复杂直流电路的概述复杂直流电路的概述第二章第二章 复杂直流电路的分析计算复杂直流电路的分析计算1基尔霍夫定律基尔霍夫定律2复杂直流电路的分析计算方法复杂直流电路的分析计算方法3电压源、电流源及等效变换电压源、电流源及等效变换4Y网络与网络与网络的等值互换网络的等值互换5复杂直流电路的参数复杂直流电路的参数第一节第一节 复杂直流电路的概述复杂直流电路的概述 节节 点点 回回 路路 支支 路路 网网 孔孔概述概述 电路的结构形式是多种多样的。最简单的电路只有一个回路，有的电路虽然电路的结构形式是多种多样的。最简单的电路只有一个回路，有的电路虽然有好多个回路，但是能够用串、并联的方法简化为单个回路，

2、这种电路叫简单电有好多个回路，但是能够用串、并联的方法简化为单个回路，这种电路叫简单电路。然而有的多回路电路无论如何也不能用串并联方法化简为单回路电路，我们路。然而有的多回路电路无论如何也不能用串并联方法化简为单回路电路，我们称之为复杂电路。由线性电阻和直流电源组成的电路称为复杂直流电路。称之为复杂电路。由线性电阻和直流电源组成的电路称为复杂直流电路。如图所示。分析复杂电路要应用基尔霍夫定律，为了阐明该定律的含义，先介如图所示。分析复杂电路要应用基尔霍夫定律，为了阐明该定律的含义，先介绍有关电路的基本术语。绍有关电路的基本术语。复杂直流电路的参数复杂直流电路的参数1.支路:电路中的每个分支都叫

3、支路。如图所示，bafe、be、bcde 这三个分支都是支路。一条支路中流过同一个电流，称为支路电流。bafe、bcde 两条支路中含有有源元件，称为有源支路；be支路不含有源元件，成为无源支路。2.节点:三条或三条以上支路的汇集点，也叫节点。如图电路中b、e两点都是节点。这样，支路也可看作是连接两个节点的一段分支。在同一支路内，流过所有元件的电流相等。3.回路:电路中任一闭合路径都称之为回路。如中，abefa、bcdeb、abcdefa都是回路。4.网孔:回路平面内不含有其它支路的回路就叫做网孔。如图电路中，回路abefa、bcdeb、abcdefa就是网孔。基尔霍夫定律基尔霍夫定律第二节第

4、二节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律也称基尔霍夫电流定律，又叫节点电流定律，简称KCL 1、描述：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入该节点的电流之和，等于流出该节点的电流之和。换一种说法：在任一电路的任一节点上，电流的代数和永远等于零。基尔霍夫电流定律依据的是电流的连续性原理。2、公式表达：规定流入结点电流为正，流出结点电流为负。例如图 2-2中：对于节点 A，一共有五个电流经过：可以表示为 或=II入出13245IIIII132450IIIII基尔霍夫第一定律的推广基尔霍夫第一定

5、律的推广 3、广义结点：基尔霍夫电流定律可以推广应用于任意假定的封闭面。如图所示对虚线所包围的闭合面可视为一个结点，该结点称为广义结点。即流进封闭面的电流等于流出封闭面的电流。如图可表示为 或或 1230III 123III广义节点广义节点基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律也称基尔霍夫电压定律，又叫回路电压定律，简称基尔霍夫第二定律也称基尔霍夫电压定律，又叫回路电压定律，简称KVL.KVL.1.1.描述描述:在任一瞬间沿任一回路绕行一周，在任一瞬间沿任一回路绕行一周，回路中各个元件上电压的代数和等于零。回路中各个元件上电压的代数和等于零。或各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势

6、的代数和。如图所示：或各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势的代数和。如图所示：2.2.公式表达：公式表达：或或 =3.3.注意：常用公式注意：常用公式 =列回路的电压方程。列回路的电压方程。（1 1）先设定一个回路的绕行方向和电流的参考方向）先设定一个回路的绕行方向和电流的参考方向 .（2 2）沿回路的绕行方向顺次求电阻上的电压降，当绕行方向与电阻上的电流参考方）沿回路的绕行方向顺次求电阻上的电压降，当绕行方向与电阻上的电流参考方向一致时，该电压方向取正号，相反取负号。向一致时，该电压方向取正号，相反取负号。（3 3）当回路的绕行方向从电源的负极指向正极时，）当回路的绕行方向从电源的负极指

7、向正极时，等号右边的电源电压取正，否则等号右边的电源电压取正，否则取负。取负。图中各回路的电压方程列些如下：图中各回路的电压方程列些如下：对回路对回路 1 1：对回路对回路 2 2：对回路对回路 3 3：0URIURIU1 13 31RIR IU22332R IR IU1 12212R IR IUU复杂直流电路的分析计算方法复杂直流电路的分析计算方法第三节第三节 复杂直流电路的分析计算方法复杂直流电路的分析计算方法 支路电流法支路电流法 戴维南定理戴维南定理节点电压法节点电压法支路电流法支路电流法在电路的学习中，常会遇到电路中各电气元件的参数都已知，求各支路电流的问题。无论在电路的学习中，常会

8、遇到电路中各电气元件的参数都已知，求各支路电流的问题。无论多复杂的电路，也都是由节点、支路、回路组成的。如图所示电路，有三条支路，各电动多复杂的电路，也都是由节点、支路、回路组成的。如图所示电路，有三条支路，各电动势和电阻值已知，试求出三个支路电流。若对节点列出节点电流方程，对回路列出回路电势和电阻值已知，试求出三个支路电流。若对节点列出节点电流方程，对回路列出回路电压方程，通过这些方程的联立求解，就可以求出电路中的所有电压和电流。压方程，通过这些方程的联立求解，就可以求出电路中的所有电压和电流。支路电流法是求解复杂电路各支路电流最基本的方法。所谓支路电流法是以支路电流为未支路电流法是求解复杂

9、电路各支路电流最基本的方法。所谓支路电流法是以支路电流为未知量，根据基尔霍夫定律列出方程组，求解各支路电流的方法。用支路电流法列方程的步知量，根据基尔霍夫定律列出方程组，求解各支路电流的方法。用支路电流法列方程的步骤如下：骤如下：1 1假设支路电流的参考方向，规定回路绕行方向。假设支路电流的参考方向，规定回路绕行方向。2 2根据基尔霍夫第一定律列电流方程。如果电路有根据基尔霍夫第一定律列电流方程。如果电路有n n个节点，可列个节点，可列n-ln-l个独立电流方程。个独立电流方程。3 3根据基尔霍夫第二定律列电压方程。根据基尔霍夫第二定律列电压方程。独立电压方程数等于网孔数。独立电压方程数等于网

10、孔数。4 4联立电流方程和电压方程求解。若联立电流方程和电压方程求解。若解得支路电流为正值，说明支路电流的实际解得支路电流为正值，说明支路电流的实际方向与假设的参考方向相同；得负值，说明方向与假设的参考方向相同；得负值，说明实际方向与假设参考方向相反。实际方向与假设参考方向相反。支路电流法支路电流法支路电流法支路电流法节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法节点电压法戴维南定理戴维南定理 戴维南定理戴维南定理 电压源、电流源及等效变换电压源、电流源及等效变换第四第四节节 电压源、电流源及等效变换电压源、电流源及等效变换 电压源电压源 电流源电流源实际电压源与电流源

11、的等效变换实际电压源与电流源的等效变换 电压源电压源电压源电压源电流源电流源电流源电流源实际电压源与电流源的等效变换实际电压源与电流源的等效变换 实际电压源与电流源的等效变换实际电压源与电流源的等效变换 Y Y网络与网络与网络网络的等的等值值互互换换第五第五节节 Y网络与网络的等值互换网络与网络的等值互换 由三角形电阻网络变为由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络等效星形电阻网络 由星形电阻网络变为由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络等效三角形电阻网络 Y网络与网络的等值互换网络与网络的等值互换 电路中，常有三个电阻连接成如图（电路中，常有三个电阻连接成如图（a）、（）、（b）所示的形式。图（）

12、所示的形式。图（a)中的三个电中的三个电阻阻R1、R2、R3各有一端连接在一起成为电路的一个节点，而另一端则分别接到各有一端连接在一起成为电路的一个节点，而另一端则分别接到、三个端钮上与外电路相连，这样的连接方式叫做星形（三个端钮上与外电路相连，这样的连接方式叫做星形（Y 形）联结。图（形）联结。图（b）中的三个电阻中的三个电阻R12、R23、R31，则分别接在，则分别接在、三个端钮中的每两个之间，三个端钮中的每两个之间，称为三角形（形）联结。称为三角形（形）联结。电阻的星形和三角形联结都是通过三个端钮与外电路相连的，所以称它们为三端电电阻的星形和三角形联结都是通过三个端钮与外电路相连的，所以

13、称它们为三端电阻网络。如遵循等效变换的原则将这两种三端网络进行相互间的变换，就有可能将阻网络。如遵循等效变换的原则将这两种三端网络进行相互间的变换，就有可能将复杂电路变换成简单电路，使电路的分析计算简化。此处等效变换的原则仍是要求复杂电路变换成简单电路，使电路的分析计算简化。此处等效变换的原则仍是要求它们的外特性相同，即对应端钮间的电压相同，流入对应端钮的电流也相同。它们的外特性相同，即对应端钮间的电压相同，流入对应端钮的电流也相同。由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络 由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络 由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络 由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络