電路及其分析方法(1)(留存版)

　　

【正文】 應用 KCL列結點電流方程 支路數 b =4，但恒流源支路的電流已知，則未知電流只有 3個，所以可只列 3個方程。 (2) 分母是各支路電導之和 , 恒為正值； 分子中各項可以為正，也可以可負。39。39。 R3 R2 R1 IS I2? + – US ? V5V5122S ?????? RIU 例 1： 電路如圖，已知 E =10V、 IS=1A ， R1=10? R2= R3= 5? ，試用疊加原理求流過 R2的電流 I2 和理想電流源 IS 兩端的電壓 US。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + – R1 + – a b E R0 + _ R3 a b I3 A2A13230303 ????? RREI例 2： 已知： R1=5 ?、 R2=5 ? R3=10 ?、 R4=5 ? E=12V、 RG=10 ? 試用戴維寧定理求檢流計中的電流 IG。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + – R1 + – a b 20402121 ???????RREEIR2 E1 I E2 + – R1 + – a b + U0 – E 也可用結點電壓法、疊加原理等其它方法求。 若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方 向 相反 時，疊加時相應項前要 帶負號 。 I139。39。 在求出結點電壓后，可應用基爾霍夫定律或歐姆定律求出各支路的電流或電壓。 b a I2 I3 42V + – I1 12? 6? 7A 3? c d 1 2 支路中含有恒流源 。 注意事項： 例：當 RL= ? 時， 電壓源的內阻 R0 中不損耗功率， 而電流源的內阻 R0 中則損耗功率。 電阻的并聯 兩電阻并聯時的分流公式： IRRRI2121 ?? IRRRI2112 ??21111 RRR ??(3)等效電阻的倒數等于各電阻倒數之和； (4)并聯電阻上電流的分配與電阻成反比。R0 P = 0 1. 短路處的電壓等于零； U = 0 2. 短路處的電流 I 視電路情況而定。 （ 2） VA = – IR1 +12 VB = IR2 – 12 電源有載工作、開路與短路 開關閉合 ,接通電源與負載 RREI??0負載端電壓 U = IR 特征 : 電源有載工作 I R0 R ? ?? E U ? ?? I ① 電流的大小由負載決定。 通常取 U、 I 參考方向相同。 發電機 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動機電爐 ... 輸電線 2. 電路的 組成部分 電源 : 提供 電能的裝置 負載 : 取用 電能的裝置 中間環節： 傳遞、分 配和控制電能的作用 發電機 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動機電爐 ... 輸電線 直流電源 直流電源 : 提供能源 信號處理： 放大、調諧、檢波等 負載 信號源 : 提供信息 組成部分 放大器 揚聲器 話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產生的電壓和電流稱為響應。 若 I = 5A， 則電流從 a 流向 b； 例： 若 I = –5A，則電流從 b 流向 a 。 電流在閉合 路徑中流通 2K? A + I1 2k? I2 – 6V (b) 2k? +6V A 2k? S I2 I1 (a) 例 2： 電路如下圖所示， (1) 零電位參考點在哪里？畫電路圖表示出來。 電氣設備的額定值 額定值 : 電氣設備在正常運行時的規定使用值 電氣設備的三種運行狀態 欠載 (輕載 )： I IN ， P PN (不經濟 ) 過載 (超載 )： I IN ， P PN (設備易損壞 ) 額定工作狀態： I = IN ， P = PN (經濟合理安全可靠 ) 1. 額定值反映電氣設備的使用安全性； 2. 額定值表示電氣設備的使用能力。 1．列方程前 標注 回路循行方向； 電位升 = 電位降 E2 =UBE + I2R2 ? U = 0 I2R2 – E2 + UBE = 0 2．應用 ? U = 0列方程時 ， 項前符號的確定： 如果規定電位降取正號，則電位升就取負號。 電壓源與電流源的等效變換 由圖 a： U = E－ IR0 由圖 b： U = ISR0 – IR0 I RL R0 + – E U + – 電壓源 等效變換條件 : E = ISR0 0S REI ?RL R0 U R0 U IS I + – 電流源 ② 等效變換 時，兩電源的 參考方向 要一一對應。 (2) 應用 KVL選網孔列回路電壓方程 (3) 聯立解出 IG 支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當支路數較多時，所需方程的個數較多，求解不方便。 結點電壓的參考方向從結點指向參考結點。 原電路 + – E R1 R2 (a) IS I1 I2 IS單獨作用 R1 R2 (c) I139。 + IS E 單獨作用 = + – E R1 R2 (b) I139。 ② 線性電路的電流或電壓均可用疊加定理計算， 但 功率 P不能用疊加定理計算 。 等效電源 例 1： 電路如圖，已知 E1=40V， E2=20V， R1=R2=4?， R3=13 ?，試用戴維寧定理求電流 I3。 = Uo = I2 R3 – I1R1 = ? 10V– ? 5 V = 2V (2) 求等效電源的內阻 R0 R0 a b 從 a、 b看進去， R1 和 R2 并聯，R3 和 R4 并聯，然后再串聯。 R3 R2 R1 IS I2? + – US ? 解：由圖 (c) 5S3232 ???????? IRRRI ?????? RIU . 5 V5VSSS ???????? UUU例 2： 已知： US =1V、 IS=1A 時， Uo=0V US =10 V、 IS=0A 時， Uo=1V 求 ： US = 0 V、 IS=10A 時， Uo=? 解：電路中有兩個電源作用，根據疊加原理可設 Uo = K1US + K2 IS 當 US =10 V、 IS=0A 時， 當 US = 1V、 IS=1A 時， US 線性無 源網絡 Uo IS + – + 得 0 = K1? 1 + K2 ? 1 得 1 = K1? 10+K2 ? 0 聯立兩式解得： K1 = 、 K2 = – 所以 Uo = K1US + K2 IS = ? 0 +(– ) ? 10 = –1V 戴維寧定理 二端網絡的概念： 二端網絡： 具有兩個出線端的部分電路。39。 + I239。 2個結點的 結點電壓方程的推導： 即結點電壓方程： 例 1： b a I2 I3 42V + – I1 12? 6? 7A 3? 試求各支路電流 。 支路中含有恒流源 。 解： (1)由電源的性質及電源的等效變換可得： A10A110111 ??? RUI A6A22102S1 ????? IIIa I R IS b I1 R1 (c) IR1 I R1 R IS R3 + _ IU1 +_ UIS U R2 +_ U1 a b (a) a I R1 R IS +_ U1 b (b) (2)由圖 (a)可得： A4A4A2S1R －－－ ??? IIIA2A51031R3 ??? RUI理想電壓源中的電流 A6A)4(A2R1R3U1 ??? －－－ III理想電流源兩端的電壓 V10V22V61S2S2IS ????????? IRRIIRUUa I R IS b I1 R1 (c) a I R1 R IS +_ U1 b (b)