電路及其分析方法ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 電壓 源中的 電流： I= IS 原則 ： Is不能變， E 不能變。 IS 兩端的電壓： Uab = Is R E Is a b Uab=? 恒壓源恒流源特性舉例 I I I1 I2 I=? E=? U=? IS I=? R對該支路電流無影響 U=? R對 a、 b間電壓無影響 電源模型的等效變換 由圖 (a)： U = E IR0 由圖 (b)： U = (IS I) R0 = ISR0 IR0 等效變換條件 : E = IS R0 IS = E / R0 R0 + E U I RL (a )電壓源 RL R0 U R0 U IS I (b)電流源 U/R0=ISI I b E U R0 RL + _ + _ a E = IS R0 內阻改并聯 I U RL R0 + – IS R0 U IS = E R0 內阻改串聯 注意 1）等效變換時，兩種電源的正方向要一一對應。 2）理想電壓源與理想電流源之間不能轉換。 3）等效變換是對外等效 ,對電源內部不等效。 [例 1] 用電源等效變換方法求圖示電路中電流 I3 。 + _ + _ I3 90 V 140 V 20 ? 5 ? 6 ? 20 ? 7 A 5 ? I3 6 ? 18 A 4? I3 6 ? 25 A [解 ] 411 ??+???I4 ? [例 2] 用電源等效變換的方法求圖示電路中電流 I。 + _ I 25 V 6 A 3 ? 5 ? 1? + _ 25 V 5 A 5 ? 3 ? 6 A I [解 ] 11 A 3 ? I 5 ? A8551135 5 ??+?I、 戴維寧定理 B A 無源二端網絡： 二端網絡中沒有電源 二端網絡： 若電路只通過兩個輸出端與外電路 相聯，則該電路稱為“二端網絡”。 有源二端網絡： 二端網絡中含有電源 A B 概念： 有源二 端網絡 R E0 R0 + _ R 任一線性有源二端網絡，可以用一個電壓源模型等效代替，其電源 電動勢 等于該二端網絡的 開路電壓 ，其電源 內阻 等于該二端網絡的相應無源二端網絡的 等效電阻 (輸出電阻） 。 A 有源二 端網絡 0U 00 UE ?B 電動勢： EO ： 相應的 無源二 端網絡 A B ABRR ?? 0 等效內阻 R0 戴維寧定理 : 恒壓源短路 恒流源開路 用等效電源替代原來的二端網絡后，二端網絡外各支路的電壓、電流不變。 即： 注意： 1：“等效”是指對端口外等效 2： 有源 二端 網絡變無源 二端 網絡的原則是： 將有源 二端 網絡恒壓源短路、恒流源斷路。 + _ + _ I 90 V 140 V 20 ? 5 ? 6 ? [解 ] 已知電路可用 圖 (b)等效代替 b E U R0 + _ + _ a I 6 ? 圖 (b) 求 開路電壓 U0：見 圖 (C) a b Uab0 圖 (c) E = Uab0= 140 + 90 20+5 ?5 –90 = – 44 V 求 R0 ： 電源都不作用 [例 ]用戴維寧定理求圖示電路中電流 I 。 ??+?? 4520 5200R 44 ??+??I得： 已知： R1=5?、 R2=5? R3=10 ?、 R4=5 ? E=12V 求：當 RG=10 ? 時， IG=? R1 R3 + _ R2 R4 RG E IG RG IG R1 R3 + _ R2 R4 E 等效電路 例 ： 有源二端網絡 + _ E0 R0 RG IG 第二步：求等效電阻 R0 R0 C R1 R3 R2 R4 A B D 43210 //// RRRRR +?=5 5 + 10 5 =? 第一步：求開路電壓 U0 212RRREUAD +?U0 R1 R3 + _ R2 R4 E A B C D 伏 20 ??? BDAD UUU434RRREUBD +?+ _ E0 R0 RG IG 等效為 ?? V20 ?ERG IG R1 R3 + _ R2 R4 E A1 2 200?+?+?GGRREI))(()(432141324342120 RRRRRRRRRRRRRREU++??+?+?電橋平衡： U0=0 電位的概念及計算 參考點： 電路中選取一點，設其為 “ 0”電位。 （也稱為 “ 地 ” ，用接地符號表示 ） 注意： 1. 電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中其它各點的電位也將隨之改變； 2. 電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不而改變 , 即與零電位參考點選取無關。 電位： 某點的電位等于該點到參考點的電壓。 （用單下標表示 Ua U b ) － E1 1. 用電位概念簡化電路圖 取 b點為參考點： 若取 c點為參考點，電路怎么畫？ 20? 5? 6? c d b a E2 － E1 20? 5? E1 6? c d E2 C a 20? 4A 6? 10A + ? E2 + ? d b 5? 6A E1 2. 電位計算舉例 求圖示電路中各點的電位 Va、 Vb、 Vc、 Vd。 C a 20? 4A 6? 10A + ? E2 90V + ? E1 d b 5? 6A 解： 設 Ｖ a=0V Vb=10 6=60v Vc=4 20=80v Vd=6 5=30v Va=10 6=60v Vc=E1 Vd=E2=90V 設 Vb=0V 電路的暫態分析 前面討論的是電阻性電路 ， 當接通電源或斷開電源時電路立即進入 穩定狀態 (穩態 )。 所謂穩態是指電路的結構和參數一定時 ， 電路中電壓 、 電流不變 。 但是 ， 當電路中含有 儲能元件 (電感或電容 )時 ， 由于物質所具有的能量不能躍變 ， 所以在發生 換路 時 (指電路接通 、 斷開或結構和參數發生變化 )， 電路從一個穩定狀態變化到另一個穩定狀態一般需要經過過渡狀態才能到達 。 由于過渡狀態所經歷的時間往往很短 ， 故又稱 暫態過程 。 本節先討論 R、 L、 C 的特征和暫態過程產生的原因 ， 而后討論暫態過程中電壓 、 電流隨時間變化的規律 。 ● 穩定狀態： 在指定條件下電路中電壓、電流已達到穩定值。 ● 暫態過程 ： 電路從一種穩態變化到另一種穩態的過渡過程。 ● 換路 : 電路狀態的改變。如： 電路接通、切斷、 短路、電壓改變或參數改變 t=0 — 表示換路前的終了瞬間（對應換路前電路） t=0 + — 表示換路后的初始瞬間（對應換路后電路） ● 換路時刻： 設： t= 0 — 表示換路瞬間 (定為計時起點 ) ● 產生暫態過程的必要條件： (1) 電路中含有儲能元件 (L和 C) (2) 電路發生換路 基本概念： i ( 0+ ) 表示換路前 t=0時刻， i的值。 i ( 0 ) 表示換路前 t=0時刻， i的值。 電阻元件 R ● 電阻的能量： R iu + _ 電阻元件、電感元件與電容元件 (R、 L、 C是組成電路模型的理想元件 ) iRu ?● 符合歐姆定律 : 單位： 歐姆 （ ?） 當電阻兩端加電壓 u， 產生 電流 i ,則電功