電路分析與應(yīng)用 教學PPT課件

電路分析與應(yīng)用 教學PPT課件,電路分析與應(yīng)用,教學PPT課件,電路,分析,應(yīng)用,教學,PPT,課件 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院電路分析與應(yīng)用電路分析與應(yīng)用精精品品教教材材學習情境二學習情境二 指針式萬用表的組裝與調(diào)試指針式萬用表的組裝與調(diào)試項目項目2 2 直流電路的分析與應(yīng)用直流電路的分析與應(yīng)用江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系指針式萬用表的基本原理圖指針式萬用表的基本原理圖引入引入江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系目目 錄錄 電路的等效路的等效節(jié)點點電壓法法 14支路支路電流法流法2網(wǎng)網(wǎng)孔分析法孔分析法3 疊疊加定理加定理 5 最大功率最大功率傳輸定理定理 7戴維南定理戴維南定理6指針式萬用表電路的分析、組裝和調(diào)試指針式萬用表電路的分析、組裝和調(diào)試 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、單口網(wǎng)絡(luò)等效的概念一、單口網(wǎng)絡(luò)等效的概念四、兩種電源模型的等效互換四、兩種電源模型的等效互換 二、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、二、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、Y形和形和形連接形連接三、電源電路的等效三、電源電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效一、單口網(wǎng)絡(luò)等效的概念一、單口網(wǎng)絡(luò)等效的概念 1.1.單口網(wǎng)絡(luò)：單口網(wǎng)絡(luò)：只有兩個端鈕與其它電路相連接的網(wǎng)絡(luò)，稱為只有兩個端鈕與其它電路相連接的網(wǎng)絡(luò)，稱為二端網(wǎng)絡(luò)。當強調(diào)二端網(wǎng)絡(luò)的端口特性，而不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的情二端網(wǎng)絡(luò)。當強調(diào)二端網(wǎng)絡(luò)的端口特性，而不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的情況時，稱二端網(wǎng)絡(luò)為單口網(wǎng)絡(luò)。況時，稱二端網(wǎng)絡(luò)為單口網(wǎng)絡(luò)。2.2.等效單口網(wǎng)絡(luò)：等效單口網(wǎng)絡(luò)：當兩個單口網(wǎng)絡(luò)的電壓電流關(guān)系完全相同當兩個單口網(wǎng)絡(luò)的電壓電流關(guān)系完全相同時，稱這兩個單口是互相等效的。時，稱這兩個單口是互相等效的。等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效二、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、星形連接二、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、星形連接1.電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效2.電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效3.電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效4.星形（星形（Y形）電阻網(wǎng)絡(luò)與三角形（形）電阻網(wǎng)絡(luò)與三角形（形）電阻網(wǎng)絡(luò)的等形）電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換效變換圖圖 星形網(wǎng)絡(luò)與三角形網(wǎng)絡(luò)星形網(wǎng)絡(luò)與三角形網(wǎng)絡(luò)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系r1r2r3123Y-Y-等效變換等效變換R12R23R31123任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系Y-Y-等效變換等效變換當當 r r1 1=r r2 2=r r3 3=r r,R R1212=R R2323=R R3131=R R 時：時：r=RRRR123rrr123R=3r三電阻相等三電阻相等任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 例例 如圖如圖2-10(a)2-10(a)所示電橋電路，求電流所示電橋電路，求電流 。圖圖2-10解：解：由圖由圖d得：得：由圖由圖c得：得：任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效三、電源電路的等效三、電源電路的等效1.電壓源的串聯(lián)電壓源的串聯(lián) 其中與uS參考方向相同的電壓源uSk取正號，相反則取負號。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效2.電流源的并聯(lián)電流源的并聯(lián) 與與iS參考方向相同的電流源參考方向相同的電流源iSk取正號，相反則取負號。取正號，相反則取負號。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效圖圖2-6 電壓源與元件并聯(lián)電壓源與元件并聯(lián)圖圖2-7 電流源與元件串聯(lián)電流源與元件串聯(lián)江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系四、兩種電源模型的等效互換四、兩種電源模型的等效互換 等效互換的條件：等效互換的條件：當接有同樣的負載時，對外的電當接有同樣的負載時，對外的電壓電流相等。壓電流相等。I=I Uab=Uab即：即：IRS+-UbaUabISabUabI RS任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系I=I Uab=Uab若若則則U IRS=RIRISSs-U =ISRSRS=RS IRS+-UbaUabISabUabI RS等效互換公式：等效互換公式：任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系等效變換的注意事項：等效變換的注意事項：（1）“等效等效”是指是指“對外對外”等效等效（等效互換前后對外（等效互換前后對外伏伏-安特性一致）。安特性一致）。（2）注意轉(zhuǎn)換前后）注意轉(zhuǎn)換前后 US 與與 Is 的的方向方向任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系aUS+-bIRSUS+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 US 與與 Is 的方向：的方向：任務(wù)一任務(wù)一 電路的等效電路的等效江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)二任務(wù)二 支路電流法支路電流法 支路電流法是以支路電流為未知變量列出電路方程組，支路電流法是以支路電流為未知變量列出電路方程組，然后聯(lián)立求解的方法。然后聯(lián)立求解的方法。對于具有對于具有b b條支路條支路n n個節(jié)點的平面電路，只要以支路電流個節(jié)點的平面電路，只要以支路電流為變量對為變量對(n-1)(n-1)個節(jié)點列出個節(jié)點列出KCLKCL方程，對每個網(wǎng)孔列出方程，對每個網(wǎng)孔列出KVLKVL方方程，共可列出程，共可列出b b個獨立方程，將它們聯(lián)立可解出所有支路電個獨立方程，將它們聯(lián)立可解出所有支路電流。流。一、概述一、概述bR1R2U2U1+-R3+_a（一般為網(wǎng)孔個數(shù)）一般為網(wǎng)孔個數(shù)）獨立電流方程：個獨立電流方程：個獨立電壓方程：個獨立電壓方程：個江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系二、解題步驟：二、解題步驟：1.1.對每一支路假設(shè)一未對每一支路假設(shè)一未 知電流（知電流（I I1 1-I I6 6）4.4.解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對每個節(jié)點有對每個節(jié)點有2.2.列電流方程列電流方程對每個獨立回路有對每個獨立回路有0U=S3.3.列電壓方程列電壓方程節(jié)點數(shù)節(jié)點數(shù) N N=4=4支路數(shù)支路數(shù) B B=6=6U4U3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_任務(wù)二任務(wù)二 支路電流法支路電流法江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 解解 :圖圖2-112-11所示的電路所示的電路b=3b=3，n=2n=2，可列出如下方程可列出如下方程:節(jié)點節(jié)點1 1的的KCLKCL方程方程 左網(wǎng)孔的左網(wǎng)孔的KVLKVL方程方程 右網(wǎng)孔的右網(wǎng)孔的KVLKVL方程方程 求解以上三個方程得求解以上三個方程得 圖圖2-11 例例用支路電流法求圖用支路電流法求圖2-11所示電路的各支路電流。所示電路的各支路電流。任務(wù)二任務(wù)二 支路電流法支路電流法江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法一、概述一、概述 網(wǎng)孔分析法是以網(wǎng)孔分析法是以假想的網(wǎng)孔電流假想的網(wǎng)孔電流為未知量，為未知量，應(yīng)用應(yīng)用KVL，寫寫出網(wǎng)孔方程，聯(lián)立解出網(wǎng)孔電流，各支路電流則為有關(guān)網(wǎng)孔電出網(wǎng)孔方程，聯(lián)立解出網(wǎng)孔電流，各支路電流則為有關(guān)網(wǎng)孔電流的代數(shù)和，這種分析方法稱為網(wǎng)孔分析法，簡稱網(wǎng)孔法。網(wǎng)流的代數(shù)和，這種分析方法稱為網(wǎng)孔分析法，簡稱網(wǎng)孔法。網(wǎng)孔法適用于平面電路?？追ㄟm用于平面電路。網(wǎng)孔電流實際上網(wǎng)孔電流實際上是一種假想電流是一種假想電流，即，即假想在電路中每一個假想在電路中每一個網(wǎng)孔里都有一個電流，網(wǎng)孔里都有一個電流，如左圖：假設(shè)網(wǎng)孔如左圖：假設(shè)網(wǎng)孔1、2的電流分別表示的電流分別表示為為江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法二、網(wǎng)孔方程的建立二、網(wǎng)孔方程的建立 假設(shè)網(wǎng)孔假設(shè)網(wǎng)孔1、2的電流分別表示的電流分別表示為為 ，其參考方向如圖所示，其參考方向如圖所示，選取繞行方向與網(wǎng)孔電流參考方選取繞行方向與網(wǎng)孔電流參考方向一致，則根據(jù)向一致，則根據(jù)KVL，可列出網(wǎng)，可列出網(wǎng)孔方程：孔方程：網(wǎng)孔網(wǎng)孔1 網(wǎng)孔網(wǎng)孔2整理后得整理后得:江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法二、網(wǎng)孔方程的建立二、網(wǎng)孔方程的建立網(wǎng)孔方程可寫成一般形式網(wǎng)孔方程可寫成一般形式其中，其中，和和 分別稱為網(wǎng)孔分別稱為網(wǎng)孔1、2的自阻的自阻稱為互阻，代表網(wǎng)孔稱為互阻，代表網(wǎng)孔2與網(wǎng)孔與網(wǎng)孔1之間的公共電阻之間的公共電阻江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法二、網(wǎng)孔方程的建立二、網(wǎng)孔方程的建立網(wǎng)孔方程一般形式網(wǎng)孔方程一般形式其中：其中：由于網(wǎng)孔繞行方向一般選擇與網(wǎng)孔電流參考方向一致，所以由于網(wǎng)孔繞行方向一般選擇與網(wǎng)孔電流參考方向一致，所以自阻總是正的。當通過網(wǎng)孔自阻總是正的。當通過網(wǎng)孔1、2的公共電阻的的公共電阻的兩個網(wǎng)孔電流的兩個網(wǎng)孔電流的參考方向一致時，互阻取正；相反時互阻取負，參考方向一致時，互阻取正；相反時互阻取負，江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法二、網(wǎng)孔方程的建立二、網(wǎng)孔方程的建立網(wǎng)孔方程一般形式網(wǎng)孔方程一般形式其中：其中：和和 分別是網(wǎng)孔分別是網(wǎng)孔1和網(wǎng)孔和網(wǎng)孔2電壓源電壓的代數(shù)和，電壓源電壓的代數(shù)和，當電壓當電壓源電壓的參考方向與網(wǎng)孔電流的參考一致時，前面取源電壓的參考方向與網(wǎng)孔電流的參考一致時，前面取“-”號，號，否則取否則取“+”號。號。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法三、網(wǎng)孔分析法解題步驟三、網(wǎng)孔分析法解題步驟u1 1 在電路圖上標明網(wǎng)孔電流及其參考方向。若全部網(wǎng)孔電流在電路圖上標明網(wǎng)孔電流及其參考方向。若全部網(wǎng)孔電流均選為順時針（或反時針）方向，則網(wǎng)孔方程的全部互電阻均選為順時針（或反時針）方向，則網(wǎng)孔方程的全部互電阻項均取負號。項均取負號。u2 2 列出各網(wǎng)孔方程。注意自阻總是正的?；プ璧恼撊Q于列出各網(wǎng)孔方程。注意自阻總是正的?；プ璧恼撊Q于通過公共電阻的有關(guān)網(wǎng)孔電流的參考方向，一致時為正，否通過公共電阻的有關(guān)網(wǎng)孔電流的參考方向，一致時為正，否則為負。則為負。u3 3 求解網(wǎng)孔方程，得到各網(wǎng)孔電流。求解網(wǎng)孔方程，得到各網(wǎng)孔電流。u4 4 選定各支路電流的參考方向，根據(jù)支路電流與網(wǎng)孔電流的選定各支路電流的參考方向，根據(jù)支路電流與網(wǎng)孔電流的線性組合關(guān)系，求得各支路電流。線性組合關(guān)系，求得各支路電流。u5 5 利用元件的伏安關(guān)系，求得各支路電壓。利用元件的伏安關(guān)系，求得各支路電壓。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法四、網(wǎng)孔分析法計算舉例四、網(wǎng)孔分析法計算舉例例例 圖圖2-13電路中，已知電路中，已知，求各支路電流。，求各支路電流。解：電路有解：電路有3個網(wǎng)孔。選定網(wǎng)孔個網(wǎng)孔。選定網(wǎng)孔1、2、3的電流分的電流分別表示為別表示為 ，列網(wǎng)孔方程。，列網(wǎng)孔方程。網(wǎng)孔網(wǎng)孔1：網(wǎng)孔網(wǎng)孔2：網(wǎng)孔網(wǎng)孔3：代入已知數(shù)據(jù)，解得：代入已知數(shù)據(jù)，解得：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 選定各支路電流的參考方選定各支路電流的參考方向如圖所示，得：向如圖所示，得：任務(wù)三任務(wù)三 網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法前面已得網(wǎng)孔電流：前面已得網(wǎng)孔電流：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法一、概述一、概述 節(jié)點電壓法也簡稱為節(jié)點法，它是由節(jié)點電壓法也簡稱為節(jié)點法，它是由基爾霍夫電基爾霍夫電流定律演變而來的流定律演變而來的，對于分析具有兩個節(jié)點的多支路，對于分析具有兩個節(jié)點的多支路的電路，尤為方便。大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)用計算機輔助分析的電路，尤為方便。大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)用計算機輔助分析時，節(jié)點法是一種基本的方法。時，節(jié)點法是一種基本的方法。以節(jié)點電壓為未知量，以節(jié)點電壓為未知量，寫出節(jié)點方程，從而解得寫出節(jié)點方程，從而解得節(jié)點電壓，然后求出支路電流，這種分析方法叫節(jié)點節(jié)點電壓，然后求出支路電流，這種分析方法叫節(jié)點電壓法。電壓法。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法二、什么是節(jié)點電壓二、什么是節(jié)點電壓 在具有在具有n個節(jié)點的電路中，可以選其中一個節(jié)點作為個節(jié)點的電路中，可以選其中一個節(jié)點作為基準，其余基準，其余(n-1)個節(jié)點相對基準節(jié)點的電壓，個節(jié)點相對基準節(jié)點的電壓，稱為節(jié)點電稱為節(jié)點電壓壓。如圖：。如圖：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系如圖：各支路電流的參考方向標在圖上，根據(jù)如圖：各支路電流的參考方向標在圖上，根據(jù)KCLKCL寫出：寫出：節(jié)點節(jié)點1：節(jié)點節(jié)點2：根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫電壓定律得：根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫電壓定律得：圖圖 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法三、節(jié)點方程的建立三、節(jié)點方程的建立江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法三、節(jié)點方程的建立三、節(jié)點方程的建立將支路電流代人節(jié)點方程并整理得將支路電流代人節(jié)點方程并整理得 節(jié)點節(jié)點1 節(jié)點節(jié)點2 寫成一般形式寫成一般形式其中：節(jié)點其中：節(jié)點1的自導(dǎo)的自導(dǎo)節(jié)點節(jié)點2的自導(dǎo)的自導(dǎo)分別為聯(lián)到節(jié)點分別為聯(lián)到節(jié)點1、2的所有電導(dǎo)之和的所有電導(dǎo)之和節(jié)點節(jié)點1和節(jié)點和節(jié)點2的互導(dǎo)，等于兩節(jié)點問的公共電導(dǎo)并取負號。的互導(dǎo)，等于兩節(jié)點問的公共電導(dǎo)并取負號。分別表示電流源流人節(jié)點分別表示電流源流人節(jié)點1或或2的電流。當電流源指的電流。當電流源指向節(jié)點時前面取正號。向節(jié)點時前面取正號。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法四、節(jié)點電壓法解題步驟四、節(jié)點電壓法解題步驟 1選定電路中任一節(jié)點為參考節(jié)點，用接地符號表選定電路中任一節(jié)點為參考節(jié)點，用接地符號表示。標出各節(jié)點電壓，其參考方向總是獨立節(jié)點為示。標出各節(jié)點電壓，其參考方向總是獨立節(jié)點為“+”，參考節(jié)點為，參考節(jié)點為“”。2用觀察法列出用觀察法列出(n-1)個節(jié)點方程。個節(jié)點方程。應(yīng)注意應(yīng)注意自導(dǎo)總是自導(dǎo)總是正的，互導(dǎo)總是負的。正的，互導(dǎo)總是負的。3.聯(lián)接到本節(jié)點的電流源，當其電流指向節(jié)點時前面聯(lián)接到本節(jié)點的電流源，當其電流指向節(jié)點時前面取正號，反之取負號。取正號，反之取負號。4求解節(jié)點方程，得到各節(jié)點電壓。求解節(jié)點方程，得到各節(jié)點電壓。5選定支路電流和支路電壓的參考方向，計算各支路選定支路電流和支路電壓的參考方向，計算各支路電流和支路電壓。電流和支路電壓。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 例例1 1 用節(jié)點電壓法求如圖所示電路中各電阻支路電流。用節(jié)點電壓法求如圖所示電路中各電阻支路電流。解：用接地符號標出參考節(jié)點，標出兩個節(jié)點電壓解：用接地符號標出參考節(jié)點，標出兩個節(jié)點電壓u u1 1和和u u2 2 的參考的參考方向，如圖所示。用觀察法列出節(jié)點方程：方向，如圖所示。用觀察法列出節(jié)點方程：任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 整理得到：整理得到：解得各節(jié)點電壓為：解得各節(jié)點電壓為：選定各電阻支路電流參考方向如圖所示，可求得選定各電阻支路電流參考方向如圖所示，可求得任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 解：選節(jié)點解：選節(jié)點4 4為參考點，使出現(xiàn)電壓源跨接為參考點，使出現(xiàn)電壓源跨接于節(jié)點間的情況。于節(jié)點間的情況。在這種情況下，三個節(jié)點電壓均屬未知，在這種情況下，三個節(jié)點電壓均屬未知，故必須對這三個節(jié)點都列方程，得：故必須對這三個節(jié)點都列方程，得：其中其中 為電壓源支路的電流，注意不要忽略。因為節(jié)點方程實質(zhì)上就為電壓源支路的電流，注意不要忽略。因為節(jié)點方程實質(zhì)上就是是KCL方程，所有與該節(jié)點有關(guān)的電流都必須計算在內(nèi)。在一般情況下，方程，所有與該節(jié)點有關(guān)的電流都必須計算在內(nèi)。在一般情況下，可理解為流人節(jié)點的所有已知的電流源電流以及未知的電壓源電流的代可理解為流人節(jié)點的所有已知的電流源電流以及未知的電壓源電流的代數(shù)和。數(shù)和。是未知量，求解出四個未知量是未知量，求解出四個未知量 和和 必須再增添必須再增添 一個方程式，這就是一個方程式，這就是 。例例2 電路如圖電路如圖2-15所示，試列出節(jié)點方程。所示，試列出節(jié)點方程。任務(wù)四任務(wù)四 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理一、概述一、概述 在對線性電路進行分析、計算時，若電路中同時存在多在對線性電路進行分析、計算時，若電路中同時存在多個電源，一般而言，其求解過程是較為繁雜的。疊加定理的個電源，一般而言，其求解過程是較為繁雜的。疊加定理的應(yīng)用，除可化簡電路的計算過程，也將使我們對電路的性質(zhì)應(yīng)用，除可化簡電路的計算過程，也將使我們對電路的性質(zhì)有進一步的理解。有進一步的理解。疊加定理：疊加定理：在多個電源同時作用的線性電路中，任何在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。時所得結(jié)果的代數(shù)和。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 將將 看作由兩部分組成：第一部分看作由兩部分組成：第一部分 ，視為，視為 為零為零(即開路即開路)、單獨作用于電路時在單獨作用于電路時在 上的響應(yīng)；第二部分上的響應(yīng)；第二部分 ，視為，視為 為零為零(即短即短路路)，單獨作用于電路時在單獨作用于電路時在 上的響應(yīng)。上的響應(yīng)。由此可以看出：兩個獨立電源由此可以看出：兩個獨立電源()()共同作用所產(chǎn)生的響共同作用所產(chǎn)生的響應(yīng)應(yīng)(電流，電壓電流，電壓)，等于各獨立電源單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)的疊加。，等于各獨立電源單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)的疊加。如圖：應(yīng)用節(jié)點法，求出電阻如圖：應(yīng)用節(jié)點法，求出電阻 上的電壓為上的電壓為 定理的引出：定理的引出：任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理 (1)疊加定理僅僅適用于線性電路，不適用于非線性疊加定理僅僅適用于線性電路，不適用于非線性電路。電路。(2)當各電源單獨作用時，其余暫時不作用的電源處當各電源單獨作用時，其余暫時不作用的電源處理方法：電壓源置零，以短路代替；電流源置零，以開理方法：電壓源置零，以短路代替；電流源置零，以開路代替；電路中所有電阻不予變動。路代替；電路中所有電阻不予變動。(3)注意疊加時的方向。注意疊加時的方向。(4)疊加定理只能用來計算線性電路中的電壓或電流，疊加定理只能用來計算線性電路中的電壓或電流，而不能直接用來計算功率。而不能直接用來計算功率。二、應(yīng)用疊加定理時的注意事項二、應(yīng)用疊加定理時的注意事項江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系解解：畫畫出出獨獨立立電電壓壓源源u uS S和和獨獨立立電電流流源源i iS S單單獨獨作作用用的的電電路路，如如 圖圖(b)(b)和和(c)(c)所所 示示。由由 此此 分分 別別 求求 得得u u和和u u”,然然 后后 根根 據(jù)據(jù) 疊疊加定理將加定理將u u和和u u”相加得到電壓相加得到電壓u u 例例5-1 5-1 用疊加定理求下圖電路中電壓用疊加定理求下圖電路中電壓u u 任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 例例5-2 5-2 如圖如圖例例5-2的電路圖的電路圖 (1)用疊加定理求電阻用疊加定理求電阻 上電流上電流 ；(2)若若 由由1A增為增為3A，求，求 。(3)若若 均增為原來的均增為原來的3倍，則倍，則 為原來的幾倍為原來的幾倍?解：解：(1)電路由兩個電源電路由兩個電源()共同作用。共同作用。先考慮先考慮 單獨作用：此時，電壓源以短路代替，其等效電路如單獨作用：此時，電壓源以短路代替，其等效電路如圖圖2-17(b)所示，得：所示，得：任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理 再考慮再考慮 單獨作用：此時，電流源以開路代替，其等效電路如圖單獨作用：此時，電流源以開路代替，其等效電路如圖(c)所所示，得示，得因而，電阻因而，電阻 上的電流為上的電流為江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理 (2)當當 由由1 A增為增為3 A時，相當于在原來的時，相當于在原來的 上再并上再并了一個與原來方向相同的電流源了一個與原來方向相同的電流源 。依疊加定理，。依疊加定理，就是這個就是這個 單獨作用時所產(chǎn)生的電單獨作用時所產(chǎn)生的電流。據(jù)此，將圖流。據(jù)此，將圖(b)中的中的 改為，改為，即可求得即可求得 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)五任務(wù)五 疊加定理疊加定理 (3)(3)當當 增為增為3 3倍時，倍時，增為增為 當當 增為增為3 3倍時，倍時，增為增為 因而因而 增為增為 即：當即：當 均增為原來的均增為原來的3 3倍時，倍時，也增為也增為原來的原來的3 3倍。倍。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 一、二端網(wǎng)絡(luò)一、二端網(wǎng)絡(luò) 如如果果網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)具具有有兩兩個個引引出出端端鈕鈕與與其其他他電電路路連連接接,不不管管其其內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)如如何何都都叫叫做做二二端端網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。又又叫叫做做一一端端口口網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。如圖所示電路都是二端網(wǎng)絡(luò)。如圖所示電路都是二端網(wǎng)絡(luò)。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理 二、戴維南定理二、戴維南定理 一無源二端網(wǎng)絡(luò)可以等效為一個電阻一無源二端網(wǎng)絡(luò)可以等效為一個電阻,那么那么有源二端網(wǎng)絡(luò)的有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路又是什么呢等效電路又是什么呢?下面來看一個具體電路。在如圖所示的電路下面來看一個具體電路。在如圖所示的電路中中,現(xiàn)求現(xiàn)求R R上的電流大小。先把上的電流大小。先把R R以外的網(wǎng)絡(luò)用電源等效變換的方法以外的網(wǎng)絡(luò)用電源等效變換的方法加以化簡加以化簡,步驟如圖步驟如圖(b),(c),(d)(b),(c),(d)所示。所示。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 用戴維南定理計算所示電路的等效電路的過程如下圖所示。由(c)圖求得開路電壓求等效電阻R0 所以一個有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用等效電壓源電路等效。所以一個有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用等效電壓源電路等效。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 戴維南定理：戴維南定理：含獨立電源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)含獨立電源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)N N，就端口特性而言，就端口特性而言，可以等效為一個電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò)可以等效為一個電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò) 圖圖(a)(a)。電。電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡(luò)在負載開路時的電壓壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡(luò)在負載開路時的電壓 ；電阻；電阻 是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨立電源為零值時所得單口網(wǎng)絡(luò)是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨立電源為零值時所得單口網(wǎng)絡(luò) 的等效的等效電阻電阻 圖圖(b)(b)。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理 上述電壓源和電阻的串聯(lián)組合，常稱之為上述電壓源和電阻的串聯(lián)組合，常稱之為戴維南等效戴維南等效電路電路，等效電路中的電阻稱之為，等效電路中的電阻稱之為戴維南等效電阻戴維南等效電阻。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系例例6 61 1 求圖求圖6-1(a)6-1(a)所示單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。所示單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。解：在單口網(wǎng)絡(luò)的端口上標明開路電壓解：在單口網(wǎng)絡(luò)的端口上標明開路電壓u uococ的參考方向，的參考方向，注意到注意到i i=0=0，可求得，可求得 圖圖6 61 1三、戴維南定理的應(yīng)用三、戴維南定理的應(yīng)用任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 將單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)1V1V電壓源用短路代替，電壓源用短路代替，2A2A電流源用開路電流源用開路代替，得到圖代替，得到圖(b)(b)電路，由此求得電路，由此求得 根據(jù)根據(jù)u uococ的參考方向，即可畫出戴維寧等效電路，如圖的參考方向，即可畫出戴維寧等效電路，如圖(c)(c)所示。所示。圖圖61任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理例例6-2 試用戴維南定理求解如圖（試用戴維南定理求解如圖（a)中中 的電壓。的電壓。解：首先將所求支路解：首先將所求支路()斷開并移去，則原電路成為一斷開并移去，則原電路成為一含源單口網(wǎng)絡(luò)，如圖含源單口網(wǎng)絡(luò)，如圖(b)所示。所示。其次，求出該含源單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路：其次，求出該含源單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路：開路電壓為開路電壓為:戴維南等效電阻為戴維南等效電阻為:江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理 依據(jù)所求依據(jù)所求 ，畫出戴維南等效電路，再將，畫出戴維南等效電路，再將 接至接至該電路上，如圖該電路上，如圖(c)所示，得所示，得江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 應(yīng)用戴維南定理分析電路應(yīng)注意以下三個方面的問題：應(yīng)用戴維南定理分析電路應(yīng)注意以下三個方面的問題：(1)定理中所說的獨立源“置零”的概念與疊加定理中的置零含義完全相同。(2)計算開路電壓uoc可用已學過的任何方法。(3)等效電阻R0的計算，通常有下面三種方法：其一，電源置零法：對于不含受控源的二端網(wǎng)絡(luò)，將獨立電源置零后，可以用電阻的串并聯(lián)等效方法計算；其二，開路短路法：即求出網(wǎng)絡(luò)開路電壓uoc后，將網(wǎng)絡(luò)端口短路，再計算短路電流isc，則等效電阻0=uoc/isc （應(yīng)當注意的是，這種方法當isc=0時不能使用）；江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 其三，外加電源法：即將網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源置零后，在網(wǎng)絡(luò)端口加電壓源us（或電流源is），求出電壓源輸出給網(wǎng)絡(luò)的電流i（或電流源的端電壓u），則 R0=us/i（或R 0=u/is）。一般情況下，無論網(wǎng)絡(luò)是否有受控源均可用后兩種方法。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系例例 6-3 6-3 計算圖所示電路中通過二極管的電流計算圖所示電路中通過二極管的電流。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 解：二極管具有單向?qū)щ娦裕鬊點電位高于A點，二極管導(dǎo)通，其導(dǎo)通電壓降很小，幾乎為零；若A點電位高于B點，二極管截止，通過電流很小，幾乎為零。圖(a)是電子線路中常用的節(jié)點電位表示電路的習慣畫法，應(yīng)用戴維南定理分析該電路，從A、B間斷開二極管后的電路如圖（b）所示。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 uoc=vA-vB=14.4-12=2.4 V 等效電阻R0為 由計算知，A點電位高于B點電位，因此，二極管通過的電流為零。任務(wù)六任務(wù)六 戴維南定理戴維南定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理一、引言一、引言 在電子、信息等設(shè)備中，常常遇到這樣一個問題：電在電子、信息等設(shè)備中，常常遇到這樣一個問題：電阻負載如何從電路獲得最大功率？這類問題可以抽象為圖阻負載如何從電路獲得最大功率？這類問題可以抽象為圖(a)所示的電路模型來分析。所示的電路模型來分析。？網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)N表表示示含含源源線線性性網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，它它可可用用戴戴維維南南等等效效電電路路來來代代替替，如如圖圖(b)所所示示。此此處處要要討討論論的的問問題題是是電電阻阻 為為何何值值時時，可以從單口網(wǎng)絡(luò)獲得最大功率?？梢詮膯慰诰W(wǎng)絡(luò)獲得最大功率。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 最大功率傳輸定理：最大功率傳輸定理：含源線性單口網(wǎng)絡(luò)向負載電阻含源線性單口網(wǎng)絡(luò)向負載電阻 傳輸最大功率的條件傳輸最大功率的條件是：負載電阻是：負載電阻 與單口網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻與單口網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻 相等。滿足相等。滿足 =條件時，稱為負載與網(wǎng)絡(luò)的最大功率條件時，稱為負載與網(wǎng)絡(luò)的最大功率“匹配匹配”，此時負載，此時負載電阻電阻 獲得的最大功率為獲得的最大功率為 任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理 “匹配匹配”時，電路傳輸功率的效率為：時，電路傳輸功率的效率為：可見，在負載獲得最大功率時，傳輸效率卻很低，只可見，在負載獲得最大功率時，傳輸效率卻很低，只有有50，其中的一半功率消耗在電源內(nèi)部了。這種情況在，其中的一半功率消耗在電源內(nèi)部了。這種情況在電力系統(tǒng)中顯然是不允許的。電力系統(tǒng)要求盡可能地提高電力系統(tǒng)中顯然是不允許的。電力系統(tǒng)要求盡可能地提高效率，以便充分利用能源，因而應(yīng)使效率，以便充分利用能源，因而應(yīng)使 遠大于遠大于 。而在電子、信息和測量等工程中，常常著眼于從微弱而在電子、信息和測量等工程中，常常著眼于從微弱信號中獲得最大功率，效率屬次要問題。因而，通常要求信號中獲得最大功率，效率屬次要問題。因而，通常要求負載工作在匹配狀態(tài)下，以求獲得最大功率。負載工作在匹配狀態(tài)下，以求獲得最大功率。江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系例例7-1 電路如圖所示。電路如圖所示。試求：試求：(l)RL為何值時獲得最大功率；為何值時獲得最大功率；(2)RL獲得的最大功率；獲得的最大功率；(3)10V電壓源的功率傳輸效率。電壓源的功率傳輸效率。任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系解：解：(l)斷開負載斷開負載RL，求得單口網(wǎng)絡(luò)，求得單口網(wǎng)絡(luò) N1的戴維南等效電路參的戴維南等效電路參 數(shù)為：數(shù)為：由此可知當由此可知當RL=Ro=1 時可獲得最大功率。時可獲得最大功率。任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 (2)可求得可求得RL獲得的最大功率獲得的最大功率任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系 (3)(3)先計算先計算10V10V電壓源發(fā)出的功率。當電壓源發(fā)出的功率。當R RL L=1=1 時時 10V10V電壓源發(fā)出電壓源發(fā)出37.5W37.5W功率，電阻功率，電阻R RL L吸收功率吸收功率6.25W6.25W，其功率傳輸效，其功率傳輸效率為率為 任務(wù)七任務(wù)七 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院機電系