电路分析基础 (4)

格式：ppt
大小：3.17 MB
文档页数：45

下载文档原格式

电路分析基础 4网孔法

5
4
6
• 独立KVL回路选择： • 方法1. 每选一个回路，让该回路包含新的支路，
选满b-n+1个为止。（如上例中1、3、7回路。） • 方法2. 对平面电路， b-n+1个网孔是一组独立
回路。（如上例中1、2、4回路。）
一、电路分析方法
1、 2b法: （2b个联立方程）
例9 求图示电路的输入电阻（不含受控源）
Ri
Ri 1
例10 求图示单口网络的输入电阻 R。i
i A+
u
RL
B-
解： i u 2i
RL
i u
2i
RL
Ri
u i
RL
结论：对于不含独立源但含有受控源的单口网络可以等效为一个电阻，而且等效电阻还可能为负值。
X
第二章电阻电路的基本分析法
本章重点： 1、了解支路分析法 2、熟练掌握网孔分析法 3、熟练掌握节点分析法 4、掌握含运放电路的分析
KCL方程的独立性
对于节点1、 2、 3、 4可列出KCL方程(电流流出
节点取“+”号，流入取“-”号)为
2
（1） i1 i4 i6 0
1
2
（2） i1 i2 i3 0
1
3
3
（3） i2 i5 i6 0
（4） i3 i4 i5 0
4
5
4
6
有线性代数知识：上述4个方程线性不独立，其中任意3个方程可组成独立方程组。独立的KCL方程数为n-1个。
§2. 1 支路分析法
问题：已知b条支路，n个节点的电路如何求解？有无规范化的方法?
待求变量：b个支路电压、 b个支路电流
2b变量需2b个方程

电路分析基础第四、第五章测验测试题

第四章测试一、填空题（共6 题,75.0分）1.只要求出__________、__________和__________这三个量,就能立即写出换路后的电压或电流________________的表达式。

2.具有一个独立初始条件的动态电路叫( )电路。

3.换路后的一瞬间,电容的端_________和电感中的___________都保持换路前一瞬间的数值,这叫做___________。

4.R、C串联电路过渡过程的时间常数τ=( ),而R、L串联电路过渡过程的时间常数τ=( )5.线性动态电路的全响应,根据叠加定理可表示为( )响应与( )响应之和。

6.换路后的一瞬间,电容的端________和电感的_________都保持前一瞬间的数值,这叫_________。

二.判断题（共2 题,25.0分）1.一阶动态电路三要素法的通式为f(t)=f(∞)+[f(0+)－f(∞)]·e-t/τ答案：对2.RC一阶电路中,电容电压UC的零输入响应是按指数规律增长。

答案：对第五章测试一、单选题（共8 题,20.0分）1.标有额定值220V 60W的灯泡，将它接在电源上，它消耗的功率（）。

A.小于60WB.等于60WC.大于60WD.无法确定答案：B2.在电阻和电容串联电路中,阻抗1Z1=( )A.A+XCB.sqrt(R*R±Xc*Xc)C.uc/icD.Ucm/Ic答案：B3.启辉器中装有一只电容器,其作用是( )A.启辉器中装有一只电容器,其作用是B.保护启辉器的动静触片C.通交流隔直流答案：A4.在纯电容电路中,电压有效值不变,频率增大时,电路中的电流将( )A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案：A5.若频率为f时电路的感抗等于容抗,当频率为2f时,该感抗为容抗的( )。

A.2倍B.0.25倍C.相等D.4倍答案：D6.两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A和30A, 当i1+i2的有效值为70A时,i1与i2的相位差是( )。

电路分析基础(第二版) 曾令琴人民邮电出版社课后答案指导与解答4 课后答案【khdaw_lxywyl】

1、学习指导（1）复功率
上等于电路中的有功功率 P，复功率的虚部在数值等于电路的无功功率 Q，复功率的模值等于正弦交流电路中的视在功率 S。要注意的是，电路中各个元件上的有功功率可以相加，无功功率可以相加减，但电路各部分的视在功率一般不能直接相加减，其中原因由读者自己考虑。（2）功率因数的提高由对功率的讨论我们引入了提高功率因数的问题。提高功率因数是指提高线路总电压与
初相，任何一个正弦量都可以对应这样的一个复数，而我们就把这个与正弦量相对应的复数称为正弦量的相量，简称相量。换句话说，正弦量的相量就是特指用复数来表示的、与正弦量具有一一对应关系的复数。为区别与一般复数的不同，相量头顶要带上标记 “· ” 。值得注意的是，一个相量可以充分表达正弦量的三要素，只是由于电路中各量频率相同而省掉了频率而已（如上面 1.所述）。相量仅为正弦量的一种表示方法，相量并不等于正弦量。（3）复阻抗复数形式的电阻和电抗称为复阻抗。相量分析法中的复阻抗的模对应正弦交流电路中的电阻和电抗，例如单一电阻元件电路的复阻抗为R，是一个只有实部没有虚部的复数；单一电感元件电路的复阻抗是jX L ，是没有实部，只有正值虚部的复数；单一电容元件电路的复阻抗
51
aw

案
（2）式中解析式不等于相量式，应改为
网
u 220 2 sin(t

)
U m 220 2e j 45 V

.c o
m
作好相量图是分析解决问题的关键环节，也是一种基本的技能训练。在正弦稳态电路的分析中，利用相量图的帮助来分析和解决实际问题的例子很多，相量图不仅能形象地表征出电路中各量间的数量和相位关系，有时通过对相量图能把隐含的问题浅显化，藉助相量图往往可以方便地定性分析电路中的某些特性，使复杂问题从相量图的分析中显示的一目了然，甚至能够起着四两拨千斤的效果。（2）RLC 串联电路的相量模型分析相量分析法中，借助相量图分析电路很关键。相量图的画法，可根据具体问题的不同，选择合适的一个电路变量作为参考相量，串联电路的参考相量一般选用电流相量，再根据各元元件电压之间的相位关系和数量关系、各电压与电流之间的相位关系一目了然。注意相量图分析中只有电压三角形是相量图，阻抗三角形不是相量图，它只反映了各元件参数的数量关系。正弦并联电路采用相量分析法解题时，一般选取电压为电路的参考相量。然后根据 R、L、后运用矢量图遵循的平行四边形法则或多角形法则，定性地画出电路的相量图，根据相量图分 2、学习检验结果解析（1）一个 110V、60W 的白炽灯接到 50Hz、220V 正弦电源上，可以用一个电阻、或一个电感、或一个电容和它串联。试分别求所需的 R、L、C 的值。如果换接到 220V 直流电源上，这三种情况的后果分别如何？（3）RLC 并联电路的相量模型分析件上电压与电流的相位关系定性地画出各电压，各电压比例尺应相同，由这样的相量图可把各

电路分析基础第4章相量法(2h)

Im
U 2
U
U 1
41.9
60 30
Re
U
Im
U 2
首
U 1
60 尾
41.9
相接
30
Re
/38 章目录上一页下一页返回退出
第4章正弦稳态电路分析
4.3 基尔霍夫定律的相量形式和基本
元件伏安关系的相量形式
一. 电阻 i(t)
+
uR(t) R -
•
I
+
•
UR
R
-
相量模型
已知 i(t) 2I cos(wt y i )
设 i(t)=Imcos(w t+ )
I
1 T
T 0
I
2 m
cos2
(
wt
Ψ
) dt
def
I
1 T i 2 (t )dt
T0
cos2 ( wt Ψ ) 1 cos2(wt Ψ )
2
I 0.707Im Im 2I
i(t) Im cos(wt Ψ ) 2I cos(wt Ψ )
10/38 章目录上一页下一页返回退出
u2 (t) 4 2cos(314t 60o ) V
U1 630o V U 2 460o V
U U1 U 2 630 460 5.19 j3 2 j3.46
7.19 j6.46 9.6441.9o V
u(t) u1(t) u2 (t) 9.64 2cos(314 t 41.9o ) V
dt
C 相量形式：
•
U Uy u
•
IC
wCUy u
π 2
1 相量关系：

电路分析基础第5版第4章分解方法及单、双口网络

+ 2
9V
4Ω 3
I1
应用举例
例1：求图示电路中各支路电流。
解：将3Ω电阻用电流源置换
I3 = 2.7
I1
9 4
1 2
0.9
2.7
A
I2
9 4
1 2
0.9
1.8
A
I4
I5
1 2
I3
0.45
A
I1
2
+
9V
I3 3
2
2
I2
I4
4- 3
2 I5
I1
0.9A I3
2
+
9V
2
I2
2 2
I4
I5
结论：置换后对其他支路没有任何影响。
电压u =α和端口电流i =β，则N2 (或N1)可用一个电压为 α 的电
压源或用一个电流为 β 的电流源置换，置换后对 N1 (或N2 ) 内各支路电压、电流没有影响。
i=β
N1
+
u=α
N2
i=β
+
N1
α
N1
+ u=α
β
置换定理适用于线性和非线性电路。
二. 置换的实质
置换：如果一个网络N由两个单口网络组成，且已
联立(1)、(2)，解得 u=12V， i=－1A
用12V电压源置换N1，可求得 i1
用－1A电流源置换N2，可求得 u2=12V
[例]求上一例题中N1和N2的等效电路
0.5i1
6Ω
i
5Ω i1
+
+ 10Ω 1A
12V u
- -2
+

电路分析基础第4章动态电路的时域分析

图4.2-4 例4.2-2用图(一)
第4章动态电路的时域分析解 (1) 先计算电容电压uC(0－)和电感电流iL(0－)。开关
开启前电路已处于直流稳定状态，这时电容相当于开路，电感相当于短路，t=0－时的等效电路如图4.2-5(a)所示。由图(a) 可得
图4.2-5 例4.2-2用图(二)
第4章动态电路的时域分析
第4章动态电路的时域分析
(2) 根据换路定律，有
iL(0+)=iL(0－)=1 A (3) 画出换路后瞬间t=0+时的等效电路，计算其他支路电压、电流的初始值。根据置换定理，用一个电流值等于
iL(0+)=1 A的理想电流源代替电感元件，画出t=0+时的等效电路如图(b)所示。对图(b)中右边一个回路应用KVL，得
第4章动态电路的时域分析图4.2-1 动态电路过渡过程说明用图
第4章动态电路的时域分析
4.2.2 换路定律如果电容电流iC和电感电压uL在无穷小区间［t0－，t0+］
为有限值，则上面两式中等号右边第二项积分为零，于是有
uC (t0 iL (t0
) uC (t0 ) iL (t0 )
4.2.1 动态电路的过渡过程当动态电路的结构或元件参数发生变化时，电路将从一
个稳定状态变化到另一个稳定状态，这种变化一般需要经历一个过程，这个过程称为过渡过程。通常把电路中电源的接入或断开，以及元件参数或电路结构的突然改变，统称为 “换路”。下面以图4.2-1(a)所示的动态电路为例来说明过渡过程的概念。
第4章动态电路的时域分析
4.1 电容元件和电感元件
4.1.1 电容元件 1. 电容元件的定义电容元件是从实际电容器中抽象出来的理想化模型。实

电路分析基础_第4讲(ch1两类约束和2b法)

KCL方程的独立性２、KCL方程的独立性问题：b条支路n个节点的电路可以布列多少个独立的KCL方程？
考察下图,b=5,n=4,有几个独立的KCL方程? 考察下图,b=5,n=4,有几个独立的KCL方程? ,b=5,n=4,有几个独立的KCL方程
４个节点可以布列以下４个KCL方程：个节点可以布列以下４ KCL方程：方程
一、两类约束（续）两类约束（
一切集总电路中的电流电压受到而且只受到这两类约束。这两类约束。两类约束是求解集总电路指定的电压和电流的依据。的依据。
二、KCL和KVL的独立性 KCL和KVL的独立性１、问题的提出若电路有b条支路构成，则有b 若电路有b条支路构成，则有b个（支路）支路）电流变量和b个电压变量，共有2b个变量。 2b个变量电流变量和b个电压变量，共有2b个变量。要求解这2b个变量，必须布列2b个独立方程。 2b个变量 2b个独立方程求解这2b个变量，必须布列2b个独立方程。由元件约束可以布列b个独立方程。由元件约束可以布列b个独立方程。由拓扑约束是否可布列b个独立方程？由拓扑约束是否可布列b个独立方程？
u1 + u3 − u s1 = 0 u 2 − u3 + u s 2 = 0
(4) (5)
4）布列b=5个VAR方程：
u1 = R1i1 (6) u 2 = R2i2 u3 = R3i3 u 4 = u s1 u5 = u s 2 (7) (8) (9) (10)
+ u1 + -
+ u2 -
u3 -
由此我们可以得到何种结论？回路数由此我们可以得到何种结论？回路数-1个回路方程是独立的？是独立的？
命题二：给定平面电路，m=b-(n-1)个网孔的命题二：给定平面电路，m=b-(n-1)个网孔的 KVL方程是独立的。 KVL方程是独立的。方程是独立的 1）平面电路的网孔数为m=b-(n-1)。平面电路的网孔数为m=b-(n-1)。 m=b

电路分析基础(第四版)

(3) 等效电路
Ro 6 +
Uoc 9V –
a +
3 U0 -
b
3
U0
93V 63
4.6 (4.7) 戴维南定理和诺顿定理
例
(含受控源电路)用戴维南定理求U。
0.5I
I
a
+ 1k
10V
–
1k +
U –
R 0.5k
b
Ro
Uoc
+ –
a
+
U –
R 0.5k
b
解：
(1) a、b开路，I=0，0.5I=0，Uoc= 10V
i a
Ro
N
u
b
+
u
Uoc-
b
4.6 (4.7) 戴维南定理和诺顿定理
ia
N
+ –u
b
M
ia
Ro
+
等效
+u
Uoc –
–
M
替代
b
a
a
a
N
+ u
–
叠加
i= N
+ u' –
+
N0
Ro
+ u''
–
i
b
b
b
电流源i为零网络N中独立源全部置零
u'= Uoc (外电路开路时a 、b间开路电压)
u"= - Ro i 得 u = u' + u" = Uoc - Ro i
i1
u 5
3 5
A
4. 4（ 4. 5）单口网络的等效和等效规律

电路分析基础第4章分解方法及单口网络

is
is is1 is2 isK
5.电流源的串联电流值相等的电流源可作方向相同的串联，电流值不相等的电流源不允许串联。
a is1 is2 b
a
is b
is is1 is2
17
6.电流源与二端网络的串联 N1的等效网络不是理想电流源支路。
a
is N1 b
a is b
3
4-2 单口网络的电压电流关系
单口网络的描述方式：
• 详尽的电路图； • VCR（表现为特性曲线或数学公式）； • 等效电路。
VCR只取决于单口本身的性质，与外接电路无关。
因而：
• 可以孤立出单口，而用外施电源法求它的VCR; • 求解单口(例如N2)内各电压、电流时，其外部 (例如N1)可用适当的电路代替。
a
10
10
-
4
2 24V
I +-
+
b 12V
Isc
-
2 24V
+-
+
12V 图(a)
解：把原电路除4电阻以外的部分化简为诺顿等效电路。为此先把拟化简的单口网络短路，如图(a)所示：
根据叠加原理求短路电流Isc，可得：
Isc

24 10

12 10 // 2

2.4

7.2

9.6 A
35
N a iK
N' uK NK
b
已知：
uk ,或 ik
a
a
N' isk
N'
usk
b
b
isk
usk
11
例：已知电路中U＝1.5V,试用置换定理求U1

电路分析基础第四章_宋家友(2010)

第一章集总电路中电压电流的约束关系第二章网孔分析和节点分析第三章叠加方法与网络函数第四章分解方法及单口网络41分解的基本步骤42单口网络的电压电流关系43单口网络的置换置换定理44单口网络的等效电路45一些简单的等效规律和公式46戴维南定理47诺顿定理48最大功率传递定理49t形网络和形网络的等效变换在电路分析中可以把互连的一组元件看作为一个整体如下图a所示r这一部分电路若这个整体只有两个端钮与外部电路相连接则不管它的内部结构如何我们统称它为二端网络或单口网络可以用图b来表示
同样增大K倍。 4
2、网络函数
线性、时不变电路在单一激励下，指定的响应
(输出)与激励(输入)之比定义为网络函数，记为H，
即：
响应 H 激励
这里，输入(激励)是独立电压源或独立电流源，而输出(响应)是感兴趣的某个电压或电流。
5
对任何线性电阻网络，网络函数都是实数。响应与激励的关系可用下图所示方框图表示。
41
注意
① 置换定理既适用于线性电路，也适用于非线性电路；
② 置换后其余支路及参数不能改变； ③ 置换后电路必须有唯一解。
42
例4：已知电路中U＝1.5V,试用置换定理求U1。
43
0.5A
N
2Ω
2Ω U1
(b)
解：由于U＝1.5V，且R＝3Ω 因此，I=1.5/3 =0.5A
所以，该支路可用0.5A的电流源置换，如图(b) 所示,
U''' o
Us Us 1 Us 1 1 3 32 322
Us 1 Us 1 Us 1 3 20 3 21 3 22
若Us=12V，则有： Uo=(4+2+1)V=7V
18
若输入为110，则有：

电路分析基础第四章(李瀚荪)

I
a
I I I1 R1 IS R R
R1
IS
a + U1 _ (2)由图(a)可得：
R1 IS I
a
I I1
R
R1
IS
R
(b)
b
(c) b
I R1 IS－I 2A－6A －4A U1 10 I R3 A 2A R3 5
理想电压源中的电流 I U 1 I R3－I R1 2A－(－4)A 6A 理想电流源两端的电压 U IS U R2 IS RI R2 IS 1 6V 2 2V 10V
I
– 2V 2
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示例 3：电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A 6 + 4V 4 1 I
解：统一电源形式
2 3 2A 2A 6 1A 4 1 I 2 2 4 I 1
4A
1A
解：
2 2 4 I 1 + 8V -
+ US1_ _ US2 + + US3 _ +
US = US1 US2 + US3
电源与等效电源参考方向一致为+,反之为-
US_
4. 理想电流源并联 IS = IS1IS2 + IS3
IS1
IS2
IS3
IS
5. 电压源并联
(1)
+ 5V _
+ 5V _
+ 5V _
不允许，违背KVL
(2)
一些简单的等效规律和公式电源两种模型之间的等效变换电源两种模型之间的等效变换iriririr电压源电压源等效变换条件等效变换条件电流源电流源等效变换时两电源的参考方向要一一对应等效变换时两电源的参考方向要一一对应理想电压源与理想电流源之间无等效关理想电压源与理想电流源之间无等效关电压源和电流源的等效关系只对外电路而言电压源和电流源的等效关系只对外电路而言对电源内部则是不等效的

电路分析基础课题四一阶动态电路的分析

输入响应。
2.

−
一阶动态电路的零输入响应的一般表达式为：() = (0+) ，其中，为时间常数（单位：s），
(0+)为初始值。
3.
“零输出响应”特点：
➢ 换路后电源信号为0（零输入/激励）
➢ 储能元件的初始值≠0
➢ 储能元件的稳态值=0
问题四：
闪光灯在实际使用中，会频繁充电；同时实
iL I 0 e
R
t
L
I0e

t

稳态值= iL (∞) = 0
1
最大储能：wL = 2 LI02
（5）其它响应：
（c）响应曲线

uL uR RI 0 e
t

t

L
...RL电路时间常数
R
知识链接3.一阶零输入响应的表达式
1.
定义：在没有输入激励的情况下，仅由电路的初始状态（初始时刻的储能）所引起的响应，称为零
闪光灯的功能就是通过瞬间放电补光的过程。
知识链接 1.RC零输入响应电路分析
（a）换路前
（b）换路后
（1）换路前（0-时刻如图a）
（5）其它响应
Uc（0-）=U0≠0
uR uC U 0 e
（2）换路瞬间（0+时刻）
由换路定理：初始值Uc（0+）=Uc（0-）=U0≠0
1
最大储能：(0+) = 2 02
3.初始值的计算
【初始值求解步骤】
① 换路前的电路（t =0－）直流稳态下，电容相当于开路、电感相当于短路。
② 换路前的电路（t =0－）只求电感中电流iL(0－)或者电容中电压uC(0－)。

李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第4章分解方法及单口网络【圣才出品】

第4章　分解方法及单口网络§4-2　单口网络的电压电流关系4-1　求图4-1所示单口网络的VCR。

图4-1解：标出端口u和i，电压u可认为是外施电压源电压，i流出网络，指向外施电源正极。

用网孔法列出电路方程。

设网孔电流和i均为顺时针方向。

找出i和u的关系得u＝－12.5i＋11.25 （1）如i指向网络内部，则u＝12.5i＋11.25 （2）u、i的单位分别为V、A。

列网孔方程就是如此规定的。

4-2　试用外施电源法求图4-2所示含源单口网络的VCR，并绘出伏安特性曲线。

图4-2解：图中u可认为是外施电压源的电压。

根据图中所示i的参考方向，可列出u＝（3 Ω）i＋（6 Ω）（i＋5 A）＋20 V＝（3 Ω＋6 Ω）i＋（6 Ω）（5 A）＋20 V＝（9 Ω）i＋50 V伏安特性曲线是条直线。

i＝0时u＝50 V，即u轴截距为50；u＝0时，即i轴截距为4-3　试求图4-3所示电路的VCR。

图4-3解：施加电压源u于a、b两端，由KVL和KCL，可得§4-3　单口网络的置换——置换定理4-4　在图4-4所示电路中已知N的VCR为5u＝4i＋5，试求电路中各支路电流。

图4-4解：分割出图4-4所示虚线框内电路，设外施电压为u，为求其VCR，可列出节点方程整理得VCRu＝2－1.2i以之与N的VCR联立可解出i，即5（2－1.2i）＝4i＋5解得i＝0.5 A，u＝1.4 V以1.4 V电压源置换N，可简便地估计到N存在的影响，由此可得4-5　试设法利用置换定理求解图4-5所示电路中的电压何处划分为好？置换时用电压源还是电流源为好？图4-5图4-6解：试从图4-6的虚线处将电路划分成两部分，对网络有整理得15u＝117－14i（1）对网络有联立（1）、（2）两式解得i＝3 A。

用3 A电流源置换较为方便，置换后利用分流关系，可得4-6　电路如图4-7（a）所示，网络N的VCR如图4-7（b）所示，求u和i，并求流过两线性电阻的电流。

大学电路分析基础实验-电路4交流仪器

扫描速率调节旋钮（RATE）：调节该外部输入插频率显示窗口：旋钮可以改变内扫描的时间长短。在外幅度显示窗口：宽度调节旋钮（WIDTH）：调节座显示输出信号的测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为扫描/计数按钮：可选择多种方式和显示函数输出该旋钮可调节扫频输出的扫频（INPUT）：频率或外测频信外输入测量信号经过低通开关进入测量外测频方式。信号的电压幅范围。在外测频时，逆时针旋当“扫描/计系统。号的频率。（1）内扫描/扫频信号输出：当选定度。上频段选择按钮：每按一次此按数”按键输出信号直流电平预置到底（绿灯亮），为外输入测为内扫描方式时，分别调节扫描速率钮，输出频率向上调整1个频段。（13）功能调节旋钮（OFFSET）：量信号经过衰减“20dB”进入选择在外扫输出波形，对称性调节调节旋钮（RATE）、宽度调节旋钮下频段选择按钮：每按一次此按调节范围：-5～+5 V 旋钮（SYM）：调节该测量系统。函数信号输出幅度衰减开关（ATT）：（WIDTH），从函数信号输出端、钮，输出频率向下调整1个频段。描状态或外 TTL信号输出端（50Ω负载），当该旋钮旋钮可以改变输出信号 TTL信号输出端均输出相应的内扫描 “20dB”、“40db”键均不按下，输频率调节旋钮：调节此旋钮可改测频功能时，（TTL 处在中心位置时，则为 OUT）：的对称性，当该旋钮处的扫频信号。外扫描控制出信号不经过衰减，直接输出到插座变输出频率的一个频程在中心位置或“OFF”位输出标准的TTL幅口。“20dB”、“40db”键分别按， “0”电平。信号或外测（2）外扫描/扫频信号输出：当选定函数信号输出幅度调节则衰减1/10和1/100。20dB输出置时，则输出对称信号。度的脉冲信号，输频信号由此为外扫描方式时，由外部输入插座旋钮（AMPL）：调节范输入。 0~1Vp-p，40dB输出0~0.1Vp-p、同出阻抗为600Ω。围20 dB。（INPUT）输入相应的控制信号，即时按下输出0~0.01Vp-p 可得到相应的受控扫描信号。（3）外测频功能：当选定为外计数函数输出端（50Ω）：输函数输出波形选择按方式时，用本机提供的测试电缆，将出多种波形受控的函数信钮：可选择正弦波、函数信号引入外部输入插座号，输出幅度20VP-P 三角波、脉冲波输出。（INPUT），观察显示频率应与“内” （1MΩ负载），10 VP-P 测量时相同。（50Ω负载）。

电路分析基础(第四版)ppt

响应 H= 激励
线性电路的比例性网络函数
网络函数的具体形式
1）策动点函数）
U R= I
I G= U
I2 GT = U1
策动点电阻策动点电导转移电导转移电阻转移电压比转移电流比
I U
2）转移函数(传递函数）转移函数传递函数传递函数) I1 U1 I2 U2
RT =
U2 I1
U2 Hu = U1
4 + 12V – 4 i 4 R 6 + 6V –
分别用：分别用：常规方法（支路法、网孔法、节点法）常规方法（支路法、网孔法、节点法）叠加方法
叠加原理
(1) 12V电压源单独作用：电压源单独作用：电压源单独作用
i' 4
(2) 6V电压源单独作用：电压源单独作用：电压源单独作用
Ch3 叠加方法与网络函数
3. 1 线性电路的比例性网络函数 3. 2 叠加原理 3.3 叠加方法与功率计算 3.4 数模转换器的基本原理
重点：重点：叠加原理
线性电路的比例性网络函数
）、响应几个概念：线性电路、激励（输入）、响应（几个概念：线性电路、激励（输入）、响应（输出）线性电路中，响应与激励之间存在着线性关系。线性电路中，响应与激励之间存在着线性关系。之间存在着线性关系网络函数定义：单一激励的线性时不变电路指定的响应电路，定义：对单一激励的线性时不变电路，指定的响应对激励之比定义为网络函数记为H，之比定义为网络函数，对激励之比定义为网络函数，记为，即
+ Us' –
I1′′ =
4 × 4 = 1.6 4+6 6 U1′′ = × 4 × 4 = 9.6 4+6 U S " = 10 I1 "+ U1 " = 25.6

(大学物理电路分析基础)第4章网络定理

大学物理电路分析基础第4章网络定理
目录
• 基尔霍夫定律 • 叠加定理 • 戴维南定理 • 诺顿定理
01
CATALOGUE
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律是电路分析中的基本定律之一，它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
基尔霍夫电流定律指出，对于电路中的任一节点，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
流和电压、计算功率等。
在解决复杂电路问题时，通常需要结合其他电路定理和定律，如欧姆定律、电
源定理等，以简化问题的解决过程。
基尔霍夫定律是电路分析中的基础理论之一，对于理解电路的工作原理、设计电路以及解决实际问题具有重要的意义
。
02
CATALOGUE
叠加定理
定义
• 叠加定理：线性电路中，多个独立源共同作用产生的响应，等于各个独立源单独作用于电路所产生的响应之和。
内容
线性电路
01
叠加定理适用于线性电路，即电路元件的电压和电流成正比关
系。
独立源
02
叠加定理只适用于独立源，即源之间没有相互影响。
响应之和
03
各个独立源单独作用于电路所产生的响应是相互独立的，它们
的响应之和即为多个独立源共同作用产生的响应。
应用
简化计算
在复杂电路中，通过应用叠加定理，可以将多个独立源的共同作用分解为各个独立源单独作用于电路所产生的响应，从而简化计算过程。
诺顿定理还可以用于验证电路分析的正确性和解决复杂电路问题，提高电路分析的效率和准确性。
THANKS
感谢观看
基尔霍夫电压定律指出，对于电路中的任一闭合路径，沿该路径的电压降之和等于零。

电路分析基础第四章

开路电压
等效电阻
二、戴维南定理证明：
置换
叠加
线性含源
线性或非线性
u ' = uoc
N中所有独立源产生的电压电流源开路
' ''
u '' = − Rabi
电流源产生的电压 N0中所有独立源为零值
u = u + u = uoc − Rabi
u = uoc − Rabi
含源线性单口网络N可等效为电压源串联电阻支路
Rab = 6 + 15 //(5 + 5) = 6 + 6 = 12Ω
Rcd = 5 //(15 + 5) = 4Ω
例3：试求图示电阻网络的Rab和Rcd。
Rab = 8 + {4 //[2 + 1 + ( 2 // 2)]} = 8 + {4 // 4} = 10Ω
Rcd = ( 2 // 2) + {1 //[4 + 2 + ( 2 // 2)]} = 1 + (1 // 7) = 1.875Ω
例5：求图中所示单口网络的等效电阻。
u R i = = ( μ + 1) R i
例6：求图所示单口网络的等效电阻。
u R Ri = = i 1+α
例7：求图示电路输入电阻Ri，已知α =0.99。
1. 外施电源法 2. 电源变换法
Ri = 35Ω
三、含独立源单口网络的等效电路：
1. 只含独立源、电阻，不含受控源只含独立源、电阻不含受控源的网络，端口 VCR为u=A+Bi，u和i关联时，B为正。 2. 含受控源的有源单口网络含受控源、独立源、线性电阻的网络，端口 VCR为u=A+Bi，B可正可负。等效为电压源串联电阻组合或电流源并联电阻组合。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

（1）电压为Uk的理想电压源；（2）电流为Ik的理想电流源；（3）电阻为Rk= Uk/Ik的电阻元件（置换后电路中还
存在电源）。
注意：1、支路k应为已知支路； 2、置换与等效不相同，是一种基于工作点相同的等效替代；（P119） 3、置换电源的方向；
3. 应用举例求图示电路中的US和R。
解： I=2A U=2 US=438.6VV
Rs
(b)
3、实际电源模型的等效变换
1）已知实际电压源模型，求实际电流源模型
等效条件：保持端口伏安关系相同。
Rs Us
(1)
图(1)伏安关系: u = Us - iRs
图(2)伏安关系: u = (Is - i) Rs’
= Is Rs’ - i Rs’
IsRs’ Rs= Rs’
R u 6.4 i
最简形式电路为:
例3：将图示单口网络化为最简形式。
a i2
c
i0
i1 - 2i0 +
解: 递推法(在齐次定理中使用过) 设i0=1A 则uab=2V
i3
i1=0.5A
b
d
i2=1.5A ucd=4V
i3=0.5A u= ucd +3i = 10V
i=2A
R u 5 i
故单口网络的最简形式如右图所示。
例4：求电压u、电流i。
解: 由等效电路, 在闭合面,有
u u u 2 0.9i 18k 1.8k 9k
i u 1.8k
u 9V
i 0.5A
结论：无源单口网络外部特性总可以用一个等效电阻等效。
练习：图示电路,求电压Us。
解: 由等效电路,有 Us
i 10 16 0.6A 64
u 10 6i 13.6V
口网络N2的电压、电流关系完全相同，亦即它们
在u-i平面上的伏安特性曲线完全重叠，则这两个
单口网络等效。
等效条件：对外等效，对内不等效。
三、分类：有源单口网络等效（理想电源、理想电源+电阻、
理想电源+电阻+受控源）
无源单口网络等效（纯电阻、电阻+受控源）
四、注意：
1、两网络必须对任一外电路等效，而不是对某一特定的外电路等效；
=4
R3
R12
R23 R31 R23
R31
5010 50 40 10
=5
解得：i=2A u31 =30V
i2 = - 1A, i1 =0.6A
20
5 4
一、引例
§4-6 戴维南定理
将图示有源单口网络化简为最
简形式。
Us
I0
Us R1
Is
R0
R1R2 R1 R2
R1 R2
Is Isc
2、电流源（1）并联：所连接的各电流源端为同一电压。
i
is1
is is2
(a)
(b)
（2）串联：
等效变换式： is = is1 - is2
只有电流数值、方向完全相同的独立电流源才可串联。
二、实际电源及等效变换 1、实际电压源模型
（1）伏安关系：
u = Us - iRs
Us
Rs
其中：Rs直线的斜率。
一、电阻的星形、三角形连接 (a) 星形连接（T形、Y形） (b) 三角形连接（形、形）
二、从星形连接变换为三角形连接
R1
R3
R2
u12 i1R1 i2R2
u31 i3R3 i1R1
i1 i2 i3 0
u12 u31 R12 R31
R31 R12 R23
i1
R3u12 R2u31 R1R2 R2 R3 R3R1
由原电路,有 U s u 10i 19.6V
§4-5 一些简单的等效规律和公式
（一）电源模型及等效变换
一、独立源的连接及等效变换
1、电压源
us1
us
（1）串联：
us2
所连接的各电压源流过同一电流。
(a)
(b)
（2）并联：
等效变换式：us = us1 - us2
只有电压数值、极性完全相同的独立电压源才可并联。
U Uoc (I Is )Ro RoI (IsRo Uoc )
因 U=2000I+10
故 RoI=2000I Is Ro Uoc 10
Ro 2000 Uoc 6V
线
性
Is
含源
网
络N
2、求某一条支路的响应例2：用戴维南定理求图示电路中的电流i。解：1）移去待求支路得单口网络 2）求开路电压Uoc ： Uoc 28 12 2 52 V 3）求除源电阻Ro ：Ro =12 4）画出戴维南等效电路，并接入待求支路求响应。
Ro Io
Uo
Ro
Us R1
U0
Io Ro
(U s
/ R1 R1
Is )R1R2 R2
(Ro :除源电阻)
+
R1
Uoc
-
(Io : 短路电流Isc )
(Uo : 开路电压Uoc )
二、定理
线性含源单口网络对外电路作用可等效为一
个理想电压源和电阻的串联组合。
Ro
其中：
电压源电压Uo为该单口网络的开路电压Uoc ；
i 52 2.6A 12 8
+
- UocRo
例3：图示电路，用戴维南定理求电流I。 + Uoc -
解：1）移去待求支路得单口网络
Ro
2）求开路电压Uoc ：Uoc 40V
3）求除源电阻Ro ：Ro =7
I 40 10 A 75 3
4）画出戴维南等效电路，并接入待求支路求响应。
3、含受控源电路分析
R31
R2
R12
R12 R23 R23
R31
R3
R12
R23 R31 R23
R31
例：图示电路，求i1、i2
解: 将三角形连接变换为星形连接:
R1
R12
R12 R31 R23
R31
50 40 =20
50 40 10
R2
R12
R12 R23 R23
R31
10 40 50 40 10
§4-1 分解的基本步骤
明确的单口网络：在单口网络中不含有任何能通过电或非电的
方式与网络之外的某些变量相耦合的元件。
描述单口网络的方式： 1）具体的电路模型； 2）端口电压与电流的关系，表示为方程或
曲线的形式。 3）等效电路。
§4-1 分解的基本步骤
分解基本步骤：（1）把给定网络分为 N1 和 N2；（2）分别求出N1和N2的VCR；（3）联立两者的VCR求N1和N2的端口电压和电流；（4）分别求解N1和N2 内部各支路电压和电流。
即： Is =Us /Rs Rs’ = Rs
2）已知实际电流源模型，求实际电压源模型
等效条件：保持端口伏安关系相同。
Is
Rs
(1)
图(1)伏安关系:
i= Is - u/Rs
Rs’
图(2)伏安关系:
Us
i = (Us - u) /Rs’
= Us /Rs’ - u/Rs’
(2)
等效变换关系： Is =U s /Rs’ Rs= Rs’
5
is
is i
u 8 4i或i u 2 4
结论 ( 单口VCR由单口本身性质决定，与外接电路无关 )
1）含独立电源单口网络的VCR可以表示成u=A+Bi
2）纯电阻单口网络的VCR可以表示成u=Bi
§4-3 置换定理
1. 引例求各图示电路电压U和电流I。
i1 2 A i2 1A i3 1A u3 8V
i1 2 A
i2 1A i3 1A u3 8V
i1 2 A
i2 1A i3 1A u3 8V
i1 2 A
i2 1A i3 1A u3 8V
支路元件不同，但整个电路中各支路的电压、电流相同。
2. 置换定理
在任意集总参数电路中，若第k条支路的电压Uk和电流Ik已
知，则该支路可用下列任一元件组成的支路替代:
解: 外加电压u,有
i1
i2
u 3
i1
u
u
2
u
i2
i i1 i2
u u u
32
(1 1 )u
32
Ru i
1
1 1
6 5 3
32
含受控源的单口网络在等效时，等效电阻可能为负值。
例2：将图示单口网络化为最简形式。
解: 单口网络等效变换可化简为右图, 由等效电路,有
u 6i 4i 3.6i
2、N1、N2 对外电路等效，其内部不等效； 3、等效是建立在相同VCR基础上的，置换则是建立
在相同工作点基础上的；
1、无源单口网络的纯电阻电路等效变换（此两图了解即可）
Ri Ri = 30
Ri
Ri Ri = 1.5
Ri
2、无源单口网络的含受控源电路等效变换
例1：将图示单口网络化为最简形式。
15 V
所求电路戴维南等效电路如右图。
注意：
（二）电阻连接及等效变换
一、电阻串联及等效变换
定义：多个电阻顺序相连，流过同一电流的连接方式。
特点：
1）所有电阻流过同一电流；
N
2）等效电阻: R Rk
k 1
3）所有电阻消耗的总功率:
N
P Pk
(a)
(b)
k 1
4）电阻分压公式： um
Rm
N
u
Rk
k 1
二、电阻并联及等效变换
定义：多个电阻首端相连、末端相连，

电路分析基础 (4)

合集下载