PP02 电阻电路的等效变换.
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电阻电路的等效变换§.电路的等效变换1.两端电路(网络)任何一个复杂的电路.向外引出两个端钮, 且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流, 则称这一电路为二端电路(或一端口电路)。
若两端电路仅由无源元件构成, 称无源两端电路.两端电路无源两端电路2.两端电路等效的概念结构和参数完全不相同的两个两端电路B与C, 当它们的端口具有相同的电压、电流关系(VCR),则称B与C是等效的电路.相等效的两部分电路B与C在电路中可以相互代换, 代换前的电路和代换后的电路对任意外电路A中的电流、电压和功率而言是等效的, 即满足:(a)(b)§2电阻的串联、并联和串并联1.电阻串联.Serie.Connectio.o.Resistor.)(1)电路特.电阻串联图示为n个电阻的串联, 设电压、电流参考方向关联, 由基尔霍夫定律得电路特点:(a) 各电阻顺序连接, 根据KCL知, 各电阻中流过的电流相同;(b) 根据KVL, 电路的总电压等于各串联电阻的电压之和,即:(2)等效电阻把欧姆定律代入电压表示式中得:以上式子说明图(a)多个电阻的串联电路与图(b)单个电阻的电路具有相同的VCR, 是互为等效的电路。
其中等效电阻为:其中等效电阻为:结论:1)电阻串联, 其等效电阻等于各分电阻之和;2)等效电阻大于任意一个串联的分电阻。
(3)串联电阻的分压若已知串联电阻两端的总电压, 求各分电阻上的电压称分压。
由图(a )和图(b)知:满足:结论:电阻串联, 各分电阻上的电压与电阻值成正比, 电阻值大者分得的电压大。
因此串连电阻电路可作分压电路。
例求图示两个串联电阻上的电压。
解: 由串联电阻的分压公式得:(注意U2的方向)(4)功率各电阻的功率为:所以:总功率:从上各式得到结论:1)电阻串连时, 各电阻消耗的功率与电阻大小成正比, 即电阻值大者消耗的功率大;2)等效电阻消耗的功率等于各串连电阻消耗功率的总和。
电阻电路的等效变换电阻电路的等效变换是指将一个电阻电路转化为另一个等效的电阻电路,使得两个电路在电学性质上完全相同。
等效变换在电路分析和设计中起着重要的作用,能够简化电路分析过程,提高计算效率。
一、串联电阻的等效变换串联电阻是指多个电阻按顺序连接在一起,电流依次通过每个电阻。
当电路中有多个串联电阻时,可以通过等效变换将其转化为一个等效电阻。
假设有两个串联电阻R1和R2,其等效电阻为Req。
根据欧姆定律可知,串联电阻中的电流相同。
根据电阻的定义可知,电阻与电流和电压之间存在线性关系,即R = U / I。
因此,R1和R2的电阻值可以表示为R1 = U / I1,R2 = U / I2。
在串联电路中,电流I1通过R1,电流I2通过R2,由于串联电路中电流只有一个路径,所以I1 = I2。
将上述两个等式相等,可得到R1 / I1 = R2 / I2,即R1 / R2 = I1 / I2。
由此可推导出串联电阻的等效电阻为Req = R1 + R2。
二、并联电阻的等效变换并联电阻是指多个电阻同时连接在一起,电流分别通过每个电阻。
当电路中有多个并联电阻时,可以通过等效变换将其转化为一个等效电阻。
假设有两个并联电阻R1和R2,其等效电阻为Req。
根据欧姆定律可知,电压在并联电路中相同。
根据电阻的定义可知,电阻与电流和电压之间存在线性关系,即R = U / I。
因此,R1和R2的电阻值可以表示为R1 = U1 / I,R2 = U2 / I。
在并联电路中,电压U1作用在R1上,电压U2作用在R2上,由于并联电路中电压相同,所以U1 = U2。
将上述两个等式相等,可得到R1 / U1 = R2 / U2,即R1 / R2 = U1 / U2。
由此可推导出并联电阻的等效电阻为1 / Req = 1 / R1 + 1 / R2。
三、星型-三角形转换星型电阻网络和三角形电阻网络是常见的电阻网络拓扑结构。
在电路分析中,有时需要将星型电阻网络转换为三角形电阻网络,或将三角形电阻网络转换为星型电阻网络,以便于进行电路分析。