第3章:电路分析的几个定理.
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电路基础第三章知识点总结第三章节的内容主要涉及电路的分析和维持,包括各种电路的分析方法、戴维南定理、诺尔顿定理、极限定理、最大功率传输定理以及电路维持的相关知识。
通过本章的学习,我们可以更好地理解电路的工作原理和分析方法,为我们今后的学习和工作打下扎实的基础。
本篇总结将主要围绕本章的知识点展开,总结出电路的分析方法和维持知识点,让读者对电路有更全面的了解。
一、电路分析方法1.节点分析法节点分析法是一种电路分析方法,通过寻找电路中的节点,应用基尔霍夫电流定律(KCL)进行节点电压的分析。
通过节点电压的计算,可以找到各个支路中的电流,从而进一步分析电路的特性。
节点分析法的手续步骤为:(1)选取一个节点作为参考点,为了简化计算,一般选为电压源的负极或接地点;(2)对不确定电压的节点进行标记;(3)应用基尔霍夫电流定律,列出各节点处的电流之和为零;(4)利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律,列出各节点处的电压。
2.支路分析法支路分析法是一种电路分析方法,通过寻找电路中的支路,应用基尔霍夫电压定律(KVL)进行支路电流和电压的分析。
通过支路电流和电压的计算,可以找到各个支路中的电流和电压,从而进一步分析电路的特性。
支路分析法的手续步骤为:(1)选择一个支路作为参考方向,可以沿着电流的方向或者反方向;(2)按照已选的方向,利用基尔霍夫电压定律,列出各支路的电流和电压;(3)应用欧姆定律,列出支路中的电流和电压。
3.戴维南定理戴维南定理是电路理论中的一项重要理论,它指出了任意线性电路可以用一个恒电压源和一个串联电流源的组合来替代。
通过戴维南定理,可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电压源和串联电流源的组合,从而方便进一步的分析和计算。
4.诺尔顿定理诺尔顿定理是电路理论中的另一项重要理论,它指出了任意线性电路可以用一个恒电流源和一个并联电阻的组合来替代。
通过诺尔顿定理,可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电流源和并联电阻的组合,从而方便进一步的分析和计算。
4 电路的基本定律与分析——戴维南定理《电工技术》教学教案教学目标:1. 理解电路的基本定律,包括欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。
2. 学习戴维南定理,并能够运用戴维南定理分析电路。
3. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
教学内容:第一章:电路的基本定律1.1 欧姆定律1.2 基尔霍夫电压定律1.3 基尔霍夫电流定律第二章:戴维南定理2.1 戴维南定理的定义2.2 戴维南定理的证明2.3 戴维南定理的应用第三章:戴维南定理在电路分析中的应用3.1 单口网络的戴维南分析3.2 多口网络的戴维南分析3.3 含受控源电路的戴维南分析第四章:戴维南定理在电路设计中的应用4.1 戴维南定理在电阻设计中的应用4.2 戴维南定理在电容设计中的应用4.3 戴维南定理在电感设计中的应用第五章:戴维南定理在故障诊断中的应用5.1 短路故障的戴维南分析5.2 开路故障的戴维南分析5.3 接地故障的戴维南分析教学方法:1. 采用讲授法,讲解电路的基本定律和戴维南定理的理论知识。
2. 利用示例电路图,进行戴维南定理的应用分析,让学生理解并掌握戴维南定理的使用方法。
3. 开展小组讨论,让学生互相交流学习心得,提高分析问题和解决问题的能力。
教学评估:1. 课堂练习:布置相关的电路题目,让学生运用戴维南定理进行分析,检验学生对戴维南定理的理解和掌握程度。
2. 课后作业:布置相关的电路设计题目,让学生运用戴维南定理进行设计,培养学生的实际应用能力。
3. 课程报告:让学生选择一个故障案例,运用戴维南定理进行故障诊断,培养学生的综合分析能力。
教学资源:1. 电路教材和参考书。
2. 电路图和示例电路图。
3. 多媒体教学设备。
教学进度安排:1. 第一章:2课时2. 第二章:2课时3. 第三章:3课时4. 第四章:3课时5. 第五章:2课时通过本章节的教学,使学生掌握电路的基本定律和戴维南定理,能够运用戴维南定理分析电路,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
第3章 线性电路的基本定理 57
3.2 戴维南定理
电路分析时经常遇到只研究某一支路电压或电流的情况,此时虽然可以使用3.1节的方法求解,但通常都不如用戴维南定理方便。
戴维南定理指出:一个线性含源二端网络N ,对外电路而言,总可以用一个电压源模型等效代替,如图3-6所示。
该电压源的电压U S 等于有源二端网络的开路电压U OC ,其内阻R S 等于网络N 中所有独立源均为零时所得无源网络N 0的等效内阻R ab 、U S 和R S 相串联的模型称为戴维南等效电路。
图3-6
应当指出的是:画戴维南等效电路时,电压源的极性必须与开路电压的极性保持一致。
另外,当等效电阻R ab 不能用电阻串、并联计算时,可用下列两种方法求解。
(1)外加电压法:使网络N 中所有独立源均为零值(受控源不能作同样处理),得一个无源二端网络N 0,然后在N 0两端点上施加电压U ,如图3-7所示,然后计算端点上的电流I ,则 ab s U R R I ==
图3-7。
第 3 章电路的一般分析方法与常用定理重点1.KCL和KVL独立方程数的概念;2.支路法、网孔法、节点法等复杂电路的方程法;3.叠加定理;4.戴维宁定理和诺顿定理;5.最大功率传输定理。
难点1.独立回路的确定;2.含独立电源的结点电压方程和回路电流方程的列写;3.各电路定理的应用条件;4、正确作出戴维南定理的等效电路。
3.1 支路电流法电路的一般分析方法是指在给定电路结构和元件参数的条件下,不需要改变电路结构,而是通过选择电路变量(未知量),根据KCL 和KVL 以及支路的VCR 建立关于电路变量的方程组,从而求解电路的方法。
一、支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量,根据KCL建立独立节点电流方程,根据KVL 建立独立回路电压方程,然后解联立方程组求出各支路电流。
上图中选定各支路电流参考方向,并设各支路电压与支路电流为关联参考方向。
根据KCL 列出的节点电流方程分别为在上图所示的平面电路中含有3个网孔,若选择网孔作为回路,并取顺时针为回路绕行方向,根据KVL 列出含VCR 的回路电压方程分别为上面这3个回路电压方程也是相互独立的,对应于独立方程的回路称为独立回路。
由此可见,上图所示的电路共设有6条支路电流为未知量,分别列出了3个独立节点电流方程和3个独立回路电压方程,恰好等于6条未知的支路电流数,因此可以解出各支路电流。
二、支路电流法的应用应用支路电流法分析电路的关键在于确定独立节点和独立回路。
可以证明,对于具有n 个节点,b 条支路的电路,其独立节点数为(n -1 ) ,独立回路数为L = b -(n -1)。
对于平面电路,由于网孔数等于独立回路数, 综上所述,应用支路电流法求解电路的一般步骤是:(1) 选定支路电流的参考方向,确定独立节点、独立回路及其绕行方向。
(2)根据 KCL 列出(n-1)个独立节点电流方程。
(3)根据 KVL 列出L = b-(n-1)个独立回路电压方程。
(4)解方程组求出各支路电流。
第3章电路分析中的常用定理习题答案3-1 电路如图3-22所示。
(1)用叠加定理求各支路电流;(2)求两个电源的功率。
图3-22 习题3-1图解:(1)将图3-22电路,拆分成独立源工作的简单电路,如下面两图所示:(a)(b)图3-22 习题3-1图A m 604020A m 15105A 0m 550001-333222111=+=''+'==+=''+'=-=+-=''+'=I I I I I I I I I (2)电压源的功率为 W .251)V 52A 0m 5(-S 1s =⨯--==U I P U取电流源电压为U ,极性上正下负,则:U = 2000I 2 = 2kΩ×15mA = 30V 电流源的功率为 W .753-V 30A 25m 1--S s =⨯==U I P I3-2 用叠加定理求如图3-23所示电路中的电压U 。
图3-23 习题3-2图3-3 试用叠加定理计算图3-24所示电路中U S2=2V 时,电压U 4的大小。
若U S1的大小不变,要使U 4=0,则U S2应等于多少?图3-24 习题3-3图解:将图3-24电路,拆分成独立源工作的简单电路,如下面两图所示:(a ) (b )图3-24 习题3-3图V 4.0)1(6.0444-=-+=''+'=U U U (2)要使U 4 = 0,则要求上面的.6V 04-=''U ,带入上面步骤逆推可得:U S2=1.2V3-4 如图3-25所示无源网络N 外接U S =2V ,I S =2A 时,响应I =10A 。
当U S =2V ,I S = 0A 时,响应I =5A 。
现若U S = 4V ,I S = 2A 时,则响应I 为多少?图3-25 习题3-4图解:当U S = 4V ,I S = 2A 时,刚好是由U S =2V ,I S =2A 和U S =2V ,I S = 0A 这两种情况叠加得到,因此,由叠加定理可得:I = 10+5 = 15A3-5 用叠加定理求解图3-26所示电路的电压U 。