初中物理2 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。
第2章 电阻电路的等效变换学习指导与题解一、基 本 要 求1.深刻理解两个结构不同二端网络等效的概念。
明确电路等效变换和等效化简的含义。
2.熟练掌握电阻串联、并联及并联等效化简为一个等效电阻的方法。
3.熟练掌握电压源串联和等效电流源的方法。
能正确确定等效电压源电路电流的大小和方向。
4.熟练掌握两类实际电源模型等效互换的方法。
即电压雅模型等变换为电流源模型;电流源模型等效变换为电压源模型。
能正确确定变换后电压源模型中电压和电流源电流的大小和方向。
5.掌握星形(Y )电阻网络与三角形()电阻网络等效互换的方法。
即星形连接电阻网络等效变换为三角形连接电阻网络;三角形连接电阻网络等效变换与星形连接电阻网络。
6.掌握含源线形二端网络等效化简的方法。
即将结构较复杂的含源线形二端网络等效化简为一电压源与一电阻元件串联的最简单电路,或为一电流源与一电阻并联的最简单节偶电路。
能见含源受控源线形二端网络进行等效化简。
7.掌握用等效化简的方法分析电阻电路。
8. 理解线性电路叠加性的意义。
能正确运用叠代定理来分析计算多电源线性电路中的电流和电压,包括含有受控源的电路。
9. 明确戴维南定理和诺顿定理的含义。
能正确运用戴维南定理及诺顿定理来分析电路,包括含有受控源电路。
熟练掌握求含源二端网络的戴维南等效电路和诺顿等效电路,即计算二端网络端口的开路电压oc U 、短路电流sc I 和端口内电路的等效电阻o R 的方法。
二、学 习 指 导等效变换化简电路,是电路的基本分析方法之一,是本课程重要的基本内容。
本章的教学内容可以分为如三部分: 1. 二端网络等效的概念;2. 电阻电路中等效变换和化简的基本方法;3. 含源线形二端网络包括受控源而端网络的等效化简和电路分析。
着重讨论电路等效和的等效变换的概念、电阻串、并联的等效电阻,两类电源模型的等效变换方法,遗迹含源线形而端网络的等效化简方法。
(一) 关于二端网络等效的概念 1. 二端网络等效的定义两个结构不同的二端网络,它们的端口分别外接任何相同的负载或电路时,两端口的伏安关系相等。
第二章-电阻电路的等效变第二章 电阻电路的等效变换2.1 学习要点1. 电阻的等效变换:电阻的串并联, Y 与△的等效变换。
2. 电源的串联、并联及等效变换。
3. “实际电源”的等效变换。
4. 输入电阻的求法。
2.2 内容提要 2.2.1 电阻的等效变换1. 电阻的串联:等效电阻: R eq =∑1=k nk R ;分压公式:u k =eqkeq ×R R u ; 2. 电阻的并联:等效电导:G eq =∑1=k nk G ;分流公式:qe G G i i keqk ×=;2.2.2. 电阻的Y 与△的等效变换1. △→Y :一般公式:Y 形电阻=形电阻之和形相邻电阻的乘积∆∆;即31232331*********231231212311++=++=++R R R R R R R R R R R R R R R R R R 2312=2. Y →△:一般公式:形不相邻电阻形电阻两两乘积之和形电阻=Y Y ∆;即:213322131113322123313322112++=++=++=R R R R R R R RR R R R R R R R R R R R R R R R2.2.3 电源的串联、并联等效变换 电源的串联、并联等效变换见表2.1。
表2.1 电源的串联、并联等效变换图2.2.4 “实际电源”的等效变换 1. “实际电压源”→“实际电流源” R i =R u 或 G i =1/R u i s =u s /R u 2. “实际电流源”→“实际电压源”R u =R i =1/G i u s =i s R i =i s /G i两者等效互换的原则是保持其端口的V AR 不变。
2.2.5 输入电阻的求法一端口无源网络输入电阻的定义(见图2.2):R in =u/ i1. 当一端口无源网络由纯电阻构成时,可用电阻的 串并联、Y 形与△形等效变换化简求得。
2. 当一端口无源网络内含有受控源时,可采用外加电压法或外加电流法求得: 即输入电阻R in =u s /i 或 R in =u/ i s方法是:在端口处加一电压源u s (或电流源i s ), 再求比值u s /i 或u/ i s ,该比值即是一端口无源网络的输入电阻。