高等教有茁 电路与模拟电子技术 第2章电路分析的基本方法
第2章 电路分析的基本方法 电路与模拟电子技术
本章教学内容 21等效电路分析法 22支路电流分析法 23网孔电流分析法 24结点电压分析法 25电路定理 鸡电路与模抛电子筑术 返回
2 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 本章教学内容 2.1 等效电路分析法 2.2 支路电流分析法 2.3 网孔电流分析法 2.4 结点电压分析法 2.5 电路定理
本章内容概述 ◆本章以直流稳态电路为对象介绍电路分析的基本方 法,这些方法可以方便地推广应用到其他电路分析 场合,是本课程的重要基础内容。 ◆稳态:当电路工作了足够长的时间,电路中的电压 和电流在给定的条件下已达到某一稳定值(或稳定 的时间函数),这种状态称为电路的稳定工作状态, 简称稳态。 ◆直流稳态:如果电路中的激励(即电源)只有直流 电压源和直流电流源,并且电路在直流电源的激励 下已经工作了很长时间,那么电路各处的电压和电 流也将趋于恒定,呈现为不随时间变化的直流量。 这样的电路称为直流稳态电路。 鸡电路与模抛电子筑术 3目录 返回
3 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 本章内容概述 ◆本章以直流稳态电路为对象介绍电路分析的基本方 法，这些方法可以方便地推广应用到其他电路分析 场合，是本课程的重要基础内容。 ◆稳态：当电路工作了足够长的时间，电路中的电压 和电流在给定的条件下已达到某一稳定值（或稳定 的时间函数），这种状态称为电路的稳定工作状态， 简称稳态。 ◆直流稳态：如果电路中的激励（即电源）只有直流 电压源和直流电流源，并且电路在直流电源的激励 下已经工作了很长时间，那么电路各处的电压和电 流也将趋于恒定，呈现为不随时间变化的直流量。 这样的电路称为直流稳态电路
本章内容概述(续) ◆分析特点:电容开路,电感短路;只有电阻起作用; 故也称为直流电阻电路。 ◆重点:掌握电路分析的方法,特别是等效电路分析 法和结点分析法,这是学习后面各章内容的主要基 础 ◆电路定理:清楚定理适用的条件,理解定理所描述 的内容,然后着重学习这些电路定理在电路分析中 的应用。 鸡电路与模抛电子筑术 返回
4 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 本章内容概述（续） ◆分析特点：电容开路，电感短路；只有电阻起作用； 故也称为直流电阻电路。 ◆重点：掌握电路分析的方法，特别是等效电路分析 法和结点分析法，这是学习后面各章内容的主要基 础。 ◆电路定理：清楚定理适用的条件，理解定理所描述 的内容，然后着重学习这些电路定理在电路分析中 的应用
21等效电路分析法(重点) ◆等效电路的概念 两个部分电路具有完全相同的对外连接端,如果两者分 别和任意其他的电路成分构成电路,除了这两个部分电 路内部,电路的其他部分工作完全一致,则称此两电路 互为等效电路。 ◆电路的外特性 电路外接端上的电压与电流之间的关系。每个元件可视 为一个电路部分,它的特性即是外特性,如,电阻元件 的欧姆定律方程。 ◆等效电路的特点: 具有相同外接端、具有完全相同的外特性 鸡电路与模抛电子筑术 返回
5 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（重点） ◆等效电路的概念 两个部分电路具有完全相同的对外连接端，如果两者分 别和任意其他的电路成分构成电路，除了这两个部分电 路内部，电路的其他部分工作完全一致，则称此两电路 互为等效电路。 ◆电路的外特性 电路外接端上的电压与电流之间的关系。每个元件可视 为一个电路部分，它的特性即是外特性，如，电阻元件 的欧姆定律方程。 ◆等效电路的特点： 具有相同外接端、具有完全相同的外特性
21等效电路分析法(续1) ◆注意点 电路中的一个部分用其等效电路替换后,电路其他部 分的工作情况保持不变 >等效只能适用于外部,对于互相等效的两个电路部分 内部的工作一般是不等效的 >用简单的等效电路替代复杂电路部分,方便分析。有 时,为了进一步等效化简的需要,需要对一些电路结构 进行等效变换,如两种电源模型之间的转换。 鸡电路与模抛电子筑术 6目录 返回
6 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（续1） ◆注意点 ➢电路中的一个部分用其等效电路替换后，电路其他部 分的工作情况保持不变。 ➢等效只能适用于外部，对于互相等效的两个电路部分 内部的工作一般是不等效的。 ➢用简单的等效电路替代复杂电路部分，方便分析。有 时，为了进一步等效化简的需要，需要对一些电路结构 进行等效变换，如两种电源模型之间的转换
21等效电路分析法(续2) ◆电阻的串联等效、分压 串联连接:在电路中,如果两个二端元件首尾相连 (且连接处无其他元件端点连接,即中间无分叉), 流过同一个电流,称这两个元件串联 例:两个电阻R1和R2串联连接如图。 a 外接端a、b,电压u和电流i之间的关系 表达了这一部分电路的外特性。 1R1 4按照欧姆定律:u41=R1il2=R2i 根据KVL: l=l1+ a-端外特性:=(R1+R2)i=Ri 鸡电路与模抛电子筑术 返回
7 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（续2） ◆电阻的串联等效、分压 ➢串联连接：在电路中，如果两个二端元件首尾相连 （且连接处无其他元件端点连接，即中间无分叉）， 流过同一个电流，称这两个元件串联。 例：两个电阻R1和R2串联连接如图。 a b R1 R2 + u1 _ + u2 _ u i 按照欧姆定律： u1=R1·i u2=R2·i 根据KVL： u= u1+ u2 a-b端外特性： u= (R1+ R2 )·i= R·i 外接端a、b，电压u 和电流 i 之间的关系 表达了这一部分电路的外特性
21等效电路分析法(续3) 上述电阻串联电路具有单个电阻元件外特性:=Ri 因此,电阻串联等效为单个电阻元件。 等效条件:R=R1+R2 a 电阻串联等效可推广到N个电阻串联,N 个电阻串联等效为一个电阻,等效电阻 R 值为各串联电阻值的总和。 R 等效 ∑R k=1 电阻串联分压公式:wRR+R冬、B= R R R R+r 鸡电路与模抛电子筑术 8目录 返回
8 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（续3） R a b + u _ i 上述电阻串联电路具有单个电阻元件外特性： u= R·i 因此，电阻串联等效为单个电阻元件。 等效条件：R=R1+R2 电阻串联等效可推广到N个电阻串联，N 个电阻串联等效为一个电阻，等效电阻 值为各串联电阻值的总和。 1 N k k R R = 等效 = 电阻串联分压公式： 1 1 1 1 2 R R u u u R R R = = + 2 2 2 1 2 R R u u u R R R = = +
21等效电路分析法(续4) R 3效=∑R k=1 R2|n2 R籌效 R R + u 等效 R+B2+…+ N 鸡电路与模抛电子筑术 9目录 返回
9 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（续4） 1 N k k R R = 等效 = 1 2 1, 2, , k k k N R R u u u R R R R k N = = + + + = 等效 … + + + + _ _ _ _ u u1 u2 uN R1 R2 RN i a b + _ u i R等效 a b
21等效电路分析法(续5) ◆电阻的并联等效、分流 >并联:电路中,两元件同接在两个相同结点之间,具 有相同的电压,称为并联 两个电阻R1和R2并联连接如图。 外特性为电压u和电流i之间关系。 按照欧姆定律: u R R R1 R 根据KCI a-b端外特性 R= Re R2 R R R1+R2 鸡电路与模抛电子筑术 10目录 返回
10 目 录 上一页 下一页 返 回 退 出 2.1 等效电路分析法（续5） ◆电阻的并联等效、分流 ➢并联：电路中，两元件同接在两个相同结点之间，具 有相同的电压，称为并联。 a b R1 R2 i1 i2 + u _ i 两个电阻R1和R2并联连接如图。 外特性为电压u 和电流 i 之间关系。 按照欧姆定律： 根据KCL： i= i1+ i2 a-b端外特性： 1 2 u u i i R R 1 2 = = 1 2 1 1 1 i u u R R R = + = 1 2 1 2 R R R R R = +