电源变换基础及应用第2章稳态等效电路分析

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电工基础实用教程(机电类) 第2章 电阻电路的分析方法

电工基础实用教程(机电类) 第2章 电阻电路的分析方法

结点(3):
i4 i5 i6 0 回路(3): R2i2 R4i4 R6i6 0
第2章 22
支路电流法
(1) 选择支路电流i1,..., ib 作为未知量; (2) 根据KCL和KVL以及VCR, 建立电路变量方程; N个结点: (N-1)个独立的KCL方程; b条支路: (b-N+1)个独立回路KVL方程; b个VCR
R2
R4
Req
R2 ( R3 R4 ) Req R1 R2 R3 R4
2.1.1 无源一端口网络的等效变换
一、电阻的串联
i
1
u1 R1
u2 R2
un Rn
u
1' <一> 串联的特点:通过各电阻的电流相同。
<二> 串联的等效电阻 根据KVL可得:
u u1 u2 un
Y形联接与D形联接即非并联又非串联,如:
Req ?R1Βιβλιοθήκη R5R2R4
R3
1
1 i1
i1
R1
R3
3
i3
R31
R12
R2
i2
2 3
i3
R23
2
(a)为Y形或星形联接 <1> 对应电压u12,u23和u31相同;
i2 (b)为D形 或三角 形 。
' ' ' i1 i1 , i2 i2 , i3 i3 <2> 流入对应端的电流相同。即
例 2.1:
Req ?
2W
1W 2W
2W
4W
2W
2W
2W
2W
? ?

电路与电子电路分析:2-1 等效的概念及等效变换分析

电路与电子电路分析:2-1 等效的概念及等效变换分析

电+
压 源
us
-
电压源
i +
uR -
外电路
u us
0
u us iRs
us Rs i
实 际
is



(a) i
u
+ Rs u
is Rs
R
i is u Rs
-
0
is i
电流源
外电路
(a) 对外电路等效:对外VCR曲线完全相同。
u s is Rs
is u s Rs X
7、两种实际电源模型的等效变换

a
a
10V
10 1A
10
b
b
例题2 求下图所示电路中的电流i。
解:利用电源的等效变换将图(a)所示电路逐步化
简为图(d)所示电路,变换过程如图(b)、 (c)所示。
2 2
2
6A
6V
2A 2
i 7
3A 2 6A
2A
2
i 7
(a)
(b)
X
解续
2
9A
2A
i
1
7
4V 1
9V
2
i
7
(c)
(d)
由图(d)可求得:i 9 4 0.5A
退出 开始
电阻电路
• 电阻电路,是指电路只由电源和电阻元件组成, 而不包含电容、电感等元件。
• 电流和电压的约束关系都是瞬时的, • 各支路某时刻的电压/电流只取决与该时刻电路
的情况,而与历史时刻无关,因此又称为无记忆 电路。 • 电阻电路各个之路上电流和电压的约束关系即 VCR只是代数方程。
第二章 电阻电路的基本分析方法与定理

电路基础02

电路基础02

电路基础
二、弥尔曼定理
一般地,电路为双节点电路,有多条支路,并 含有多个电压源和电流源时,节点间电压
u12=
GU u G
i Si i
Si
称为弥尔曼定理。含电压源的各项中,当电压源 支路的正极性端接到独立节点1时,USi取“+”号, 反之取“-”号。利用弥尔曼定理求出节点电压后, 再根据欧姆定律,就可求出各支路的电流。
电路基础
(2)对含有受控电源的线性有源二端网 络,求开路电压时按照叠加定理的方法求解。 求入端电阻时,设网络内所有独立电源为零, 将电路变为相应的无源二端网络,在端口处 施加电压u,计算或测量端口的电流i,由欧 姆定律求得入端电阻R0=u/i。
电路基础
(3)计算或测量二端网络的开路电压u0和短路 电流iSC,如下图所示,由戴维南等效电路图如图 (c)所示,当外电路短路时,电路中的电流等于 短路电流iSC,由欧姆定律求得入端电阻 R 0=
u0 iSC
电路基础
二、诺顿定理
诺顿定理表述为:任何一个有源线性二端网络, 就其对于外电路作用效果而言,总可以用一个电 流源与电阻的并联组合等效。电流源的电流等于 二端网络的端口短路电流,并联电阻等于该二端 网络中所有独立电源置零时的端口入端电阻。
电路基础
2.5 支路电流法
一、线性电路方程的独立性
k k
Sk
5. 联立求解上述b个独立方程,求出各支路电流。
6. 根据需要,求解各支路电压及功率等。
电路基础
2.6 网孔电流法
一、网孔电流法
i1=im1
i2=im1-im2
i3=-im2 i4=-im1+im3 i5=-im3 i6=-im2+im3

第2章 电路分析方法

第2章 电路分析方法

2.7 电路分析方法的仿真分析
1)首先在电子工作平台上画出待分析的电路,然后用鼠标器点击菜
单中的电路(Circuit)选项,进入原理图选项(Schematic Operation), 选定显示节点(Show Nodes)把电路中的节点标志显示在电路图上。 2)用鼠标器点击菜单中的分析(Analysis)选项,进入直流工作点(DC Operating Point)选项,EWB自动把电路中的所有节点的电位数值及 流过电源支路的电流数值,显示在分析结果图(Analysis Graph)中。 3)将开路电压Uoc和等效电阻Req仿真出结果后,在EWB中创建图2-3
∗2.5
替代定理
替代定理可以叙述如下:给定任意一个电路,其 中第k条支路的电压U p和电流I k已知,那么这条 支路就可以用一个具有电压等于U k的独立电压 源,或者用一个具有电流等于I k的独立电流源来 替代,替代后电路中全部电压和电流均保持原值。
∗2.5
替代定理
图2-21 替代定理电路图
∗2.5
替代定理
•用替代定理,可简化电路计算,由替代定理可 得出以下推论:
•网络的等位点可用导线短接;电流为零的支路 可移去。
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
2.6.1 戴维宁定理
2.6.2 诺顿定理
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
图2-22 戴维宁方法电路
2.6.1 戴维宁定理
戴维宁定理可表述为:任何一个线性含源的二端 网络,对外电路来说,可以用一条含源支路来等 效替代,该含源支路的电压源的电压等于二端网 络的开路电压,其电阻等于含源二端网络化成无 源网络后的入端电阻R0。
别设为2A和1A。为使得电路元件排放规则,可以利用工具按钮
中的(Rotate,Flip Horizontal和Flip Vertical)按钮将水平放置的元件 置为垂直放置、水平转向和上下翻转。然后按照电路结构,连接 元件,如图2-31所示。注意仿真电路必须有接地参考点,而且为 了和仿真节点一致,选取图2-30的节点标号。

第二章 第2章 电路分析中的等效变换

第二章 第2章 电路分析中的等效变换

(2)受控源存在时,控制量不能消失。
《电路分析基础》
P13-9
第2章 电路分析中的等效变变换
2.6 运算放大器
运算放大器(简称运放)广泛地应用于电子计算机、 自动控制系统和各种通信系统中,它是一种多功能有源多 端元件。它既可以用作放大器来放大信号,还能完成比例、 加法、积分、微分等各种运算,其名称即由此而来。它的 内部结构、工作原理将在“电子电路”等课程中讨论,作 为一个电路元件,在电路分析中通常只关注其外部特性及 其等效电路。 2.6.1 运算放大器的线性模型 在运放的电路符号中,有两个输入端a和b,一个输出 端o和一个公共端(接地端)。可见运算放大器是一个 VCVS。无反馈时的电压放大倍数,通常称为开环电压放 大倍数A,即 uo uo A ui ub ua
《电路分析基础》
P13-4 第2章 电路分析中的等效变变换
2.3 电阻星形联接与三角形联接的等效变换 这是三端网络的等效问题: 端子只有2个电流独立; 2个电压独立。 若N1与N2相应的 i1 , i2 ;u13 , u23间的关系完全相同,则 N1与N2等效 2.4 含独立电源网络的等效变换 2.4.1 独立源的串联和并联 * 独立电压源的串并联 * 独立电流源的串并联 * 独立电压源与电流源的串并联
ib 0
通常称为“虚断路”即a、b两个输入端相当于开路。
《电路分析基础》
P13-11 第2章 电路分析中的等效变变换
2. 由于A = ∞,而输出电压为有限值,故有
ui ub ua 0

ub ua
通常称为“虚短路”。a端和b端同电位,即a端和b端又相 当于短路。应该注意“虚断”和“虚短”是同时存在的。
无伴电源(理想电源):

2电路的基本定理、定律与分析方法

2电路的基本定理、定律与分析方法
12
20:50
电工技术基础
电阻的Y形与Δ形联结及等效变换
1 I1 U 12 R1 R3 3 R2 2 3 R31 R23 1 I1 R12 U12
2
三角形联接电阻=
星形联接电阻中各电阻两两相乘之和
星形联接中另一端钮所连电阻
星形联接电阻=
20:50
三角形联接电阻中两相邻电阻之积 三角形联接电阻之和
13
R1 I1 I2 R2 I3
+ _US1#1
R3 #2 #3
+ _US2
根据 ΣU=0对回路#1列KVL方程 I1R1 I 3 R3 US1 0
电阻压降 电源压升
#1方程式也可用常用形式
对回路#2列KVL常用形式
I1R1 I3 R3 US1
即电阻压降等于电源压升
I 2 R2 I 3 R3 US2
20:50 26
电工技术基础
KCL的推广应用
A
i1 i2 i3 i1 i2 B
A
B
A
i
• 图示B封闭曲面均可视为 广义结点, i1+ i2 + i3 =0 二端网络的两个对外引出 端子,电流由一端流入、 从另一端流出,因此两个 端子上的电流数值相等。
只有一条支路相连时: i=0
B
20:50
27
电工技术基础
20:50
在电路等效的过程中,与 理想电压源相并联的电流源 不起作用! 与理想电流源相串联的电 压源不起作用!

IS
IS2

IS
Is=Is2-Is1
18
电工技术基础
2、实际电源模型
+ US_
R0 a + U _ b

第2章 电路的分析方法

第2章 电路的分析方法

第2章 电路的分析方法电路分析是指在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论激励和响应之间的关系。

电路分析虽然可以用欧姆定律和基尔霍夫定律,但由于电路形式各异,在某些电路应用时有些美中不足。

本章主要介绍线性电路中的一些重要定理,如叠加定理、戴维南定理以及诺顿定理等。

2.1 叠加原理叠加原理是线性电路的一个重要定理,它反映了线性电路的一个基本性质:叠加性。

应用叠加原理可以使某些电路的分析计算大为简化。

所谓叠加原理就是当线性电路中有几个电源共同作用时,各某支路的电流或电压等于电路中各电源单独作用时,在该支路产生的电流或电压的代数和。

叠加原理也称独立作用原理。

所谓单独作用,是指除该电源外其它各电源都不作用于电路(除源)。

对不作用于电路的电源的处理办法是:恒压源予以短路,恒流源予以开路。

对实际电源的内阻应保留。

叠加(求代数和)时以原电路的电流(或电压)的参考方向为准,若各个独立电源分别单独作用时的电流(或电压)的参考方向与原电路的电流(或电压)的参考方向一致则取正号,相反则取负号。

例2-1-1 图2-1(a )所示电路中,已知R 1 = 100Ω,R 2 = 100Ω,U S = 20V , I S = 1A 。

试用叠加原理求支路电流I 1和I 2。

解:根据原电路画出各个独立电源单独作用的电路,并标出各电路中各支路电流的参考方向,如图2-1-1(b )和(c )。

UI 2UI 2′R I 2 ″(a )原电路 (b )U S 单独作用电路 (c )I S 单独作用电路图2-1 例2-1-1插图按各电源单独作用时的电路图分别求出每条支路的电流值。

由图(b )恒压源U S 单独作用时 1212200.1A 100100S U I I R R ''====++由图(c )恒流源V S 单独作用时120.5A I I ''''== 根据电路中电流的参考方向,一致取正,相反取负的原则,求出各独立电源在支路中单作用时电流(或电压)的代数和。

电路分析基础第2章 电路的等效变换

电路分析基础第2章 电路的等效变换

(2.2-9) (2.2-10)
第2章 电路的等效变换 图2.2-4 两种电源模型的等效互换
第2章 电路的等效变换
如果两种电源模型等效,则它们端口的伏安关系应该完 全相同。比较式(2.2-8)和式(2.2-10),可得到两种电源模型的 等效条件为
u s R s i s R s R s
由式(2.1-9)可得到两个电阻并联时的等效电阻公式为
Req
R1R2 R1 R2
(2.1-12)
此式在电路分析中经常用到,应当记住。为了书写方便,我 们常用符号“∥”表示电阻的并联。如图2.1-4(a)所示,并 联等效电阻可写为
Req=R1∥R2
(2.1-13)
第2章 电路的等效变换
电阻并联有分流关系。若已知并联电阻电路的总电流, 则两并联电阻支路上的电流分别为
第2章 电路的等效变换 【例2.3-1】 如图2.3-1(a)所示的单口电路,求ab端的
等效电阻。
图2.3-1 例2.3-1用图
第2章 电路的等效变换
解 该单口电路是由电阻混联组成的,为了能更清楚地 判别出电阻的串、并联关系,我们将电路适当改画。先选一 条路径,从端钮a点经c点至端钮b点,然后将剩余的电阻6 W 和8 W连接到相应的节点之间,改画后的电路如图2.3-1(b)所 示。对图(b),应用串、并联电阻等效公式,可方便地求得 ab端的等效电阻
等效电阻
n
uu1u2un uk k1
(2.1-5)
分压公式
n
ReqR1R2Rn Rk k1
(2.1-6)
uk
Rk i
Rk Req
u
(2.1-7)
第2章 电路的等效变换 图2.1-3 n个电阻串联等效

电路理论基础第二章电阻电路的等效变换.

电路理论基础第二章电阻电路的等效变换.

■ _________________________________________________秦二五五阻竜賂鬲看效交鎭5 MT\ 2-2『WL略g*j»c凭. r -「电m 的■!»"井JBi 1-「削血的、知联结*>^洒联结的帶玻^^换'2-5 f 电压■、电汶4K的*税加井联11 2-6「4&际他sRftdKjn.st及如nat. 72-7r«r入电》1•重点:1.电路等效的概念2.电阻的串、并联3.电阻的Y・A变换4.电压源和电流源的等效变换2-1引言•电阻电路仅由电源和线性电阻构成的电路。

①欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电•分析方法阻电路的依据.②等效变换的方法,也称化简的方法・IW回,『Wk I下賈***yuj^" ...... .... . 一組由从旨•麦以2-2电路的等效变换1 •二端电路(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个端子流出的电流,则称这一电路为二端网络(或一端口网络)。

・回「王廣r下V2-3电阻的串联和并联1.电阻串联R\①电路特点+ HI - + W & - + 冷(a)各电阻顺序连接,流过同一电流(KCL)。

(b)总电压等于各串联电阻的电压之和(KVL)。

以=叫+••• + '" --- + 叫t 回,:上贡「下IT.. ....2. 电阻并联(a)各电阻两端为同一电压(KVL)。

(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL).i =八 + 02+ + L+「込回,:上贡「下IT② 等效电阻■:~I/. RH 血人dij KCL: / = /1 +,2+ …+ S+ ' * +/…= U/R\ +M /7?2 + 十 M /R n=M (1//?]+ 1/7?2—H '/RJ=uG 門na = G + G ----------- <7 =牙 G > aoq12nk k①电路特点HiIO — +ftU迟回,上黃丨下帀《隽捡 等效电导等于并联的各电导之和.例3-2两电阻的分流.R 显心1冬_叽 刊 \R +1/ RjR\ + RjlR\ .二 RJ1//?+1做,一 R\+Rjz, = —―~~—— i = -----1 R + \ K 、 & +&------- 1 --------- 1 -------- hR' RRfI ③并联电阻的分流 IL u/R,kk_一 一/ ~ u! R eq上黃丨下帀1/尺2即 <老II --------- ---- ------- ——亠“ • 亠亠J 亠亠A 亠亠—亠■亠▲ »■■■■•亠令午+亠▲亠▲▲亠▲▲“ 亠亠.亠亠 S 亠亠1 从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:①求出等效电阻或等效电导.②应用欧姆定律求出总电压或总电流.③应用欧姆定律或分压.分流公式求各电阻上的削流和电压《以上的关键在于识别各电阻的串联.并联关系!求"Rah,Red o(5 + 5)x 15 +(y (5 + 5)+ 15(15 • 5)X 5uh —例3・6求:。

电路基础课件-第2章电路的等效变换

电路基础课件-第2章电路的等效变换

THANKS
感谢观看
总结词
降低成本。
详细描述
优化电源配置,提高电源利用率,可以减少对昂贵电源的 需求,从而降低整个电路的成本。
总结词
提升稳定性。
详细描述
合理的电源配置能够提升电路的稳定性,降低因电源问题 导致的故障风险。等效变换在此过程中起到关键作用。
测量仪表的误差分析
总结词
等效变换有助于分析测量仪表的误差来源。
详细描述
05
CATALOGUE
电路的等效变换应用实例
复杂电路的化简
总结词
通过等效变换,将复杂电路简化为简单电路,便于分析 。
详细描述
在复杂电路中,通过使用等效变换的方法,将电路中的 元件进行等效替代或合并,从而简化电路的结构,降低 分析难度。
总结词
提高分析效率。
详细描述
通过等效变换,可以将复杂的电路简化为简单的形式, 从而减少分析时间和计算量,提高分析效率。
电路基础课件-第2 章电路的等效变换
contents
目录
• 等效变换的基本概念 • 电阻电路的等效变换 • 含源一端口网络的等效变换 • 含源二端口网络的等效变换 • 电路的等效变换应用实例
01
CATALOGUE
等效变换的基本概念
等效的定义
等效是指两个电路在某点之前和之后的电流和电压保持不变,即对外电路等效。 等效电路是指一个电路可以代替另一个电路,而不会改变外电路的电流和电压。
04
CATALOGUE
含源二端口网络的等效变换
二端口网络参数方程与等效电路
参数方程
由二端口网络的电压和电流关系,可 以推导出其参数方程,包括Y参数方 程和Z参数方程。
等效电路

《电源等效变换》课件

《电源等效变换》课件

03 电源等效变换的方法与技 巧
电源等效变换的步骤
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
05
确定原始电路
列出原始电路的 电压和电…
进行电源等效变 换
重新列写电压和 电流关系
化简电路
首先明确原始电路的结构 和参数,包括电源、电阻 、电容、电感等元件及其 连接方式。
根据电路结构和参数,列 出原始电路的电压和电流 方程,以便后续分析。
自动控制系统
在自动控制系统中,电源等效变换 可用于模拟不同阻抗元件对系统性 能的影响,优化系统设计和控制效 果。
02 电源等效变换的基本原理
线性电阻电路的等效变换
总结词
线性电阻电路的等效变换是指通过改变电路中电阻的连接方 式,使得电路在输入和输出端表现出相同的电压和电流特性 。
详细描述
线性电阻电路的等效变换基于欧姆定律和基尔霍夫定律,通 过改变电阻的连接方式,使得电路在输入和输出端表现出相 同的电压和电流特性。这种变换可以简化电路的分析和设计 过程。
互感与理想变压器电路的等效变换
总结词
互感与理想变压器电路的等效变换是指将互感线圈和理想变压器转换为等效的电路元件,以便于分析 和计算。
详细描述
互感与理想变压器电路的等效变换是电路分析中的重要方法,可以将互感线圈和理想变压器转换为等 效的电路元件。这种变换可以简化电路的分析和设计过程,并且有助于理解电路的工作原理。互感与 理想变压器电路的等效变换需要考虑磁场耦合和电压、电流的比例关系等因素。
根据需要,将电路中的电 源进行等效变换,如串并 联电阻、电容、电感等元 件,以简化电路。
在完成电源等效变换后, 重新列写电压和电流方程 ,确保变换的正确性。

电路分析基础 等效变换分析法

电路分析基础  等效变换分析法
② 受控源是四端(双口)线性元件, 在化简时应注意保留受控源的控制量。
4.等效变换分析法在电
路分析中的应用
等效变换分析法就是利用电阻的 串、并联等效变换,几种简单独立源 的等效,以及两种电源模型间的等效 变换,将一个复杂的电路逐步等效变 换为一个单回路或单节点的简单电路, 从而只需列写一个KVL或KCL方程求 解电路的一种分析方法。
(3) 任一单口网络与电压源并联
如图2-18(a)所示电路,端口VAR为
U=Us
对所有电流I均成立。
图2-18任一单口与电压源串联及其等效电路
(4) 任一单口网络与电流源串联
如图2-19(a)所示电路,端口VAR为
I = Is
对所有电压U均成立。
图2-19任一单口与电流源并联及其等效电路
2.不含受控源单口网
如图2-16(a)所示两电压源串联电路, 可用图(b)所示单个电压源电路等效,等效 条件为
Us=Us1+Us2
图2-16两电压源串联及其等效电路
(2) 两电流源并联
如图2-17(a)所示两电流源并联电路, 可用图2-17(b)所示单个电流源电路等效, 等效条件为
Is=Is1+Is2
图2-17两电流源并联及其等效电路
络的等效化简
这类单口网络可以通过几种 简单独立源电路的等效,两种电源 模型的等效变换以及电阻的串、并 联等效将网络内部电路逐步化简, 而得到该网络最简的等效电压源模 型或等效电流源模型。
3.含受控源单口网络的等
效化简
在化简含受控源单口网络的过程 中需注意:
① 受控源可按独立源处理,前述 有关独立源的各种等效变换对受控源 同样适用。
混联电阻电路等效电阻的计算一般可 用电阻的串、并联等效化简逐步完成,即 根据指定的两个端钮判断电阻之间有无串、 并联关系。若有先进行这部分电阻的串、 并联等效化简,然后再判断各局部等效电 阻的串、并联关系,如此继续下去,直到 最后求得对应于指定二端钮的等效电阻。

第2章电路分析的基本方法

第2章电路分析的基本方法
+ U -

is
2A

解: (1) 与电压源并联的R2和与电流源串联的R3不 考虑(等效)
us 2
+ 10V -
- 4V +

RL
I 5Ω

us 2
- 4V +

RL
I
2A

us 2

+ U -
3A 2Ω
- 4V +

RL
I


+ U -
控制量u1应转换为支路电流表示
u1 = us2+ R2i2 ( 4)
求解得 :i1=0.43A ,i2=-0.71A,i3=1.14A, u1=0.57V
求解受控源上的电压u2时,不 能延用图(b)所示的电路, 回到原电路即图3-2(a)所 示的电路中进行求解 u2= -R3i3+ us2+R2i2
i1 R i R2 2 1 + il1 + uS1 il2 uS2 – – b
列写的方程
i3
R3
独立回路数为 2 。选 图示的两个独立回路,支 路电流可表示为:
i1 il1 i3 il 2 i2 il 2 il1
网孔电流在网孔中是闭合的,对每个相关结 点均流进一次,流出一次,所以KCL自动满足。 因此网孔电流法是对网孔回路列写KVL方程,方 程数为网孔数。
a
R1
c
b
R2 d
R4 Rab=(R1+R3)//(R2+R4) a b R1 c
R3
R2
d
电桥平衡条件: R1R4=R2R3

《电工电子技术基础》第2章 电路的基本分析方法

《电工电子技术基础》第2章 电路的基本分析方法
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
如图2.2.11所示,计算电路中流过2 Ω电阻的电流I。
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法——戴维宁定理
2.5 戴维宁定理
复杂电路中有时只需要计算其中某一条支路的响应,此时可 以将这条支路划出,而把其余部分看作一个有源二端网络。 有源二端网络 具有两个出线端的内含独立电源的电路 无源二端网络 不含独立电源的二端网络
回路,网孔的数目就等于总的独立回路数。
I1
I3
I2 I II
III
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第2章 电路的基本分析方法 ——支路电流法
4.选取独立结点电流方程和独立回路电压方程组成联列方程组。
I1
I3
I1+I2 - I3=0 R1I1 - R2I2=US1 - US2
I2 I II
R2I2+R3I3=US2
III
5.方程总数等于支路总数,也就是所要求的变量数,方程组
有唯一的解。解方程组,可得到各支路电流I1、I2和I3。
I1
US1(R2 R3 ) R1R2 R2 R3
US2 R3 R3R1

电工电子技术基础与应用第2章 电路的分析方法

电工电子技术基础与应用第2章   电路的分析方法

72
I=
A = 4A
6 + 12
2.2 支路电流法
1.支路电流法 支路电流法就是以支路电流为变量,根据
基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律, 列出节点电流方程和回路电压方程,求解 支路电流的方法。支路电流法是分析电路 最基本的方法之一。 2.支路电流法的解题步骤
2.支路电流法的解题步骤
o
IS
I
31.2 电压源与电流源的等效变换
1.等效变换方法 因为对外接负载来说这两个电源提供的电
压和电流完全相同,所以
因此,一个恒压源US与内阻R0串联的电路 可以等效为一个恒流源IS与内阻RS并联的电
路。如图所示。
I
+
RS
+
U
R
U_S
_
IS
R'S
I +
U
R
_
在电压源和电流源等效过程中,两种电路模 型的极性必须一致,即电流源流出电流的一 端与电压源正极性端对应。
=
6.5V
4、使用叠加定理时的注意事项:
1)只能用来计算线性电路的电流和电压, 对非线性电路,叠加定理不适用。
2)叠加时要注意电流和电压的参考方向, 求其代数和。
3)不能用叠加定理直接计算功率。因为
功率 P I 2 R (I 2 I 2 )R I 2 R I 2 R
理想电流源所在 处开路。
有源二端网络变换为电压源模型后,一个复杂的 电路就变为一个简单的电路,就可以直接用全电 路的欧姆定律,来求取该电路的电流和端电压。
2)当电流源单独作用时,电压源不作用,在该电 压源处用短路代替。
+ US _

(大学物理电路分析基础)第2章电路分析的等效变换

(大学物理电路分析基础)第2章电路分析的等效变换

受控源的等效变换
总结词
受控源的等效变换是指将一个受控源用一个等效的理想受控源来表示。
详细描述
受控源是一种特殊的电源,其输出电压或电流受其他电路变量的控制。在电路分析中,受控源的等效 变换通常是将一个实际的受控源用一个等效的理想受控源来表示,以便于分析。这种变换的关键在于 理解受控源的控制关系,并正确地将其转换为相应的理想受控源。
电阻的并联等效变换
总结词
当两个或多个电阻以各自的一端相接时,它们形成一个并联 电路。并联电路的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
详细描述
在并联等效变换中,我们将多个并联电阻视为一个整体,用 一个总电阻表示。总电阻的倒数等于所有并联电阻的倒数之 和。这种等效变换同样有助于简化电路分析,特别是在处理 复杂电路时,能够快速找到总电阻值。
电压源和电流源的等效变换
将电压源转换为电流源,或将电流源转换为电压源,以便 于分析含有电源的电路。
要点二
电源串并联等效变换
将多个电源串联或并联转换为单一的等效电源,简化电路 分析。
输入电阻的等效变换
输入电阻的定义
01
输入电阻是指在电路的输入端所呈现的电阻抗,用于衡量电路
对输入信号的阻碍作用。
输入电阻的计算
电阻的混联等效变换
总结词
在电路中,可能既有串联电阻也有并联电阻 ,这样的电路称为混联电路。混联等效变换 要求我们同时考虑串联和并联电阻的等效变 换,以简化电路。
详细描述
在混联等效变换中,我们需要综合考虑串联 和并联电阻的等效变换。首先对串联部分进 行等效变换,然后对并联部分进行等效变换 ,最后将两者结合起来得到简化后的电路结 构。这种等效变换要求我们熟练掌握串联和 并联的等效变换方法,以便在复杂的电路分

《电路分析基础》第2章指导与解答

《电路分析基础》第2章指导与解答

第2章电路的基本分析方法电路的基本分析方法贯穿了整个教材,只是在激励和响应的形式不同时,电路基本分析方法的应用形式也不同而已。

本章以欧姆定律和基尔霍夫定律为基础,寻求不同的电路分析方法,其中支路电流法是最基本的、直接应用基尔霍夫定律求解电路的方法;回路电流法和结点电压法是建立在欧姆定律和基尔霍夫定律之上的、根据电路结构特点总结出来的以减少方程式数目为目的的电路基本分析方法;叠加定理则阐明了线性电路的叠加性;戴维南定理在求解复杂网络中某一支路的电压或电流时则显得十分方便。

这些都是求解复杂电路问题的系统化方法。

本章的学习重点:●求解复杂电路的基本方法:支路电流法;●为减少方程式数目而寻求的回路电流法和结点电压法;●叠加定理及戴维南定理的理解和应用。

2.1 支路电流法1、学习指导支路电流法是以客观存在的支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出与未知量个数相同的方程式,再联立求解的方法,是应用基尔霍夫定律的一种最直接的求解电路响应的方法。

学习支路电流法的关键是:要在理解独立结点和独立回路的基础上,在电路图中标示出各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向,正确应用KCL、KVL列写方程式联立求解。

支路电流法适用于支路数目不多的复杂电路。

2、学习检验结果解析(1)说说你对独立结点和独立回路的看法,你应用支路电流法求解电路时,根据什么原则选取独立结点和独立回路?解析:不能由其它结点电流方程(或回路电压方程)导出的结点(或回路)就是所谓的独立结点(或独立回路)。

应用支路电流法求解电路时,对于具有m条支路、n个结点的电路,独立结点较好选取,只需少取一个结点、即独立结点数是n-1个;独立回路选取的原则是其中至少有一条新的支路,独立回路数为m-n+1个,对平面电路图而言,其网孔数即等于独立回路数。

2.图2.2所示电路,有几个结点?几条支路?几个回路?几个网孔?若对该电路应用支路电流法进行求解,最少要列出几个独立的方程式?应用支路电流法,列出相应的方程式。

电路中的等效电路与电源变换

电路中的等效电路与电源变换

电路中的等效电路与电源变换在电路设计中,等效电路和电源变换是重要的概念。

等效电路是指将一个电路简化为具有相同电气特性的等效电路,而电源变换则涉及改变电路的输入电源,以使电路能够在不同的工作条件下运行。

一、等效电路的概念在电路设计和分析中,我们常常需要简化复杂的电路,因为复杂的电路往往难以分析和计算。

这时,等效电路的概念就变得十分重要。

等效电路是将原始电路变换为具有相同电气特性的简化电路,对于分析和设计电路起到了极大的便利。

等效电路的设计原则是尽量保持原始电路的电气特性,例如电压、电流和功率等。

常见的等效电路有理想电流源、理想电压源、Norton 等效电路和Thevenin等效电路等。

这些等效电路在电路分析和设计中起到了简化和优化电路的作用。

二、电源变换的概念当我们需要在不同的电源条件下使用电路时,我们需要进行电源变换。

电源变换是改变电路的输入电源,以适应不同的工作条件。

常见的电源变换包括直流电源到交流电源的变换、交流电源的频率变换和电压变换等。

电源变换的目的是为了适应不同的工作环境和需求。

例如,当我们需要将电路连接到不同的电网时,我们需要进行交流电源的变换。

同样地,当我们需要将电路连接到低电压或高电压的电源时,我们需要进行电压变换。

三、等效电路与电源变换的关系等效电路和电源变换是密切相关的概念。

在电路分析和设计中,我们常常需要在进行电源变换后,使用等效电路来简化复杂的电路。

这样可以使电路分析和设计更加方便和有效。

例如,当我们需要将交流电源转换为直流电源时,在进行电源变换后,我们可以使用等效电路来简化电路分析。

在这种情况下,我们可能会使用理想电流源或理想电压源等等。

另外,电源变换还可以改变电路的工作条件,例如改变电路的输入电压或电流,以使电路达到所需的性能和功能。

在这种情况下,我们通常会使用等效电路来分析和设计电路。

总之,等效电路和电源变换在电路设计和分析中扮演着重要的角色。

等效电路可以帮助我们简化复杂的电路,使电路分析和设计更加方便和高效。

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I Vg D2 R RL 1 D2 R 1 RL D2 R Vg
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
2.3.4 效率
V M ( D) V1
R R M 2 ( D) R1
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
2.2 含电感铜损的模型
L RL
含有铜损的电感模型 L RL
i
1
2
+
C R
Vg
v
含有电感铜损的Boost变换器电路模型
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
Buck变换器分析
L RL
1 2
i
Vg
+
C R
+ Vg -
+ 输入
+
输出
Vg
D 控制输入 端
V
-
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
等效理想变压器模型举例
(a)
R1
+ +
(c)
M2(D)R1
原系统
V1
Vg -
dc-dc 变换器
V -
+
R M(D)V1 V R
D
(b)
R1
+
1
1:M(D) + V -
求出输出电压
R
插入直流 变压器模V 型
Vg -
v
开关拨到 位置1 开关拨到 位置2 (b) i
L
i + vL Vg
RL
L
+ vL -
iC
C R
+
v Vg
RL iC
+
R
v
C
电源变换基础及应用 第2章稳态等效电路
-
电路方程:开关拨到位置1
电感电流和电容电压:
vL (t ) Vg i(t ) RL
iC (t ) v(t ) R
通过小扰动近似原 理简化,得
第2章稳态等效电路
2.3.3 完整电路模型
由以上两个电路组合成一个完整的电路:
RL + Vg I + R
D´ V
D´ I
V
-
等效直流变压器电路:
RL I Vg D':1
+
V -
R
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
等效电路的求解
变换器的等效电路:
RL I Vg D':1
+
V -
R
其简化电路为:
2 RL/D´
2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 D 0.7 0.8 0.9 1 RL/R=0.1 RL/R=0.05
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
2.3 等效模型构成
在上一节中,利用电感伏秒平衡、电容安秒平衡 可得:
vL (t ) 0 Vg IRL DV iC (t ) 0 DI V R
输出电压与占空比的关系(含铜损)
现在得到两个方 程和两个未知量
Vg IRL DV 0
DI V 0 R
5 4.5 4 3.5 3
V/ Vg
RL/R=0 RL/R=0.01
RL/R=0.02
消去I可得输出电压:
V 1 1 RL Vg D 1 2 D R
根据上式重构电路模型,这个新模型中包含了 铜损,重构的模型是基于基尔霍夫环路定律和 结点定律
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
2.3.1 电感电压方程
vL (t ) 0 Vg IRL DV
L RL + IRL -
根据基尔霍夫定律重新 构成如右图的电路图; 平均电感电压值为零; 这是一个环路电流方程
通过小扰动近似 理简化,得
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
电感电压和电容电流波形
电感电流和电容电压:
1 vL (t ) vL (t )dt Ts 0 D(Vg IRL ) D(Vg IRL V )
Ts
vL(t)
Vg-IRL
DTs D´ Ts
Vg-IRL-V
t
由电感伏秒平衡得:
vL (t ) Vg IRL V iC (t ) R
L i + vL Vg
RL
iC C R
+
v
-
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
电路方程:开关拨到位置2
L i + vL Vg C
RL
iC R
+
v
电感电流和电容电压:
vL (t ) Vg i (t ) RL v(t ) Vg IRL V iC (t ) i (t ) v(t ) V I R R
基于电压/电流源的开关变换器等效电路模型
Ig
等效直流变换器的特性: 输入功率与输出功率相等; 输入与输出电流的关系由 变比M(D)决定; 可以用一个理想直流变压器模 型代替一个DC/DC电压器模型。 当占空比为常数时,无需处理 开关扰动带来的问题,仅仅关 注波形中重要的直流分量。
输入
I + M(D)I M(D)Vg + V Ig 1:M(D) I 输出
Pin Pout Vg I g VI
V M ( D )Vg I g M ( D) I
Ig
I 开关dc-dc 变换器 + V 功率输出 -
( 100%)
+ 功率输式只在稳态时成立, 暂态时,P in P out
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
+〈vL〉=0 Vg
I
+ -
D´ V
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
2.3.2电容电流方程
iC (t ) 0 DI V R
节点
V/R 〈 iC 〉 =0
根据基尔霍夫定律重新 构成如右图的电路图; 平均电感电压值为零; 这是一个节点电压方程
+ R
D´ I
C
V
-
电源变换基础及应用
Vg IRL DV 0
电容电流平均值为:
iC (t )
iC(t)
I-V/R
1 Ts V V i ( t ) dt D D I C 0 Ts R R
-V/R
t
由电容安秒平衡得:
DI V 0 R
第2章稳态等效电路
电源变换基础及应用
第2章 稳态等效电路分析
2.1 直流变压器模型 2.2 含电感铜损的模型
2.3 等效模型构成
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 电感电压方程 电容电流方程 完整电路模型 效率
2.4 含半导体损耗等效模型
2.5 仿真示例
电源变换基础及应用 第2章稳态等效电路
2.1 直流变压器模型
理想的直流-直流变换器:
输出电压可以表示为:
+ V R
D´ I Vg/D´
V
Vg D
Vg R 1 R D 1 RL R L D2 D2 R
电源变换基础及应用
第2章稳态等效电路
输入电感电流的求解
变换器的等效电路:
RL I Vg D':1
+
V -
R
将变压器次级元素折算到初级端,可以直接 计算出电感电流为:
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