复杂直流电路的分析与计算_电路分析

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第九章_复杂直流电路的分析与计算试题及答案

第九章_复杂直流电路的分析与计算试题及答案

b) (R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=-E1
三、判断题
1.运用支路电流法解复杂直流电路时,不一定以支路电流为未知量。
()
2.用支路电流法解出的电流为正数,则解题正确,否则就是解题错
位。 ( )
3.用支路电流法解题时各支路电流参考方向可以任意假定。
()
4.网孔的电压平衡方程式是独立的,非网孔的回路电压平衡方程式部
图2—29
图2—30
图2—31
5.图2—37所示电路中,互电阻R12=____。
a) R3 b) –R3 c) R3+R4
6.上题中,I3与网孔电流IⅠ、IⅡ的关系为___。
a) I3=IⅠ+IⅡ
b) I3=IⅠ-IⅡ
c) I3=-IⅠ+IⅡ
7.上题中,网孔②的电压平衡方程式为_____。
a) (R1+R4)IⅠ+R3IⅡ=E1 c) (R1+R3+R4)IⅠ-R3IⅡ=E1
10.结点电压法对平面电路都适用。
()
11.由于结点电压都一律假定电压降,因而各互电导都是负值。
()
12.图2—42所示电路中,结点1与结点2间的负电导为3/4S。


13.图2—48所示电路中,有源二端网络是图b。
()
14.图2—49所示电路为有源二端网络,用戴维南定理求等效电压源
时,其等效参数Us=2V,
对每一个闭合回路都可列出基尔霍夫第二方程,但要注意其独立 性,可行的方法是:从列第二个回路方程起,每一个方程都至少含有 一条未被用过的支路,这样可保证所立的方程均为独立方程; 另外为 使有足够求解所需的方程数,每一个方程都至少含有一条已被用过的 支路 。

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算直流电路是指电流方向不变的电路,它由直流电源、电阻、电感和电容等元件组成。

在实际应用中,对直流电路的分析与计算具有重要意义,能够帮助我们理解电路的工作原理、计算电路参数以及解决相关问题。

本文将对直流电路的分析与计算进行详细阐述。

一、基本理论1. 电压、电流和电阻的关系在直流电路中,电压和电流之间的关系可以通过欧姆定律进行描述。

欧姆定律指出,电阻两端的电压与电流成正比,比例系数为电阻的电阻值,即V=IR。

其中,V表示电压,I表示电流,R表示电阻。

2. 串联与并联电阻在直流电路中,电阻之间的串联和并联可以通过串并联电阻公式来计算。

串联电阻的计算公式为R=R1+R2+...+Rn,表示各个电阻的电阻值之和。

而并联电阻的计算公式为1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn,表示各个电阻的倒数之和的倒数。

3. 电路的功率与电能功率表示单位时间内产生的能量,电路的功率可以通过乘法关系计算,即P=VI。

其中,P表示功率,V表示电压,I表示电流。

电能表示单位时间内电路所消耗或产生的能量,可以通过功率与时间的乘积进行计算,即E=Pt。

其中,E表示电能,P表示功率,t表示时间。

二、直流电路分析方法1. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律指出,在电路中,任意一个节点的电流进出代数和为零。

此定律可以用来分析节点电流的分布情况。

当直流电路中的各个元件与电源连接形成环路时,还可以运用基尔霍夫电流定律来计算环路电流。

2. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律指出,在电路中,沿着任意一个闭合回路,各个电压源和电阻所产生的电压代数和等于零。

此定律可以用来分析闭合回路中的电压分布情况。

当直流电路中存在多个闭合回路时,可以运用基尔霍夫电压定律来计算闭合回路中的电压。

三、直流电路计算实例为了更好地理解直流电路的分析与计算方法,下面将通过一个实例进行阐述。

假设有一个简单的直流电路,电源电压为10伏特,电阻为5欧姆。

我们需要计算电路中的电流和功率。

第二章复杂直流电路的分析与计算

第二章复杂直流电路的分析与计算

学习情境二电桥电路的设计与测试第一部分思考题2.1 什么叫做电压源和电流源?二者之间的等效变换条件什么?二者在方向上有何联系?2.2 什么叫理想电压源和理想电流源?为什么它们之间不能进行等效变换?2.3 叙述支路电流法的解题步骤。

2.4 节点电压法适用于计算什么电路?如何列节点电压方程?试述节点电压法解题步骤。

2.5 什么是叠加定理?请叙述应用叠加定理求电路中各支路电流的步骤。

2.6 简述戴维南定理的内容,说明使用条件用来分析电路的基本步骤。

2.7 “一线性有源二端电路的戴维南等效源的内阻为,则上消耗的功率就是有源二端电路中所有电阻及电源所吸收的功率之和。

”?这种观点对吗?为什么?2.8若电路两端既不允许短路也不允许断路,如何用实验方法确定其戴维南等效电路?2.9设计两种测量输入电阻的方法,写出原理和步骤,可做实际练习。

第二部分精选习题2.1 如图所示,试求电源发出的功率。

2.2 试求图示电路的等效电压源。

2.3 已知,Ω,试运用电源的等效变换法求图示中的电流。

2.4 用电源等效变换法求图示电路中的电流I。

2.5 用回路电流法求图示电路中的电压U。

2.6 用回路电流法求图示电路中受控源的功率。

2.7 用节点电位法求图示电路中各支路的电流。

2.8 用节点电位法求图示电路中电压源支路的电流I。

2.9 如图所示为一种模拟计算机的加法电路。

图中、、为被加电源电压,试用节点电压法证明:⑴当时,⑵当<<2.10 利用节点电压法求图示各支路电流。

2.11 如图所示,试用叠加定理求通过恒压源的电流(写过程、列式)。

2.12 用叠加定理计算图示电路中电压的数值。

如果右侧电源反向,电压变化多大?2.13用叠加定理求图示电路中的U。

2.14 测得一个有源二端网络的开路电压为60伏,短路电流为3安,如把=100欧的电阻接支网络的引出端点,试问上的电压是多大?2.15 有一个有源二端网络,用内阻为50 千欧的电压表测得它两端的电压为30伏,用内阻为100 千欧的电压表测得它两端的电压为50伏,试求这个网络的等效电压源。

复杂直流电路的电路分析方法研究

复杂直流电路的电路分析方法研究

复杂直流电路的电路分析方法研究近年来,随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高,电力系统也正不断得到发展。

对于复杂直流电路来说,在工作时需要对其运行方法不断进行研究与改进。

目前对复杂直流电路的分析方法主要有以下几种:支路电流法、节点分析法、网孔分析法及叠加定理与戴维南定理。

对于上述各种分析方法进行对比与研究,分析各种方法的利弊,取其精华去其糟粕,争取在实践中运用更好的方法以获取更大的收益。

标签:复杂直流电路;分析方法;研究引言在实践中,对于复杂直流电路的分析方法有许多种,比如说节点分析法、网孔分析法、叠加定理与戴维南定理、支路电流法、回路电流法等,这些方法有的简单易掌握,有的则繁琐复杂,然而为了使得复杂直流电路问题得到解决,往往会受到以下两类约束:第一约束是拓扑约束,也就是基尔霍夫定律(节点电流定律——KCL与回路电压定律KVL),第二约束是元件约束,即电阻元件、电源元件及受控元件的伏安关系(VCR)。

因此需要以各种电路的不同特点为基础,来选择合适的方法来分析电路,这样才能在实践中更加灵活地运用,解决更多的问题。

1、复杂电路概念及定理解析1.1复杂电路的概念所谓复杂电路,指的就是相对于简單电路来说,不能够转化成为简单的串联或并联电路,同时运用欧姆定律和电阻串、并联电路特点的计算公式,也不能对他们进行分析简化计算的一类电路。

1.2复杂电路的定理对于复杂电路来说,需要对其进行分析与研究,就必须建立在两个基本定律之上,即欧姆定律和基尔霍夫定律。

下面就将对这两个定律来逐一展开具体的介绍:首先是基尔霍夫第一定律,也就是所谓的节点定律,其内容为:流过任一节点的电流之和总是等于流出该节点的电流之和,也就是说流经任一节点的电流的代数和为零,表达式为∑I=0。

基尔霍夫第一定律表明在电流的任一节点上,流入该节点的电流量在同一时间内与流出该节点的电流量无论在何种情况下永远是相等的,不可能会出现电荷的积累这一情况。

这也就说明了电流具有连续性这一特点。

电工基础第二章复杂直流电路的分析计算

电工基础第二章复杂直流电路的分析计算
或各段电阻上电压降的代数和等于各电源电动势的代数和。如图所示:
• 2.公式表达: U 0 或 RI= U
• 3.注意:常用公式
RI = U 列回路的电压方程。
(1)先设定一个回路的绕行方向和电流的参考方向 .
(2)沿回路的绕行方向顺次求电阻上的电压降,当绕行方向与电阻上的电流参考方 向一致时,该电压方向取正号,相反取负号。
复杂直流电路的分析计算方法
戴维南定理
支路电流法
• 在电路的学习中,常会遇到电路中各电气元件的参数都已知,求各支路电流的问题。无论多

复杂的电路,也都是由节点、支路、回路组成的。如图所示电路,有三条支路,各电动势和
电阻值已知,试求出三个支路电流。若对节点列出节点电流方程,对回路列出回路电压方程,
通过这些方程的联立求解,就可以求出电路中的所有电压和电流。
霍夫电流定律依据的是电流的连续性原理。
• 2、公式表达: I入 = I出
规定流入结点电流为正,流出结点电流为负。
• 例如图 2-2中 :对于节点 A ,一共有五个电流经过:可以表示为 I1 I3 I 2 I 4 I5
•或
I1 I3 I2 I4 I5 0
基尔霍夫第一定律的推广
• 3、广义结点:基尔霍夫电流定律可以推广应用于
阻网络。如遵循等效变换的原则将这两种三端网络进行相互间的变换,就有可能将 复杂电路变换成简单电路,使电路的分析计算简化。此处等效变换的原则仍是要求 它们的外特性相同,即对应端钮间的电压相同,流入对应端钮的电流也相同。
由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络
由三角形电阻网络变为等效星形电阻网络
由星形电阻网络变为等效三角形电阻网络
戴维南定理
第四节 电压源、电流源及等效变换

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算电路是电子学的基础,而直流电路则是电子学中最基本且最简单的一类电路。

直流电路是指电流方向不随时间改变的电路。

对于直流电路的分析和计算,我们可以从电路元件、电压和电流、欧姆定律和基尔霍夫定律等方面进行讨论。

1. 电路元件直流电路的元件主要包括电源、电阻、电容和电感等。

其中,电源是直流电路的能量提供者,常见的直流电源有电池和稳压电源。

电源的电压可以是固定的,例如干电池的电压通常为1.5V;也可以是可调的,例如稳压电源可以调节输出电压。

电阻是直流电路中最常见的元件,其作用是控制电流大小。

电容和电感则分别用来储存和释放电能,对电路的频率特性有一定的影响。

2. 电压和电流在直流电路中,电压和电流是两个基本的物理量。

电压是指电子在电路中受到的作用力大小,用伏特(V)表示;电流是指单位时间内通过一个截面的电子数量,用安培(A)表示。

根据欧姆定律,电流与电压成正比,电阻则是电压和电流之比。

欧姆定律可以表示为U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。

3. 欧姆定律和基尔霍夫定律欧姆定律是直流电路中的基本定律之一。

它描述了电流和电压之间的关系。

根据欧姆定律,电阻的电压等于电流乘以电阻值。

如果一个电路中有多个电阻连接在一起,可以通过串联和并联的方式进行简化。

串联是指电阻按顺序连接,电流依次通过每个电阻;并联是指电阻同时连接在一起,电流在各个电阻中分流。

对于串联电阻,总电阻等于各个电阻之和;对于并联电阻,总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和的倒数。

而基尔霍夫定律是直流电路中的另一个基本定律。

它描述了电路中电压和电流的分布关系。

基尔霍夫定律分为节点电流定律和回路电压定律。

节点电流定律指出,在电路中的任意一点,电流进入该节点等于电流离开该节点;回路电压定律指出,在电路中的任意一条回路上,电压的代数和等于零。

4. 直流电路的计算通过欧姆定律和基尔霍夫定律,我们可以对直流电路进行计算。

首先,根据电路的拓扑结构,我们可以绘制电路图。

第3章复杂直流电路详解

第3章复杂直流电路详解

复杂直流电路【项目描述】在实际电路中,常常遇到由两个或两个以上电源组成的多回路电路,这类电路不能简化成一个简单的回路,必须用待定的分析方法进行计算。

本章学习基尔霍夫定律、之路电流法和戴维宁定理等分析复杂直流电路的基本方法。

其中,基尔霍夫定律是本章的重点,并通过实践训练来验证和强化该定律。

【项目目标】应知1.理解支路、节点、回路和网孔的概念及掌握其应用2.理解基尔霍夫定律及掌握其应用3.理解支路电流法及掌握其应用4.了解戴维宁定理及掌握其应用5.了解两种实际电源模型之间的等效变换方法应会1.能运用基尔霍夫定律及支路电流法分析和计算由两个电源组成的3条支路复杂直流电路。

2.能运用戴维宁定理分析和计算由两个电源组成的3条支路复杂直流电路。

【项目分配】任务一基尔霍夫定律任务二支路电流法任务三戴维宁定律任务四两种电源模型的等效变换任务五叠加定理(补充)任务一基尔霍夫定律【教学目标】知识目标掌握节点、支路、回路、网孔的概念技能目标熟练掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。

情感目标养成严谨、求实、务实的的职业精神;具有良好的职业道德,团队合作精神和人际交流能力。

【教学重点】基尔霍夫电流和电压定律的应用【教学难点】基尔霍夫电流和电压定律的推广应用【教学过程】(一)明确项目任务基尔霍夫电流和电压定律的应用(二)制定项目实施计划一、基本概念1.复杂直流电路:指由两个或两个以上有电源(直流电源)支路组成的多回路电路。

2.支路:由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。

3.节点:三条或三条以上的支路汇聚的点。

4.回路:电路中任一闭合路径。

5.网孔:没有支路的回路称为网孔。

6.举例说明上述概念。

7.提问:图3-1中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔?8.举例二、基尔霍夫电流定律(又称节点电流定律,简称KCL)1.形式一:电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。

∑ I入 = ∑ I出形式二:在任一电路的任一节点上,电流的代数和永远等于零。

《电工技术》复杂直流电路题解方法和要点

《电工技术》复杂直流电路题解方法和要点

《电工技术》复杂直流电路题解的方法和要点摘要:电工技术直流电路是很重要的一章,也是比较难的一章。

其电路形式多样复杂,分析方法也较多。

面对各种电路的计算,学生们感觉无从下手,有时候即便知道所用的方法,也不知道具体的求解步骤。

本文详细总结了各种电路的题解方法及其关键的求解步骤,望同学们或老师借鉴。

关键词:电工技术;直流电路;题解方法和步骤【中图分类号】g710《电工技术》是理工科高职和职高学生必修的一门基础课。

主要有直流电路、单相交流电路、三相交流电路、变压器及其电动机等章节组成。

其中直流电路的考核分值最高,达到四十分左右。

而直流电路的电路计算尤为重要,是必考的内容。

但其电路形式多样灵活。

分析方法也较多,面对各种复杂电路的计算,学生们感觉无从下手,所以普遍感觉难学,造成不及格甚至低分的学生也很多的。

作者根据十几年的教学,总结出求解各种电路的方法和步骤,望同学们或电工学老师借鉴。

1.直流电路的题目要求有两种形式:一是要求用指定的方法求解,二是只要求求解内容和结果,方法不限。

第一种形式就按照题目的要求用指定的方法去求解,其过程和要点参照第二种形式。

第二种形式根据题目的要求和电路的特点分析选用最简接最有效的方法。

1.1 求解电路中所有支路电流这种情况有3种方法都可以求解:支路电流法、节点电位法和叠加原理。

到底采用那种方法就看电路的特点。

如果支路很多而节点只有2个就用节点电位法,如果节点多多于3个就采用支路电流法。

而叠加原理需要画很多分解图很少采用。

下面举例说明【例1】求解图示电路中各支路电流。

已知:us1=12v,us2=18v,is=7a,r1=3w,r2=r3=6w,r4=15w。

解:电路特点是多支路(4条)少节点(2个),我们采用节点电位法求解最有效。

设b点为电位参考点。

第一步:标出各支路电流参考方向如图所示。

第二步:对节点a,由公式得e1取正e2取负, is流入节点取正,分母不含和is串联的电阻r4,这一步是核心。

复杂直流电路的分析方法及灵活运用

复杂直流电路的分析方法及灵活运用

复杂直流电路的分析方法及灵活运用【摘要】复杂电路的分析在《电工基础》课程中占有比较重要的作用。

比较各种分析方法,熟练掌握,灵活运用。

【关键词】复杂电路;分析方法;灵活运用复杂直流电路的分析,在直流电路的求解中很重要。

分析复杂直流电路的方法很多,如支路电流法、回路电流法、叠加原理法等,有的方法普遍试用,但有时比较繁琐,根据电路的特点选择相应的方法来分析电路,比较方便。

在教学中,发现学生学习较死板,用法不灵活。

要求学生先观察电路的特点,掌握各种方法灵活运用。

一、复杂电路的概念及基本定理1.简单电路:能够转化成简单的串、并联的电路,称为简单电路。

也就是说,只要运用欧姆定律和电阻串、并联电路特点的计算公式,就能对它们进行分析和计算。

2.复杂电路:运用欧姆定律和电阻串并联特点及公式不能简化分析,这类电路,称为复杂电路。

如图1就是复杂电路。

图1 复杂直流电路图2节点3.基尔霍夫定律:分析复杂电路的方法很多,但都是基于两个基本定律——欧姆定律和基尔霍夫定律。

欧姆定律我们很熟悉,基尔霍夫定律,我们简单做一回顾:(1)基尔霍夫第一定律(节点定律):流任一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和,表达式为。

或者说流过任一节点的电流的代数和为零,表达式为∑I=0。

基尔霍夫第一定律表明电流具有连续性。

在电流的任一节点上,不可能发生电荷的积累。

即流入节点的总电量恒等于同一时间内从该节点流出的总电量。

如图2,对于节点A列出的节点方程为或(图2)在讲授节点定律时,用类比的方法,举例水流与电流,大河与分支小支流的流量的关系来方便学生的理解。

运用节点定律解题时,可列出任一节点的电流方程。

在列节点电流方程前,首先要标定电流方向,其原则是:对已知电流,按实际方向标出;对未知电流的方向,可任意标定。

最后根据计算结果来确定未知电流的方向。

计算结果为正,未知电流的实际方向与标定方向一致;计算结果为负,未知电流的实际方向与标定方向相反。

(2)基尔霍夫第二定律:也称为回路电压定律。

直流电路的分析与电功率计算

直流电路的分析与电功率计算

直流电路的分析与电功率计算直流电路是指电流方向不发生变化的电路,其电流的大小和方向保持不变。

在直流电路中,我们可以通过分析电路元件的特性和计算电路中的电功率来了解电路的行为和性能。

一、直流电路的分析1. 电路元件直流电路通常包括电源、电阻、电容和电感等元件。

电源提供电流,电阻限制电流的流动,电容储存电荷,电感储存能量。

2. 欧姆定律欧姆定律是描述电阻中电流与电压之间关系的基本定律。

根据欧姆定律,电阻两端的电压与电流成正比,电阻的阻值决定了这个比例关系。

数学表示为V = IR,其中V为电压,I为电流,R为电阻。

3. 串联电路与并联电路在直流电路中,元件可以串联或者并联连接。

串联电路中,元件依次连接,电流相同,电压分担;并联电路中,元件平行连接,电压相同,电流分担。

4. 电性质的分析根据元件的电性质,可以分析电路中的电压、电流和功率等关键参数。

例如,电压的分压法可以用于计算串联电路中各个元件的电压;电流的分流法可以用于计算并联电路中各个元件的电流。

这些方法是分析电路中各个参数的重要工具。

二、电功率计算电功率是指电路中产生或者吸收的能量的速率,通常用单位时间内的能量转化来衡量。

在直流电路中,电功率的计算可以通过以下两种方式来实现:1. 电流法根据欧姆定律,可以通过电流和电阻的乘积来计算电功率。

数学表达为P = I^2 * R,其中P为功率,I为电流,R为电阻。

2. 电压法根据欧姆定律,可以通过电压和电流的乘积来计算电功率。

数学表达为P = V * I,其中P为功率,V为电压,I为电流。

在计算电功率时,需要注意元件的极性和正负向。

例如,在一个电容器充电的过程中,电流的方向与电容器的电压变化方向相反,因此在计算功率时需要考虑到这种相反的关系。

总结:直流电路的分析和电功率计算是理解电路行为和性能的重要方法。

通过分析电路元件的特性和使用欧姆定律,可以计算电路中的电压、电流和功率等关键参数。

在实际应用中,我们可以根据具体的电路需求,灵活运用这些分析和计算方法,以便更好地设计和优化直流电路的性能。

直流电路的分析与计算方法

直流电路的分析与计算方法

直流电路的分析与计算方法直流电路是电流方向一直不变的电路,其中的元件都是直流元件。

分析和计算直流电路的方法主要包括基尔霍夫定律、欧姆定律以及功率计算等。

本文将介绍直流电路的分析与计算方法,帮助读者更好地理解和应用这些方法。

1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是分析直流电路中电流和电压分布的基本原理。

根据基尔霍夫定律,电路中的每个节点的电流之和等于0,即电流在节点的进出口之间守恒。

在应用基尔霍夫定律时,我们需要确定电流的方向,并使用代数法表示电流的正负。

基尔霍夫定律可以用来解决复杂电路中的节点电流分布问题。

2. 欧姆定律欧姆定律是直流电路分析的基础,它描述了电压、电流和电阻之间的关系。

根据欧姆定律,电流等于电压与电阻的比值,即I = V/R。

欧姆定律可以用来计算电路中的电流、电压和电阻值。

3. 串联电路和并联电路串联电路是指电路中各个元件按照顺序连接的电路,电流在元件之间保持不变。

并联电路是指电路中各个元件按照并行连接的电路,电压在元件之间保持不变。

对于串联电路,我们可以将电阻值相加来计算总电阻;对于并联电路,我们可以将电阻值的倒数相加然后取倒数来计算总电阻。

串联和并联电路可用于简化复杂电路的分析和计算。

4. 节点电压法节点电压法是一种分析直流电路的有效方法,它基于基尔霍夫定律和欧姆定律。

在使用节点电压法时,我们将每个节点都看作是一个未知电压的结点,通过列写节点电压方程,并利用基尔霍夫定律和欧姆定律进行求解。

节点电压法可以用于分析复杂的直流电路,求解各个节点的电压。

5. 功率计算在直流电路中,功率计算是十分重要的。

根据功率的定义,功率等于电流乘以电压,即P = IV。

根据此公式,我们可以计算电路中各个元件的功率,以及总功率。

功率计算对于电路的设计和分析都具有重要意义。

结论直流电路的分析与计算方法包括基尔霍夫定律、欧姆定律、串联电路和并联电路、节点电压法以及功率计算等。

通过合理应用这些方法,我们可以准确地分析和计算直流电路中的电流、电压、电阻和功率等参数。

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算

直流电路的分析与计算电路的分析与计算主要是电压、电流和功率的计算问题。

1. 简洁电路的计算:(1)几个电阻串联,每个通过的电流相同。

等效电阻(总电阻)等于各串联电阻之和,即R=R1+R2+……;总电压等于各分电压之和,即U=U1+U2+……。

各电阻上的电压降与各自的电阻值成正比,即……。

当R1与R2串联时,每个电阻上的电压U1与总电压U之间关系为:(2)几个电阻并联后,两端电压相同。

等效电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。

即:……,总电流等于各分电流之和,即I=I1+I2+I3+……。

假如只有两个电阻并联,则:分支电流与总电流将有如下关系:(3)电阻串联后,总电阻大于任一串联电阻。

电阻并联后,总电阻小于任一并联电阻。

2. 简单电路的计算:(1)支路电流法:支路电流法是应用基尔霍夫第一和其次定律,列出节点和回路的方程组以求出未知的支路电流的方法。

具有m个支路n个节点的电路,按基尔霍夫第肯定律列出(n-1)个节点方程式;由基尔霍夫其次定律列出(m-n+1)个回路方程式。

每选一次回路时应包括一个新的支路。

然后解方程组,求解各支路电流值。

(2)回路电流法:回路电流法是在每个网孔中假设一个回路电流,应用基尔霍夫其次定律列出回路方程,解出回路电流,然后再求出各支路电流。

(3)电桥电路:如图所示电路称为电桥电路。

当电桥相对臂电阻乘积相等,或相邻臂电阻i比相等时,R1R4=R2R3或电桥桥路两端电压为零,桥中电流为零,称为“电桥平衡”。

此时桥路可开断或短路。

即可用简洁电路方法计算电路。

当电桥不平衡时,桥两端电压不为零,桥中有电流,须用简单电路方法计算。

用电桥测量电阻,是比较精确的测量电阻方法。

复杂直流电路的分析方法及灵活运用

复杂直流电路的分析方法及灵活运用

复杂直流电路的分析方法及灵活运用随着现代工业和科学技术的不断发展,电气设备和系统变得越来越复杂,需要更高级的分析方法来解决电路中各种问题。

复杂直流电路是电子技术领域中的重要领域之一,它可用于各种设备和系统,如电力系统、通信设备和计算机。

本文将介绍复杂直流电路的分析方法及灵活运用。

一、复杂直流电路的基本概念复杂直流电路是指由电源、电阻、电容、电感等多种电路元件组成的电路。

其中,电源是提供电能的元件,可以是直流电源或者交流电源,电阻是消耗电能的元件,电容和电感则是储存电能的元件。

电路中电压、电流、电阻等是复杂直流电路中的基本概念。

二、复杂直流电路的分析方法1.基尔霍夫电流定律和电压定律在复杂直流电路中,基尔霍夫电流定律和电压定律是十分重要的分析法则。

基尔霍夫电流定律指出,在一个电路的任何一个节点所汇聚的电流之和等于节点所离开的电流之和。

电压定律指出,在一个电路的任何一条闭合回路内的电动势一定等于该回路内的电位差之和。

利用这两个定律可以对复杂直流电路进行简单的分析。

2.等效电路分析法等效电路分析法是一种将复杂直流电路化简为等效电路的方法。

等效电路是指将一个复杂的电路简化为一个具有相同性质和特性的简单电路。

等效电路的分析可以减小复杂度,方便后续的电路分析。

等效电路分析法通常包括电阻与电压分压器、电容和电感等效电路等。

3.特性方程法特性方程法是一种对复杂直流电路进行分析的方法。

它可以计算电路元件之间的关系。

特性方程法利用线性代数的方法来求解电路中的电压、电流等参数。

这种方法特别适用于独立元件的电路。

这种方法通过矩阵的计算,可以分析出电路中各个节点之间的电势差和电流强度等参数,从而得到电路的特性方程。

三、复杂直流电路的灵活应用复杂直流电路的灵活应用可以通过以下几个方面来实现:1.计算电路中的电流与电压,从而确定电路元件的工作状态和性能,为设备的设计和维护提供重要参考。

2.通过等效电路分析法,可以将复杂电路简化为等效电路,从而大大降低复杂度,方便后续的电路分析。

第九章-复杂直流电路的分析与计算试题及答案(2)课案

第九章-复杂直流电路的分析与计算试题及答案(2)课案

基尔霍夫方程组基尔霍夫方程组(1)基尔霍夫第一方程组又称结点电流方程组,它指出,会于节点的各支路电流强度的代数和为零即:∑I = 0 。

上式中可规定,凡流向节点的电流强度取负而从节点流出的电流强度取正(当然也可取相反的规定),若复杂电路共有n个节点,则共有n-1个独立方程。

基尔霍夫第一方程组是电流稳恒要求的结果,否则若流入与流出节点电流的代数和不为零,则节点附近的电荷分布必定会有变化,这样电流也不可能稳恒。

(2)基尔霍夫第二方程组又称回路电压方程组,它指出,沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零即:∑IR —∑ε= 0。

式中电流强度I的正、负,及电源电动势ε的正、负均与一段含源电路的欧姆定律中的约定一致。

由此,基尔霍夫第二方程组也可表示为:∑IR = ∑ε 。

列出基尔霍夫第二方程组前,先应选定回路的绕行方向,然后按约定确定电流和电动势的正、负。

对每一个闭合回路都可列出基尔霍夫第二方程,但要注意其独立性,可行的方法是:从列第二个回路方程起,每一个方程都至少含有一条未被用过的支路,这样可保证所立的方程均为独立方程;另外为使有足够求解所需的方程数,每一个方程都至少含有一条已被用过的支路。

用基尔霍夫方程组解题的步骤:1.任意地规定各支路电流的正方向。

2.数出节点数n,任取其中(n-1)个写出(n-1)个节点方程。

3.数出支路数p,选定m=p-n+1个独立回路,任意指定每个回路的绕行方向,列出m 个回路方程。

4.对所列的(n-1)+ (p-n+1)=p个方程联立求解。

5.根据所得电流值的正负判断各电流的实际方向。

第九章 复杂直流电路的分析与计算一、填空题1.所谓支路电流法就是以____ 为未知量,依据____ 列出方程式,然后解联立方程得到____ 的数值。

2.用支路电流法解复杂直流电路时,应先列出____ 个独立节点电流方程,然后再列出_____个回路电压方程(假设电路有n 条支路,m 各节点,且n>m )。

复杂直流电路的分析-

复杂直流电路的分析-

支路 电路中相邻节点间得分支称为支路。它由一个 或几个相互串联得电气元件所构成,且每条支路中除了两 个端点外不再有其她节点。其中含有电源得支路称为有 源支路,不含电源得支路称为无源支路。
回路与网孔 电路中任一闭合路径都称为回路。一个 回路可能只含一条支路,也可能包含几条支路。其中,在 电路图中不被其她支路所分割得最简单得回路又称独立 回路或网孔。
当电动势与内阻均为恒定时,负载功率P 随负载电阻R
变化得关系曲线如图所示。
负载获得最大功率得条件
结论并不仅限于实际电源,它同样适用于有源二端 网络变换而来得等效电压源。
【例】 图a所示电路中,电源电动势E=6V,内阻r=10Ω,电 阻R1=10Ω,要使R2获得最大功率,R2得阻值应为多大? 这时 R2获得得功率就是多少?
解:(1)先移开R5支路,求开路电压UAB,视为短路),如
图c所示。
(3)画出等效电路,并将R5接入,如图d所示,则
二、电源向负载输出得功率 负载获得最大功率得条件就是:负载电阻与电源得内阻
相等,即R=r,这时负载获得得最大功率为
由于负载获得最大功率也就就是电源输出最大功率,因而 这一条件也就是电源输出最大功率得条件。
四、支路电流法 【例】 下图所示电路,E1=18V,E2=9V,R1=R2=1Ω,R3=4Ω,求
各支路电流。 解:(1)标出各支路电流参考方向与独立回路得循环方向,
应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程
(2)应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程 对于回路1有 对于回路2有
整理得联立方程 (3)解联立方程得 电流方向都与假设方向相同。
在任一回路循环方向上,回路中电动势得代数与恒等 于电阻上电压降得代数与。
在用式ΣU =0时,凡电流得参考方向与回路循环方向一致者, 该电流在电阻上所产生得电压降取正,反之取负。电动势也作为 电压来处理,即从电源得正极到负极电压取正,反之取负。

直流电路中电压与电流分析与计算

直流电路中电压与电流分析与计算

直流电路中电压与电流分析与计算在电子学和电工学中,直流电路是一种重要的基础概念。

直流电路通常由直流电源、电阻、电容和电感器等组成。

理解和分析直流电路中的电压和电流,对于设计和维护各种电子设备至关重要。

首先,我们需要明确直流电路中的关键概念。

直流电是电流方向始终保持不变的电流,而交流电的电流方向随时间而变化。

在直流电路中,电压指的是电流通过电阻或其他元件时所产生的电势差。

电流是电荷在单位时间内通过电路的量度。

要计算直流电路中的电压和电流,我们需要使用欧姆定律、基尔霍夫定律和电路分析技巧。

欧姆定律是最基本的电路定律之一。

它说明了电阻、电流和电压之间的关系。

根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻。

这可以表示为V = IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。

通过欧姆定律,我们可以通过已知电压和电阻来计算电流,或通过已知电压和电流来计算电阻。

基尔霍夫定律也非常有用。

基尔霍夫定律分为两个部分:基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。

基尔霍夫第一定律,也称为节点定律,说明了电流在节点处的守恒。

简而言之,节点定律指出,进入节点的电流等于流出节点的电流。

基尔霍夫第二定律,也称为环路定律,说明了闭合回路中电压的守恒。

简而言之,环路定律指出,沿着闭合回路的总电压等于电压源和各种电阻和电荷元件产生的电压之和。

通过使用基尔霍夫定律和欧姆定律,可以构建和求解复杂的直流电路。

例如,我们可以使用基尔霍夫第一定律来解决电流分支问题,其中电流分为两个或多个分支。

通过将电流分支写成代数方程,并使用基尔霍夫第一定律来总结它们,我们可以计算出每个分支中的电流。

另一个实用工具是电路分析技巧。

电路分析是指使用网络图和各种电路分析方法来解决电流和电压的分布。

例如,我们可以使用串联和并联电路的分析方法来计算电流和电压。

在串联电路中,电流取决于电阻的总和,而电压分为各个电阻。

在并联电路中,电压相同,电流根据电阻的总和分流。

在实际的直流电路分析中,我们还需要考虑电容和电感器。

《电子电工技术》项目三 直流电路的分析与计算

《电子电工技术》项目三 直流电路的分析与计算


有内阻的电压源即是实际电压源

u
电 压 源
输出电压 不再恒定!
UL
RL RL R0
U
UL
i
电路符号
+
us -
RO
+
Us -
RO
实际电压源(交流)
+
或 Us -
RO
实际电压源(直流)
伏安特性
I
+
Us - U
RO
u U0 = USUs
R
0
U = US – R0 I
IS
US RO
理想电 压源伏 安特性
1. 电压源
理 想 电 压 源
无内阻的电压源即是理想电压源
u
输出电压恒定, 即
UL
输出电流任意(随RL 而定)
i
电路符号 + us -
+
+
Us -
或 Us -
理想电压源(交流)
理想电压源(直流)
伏安特性
I +
Us - U
u
Us
R
0
理想电 压源伏 安特性
i
特点:电流及电源的功率由外电路确定,输出电 压不随外电路变化。
与理想电流源串联的所有电路元件失效(对外电路来说)
例:
化简如下电路:
(a)
(b)
(c)
例 : 求电路的电流 I 。
4
+ –3A12V4
2 I 2A
4 1 6A
2 +
6V –
I
2
1
+ 2V

I 6 2 0.8 A 21 2
注意:被求支路不要参与转换。
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点称为节点。回路是一条或多条支路所组成的闭合
回路,在绕行闭合回路的过程中该回路的每个元件 只可以经过一次。中间没有支路的单孔回路称作网 孔。显然,网孔是回路的特例。
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分析图9.1(a)的基础三极管电路,建立如图9.1(b)的直 流电路模型,分析它的静态工作情况。其中UBE、UCC 为电压源,三极管等效为受控电流源IC(电源的分类 介绍见第9.2节)。 这个电路中,节点有2个,支路有3条,回路有3个,网 孔有2个。详细分析如下:
(9-4)
IS=E/R0和R0=
(9-5)
式(9-3)和式(9-4)就完全相同,也就
是说图9.8(a)和图9.8(b)所示的两个实际电源的
上一页 下一页 返 回 外部伏安特性曲线完全相同,因而对外接负载

电压源和电流源在等效变换时还需注意:
(1)电压源是电动势为E的理想电压源与
内阻R0相串联,电流源是电流为IS的理想电 流源与内阻相并联。它们是同一电源的两种 不同的电路模型;
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把三极管当作一个节点有:

由基尔霍夫电压定律
对网孔ACBA有: 对网孔BEDB有: 对网孔ADECA有:
URC+UCB=URB1 UBE+URE=URB2
UCC=URE+UCE+URC
对三极管有:
UCE=UCB+UBE
以上是由电路拓扑结构决定的电流、电压
关系。此外还有反映元件特性的电压电流关系:

节点数n=2 节点:A,E
支路数b=3 支路是由IB,IC,IO三个电流流过的路径 回路数 3 回路:A-RB-UBE-E-IC-RC-A A-RC-IC-E-UCC-A A-RB-UBE-E-UCC-A 网孔数l=2 网孔: A-RB-UBE-E-IC-RC-A A-RC-IC-E-UCC-A
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IC=IB+ICEO
UBE常数
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9.2 电源

实际电路中电源以两种形式存在:独立电源
和受控源。所谓独立电源是指不受外电路的 控制而独立存在的电源,所谓受控电源是指 它们的电压或电流受电路中其他部分的电压 或电流控制的电源。任何一个实际电源(不 论是独立电源还是受控源)在进行电路分析 时,都可以用一个电压源或与之等效的电流 源来表示。
实例引入:三极管基础电路
(a)实际电路
(b)直流电路模型
图9.1 三极管基础电路
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9.1 电路的拓扑结构

实际电路由四个要素组成:电源、负载、控制元件
和回路 电路中的每一分支称为支路。每个支路内的元件都 是串联的,流过支路上各元件的是同一电流,称为 支路电流。电路中三条或三条以上的支路相联接的
(2)变换时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的正极性 端相对应;
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(3)这种等效变换,是对外电路而言,在电源内
部是不等效的。以空载为例,对电压源来说,其内
部电流为零,内阻上的损耗亦为零;对电流源来说,
其内部电流为IS,内阻上有损耗;

(4)理想电压源和理想电流源不能进行这种等效
(d)
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解:由图9.9可得
E 6 I3 0.1A R R3 10 50
上式负号表示I3的实际方向与本题给出的 参考方向相反。从此例题可以看出反复进行 电压源与电流源的等效变换来求解电路有时 是很方便的。
IS=E/R

(9-6)
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在一些电路中,利用电压源和电流源的等效变换关
例9-2 图9.9所示电路中已知电压源
电压E1=12V,E2=24V,R1=R2=20,
R3=50,试用电压源与电流源等效
变换的方法求出通过电阻R3的电流I3。
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(a)
(b)
(c) 图9.9 例9-2的电路
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9.2.3 电压源与电流源的等效变换
(a)实际电压源电路
(b)实际电流源电路
图9.8 两种实际电源的等效变换
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从图9.8(a)电路可得
U=E-IR0
将上式两边除以R0再移项,得 I=E/R0-U/R0 从图9.8 (b)可得 (9-3)
I=IS-U/
因此,只要满足条件 R 0
例9-1 在图9.2中的三极管直流基础电路中,试 运用基尔霍夫定律写出其全部节点电流关系、 网孔电压关系和三极管上的电流电压关系。
图9.2 三极管直流基础电路
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解:这是一个包含有三极管的复杂电路,由基
尔霍夫电流定律
对节点A有:
对节点B有: 对节点D有:
I0=IC+I1
I1=IB+I2 I0=IE+I2 IE=IB+IC
第3篇 复杂电路分析
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第三篇 复杂电路分析

第九章
第十章
复杂直流电路的分析与计算
复杂交流电路分析
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第9章 复杂直流电路的分析与计算

9.1 电路的拓扑结构
9.2 电源


9.3 支路电流法
9.7 叠加原理的应用 9.8 戴维南定理的应用
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变换。因为理想电压源的短路电流IS为无穷大,理
想电流源的开路电压U0为无穷大,都不能得到有限
上一页 下一页内阻,而可扩展
至任一电阻。凡是电动势为E的理想电压源与某电
阻R串联的有源支路,都可以变换成电流为IS的理
想电流源与电阻R并联的有源支路,反之亦然。其
相互变换的关系是
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图9.4 电压源及理想电压源伏安特性
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9.2.2 电流源
图9.5 高内阻电源
图9.6 电流源及理想电流源伏安特性
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I=60/(60000+R)≈1mA

一个实际电流源可以用一个理想电流源 并联一个内电阻来表示,如图9.7所示。
图9.7 电流源电路
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9.2.1 电压源
(a)画法1
(b)画法2
图9.3 电压源电路
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没有内阻的电压源,即其端电压是 恒定不变的,这种电压源称为理想电压 源。实际的电压源看成由一个理想电压 源和其内阻串联所组成。电压源输出端 的电压U随负载电流I的变化情况可以用 图形来表示,称为伏安特性曲线(V-A 特性曲线),如图9.4所示。由图9.4可知, 理想电压源的端电压不受流过电流的影 响;而实际电压源因流过的电流增大,
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