复杂直流电路的分析-PPT课件

I1＝I2 ＋I3 20I1-10＋6+60I3＝0 40I2+20-60I3-6＝0 I1＝-0.1A I2＝-0.2A Exercises：2－13(a)I3＝0.1A
学习内容
项目2
电源的等效变换与应用
明确任务
本项目的任务，即要求同学们能进行电压源、电流
源之间的等效变换，并计算电路的各个参数。
知识链接
1、基尔霍夫定律：德国科学家基尔霍夫在1945年论
证的。阐明了任意电路中各处电压和电流的内在
关系，包含两个定律： • • 研究电路中各结点电流间联系的规律－基尔霍夫 电流定律（KCL） 研究电路中各回路电压间联系的规律－基尔霍夫 电压定律（KVL）
知识链接
（1）几个有关的电路名次： 1）支路：电路中具有两个端钮且通过同一电 流的每个分支称之为支路，该分支上至少 有一个元件。 2）结点：三条或三条以上支路的联接点称之 为结点。 3）回路：电路中的任意闭合路径称为回路。 i1 a i2 4）网孔：其内部不含 i3 R2 任何支路的回路叫网孔。 R1
R2 R3
E2
E1
b 1、在图中标出各支路电流的参考方向（共 b条）， 对选定的回路标出回路绕行方向。 2、应用 KCL 对结点列出 ( n－1 )个独立的结点电 流方程。 3、 应用 KVL 对回路列出 b－( n－1 ) 或m个独立 回路电压方程（通常可取网孔列出） 。 4、联立求解 b 个方程，求出各支路电流。
图示电路有3条支路， 2个节点，3个回路。
+ us 1 － c R3 e b + us 2 － d
边学边练
例
b I1 I2
支路：共 ？条
节点：共 ？个
c
6条 4个 7个
R1 I6 a R6 I5
I4
I3 US4 d R3 _
回路：共 ？个
R5
独立回路：？个 有几个网眼就有几个独立回路
+
US3
Fra Baidu bibliotek
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i1 i2 i3
c
a + i4 b i5 us － i6
解：取流入为正
节点a i1－i4－i6＝0
节点b i2＋i4－i5＝0 节点c i3＋i5＋i6＝0
以上三式相加： i1 ＋ i2＋i3 ＝0
Exercise：1－6－2
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（3）基尔霍夫电压定律－KVL 在任一时刻，沿任一回路电压的代数 和恒等于零。
第二单元 电路分析方法的学习 模块2 复杂直流电路的分析
学习内容
项目1
基尔霍夫定律及支路电流法的应用
明确任务
通过上几个模块的学习，同学们现在已经能分析 如下图所示这样的电路。
明确任务
现将上图改为：
该电路的最大特点是有两个电源，因此称为双电 源电路。当电路电源的数目不再是一个，此时的电路 就成为复杂直流电路，双电源电路是最简单的复杂直 流电路。很显然，简单地应用欧姆定律和各类电阻连 接规律已经无法分析该电路。本项目的任务，即要求 同学们在已知电源电压值和所有电阻值的基础上，能 得到该电路中各电阻上的电流值和电压值。 在本项目中，采用基于基尔霍夫定律的支路电流 法解决。
i 0
例
I
2
I I I I 0 1 3 2 4
I1
I I
4
3
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（2）基尔霍夫电流定律－KCL 电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例
I1 I2 I3
广义节点
例
R
+ _ U1 +
I=?
I
R R
+
U _U 22
R
_ U3
I1+I2=I3
I=0
广义节点
边学边练
例：列出下图中各节点的KCL方程
（2）基尔霍夫电流定律－KCL
表述一
在任一瞬时，流入任一节点的电流之和
必定等于从该节点流出的电流之和。
所有电流均为正。 i入 i 出
I1
例
I
2
I
3
I I I I 1 3 2 4
I
4
知识链接
（2）基尔霍夫电流定律－KCL
等于零。
表述二 在任一瞬时，通过任一节点电流的代数和恒
可假定流入节点的电流为正，流出节点 的电流为负；也可以作相反的假定。
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I1 R1 1 a I2 R2
E1
3
I3
R3
2
E2

b
对结点 a： I1+I2–I3=0 对网孔1： I1 R1 +I3 R3=E1
对网孔2： II – R R +– II R R –2E2 22 22 33 3= 3=E
边学边练
• Exercise:用支路电流法求各支路电流。
11 22 S 2 S 1
_ U S2
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KVL定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路
例
列出下图的KVL方程
a + u ab b － + us3 －
i1
+ us1 －
R1
i4
+ － us2
i2
R2
i3
R3
i5
u u i R i R u i R u 0 ab s 3 3 3 2 2 s 2 1 1 s 1
iR u s
边学边练
例
+
_ US1 #1
R1 I1
I2 R2 I3 R3 #2 #3
+
对题图回路#1列KVL方程 ： I R I R U 0 1 1 3 3 S1
对题图回路#2列KVL方程 ： I R U I R 0 2 2 S 2 3 3 对题图回路#3列KVL方程 ：I R I R U U 0
表述一
u0
电压参考方向与回路绕行方向一致时 取正号，相反时取负号。
Us1＋I1R1－I2R2－I3R3－Us3＋I4R4＝0
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Us1＋I1R1－I2R2－I3R3－Us3＋I4R4＝0 ＋I1R1－I2R2－I3R3＋I4R4＝ － Us1 ＋Us3
表述二
对于电阻电路，回路中电阻上电压降的代数 和等于回路中的电压源电压的代数和。 电流参考方向与回路绕行方 向一致时iR前取正号，相反时取 负号；电压源电压方向与回路绕 行方向一致时us前取负号，相反 时取正号。
1 2A 3 + 6V – 6 + – 1 2 I
12V
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电压源与电流源模型及其等效变换
P38
电压源(voltage source):以电压的形式向电路供电； 电流源(current source):以电流的形式向电路供电。 1、电压源
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2、支路电流法－分析电路的最基本方法
P41
支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律（KCL、KVL）列方程组求解。
I1 R1 1 a I2 R2 3 E2
E1
I3
R3
2

b

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对上图电路 支路数 b=3 结点数 n =2
I1 R1 I3 a I2
回路数 k= 3 网孔数 m=2 支路电流法的解题步骤: