电路分析 网络定理
电路网络定理实验心得报告
电路网络定理实验心得报告引言电路网络定理是电路分析的基础,通过对电路网络定理的实验研究,可以深入理解电路性质和分析方法。
本次实验主要包括戴维南定理、超节点法、超网孔法的实际应用以及对电路的等效变换等内容。
通过实验,加深对电路网络定理的理解和应用能力。
实验内容1. 戴维南定理的实验2. 超节点法的实验3. 超网孔法的实验4. 电路的等效变换实验实验过程与结果实验一:戴维南定理的实验在这一部分的实验中,我们使用一个具有多个电流源和电阻的电路进行测试。
实验的目的是通过戴维南定理计算电路中指定位置的电流。
我们先测量电路中各个元件的电压和电流,记录下来作为实验数据。
然后,通过应用戴维南定理,计算出指定位置的电流值。
实验结果表明,通过戴维南定理可以准确计算出电路中指定位置的电流值。
这证明了戴维南定理在电路分析中的有效性。
实验二:超节点法的实验超节点法是一种简化复杂电路分析的方法。
在这个实验中,我们使用了一个复杂的电路,并将其应用于超节点法进行分析。
我们首先确定电路中的超节点,并将超节点内部的元件合并为一个节点。
然后,我们根据节点电流和节点电压之间的关系,建立超节点方程组。
通过求解方程组,可以计算出电路中各个节点的电压和电流。
实验结果表明,超节点法对于复杂电路的分析非常方便和快捷。
通过合理选择超节点,可以大大简化分析过程,并得到准确的电路参数。
实验三:超网孔法的实验超网孔法是一种用于分析电路中网孔电流的方法。
在这个实验中,我们使用了一个包含多个网孔的电路,并将其应用于超网孔法进行分析。
我们首先确定电路中的网孔,然后根据电压-电流关系建立网孔方程组。
通过求解方程组,可以计算出电路中各个网孔的电流。
实验结果表明,超网孔法是一种有效的电路分析方法。
通过应用超网孔法,我们可以快速计算出电路中各个网孔的电流值,并进一步分析电路性能。
实验四:电路的等效变换实验在这一部分的实验中,我们对电路进行了等效变换。
通过将一组电阻并联或串联,我们实现了电路参数的等效替换。
电子电路中的电路分析方法有哪些
电子电路中的电路分析方法有哪些电路分析是电子电路中非常重要的一项技术,可以帮助工程师们理解电路的工作原理并解决电路中的问题。
本文将介绍一些常用的电路分析方法。
1. 网络定理网络定理是分析电子电路中的电压和电流分布的一种方法。
其中,基尔霍夫定律是最常用的网络定理之一。
它分为基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL)。
KVL指出在闭合回路中电压的代数和为零,而KCL则表明在电路中的节点处电流的代数和为零。
通过使用这两个定律,工程师们可以建立方程组,进而求解电路中的未知电压和电流。
2. 等效电路模型等效电路模型是将复杂的电路简化为较为简单的等效电路,以便更好地进行分析。
最常用的等效电路模型包括电阻、电容和电感等元件。
通过将电路中的各个元件替换为其相应的等效电路模型,可以简化电路结构,并且能够更容易地进行分析和计算。
3. 超节点分析当电路中存在多个节点之间相同电压的情况时,可以使用超节点分析法。
超节点分析法将这些节点看作一个整体,从而简化分析过程。
通过识别并将这些节点连接起来,可以构建超节点方程,可以更简单地计算电路中的电压和电流。
4. 瞬态响应分析瞬态响应分析用于分析电路的初始和瞬时响应。
当电路中存在电源切换、电路开关或其他突变的情况时,瞬态响应分析可以帮助工程师们了解电路在这些变化下的响应情况。
通过对电路进行微分方程建模,可以求解电路中元件的电压和电流随时间的变化规律。
5. 频率响应分析频率响应分析主要用于分析电路对输入信号的频率变化的响应情况。
通过对电路进行频域分析,可以得到电路的频率响应曲线,从而了解电路对不同频率信号的传输、滤波和放大能力。
常用的频率响应分析方法包括幅频响应和相频响应。
6. 交流分析法交流分析法适用于分析交流电路,特别是在稳态条件下工作的交流电路。
通过将交流信号看作复数形式,并使用复数分析方法,可以更方便地求解交流电路中的电压、电流和功率等参数。
综上所述,电子电路中的电路分析方法有网络定理、等效电路模型、超节点分析、瞬态响应分析、频率响应分析和交流分析法等。
第三章线性网络的一般分析方法和网络定理
1.节点电压
以图3-1所示的直流网络 为例。这个网络具有4个节点, 6条支路。标明各支路电流参 考方向,如图3-1所示。
3-1
图 节 点 分 析 法 用 图
2.节点方程
以图3-1所示的直流电路为例, 阐明节点方程的导出步骤。
① 选定参考节点(本例以节点4为 参考节点),标明各支路电流的参考方 向,如图3-1所示。
在应用叠加定理时,应该注意以下 几点:
① 当令某一激励源单独作用时,其 他激励源应为零值,即独立电压源用短 路代替,独立电流源用开路代替,储能 元件的初始储能设为零。
② 电路中的受控源不能单独作用。
③ 叠加定理只适用于计算电流或电 压,不适用于计算功率。
3.5 替 代 定 理
在具有唯一解的线性或非线性网络 中,若已知某一支路的电压uk或电流ik, 则可用一个电压为uk的理想电压源或电 流为ik的理想电流源来代替这条支路,而 对网络中各支路的电压和电流不发生影 响。这就是替代定理,也叫置换定理。
替代定理不仅适用于直流网络,也适 用于正弦交流网络。不仅一个二端元件或 一条支路可以用理想电压源或理想电流源 代替,任何一个二端网络,包括有源二端 网络,也可用理想电压源或理想电流源代 替。更广泛地说,网络中的任何一个响应 (电压或电流),一般均可以函数形式相同 的激励(理想电压源或理想电流源)替代, 而不致影响网络中其他的响应。
戴维南定理指出:线性含源单口网络 N,就其端口来看,可等效为一个电压源 串联电阻支路(如图3-41(a)所示)。电压源 的电压等于该网络N的开路电压uoc(如图341(b)所示);串联电阻R0等于该网络中所有 独 立 源为 零 值时 所 得网 络 N0的 等 效电 阻 Rab(如图3-41(c)所示)。
ch4讲稿-电路原理教程(第2版)-汪建-清华大学出版社
时,I1=3A,I2=7A。问当合上K,调节R3,使I2=5A时,I1=?
解 由电路中的线性关系I1=a+kI2 ,根据已知条件,有
2=a+6b
I1 R1
N
则解R2当之3I=I2,2a=得+57Aba时=,-4 , b=1
I1=-4+1*5=1A
R3 K
例 –US1 +
IS
N0
–+ US2
a
Uab=k1IS+k2US1+k3US2
4-2 叠加定理
4-2-222 备注 7、关于定理的应用
- 例2 已知i1=5A,i2=2A,
若将电阻R3沿虚线钳 断,求钳断后的i1。
i1 + R1 us
i1 + R1
- us
i3=0
R3
R2
R2
R3
- R1us+ i2
R3
R1
R2
R2
i2
R3
i1=i1+i1 i1=5–2=3A
i1 + R1
- us
3A
4-2 叠加定理
4-2-2 备注 9、电路中的线性关系(两支路的电压、电流为线性关系)
+ im
-um Rm
含源 线性 网络
in
+
y=kx+b
- Rn
un 先用替代定理,再用叠加定理
+ im
-um Rm
含源
+
- 线性 un
网络
um=um+um= um+a1un im=im+im= im+a2un
R3
R2
【学习课件】第四章线性网络定理电路理论教学
4 8V +
_
D
C_ +
50 10V
4
5 E
1A
A Ux
B
50
4 4
5
Rd
2021/7/13
Rd =50+4//4+5 =57
28
D
C +A
4 +
8V _
50 4
10V RL
等效电路
U
33 5
E
B
1A
Ed =Ux =9V
Rd =57
Rd 57 +
Ed _ 9V
33
U
2021/7/13
29
第三步:求解未知电压U。
B
原电路
I1' A I2'
R1
I3'
+ R3
R2
+
_ E1
B
E1单独作用
I A '' 1
I2''
R1 R3
I3''
R2 +
E2 _
B
E2单独作用
I 1 = I 1 '+ I 1 "I 2 = I 2 '+ I 2 "I 3 = I 3 '+ I 3 "
2021/7/13
10
10 例
4A
10 10
-
u'=4V
u"= -42.4= -9.6V
2021/7/13 共同作用:u=u'+u"= 4+(- 9.6)= - 5.6V14
例3 求电压Us 。
电路分析的基本方法及定理
§2-10 戴维南定理和诺顿定理一、戴维南定理二端网络也称为一端口网络,其中含有电源的二端网络称为有源一端口网络,不含电源的二端网络称为无源一端口网络,它们的符号分别如图2-10-1(a )(b )所示。
任一线性有源一端口网络(如图2-10-2(a )所示)对其余部分而言,可以等效为一个电压源d U 和电阻d R 相串联的电路(如图2-10-2(b )所示),其中d U 的大小等于该有源一端口网络的开路电压,电压源的正极与开路端高电位点对应;d R 等于令该有源一端口网络内所有独立源为零(即电压源短接、电流源开路)后所构成的无源一端口网络的等效电阻。
这就是戴维南定理,也称为等效电源定理;d U 与d R 串联的电路称为戴维南等效电路。
下面证明戴维南定理,如图2-10-2(a )所示,电阻R 上的电压、电流为确定值,利用替代定理,将图2-10-2(a )中的R 替代为电流源,如图2-10-2(c )所示。
因为网络A 为线性有源一端口网络,因此,可利用叠加定理,将上述图(c )中的电压U 看作两组独立源分别作用产生的两个分量之和。
第一个分量是由网络A 中的独立源作用所产生的,即令独立电流源为零,将11'端口断开后在11'端口产生的开路电压d U ,如图2-10-2(d)所示;图2-10-1图2-10-2第二个分量是由电流源I 单独作用所产生的,即令网络A 中所有独立源为零后在11'端口产生的电压U ',如图2-10-2(e )所示,这时有源网络A 即变为相应的网络P ,值得注意的是倘若A 中含受控源,受控源应依然保留在网络P 中。
观察图(e ),设从11'端口向左看的入端等效电阻为d R ,即网络P 的入端等效电阻为Rd ,则有d U R I '=-,两个分量叠加得:d d d U U U U R I '=+=-。
对照图2-10-2(b )可知,上述图(b )与图(a )具有相同的端口特性方程,由此可知图(b )就是图(a )的等效电路,戴维南定理得证。
网络定理测试实验报告
一、实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,加深对该定理的理解。
2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
3. 学习电路分析的基本原理和实验技能。
二、实验原理1. 戴维南定理:任何一个线性含源一端口网络,对外部电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电压等于原一端口的开路电压Uoc,其电阻等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req。
2. 诺顿定理:任何一个线性含源一端口网络,对外部电路而言,总可以用一个理想电流源和电阻的并联形式来代替,理想电流源的电流等于原一端口的短路电流Isc,其电阻等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 万用表3. 电阻箱4. 电流表5. 电压表6. 电路实验板7. 连接线四、实验步骤1. 构建电路:根据实验原理,搭建戴维南等效电路和诺顿等效电路。
2. 测量开路电压Uoc:将万用表设置在电压挡,测量原一端口的开路电压。
3. 测量短路电流Isc:将万用表设置在电流挡,测量原一端口的短路电流。
4. 计算等效电阻Req:根据戴维南定理和诺顿定理,计算等效电阻Req。
5. 测试等效电路:将等效电路接入外部电路,观察并记录电路性能。
五、实验数据与结果1. 开路电压Uoc:测量值1为5V,测量值2为5.2V。
2. 短路电流Isc:测量值1为0.5A,测量值2为0.48A。
3. 等效电阻Req:根据戴维南定理和诺顿定理,计算得到Req为10Ω。
4. 测试等效电路:将等效电路接入外部电路,观察并记录电路性能。
在测试过程中,发现等效电路的性能与原电路基本一致。
六、实验分析与讨论1. 实验结果表明,戴维南定理和诺顿定理在理论上是正确的,可以通过实验验证。
2. 实验过程中,需要注意电路搭建的准确性,以及测量数据的准确性。
3. 实验结果表明,等效电路的性能与原电路基本一致,说明戴维南定理和诺顿定理在实际应用中具有较高的可靠性。
线性电路的分析方法和网络定理
线性电路的分析方法和网络定理
线性电路的分析方法主要有两种:基尔霍夫定律分析法和等效电路法。
1. 基尔霍夫定律分析法:
基尔霍夫定律是指基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
根据基尔霍夫电流定律,一个节点的进入电流等于离开电流的代数和。
根据基尔霍夫电压定律,一个回路中所有电压的代数和等于零。
利用这两个定律,可以列出若干个方程来求解电路的未知量,比如电流和电压。
2. 等效电路法:
等效电路法是指通过将复杂的线性电路简化为等效电路,再进行分析。
常见的等效电路包括电阻、电容和电感等。
通过将电路中的各个元件用等效电路替代,可以用简单的电阻、电容和电感的连接方式来分析电路。
等效电路法可以大大简化复杂的电路分析过程,使得计算更加方便。
网络定理是一种用于分析线性电路的重要工具,常见的网络定理包括:欧姆定律、基尔霍夫定律、奥姆-柯西定律、叠加原理、原电流原压理论、特尔肯定理等。
这些定理可以用来简化电路分析过程,提高分析的效率和准确性。
例如,奥姆定律可以通过电压和电阻的关系来计算电流;叠加原理可以将复杂电路分解为几个简单电路进行分析;特尔肯定理可以通过等效电路简化电路分析等。
电路分析诺顿定理
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诺顿定理是电路分析中的重要定理之一,它提供了一种将任意线性有源二端网络等效为一个电流源和 电阻的方法,使得电路的分析和计算变得更为简便。
诺顿定理的重要性
1 2 3
简化电路分析
通过使用诺顿定理,可以将复杂的电路网络简化 为一个简单的电流源和电阻模型,从而大大简化 了电路分析的过程。
扩展电路的应用范围
诺顿定理与基尔霍夫定律 的比较
诺顿定理可以看作是基尔霍夫定律的推广。 在某些情况下,如果一个电路可以被视为一 个并联电路,那么可以使用诺顿定理来简化
分析。
与戴维南定理的比较
戴维南定理
戴维南定理是电路分析中的一个重要定理,它可以将一个复杂的电路等效为一个简单的 电路,从而简化分析过程。
诺顿定理与戴维南定理的比较
理想元件假设
诺顿定理基于理想元件的假设, 忽略了实际元件的电阻、电容和 电感等参数的不完美性。
计算精度问题
在实际应用中,由于测量误差和 电路参数的不确定性,可能导致 计算结果存在一定的误差。
改进方向一:理论层面的深入研究
01
拓展适用范围
研究如何将诺顿定理的应用范围 扩展到非线性或时变电路,提高 其在复杂电路分析中的适用性。
在模拟电路分析中,诺顿定理可以用于计算放大器的输入电阻、输 出电阻和电压增益等参数。
数字电路分析
在数字电路分析中,诺顿定理可以用于计算逻辑门的输入电阻和输 出电阻,从而更好地理解数字电路的行为。
02
诺顿定理的推导过程
推导所需的预备知识
基尔霍夫定律
是电路分析的基本定律,包括电流定律和电 压定律,用于描述电路中电流和电压的约束 关系。
网络定理的实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握网络定理的基本概念和应用。
2. 通过实验验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。
3. 学会使用实验设备进行网络参数的测量。
二、实验原理1. 戴维南定理:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电压等于原一端口的开路电压Uoc,其电阻(等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req。
2. 诺顿定理:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电流源和电阻的并联形式来代替,理想电流源的电流等于这个有源一端口网络的短路电流ISC,其等效内阻R0定义同戴维南定理。
三、实验器材1. 实验电路板2. 信号发生器3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 导线四、实验步骤1. 搭建实验电路,如图所示。
2. 调整信号发生器,使其输出一定频率和幅值的正弦波。
3. 使用电压表测量开路电压Uoc,记录数据。
4. 使用电流表测量短路电流ISC,记录数据。
5. 根据戴维南定理和诺顿定理,计算等效内阻Req和等效电阻R0。
6. 使用电阻箱调整电路参数,观察并记录不同参数下的开路电压和短路电流。
7. 分析实验数据,验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。
五、实验数据及结果1. 开路电压Uoc:根据实验数据,开路电压Uoc为5V。
2. 短路电流ISC:根据实验数据,短路电流ISC为1A。
3. 等效内阻Req:根据戴维南定理,Req = Uoc / ISC = 5V / 1A = 5Ω。
4. 等效电阻R0:根据诺顿定理,R0 = Uoc / ISC = 5V / 1A = 5Ω。
5. 实验数据与分析:通过实验数据,验证了戴维南定理和诺顿定理的正确性。
在不同参数下,开路电压和短路电流的变化符合理论计算结果。
六、实验总结1. 通过本次实验,加深了对网络定理的理解,掌握了戴维南定理和诺顿定理的应用。
2. 实验过程中,学会了使用实验设备进行网络参数的测量,提高了动手操作能力。
电力系统中的电路分析方法教程
电力系统中的电路分析方法教程电力系统是指由输电线路、变电站以及发电厂等构成的电能传输和分配网络。
在电力系统中,电路分析是非常重要的一项工作,它用于研究电路中电压、电流、功率等参数的分布和变化规律。
电路分析方法的正确应用可以保证电力系统的稳定和安全运行。
下面我们将介绍几种常用的电路分析方法。
1. 网络定理网络定理是电路分析的基础,它可以简化电路的复杂性,便于计算和理解电路行为。
其中较为常用的网络定理有:(1)欧姆定律:根据欧姆定律,电路中的电流与电压成正比,电阻是电流和电压之比的系数。
这个定律可用于计算电阻、电压和电流之间的关系。
(2)基尔霍夫定律:基尔霍夫定律分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,电路节点的所有电流总和为零;基尔霍夫电压定律指出,沿着一个闭合回路的所有电压总和为零。
这两个定律可以用于解决复杂电路中的电流和电压分布问题。
(3)超级定律: 超级定律是一种电压电流关系的求解方法,可用于求解含有多电压源和多电流源的电路。
通过超级定律,我们可以利用电压电流分压和分流的关系,将电路简化为更容易计算的形式。
2. 等效电路等效电路是指将原始电路简化为等效的电路,保持电路的输入与输出特性不变。
等效电路的使用可以大大简化电路分析的过程。
常用的等效电路有:(1)戴维南定理:戴维南定理是一种将电路简化为等效电动势(电压源)和等效电阻的方法。
它利用电源电压和接口电流之间的关系,将原始电路简化为等效的电压源和串联的等效电阻。
(2)泰利定理:泰利定理是一种将电路简化为等效电流(电流源)和等效电阻的方法。
它利用电流和电源电压之间的关系,将原始电路简化为等效的电流源和并联的等效电阻。
3. 直流电路分析直流电路是指电流方向不会改变或变化很缓慢的电路。
直流电路分析方法相对简单,常用的有:(1)欧姆定律:根据欧姆定律,可以计算电阻、电压和电流之间的关系。
(2)串并联电阻:通过串并联电阻的关系,可以计算电路中总电阻和分压、分流规律。
电路分析原理第四章 线性网络的几个定理及等效网络
第四章 线性网络的几个定理及等效网络
第一节 叠加定理 第二节 互易定理 第三节 替代定理 第四节 戴维宁定理 第五节 诺 顿 定 理 第六节 最大功率传输定理 第七节 Y形网络与△形网络的等效变换 ∗第八节 理想电源的转移
第一节 叠加定理
一、叠加定理的陈述 二、叠加定理的证明 三、应用叠加定理要注意的几个问题 四、叠加定理的应用
图4-8 互易现象三, / = / (注意参考方向)
a) 1-1′
2-2′开路 b) 2-2′
1-1′短接
4.互易现象四
1) 在图4-9a中, 1-1′间由电流源IS1激励, 2-2′间的短路电流为I2 2) 在图4-9b中, 2-2′间由电压源S2激励, 1-1′间的开路电压为1
4.互易现象四
/ = / (注意参考方向)
2-2′短接 b) 2-2′
1-1′开路
三、互易定理的形象化讲法
1)互易定理陈述一指出,线性网络中唯一的一个电压源,与任 一支路中零内阻的电流表交换位置时,电流表的读数不变。 2)互易定理陈述二给出,线性网络中的唯一的一个电流源,与 跨接在任意两端、内阻为无穷大的电压表交换位置时,电压表 的读数不变。
图4-9 互易现象四, / = / (注意参考方向)
a) 1-1′
2-2′短接 b) 2-2′
1-1′开路
二、互易定理
1.陈述一(互易定理一) 2.陈述二(互易定理二) 3.陈述三 4.陈述四(互易定理四)
1.陈述一(互易定理一)
图4-10 a) 1-1′
/ = / (注意参考方向)
2-2′短接 b) 2-2′
一、叠加定理的陈述
图4-1 叠加定理示图
a)
电路理论_04_线性网络定理
8
6
3A
+
2 3 U
12V
+
8
6
+ 2 3 U1
8
6
3A
+
2 3 U2
解:首先画出电源单独作用的电路如图所示
当12V电压源作用时,应用分压公式得:U 1
3
3
6
12
4 V
当3A电流源作用时,应用分流公式得: U 2
3
6
6
3
3
6V
则所求电压:U = U1+U2=-4+6=2V
3电阻的功率: P
U2 3
2020/5/7
9
例4-1 将例2-1的电源电压U 改为20V,应用齐性定理 重新求解ab端的等效电阻及电流I1和电压U1。
aI
+ 1
1
1
1
I1 +
U=20V
2
2 2
1 U1
b
解:如图所示,设I1 =1A,则 U1=1*I1=1V I=2*2*2*I1=8A U=(1+1)I=16V
给定U=20V,相当于激励增加了 =20/16=1.25 倍
22 3
1.33 W
2020/5/7
11
例4-3 用叠加定理计算图示电路的电压u 和电流 i。
2
2
2
i +
10V
+ 2i 5A +
i1 +
u
10V
1
+
+ 2i1
i2
u1
1
+ 2i2 5A +
u2
1
解:首先画出独立源单独作用时的电路如图所示,
(大学物理电路分析基础)第4章网络定理
目录
• 基尔霍夫定律 • 叠加定理 • 戴维南定理 • 诺顿定理
01
CATALOGUE
基尔霍夫定律
定义
基尔霍夫定律是电路分析中的基本定律之一,它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和 基尔霍夫电压定律(KVL)。
基尔霍夫电流定律指出,对于电路中的任一节点,流入该节点的电流之和等于流出 该节点的电流之和。
流和电压、计算功率等。
在解决复杂电路问题时,通常需要结合 其他电路定理和定律,如欧姆定律、电
源定理等,以简化问题的解决过程。
基尔霍夫定律是电路分析中的基础理论 之一,对于理解电路的工作原理、设计 电路以及解决实际问题具有重要的意义
。
02
CATALOGUE
叠加定理
定义
• 叠加定理:线性电路中,多个独立源共同作用产生的响应 ,等于各个独立源单独作用于电路所产生的响应之和。
内容
线性电路
01
叠加定理适用于线性电路,即电路元件的电压和电流成正比关
系。
独立源
02
叠加定理只适用于独立源,即源之间没有相互影响。
响应之和
03
各个独立源单独作用于电路所产生的响应是相互独立的,它们
的响应之和即为多个独立源共同作用产生的响应。
应用
简化计算
在复杂电路中,通过应用叠加定理, 可以将多个独立源的共同作用分解为 各个独立源单独作用于电路所产生的 响应,从而简化计算过程。
诺顿定理还可以用于验证电路分析的正确性和解决复杂电路问题,提高电 路分析的效率和准确性。
THANKS
感谢观看
基尔霍夫电压定律指出,对于电路中的任一闭合路径,沿该路径的电压降之和等于 零。
电路中的综合电路分析方法
电路中的综合电路分析方法电路分析是电子工程中不可或缺的重要环节,它帮助工程师们理解电子元器件的工作原理、研究电路的稳定性和性能等诸多问题。
在电路中,综合电路分析方法起着关键的作用。
本文将探讨多种综合电路分析方法,从而帮助读者更好地理解和应用于实际电路设计。
一、基本电路分析方法在开始学习综合电路分析方法之前,我们首先需要掌握基本的电路分析方法。
基本电路分析方法包括基尔霍夫定律和欧姆定律。
基尔霍夫定律指出在任何一个电路中,流过某一节点的总电流等于进入该节点的总电流。
欧姆定律则说明电流和电压之间的关系,即U = IR。
这些基本定律为综合电路分析提供了基础。
二、等效电路方法等效电路方法是一种简化复杂电路的常用手段。
它将一个复杂电路简化为一个等效电路,以便更方便地进行分析。
常见的等效电路有电阻、电容和电感等。
例如,可以通过串联和并联组合电阻来得到不同阻值的等效电阻,从而简化电路结构。
等效电路方法不仅适用于直流电路,也适用于交流电路。
三、网络定理方法网络定理是电路分析中的重要工具。
它们基于基尔霍夫定律和欧姆定律,通过建立方程组来求解电路中的未知量。
著名的网络定理包括戴维南-诺顿定理、毕奥-萨伊法尔定理和最大功率传输定理等。
这些定理提供了快速而准确地求解电路问题的方法。
四、频域分析方法频域分析方法是电路分析中的一种重要技术。
它将信号从时间域转换为频率域,通过频谱分析来研究电路的响应特性和频率特性。
常见的频域分析方法包括傅里叶变换和拉普拉斯变换等。
这些方法能够提供更全面的信息,有助于我们了解电路在不同频率下的响应情况。
五、模拟电路分析方法模拟电路分析方法是研究电子元器件和电路的性能的重要工具。
模拟电路分析分为直流分析和交流分析两个方面。
直流分析主要研究电路在恒定电流下的工作情况,而交流分析则研究电路在交变电流下的性能。
模拟电路分析方法不仅可以用于理论研究,还可以用于电路的设计和调试。
综合电路分析方法是电子工程中必不可少的一部分,它们能够帮助我们更好地理解电路的工作原理、研究电路的性能和稳定性等问题。
线性网络定理
4
2、戴维南等效电源参数的测量 实验电路如图3-1所示.用万用表测量网络ab端的电压Uoc和短路电流
Isc,1.5K电阻接于ab端电压UR,记录结果在表3-1中,用两种方法计 算R0,并与理论值进行分析,分析误差原因.
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二原理说明
1. 线性的比例性:在含单个独立源的线性电路中,当 独立源增大或减小K倍时,由其引起元件上的电压电流 也增加或减小K倍,这就是线性电路的比例性。 叠加定理:在含多个独立源的线性电路中,每一元件上 的电压或电流可看成是每一独立源单独作用时,产生 的电压电流的代数和。
1
2.
戴维南定理是指任何一个线性含源二端网络,总可以用一个
等效电压源或等效电流源表示,等效成电压源时其等效电动势等
于该网络的开路电压,内阻等于该网络中所有独立源为零时的等
效电阻。
2
三.预习要求
(1)计算图3-1所示的戴维宁等效电路 (2)用叠加定理计算各支路(图3-2)所示电压值.
3
1. 叠加定理验证: 按图3-2连线,然后调试两组电源,(带载调试) (1).测量E1,E2 共同作用时各电阻上电压,数据记录在表3-2 (2)测量E1单独作用时,各电阻上电压 (3) 测量E2单独作用时,各电阻上电压 注意: 不作用的电源先拔下来在短接,以免烧坏电源.接线时,电源负极
电路分析中网络定理解题应用的探究
电路分析中网络定理解题应用的探究作者:孙杨曹家琪来源:《电脑知识与技术》2018年第31期摘要:在电路分析的解题过程中,对于某些问题如果我们不对它们进行处理而是直接采用基尔霍夫定律进行求解,会十分的烦琐。
采用网络定理对电路进行相应简化,就可以减少计算量,避免出错。
本文将对网络定理在解题中的应用进行一些探究。
关键词:叠加定理替代定理戴维南定理诺顿定理最大功率传输定理特勒根定理互易定理中图分类号:TP311; ; ; 文献标识码:A; ; ; 文章编号:1009-3044(2018)31-0245-031 叠加定理1.1; 叠加定理的内容当网络中只有单个激励作用时,相应与激励成正比,符合齐次性。
当网络中有多个激励同时作用时,总响应等于每个激励单独作用时产生的响应分量的代数和,符合可加性。
1.2; 叠加定理应用注意点运用叠加定理的网络应是线性网络,非线性网络可以用叠加定理;叠加定理不能用来计算功率和能量,因为它们不是线性的;应用叠加定理的易漏点是将独立源置零,这个不能忘记;受控源不同于独立源,应该保留下来;叠加计算响应的时候应该注意每个响应的方向。
1.3; 叠加定理的具体应用在普通的线性网络中,叠加定理的应用十分的常见。
我们将电路中的其他独立源置零,然后分别计算,最后叠加。
在正弦稳态电路中也是如此。
我们将那些频率不同的正弦量分开处理。
分别求出它们独立作用时的响应,最后化为相量形式进行叠加。
2 替代定理2.1 替代定理的内容在具有任意唯一解的集总参数网络中,设已知某条支路k的支路电压uk(或支路电流ik),且该支路k与网络中的其他支路无耦合,如果该支路用一个电压为uk的独立电压源(或电流为ik的独立电流源)替代后所得的电路仍具有唯一解,则替代前后电路中支路电压和电流保持不变。
替代定理的本质直观地理解,就是用电路中一个端口所具有的电量大小的元件或元件组合替代该端口连接的部分,替代后不改变端口的拓扑结构,因而也就不改变KCL和KVL方程。
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∴ I″= 4 I1″= 6A (3) I = I′+ I″=10A
3Ω
•
3 I1″ 3Ω
•
I1″•
I″
3A
•
作业(157页)4 - 4 4—5
§ 4—2戴维宁定理
戴维宁定理提供了求线性含源单口网络
等效电路及VCR普遍适用的另一种方法。
线性 含源N
a
可简化为
R0
a
b
+ uoc
-
b
(又称为戴维宁等效电路)
(1)很快写出单口网络的VCR;
(2)简化电路的求解(化成单独立节点电路);
例:求图示单口的VCR
15Ω
5
i
•
•
+
30V
-
2A
5Ω
+
60V
u
-
•
•
解:用诺顿定理
(1)求R0
直接
看出 5 //20 4
+
30V
-
(2)求isc(用叠加定理)
15Ω 5Ω
i
••
+
2A •
5Ω
+ •- 60V
u
+
30V
-
1A
2 求 R o
先求 u oc : u o c3 4 u oc
则
u oc
3V 5
1Ω •
-
3V
+
+
2Ω 2uo
uoc
c•
-
•
isc Ro
3 1A •5
Ro
u oc i sc
3 5
作业:4—20,22,23
§4—4 最大功率传输定理
线性 含源
N
+ R0
RL
uoc -
或
• isc
励的叠加性。线性电路的比例性和叠加性可用叠加
定理反映出来,并用来求解电路的响应。
3.叠加定理
由几个独立源共用作用产生的响应,等于每一 个独立源单独作用产生的响应之和。 说明:
(1)某独立源单独作用时,其它独立源应置 零(电压源短路,电流源开路);
(2)受控源不能单独作用,也不能随意置零;
(3)叠加定理不适用于功率叠加。
当求戴维宁或诺顿电阻Ro时,可以不 将N的内部独立源置零,在求得uoc之后,
再求端口处的短路电流isc,则
Ro
uoc isc
R0
+ -uoc
isc
这种方法对含受控源的电路有时会很方便。
例:化简下图电路
1Ω •
-
3V +
2u
u
2Ω
-
•
1Ω - 3V +
2Ω
isc
解:化成诺顿等效电路
1
i sc
3V 3
+ us
R2
• R4
-
R1
• R3
+ uoc -
R2
• R4
解:用戴氏定理化简RL以外的单口网络
1 求 u o cu 2 u 4 R 1 R 2 R 2R 3 R 4 R 4 u s
R1 • R3
Ro
uoc
+-
• ab •
R2
• R4
a
RL i b
2 求Ro
Rab
R1R2 R1 R2
正、负号取决于 i 的参考方向
(2)化简电路,以便求电路中某一支路的 电压或电流。
例4—7 求图示电路u 与i 的VCR。
+
18V
-
6Ω
••
+
i
12Ω u
3i
••
-
+ 18V -
解(1)求uoc = 12V
(2)将18V电压源置零,
并外加 i = 1A,求u
6Ω
•+
12Ω
uoc
•-
6Ω
•
i =1A
20Ω isc’ 1.5A
15Ω 5Ω
•
5Ω
2A isc″ 1.5A
+
•
60V-
″isc′ 12A
i SC
i
,
sc
i
,,
sc
i
,,,
sc
15A
3 VCR为
或
i u 15 4
u 4i 60
i
•
isc
Ro
+ u
15A
4Ω •
-
二、含源单口网络uoc、isc和Ro三者 之间的关系——Ro的另一种求法
+ u″ i
-
(b) b
(c) b
对图(a)中的u,可用叠加定理求得(如图b、c)
u=由N内部独立源产生的电压u′+由电流源i 产生的电压u″
∵ u″= R0i ∴ u = uoc+Roi
证毕。
R0
+
+
uoc
u
-
-
戴维宁定理的用处: (1)求任意复杂含源单口网络的VCR 戴维宁定理描述了线性含源单口网络的这 样一个性质,即它的VCR总可以表示成: u =uoc ±Roi 求出uoc和R0后,在上述VCR中填空即可
•
+
3A
12Ω u
••
- R0
i16612 133 2A u1i218V
则 Rou i 8
(3)其VCR为 u = 12 - 8 i
例:求I=?
I 1Ω a•
+
3Ω
12V
-
b•+- 2I
+ aI=0•
3Ω
6A
Uoc -b
•+- OV
aI
6A
Ro
+ u
b-
3Ω
+
2I
-
解:用戴氏定理将a、b以右电路简化
网络定理
§4—1叠加定理
R1
1.线性电路的比例性
u2R1R 2R2uSkS u
us+ -
+ R2 u2
-
若激励US增大a倍,则响应U2也增大a倍。
2.线性电路的叠加性
R1
i2
i2
R1
1
R2
us
R1 R1 R2
is
+ us
iS
k1us k2is i2 i2’
-
+ R2 u2
-
上式既体现了对单个激励的比例性,又体现了对每个激
R3R4 R3 R4
(3)从原电路的等效电路得
i uoc Ro RL
(4)若要i= o,应uoc=o, ∴条件为 R1 R4 = R2R3;
满足此条件时,原电路的a、b两点等电位。
作业4—8(a、b)12、 15 (159页)
§4—3 诺顿定理
N
可等效为
isc
Ro
b
•
b
例:用叠加定理求图示电路的电流I。
3Ω
3Ω
3I1
•
+
_6V
3Ω
•
I
I1 •
•
+
6V
3A
-
3 I1′ 3Ω I1′
•
I′
•
解:(1) 6V单
∵ I1′= 6/(3+3) = 1A
∴ I′= I1′+ 3 I1′= 4A
3Ω
•
+ 6V
-
3I1 3Ω
•
I1 •
I
3A
•
(2)3A单
∵ I1″ = 1.5A
(又称为诺顿等效电路)
图中Ro同上节,isc为a到b的短路电流。
诺顿定理是戴维宁定理的对偶定理。
证明略。 根据诺顿定理,一个线性含源单 口网络的VCR可表示为
i
u Ro
isc
关联方向取+,反之取负。
诺顿定理也反映了线性含源 N 的VCR可以写成 一个简单解析式的这一性质。
诺顿定理与戴氏定理一样可用来
图中:Uoc是a、b两端开路时的电压uab开; Ro是N内部独立源为零时的Rab。 (也称为N的输入R或输出R)
证:将证明N与戴氏电路具有相同的VCR
∵任何元件或单口的VCR与外接电路无关,为简单计,
设外电路为一电流源i,端口处的电压为u ,现求u=?
ia
+
N
u
(a) b
a+
a
i= N
u′= uoc + No
(1)求 uoc=3×6=18V
(2) 求R0∵ u=3I+2I=5I ∴ Ro =5Ω
(3)原电路简化为
I 1Ω
5Ω
+
12V
-
•
a R0 +
uoc
b
-
1218 18V I 6 1A
•
例4—9 求电桥电路中的电流 i=?,若要i=0, 各电阻值应满足什么条件?
+ us
-
R1
a•
• R3
RL i •b