2电路的基本分析方法4-8共27页
电工技术基础课程标准
电工技术基础课程标准(共27页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-《电工技术基础》课程标准编制单位：1、课程性质课程的定位《电工技术》是高职机电一体化专业的一门基础技能课程.衔接前导基础课及后续专业课的桥梁，对培养职业能力起主要支持作用。
又是一门实践性较强的电类应用学科。
它不仅是学科教育,更是素质教育通过本课程的学习，可使学生获得常用电路分析、设计、安装、维护、测量以及故障诊断等基本知识与实践技能。
为学习电子技术、机床电气控制、机电设备维修等后续课程及从事工程技术工作打下一定的基础。
达到维修电工（中级）职业技能资格考证培训要求。
课程的设计理念和思路课程的设计理念从生产实际出发所学为所用够用为度根据职业能力确定教学目标根据工作任务整合教学内容根据工作岗位设计教学情境根据工作流程设计教学过程根据职业标准设计评价标准课程的设计思路以项目式教学模式开展课程教学，提升学生职业能力。
以具体的电路检测与连接为载体。
融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做一体化教学。
突出课程的职业性、实践性和开放性。
以学生为主体，践行“教、学、做”一体的教学原则。
参考行业、企业实践经验进行开发知识、技能、素质三目标的实现贯穿于整个教学过程中。
采取多样化教学方法。
职业面向机电设备维修岗位、机床操作岗位职业拓展产品设计与工艺设计岗位、机电产品营销岗位、生产管理岗位2、工作任务和课程目标工作任务典型工作任务根据《机电一体化专业人才培养方案》和职业岗位典型工作任务分析，确定《电工技术基础》典型工作任务如表1所示。
2.1.2专业能力和知识目标根据表1的典型工作任务，确定本课程专业能力与知识目标如表2所示。
课程目标专业能力目标1.具有分析解决中等复杂程度典型、常用电路问题的能力和基本操作技能。
2具有识读电路图，计算电路基本物理量的能力。
3会应用电路理论解决生产、生活中的实际问题的能力。
4能进行电路分析和计算5用低压电气控制系统线路连接，元器件识别、使用的能力6能熟练使用常见的工具和电子仪器。
电路及分析方法
电路的状态与参数
总结词
电路的状态包括开路、短路、断路和通路四种，电路 的主要参数包括电流、电压、电阻、电感和电容等。
详细描述
开路是指电路中无电流通过的状态，短路是指电流不经 过负载直接由电源正负极流过的状态，断路是指电流无 法形成闭合回路的状况，通路是指电流能够正常流通的 状态。电流是指单位时间内通过导体的电荷量，电压是 指电场中两点之间的电势差，电阻是指导体对电流的阻 碍作用，电感是指电流变化时产生感应电动势的能力， 电容是指储存电荷的能力。这些参数对于理解和分析电 路的工作原理具有重要意义。
PART 03
交流电路分析
REPORTING
WENKU DESIGN
正弦交流电的基本概念
正弦交流电
相位和初相
正弦交流电是一种随时间按正弦规律 变化的电压或电流，是自然界中普遍 存在的电能形式。
相位表示交流电某一时刻所处的状态， 初相是正弦交流电开始计时时的相位。
周期、频率和角频率
正弦交流电的周期是表示交流电变化 一周所需的时间，频率是单位时间内 交流电变化的周数，角频率是正弦交 流电的相位变化率。
应用
小信号分析法广泛应用于通信、雷达、音频等领域中的非线性电路 分析。
优点
该方法能够得到较为精确的解，适用于对精度要求较高的场合。
PART 05
电路仿真与分析软件
REPORTING
WENKU DESIGN
Multisim软件介绍
交互式界面
用户界面直观易用，方便用户进行电路设 计和仿真分析。
A 电路设计与仿真
PSpice软件介绍
电路模拟与仿真
PSpice是一款强大的电路模拟与仿真软件， 能够模拟和分析各种电路的性能。
初学者如何看懂电路图共27页
如何看懂电路图2－－电源电路单元前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。
一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。
其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。
好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。
同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。
因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。
按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。
下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。
让我们从电源电路开始。
一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。
电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。
常见的家用电器中多数要用到直流电源。
直流电源的最简单的供电方法是用电池。
但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。
电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。
其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。
二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。
（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。
在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电（ 2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （ b ）。
电路分析课后习题答案
练习题051解答：
令Us单独作用时的开路电压Uoc=0，由图(b)得： 所以：
第64页，共78页。
练习题022：
图示电路中，二端口电阻的电阻参数矩阵为 变比n＝2。求电流i。
第65页，共78页。
练习题022解答：
列出二端口电阻特性方程及理想变压器特性方程
又由KVL及KCL得 将以上方程联立求解得到
求得：
故：
电阻R1、R2、R3消耗的功率分别为：
第47页，共78页。
练习题045解答（续1）：
R1、R2、R3消耗的功率之和就是图(a)中三个60 电阻消 耗的功率之和，即：
第48页，共78页。
练习题046：
利用置换定理求图(a)所示电路中的电压U。
第49页，共78页。
练习题046解答（1）：
第57页，共78页。
练习题049：
图(a)电路中．N为线性电阻网络，当Is1=2A、Is2=0时，Is1 的输出功率为28w，且U2＝8V；当Is1＝0、Is2=3A时，Is2 的输出功率为54W，且U1=12V。求当Is1＝2A、Is2＝3A共 同作用时每个电流源的输出功率。
第58页，共78页。
图示电路中，电感L和电容C在t=0时均未储能，设 us=at(t>0)。求t为何值时L和C上的储能相等?并求此能量
练习题001：
网络线图如图所示，已知部分支路电流，求 电流i2。
第1页，共78页。
练习题001解答：
方法一：在节点上应用KCL，则： 节点③：i4＝2A十3A＝5A 节点④：i3＝8A—i4 ＝ 3A 节点①：i2 ＝ 1A十i3＝4A 方法二：在封闭面上应用KCL，则 封闭面S： 一i2十1A一2A一3A十8A ＝ 0
电路结点电压法
选结点电压为变量 ，则KVL自动满足，无需列写 KVL方程；各支路电流、电压可为结点电压的线性组合； 求出结点电压后，便可方便地得到各支路电流。
第3页/共27页
iS3
举例说明：
i1
un1 1 i3 i2
R3 2 un2 i5
iS1
R1
iS2
R2 i4 R4
R5
uA-uB
0
uA
uB
KVL自动满足 (uA-uB)+uB-uA=0
R1
iS2
R2 i4 R4
R5
1111
11
(
R1
R2
R3
R4
)
un1
( R3
R4 )un2
iS1
iS2
iS3
11
111
( R3
R4
)un1
(
R3
R4
R5
)
un 2
iS3
令 Gk=1/Rk，k=1, 2, 3, 4, 5 上式简记为
G11un1+G12un2 = iSn1 G21un1+G22un2 = iSn2
第4页/共27页
结点电压的概念：
任选电路中某一结点为零电位参考点(用 表示)，其他 各结点对参考点的电压，称为结点电压。
结点电压的参考方向从结点指向参考结点。
iS3
un1 1 i3
R3 2 un2
i1
i2
i5
iS1
R1
iS2
R2 i4 R4
R5
0
第5页/共27页
方程的列写
(1) 选定参考结点，标明其余n-1个独立结点的电压。
3.6 结点电压法
电工电子技术电路及其分析方法PPT学习教案
+
+
E1_
I3
R3
_ E2
以上支路连接的点 如a b
回路 由一条或多条支路
b
组成的闭合路径
如 abca adba adbca
第18页/共91页
1.5.1 基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一结点上的 各支路电流之间的关系。 根据电流连续性原理，电荷在任何一点均不能堆积( 包括结点)。故有
S2 S3
行而规定的允许值。
–
电气设备不在额定 条件下运行的危害： P
电源输出的电流和功 率由负载的大小决定
不能充分利用设备的能力；
降低设备的使用寿命甚至损坏设备。
第14页/共91页
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.2 电源开路
当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。
a
++
E_
U
R0
0
_
b
并且在这些电阻中通过同一电流，则这样的连接方法称
为电阻的串联。
I
++ U1 R1 –
U+ U2 R2
––
分压公式
I +
U1
R1 R1 R2
U
U –
R
U2
=
—R—2— R1 + R2
U
等效电阻
R = R1 + R2
第26页/共91页
1.6.2 电阻的并联 电路中两个或更多个电阻连接在两个公共的结点之 间，则这样的连接法称为电阻的并联。在各个并联支路( 电阻)上受到同一电压。
B
[解] P = UI = (–2) 3 W = – 6 W
电路分析方法
电路分析方法电路分析是电子工程中的重要基础课程，它是研究电路中电压、电流和功率等物理量之间的相互关系，通过分析电路的工作原理和特性，为电子设备的设计和应用提供理论支持。
在电路分析中，我们常常会用到各种方法和技巧来解决问题，下面将介绍一些常用的电路分析方法。
首先，我们来介绍一种常用的电路分析方法——基尔霍夫定律。
基尔霍夫定律是电路分析的基础，它包括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，在电路中，流入任意节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
而基尔霍夫电压定律则指出，在闭合回路中，电压源的代数和等于电阻元件两端的电压之和。
通过应用基尔霍夫定律，我们可以方便地分析复杂的电路，解决电路中的各种问题。
其次，另一种常用的电路分析方法是戴维南定理。
戴维南定理是一种基于等效电路的分析方法，它可以将复杂的电路简化为等效电路，从而更容易地进行分析。
通过戴维南定理，我们可以将电路中的电压源和电流源转化为等效电阻，从而简化电路结构，减少计算难度，提高分析效率。
除了基尔霍夫定律和戴维南定理，还有一种重要的电路分析方法——追踪法。
追踪法是一种通过追踪电流或电压的变化来分析电路的方法，它特别适用于复杂的多级放大电路和反馈电路的分析。
通过追踪法，我们可以清晰地了解电路中各个元件的工作状态，找出电路中的故障和问题，并进行相应的修复和优化。
此外，还有一些其他的电路分析方法，如频域分析、时域分析、瞬态分析等，它们分别适用于不同类型的电路和问题，可以帮助我们更全面地了解电路的特性和行为。
总之，电路分析是电子工程中不可或缺的重要环节，通过掌握各种电路分析方法，我们可以更好地理解电路的工作原理，解决电路中的各种问题，为电子设备的设计和应用提供有力支持。
希望本文介绍的电路分析方法能够对你有所帮助，欢迎大家多多交流，共同进步。
受控电源电路的分析
R1
R1
R2
VA
1.02 V U 第27页/共29页
ABO
求短路电流：
I1 R1
I 2 R2
+
+
– U1 I 40 I1
U2
–
A IAB
B
I AB
I1 40I1
I2
U1 R1
40 U1 R1
U2 R2
42
mA
等效电阻：
RAB
U ABO I AB
1.02 V 42 mA
24
I3
U ABO 0.5 mA R R 3 第2A8页B/共29页
R1 6
U + I1 9V -
6/7
UD' +
_
U D'
I1 7
V
6 7
6I1
I1 7
9
7I1 9
I1 1.3 A
第18页/共29页
2.6.3 输入电阻(输入阻
抗)
ii
输入 ui
网络
（有源或无源）
uo 输出
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输入电阻—从输入端看进去的等效电阻
Ri
ui ii
ui为直流电压，Ri为直流输入电阻
(1 )R2
I1
U o Io
)R2
(1 )R2 R1 (1 )R2
I1 (1 )I1 (1
R1R2
R1 (1 )R2
U i
) Ui R1
第25页/共29页
例5：R1=1k， R2=1k， R3=2k， U1=1V， U2=5V
求：电流I3
A
I1
R1
+
– U1
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自电阻：主网孔回路上各个 电阻之和
互电阻：相邻网孔与主网孔 之间 的公共电阻之和
以网孔电流作为独立变量， 列写b-n+1个网孔回路的
Multism举例
作业2.15 2.16
非线性电阻电路的分析
线性电阻的描述
电阻两端的电压与通过的电流成正比； 或电阻值不随电压/电流的变化而变化。
节点d： I4 I6 I5
（取其中三个方程）
b
列电压方程
I2
abd: a
I1
I6
E4 I4R4I1R1I6R6
a
R6
c
bcd:b
I3 I4
I5
0I2R2I5R5I6R6
d
+E3
R3
ad:ca E3E4I3R3I4R4I5R5
电压、电流方程联立求得： I1 ~ I6
支路电流法小结
解题步骤
结论
1 对每一支路假设 1. 假设未知数时，正方向可任意选择。
问题的提出：在用基氏电流定律或电压定律列 方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？
例 分析以下电路中应列几个电流方程？几个 电压方程？
I1
a
I2
E1
+R1 #1
-
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ E2
b
I1
a
I2
E1
+R1 #1
-
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ E2
b 基氏电流方程：
#1
节点a：I1I2 I3 #2
UAB
1
R1 R3 11
1
R1 R2 R3 R4
结点电压法推导
I1
支路电压方程：
R1
I2
U AB E 1 R 1 I 1 E1 U AB R 2 I 2
U AB E 3 R 3 I 3
U AB R 4 I 4
节点电流方程：
I1 I2 I3 I4 0
A I3
R2 R3
B
R4 E3 I4
I1
U
s1 R1
U
I2
U
s2 U R2
I3
U R3
因此可得：
U
U s1 R1
Us2 R2
Is1
Is2
111
R1 R2 R3
？ 含恒流源电路。 且恒流源串联电阻
A I2
RS R1
I1
Is
R2
E1
U AB
1
E1 R1
IS
1
1
R1 R 2 RS
B
U AB
E1 R1
IS
11
R1 R2
例（2）用节点电压法求图示电路各支路电流。
I1
A
将电压方程带入
R1
电流方程整理得：
E1
I2
I3
R2 R3
R4
E3
B
E1 E3
UAB
1
R1 R3 11
1
求
I1
R1 R2 R3 R4
I4
电压源E与节点电压参考方向相同时取正号
例（1）用节点电压法 R1
求解图中电流 E1
E1 E 2 E3
U AB
R1 1
R2 1
R3 1
R1 R2 R3
A
I1 R2 I2 R3
I3
E2
E3
B
I 1 E 1 U AB R1
I 2 E 2 U AB R2
I 3 E 3 U AB R3
含电流源电路
R1
由KCL有
A：I1+I2-I3-Is1+Is2=0
+
Us1 －
I1
A
Is1 I2
R2 －
Us2 +
+
I3
Is2
R3
U
－
设两节点间电压为U则有：
节点b： I3 I1I2 #3
基氏电压方程：
E1 I1R1 I3R3 E2 I2R2 I3R3 E1 E2 I1R1 I2R2
独立方程只有 1 个
独立方程只有 2 个
小结
设：电路中有N个节点，B个支路 则：独立的节点电流方程有 (N -1) 个
独立的回路电压方程有 (B -N+1)个
2. 列电流方程(N-1个) 对每个节点有
I 0
3. 列电压方程 (B-N+1 个) 对每个回路有
EU
4. 解联立方程组
I1 a
b I2
I6 R6
I3 I4 d
+E3
R3
节点数 N=4 支路数 B=6
列电流方程 (N-1个)
节点a： I3I4 I1
c 节点b： I1I6 I2
I5
节点c： I2 I5 I3
号为：电压源us的参考方向 与节点电压U的参考方向相
同时取正号，反之取负号；
电流源Is的参考方向与节点 电压U的参考方向相反时取
正号，反之取负号。
主网孔电阻上产生的压降。 当相邻网孔电流参考方向与 主网孔电流在流经公共电阻 时参考方向一致时，为正，
反之为负。
第三部分：主网孔回路中电 压源电压的代数和，当电压 源电位升方向与主网孔电流 参考方向一致时为正，反之
R3 10Ω IS
U
－
求出U后，可用欧姆定律求各支路电流。
I1US1R1 U6 142A
I2US2 R2 U8642A
U4
I3
R3
0.4A 10
结点电压法小结：
对只有两个节点的电路,可用弥尔曼公式 直接求出两节点间的电压。
弥尔曼公式：
U
Us R
Is
1 R
式中分母的各项总为 正，分子中各项的正负符
I1
R1 1Ω
+
US1 6V －
R2 6Ω I2 －
US2 8V +
+ I3 0.4A
R3 10Ω IS
U
－
解：
US1 U R1
US2 R2
IS
680.4
1 6
4V
1 1 1 11 1
R1 R2 R3 1 6 10
I1
R1 1Ω
+
US1 6V －
R2 6Ω I2 －
US2 8V +
+ I3 0.4A
2-1支路电流法 (复杂电路求解方法)
以各支路电流为未知量，应用KCL和KVL列出 独立电流、电压方程联立求解各支路电流。
解题思路：根据基氏定律，列节点电流 和回路电压方程，然后联立求解。
例1
I1 I3 I4
I2 I6
R6 I5
+E3
R3
节点数 N=4 支路数 B=6
解题步骤：
1. 对每一支路假设一未 知电流（I1--I6）
+ R1
- E1
a R2 +
R3 E2 _
b
N=2、B=3 独立电流方程：１个 独立电压方程：２个
2-3 结点电压法(复杂电路求解方法)
I1
结点电压法适用于 支路多结点少的电路。 R1
I2
E1
特别对只有两个节点
A I3
R2 R3
B
R4 E3 I4
多支路的电路,可直接 写出两节点间的电压
E1 E3
EU
#1 #2 #3 一般按网孔选择
4 解联立方程组 根据未知数的正负决定电流的实际方向。
支路电流法的优缺点
优点：支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据基氏定律、欧 姆定律列方程，就能得出结果。
缺点：电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。
a
支路数 B=4
b
须列4个方程式
关于独立方程式的讨论
一未知电流
2. 原则上，有B个支路就设B个未知数。
（恒流源支路除外）
例外？
列电流方程： 2 对每个节点有
若电路有N个节点，
I1 I2 I3
I 0
则可以列出 (N？-1) 个独立方程。
列电压方程： 3 对每个回路有
1. 未知数=B，已有(N-1)个节点方程，
需补足 B -（N -1）个方程。
2. 独立回路的选择：