《电工技术》复习一.pptx

,1,基尔霍夫电流定律（,KCL,）,第一章,基尔霍夫电流定律（,KVL,）,欧姆定律,欧姆定律,在电路中，因所选电流、电压的参考方向不同，欧姆定律的表达式中将出现正负号。如,+,R,I,U,+,R,I,U,（,a,）,图,1.1.6,欧姆定律,+,R,I,U,+,R,I,U,（,b,）（,c,）,图,1.1.6,欧姆定律,基尔霍夫电流定律,I,=?,2,+,_,+,_,I,5,1,1,5,6V,12V,对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之和等于由结点流出的电流之和（,I,入,=I,出,）。或者说，在任一瞬间，所有支路电流,代数和,为,零（,I,入或出,=0,）。,KCL,内容,:,电流正负号的规定：,参考,方向指向结点的电流取正号，背离结点的电流取负号,基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律,KCL,的推广,:,在任,一,时刻，,通过任何一个,闭合面,的电流的代数和也恒等于零。它表示流入,任一,闭合面的电流和流出闭合面的电流是相等的。,基尔霍夫,电压,定律,KVL,内容,:,从回路中任意一点出发,以顺时针方向或逆时针方向沿回路循行一周，则在这个方向上的电压降之和应该等于电压升之和。即,U,升,=U,降,。或电压降的代数和恒为零,U=0,电压正负号的规定：,指定,回路参考方向，当电压参考方向与回路参考方向一致时电压带正号，反之为负号。,基尔霍夫,电压,定律,KVL,的推广,:,该,电压定律不仅适用于闭合回路，也可以推广应用到回路的,部分电路,，用于求回路中的开路电压。,U,S,I,U,R,+,_,+,_,已知,：,U=20V,，,E,1,=8V,，,E,2,=4V,，,R,1,=2,，,R,2,=4,，,R,3,=5,，设,a,、,b,两点开路，求开路电压,U,ab,。,+,-,U,R,1,R,2,R,3,+,-,+,-,E,1,E,2,a,b,基尔霍夫,电压,定律,讨论,第二章,联立方程法：,叠加原理和戴维宁定理,等效变换法：,电阻串并联连接的等效变换,电压源与电流源及其等效变换,支路电流法,结点电压法,电阻串并联连接的等效变换,1,),各电阻一个接一个地顺序相联；,R,=,R,1,+,R,2,3),等效电阻等于各电阻之,和；,2),各电阻中通过同一,电流,；,1,、电阻的串联,4),串联电阻上电压的分配与电阻成,正比,。,电阻串并联连接的等效变换,2,、电阻的并联,3),等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；,1,),各电阻联接在两个公共的结点之间；,2),各电阻两端的,电压,相同；,4),并联电阻上电流的分配与电阻成,反比,。,电阻串并联连接的等效变换,3,、电阻的混联,a,b,c,b,a,b,4,4,10,10,7,a,a,b,b,c,在串并联电阻网络中，对于给定的端口，若已知电压,U,（或电流,I,），欲求各电阻的电压和电流，其求解步骤一般是：,1,、求出串并联二端电阻网络对于端口的,等效电阻,R,。,2,、应用,欧姆定律,求出端口的电流（电压）。,3,、应用电流,分配公式,和电压分配公式求出各电阻的电流和电压。,二端网络（一端口网络）,电阻串并联连接的等效变换,电压源与电流源及其等效变换,电压源,电流源：,等效互换原则：,R,O,值不变，连接方式由串变换为并，理想电流源方向方向如图。,电流源,电压源：,R,O,值不变，连接方式由并变换为串，电动势极性如图。,电压源与电流源的等效变换要注意,4,点,：,（,1,）等效时,不变,的是电阻的,阻值,（,2,）等效时,肯定变,的是,连接方式,，有串到并或者有并到,串,（,3,）等效时肯定要,计算,的是转换之后的,值,（,4,）等效时肯定要,注意,的是转换时的,方向或极性,。,电压源与电流源及其等效变换,等效变换的注意事项：,5,点,电压源和电流源的等效关系只,对,外,电路而言，对电源,内部则是,不等效的。,等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。,R,0,+,E,a,b,I,S,R,0,a,b,R,0,+,E,a,b,I,S,R,0,a,b,电压源与电流源及其等效变换,理想电压源与理想电流源之间无等效关系。,任何一个电动势,E,和某个电阻,R,串联的电路，都可化为一个,电流为,I,S,和这个电阻并联的电路。,理想电压源与理想电流源几种连接方式的等效电路。,电压源与电流源及其等效变换,+,E,I,S,+,+,E,1,E,2,I,S1,I,S2,E=E,1,+E,2,I,S,=I,S1,+I,S2,+,-,E,3,E=E,1,-E,3,I,S3,I,S,=I,S1,-I,S3,电压源与电流源及其等效变换,讨论,求下列各电路的等效电源,+,a,b,U,2,5V,(a),+,+,a,b,U,5V,(c),+,a,+,-,2V,5V,U,+,-,b,2,(c),+,(b),a,U,5A,2,3,b,+,(a),a,+,5V,3,2,U,+,a,5A,b,U,3,(b),+,讨论,电压源与电流源及其等效变换,试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中,1,电阻中的电流。,2,+,-,+,-,6V,4V,I,2A,3,4,6,1,3,2A,2A,6,2,4,1A,2,4A,I,4,2,1,1A,I,1,电压源与电流源及其等效变换,I,4,2,1,1A,2,4A,2,2,8V,+,-,1,I,4,1A,4,2A,I,4,1,1A,I,1,2,3A,1,I,4,1A,I,4,1,1A,I,1,讨论,试求,I,、,I,1,、,U,s,电压源与电流源及其等效变换,支路电流法,以,支路电流,为电路变量,应用,基尔霍夫电流定律（,KCL,）列写结点电流方程式，,应用,基尔霍夫电压定律（,KVL,）列写回路的电压方程式，求得各支路电流,的方法,。,解题步骤,结论,1,2,对每一支路假设,一未知电流,1.,假设未知数时，正方向可任意选择。,1.,未知数,=,B,，,4,解联立方程组,#1,#2,#3,根据未知数的正负决定电流的实际方向。,3,列电流方程,列电压方程,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？,若电路有,N,个节点，,则可以列出 个独立方程。,I,1,I,2,I,3,2.,独立回路的选择：,已有,(,N,-1),个节点方程，,需补足,B,-,（,N,-1,）,个方程。,一般按网孔选择,(,N,-1),由于恒流源的电压未知，一般在选取回路时不含此支路。,支路电流法,讨论,应用支路电流法计算（,a,）中的,I,、（,b,）中的,I,1,、,I,2,。,（,a,）,5,20,10,+,-,+,-,10V,40V,I,I,1,I,2,+,-,2A,60V,5,5,5,I,2,I,1,10,（,b,）,结点电压法,利用结点电压法求解结点电压和,各支路电流,的一般步骤：,指定参考结点，其余独立结点与参考结点间的电压就是结点电压，其参考方向是由独立结点指向参考结点。,列结点方程,求解结点方程，解得结点电压。,指定支路电流的参考方向，根据欧姆定律可以求出各支路电流。,结点电压法,总结上式：,分子为各含源支路等效电流源流入该结点电流的代数和,分母为各支路的所有电阻的倒数之和。,正负号规定：,E,与,U,A,的参考极性相同取正号；相反取负号，与支路电流参考方向无关；该结点连接的电流源，流入该结点取正号，反之取负号,。根据,以上原则可直接列写两结点多支路的结点电压方程。,结点电压法,讨论,试用结点,电压法求电路中各支路电流。,+,-,+,-,R,L,4,I,10A,0.8,0.4,120V,116V,I,1,I,2,叠加原理,叠加原理,只适用于,线性电路,。,线性电路,的电流或,电压可用,叠加原理计算,，,功率,P,不能用叠加原理计算,。,分解,电路时只需保留一个电源，其余电源,“除源”：,即将,恒压源短路,，即令,E=0,；,恒流源开路,，即令,Is=0,。电路的其余结构和参数不变。,解题,时要标明各支路电流、电压的参考方向,。,若,分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向,相反,时，叠加时相应项前要,带负号,。,=,+,叠加原理,讨论,求图中电压,U,。,+,10V,4A,6,+,4,U,(1)10V,电压源单独作用，,4,A,电流源开路,U,=4V,(2)4A,电流源单独作用，,10V,电压源短路,U,=-4,6/(6+4)4=-9.6V,共同作用,：,U,=,U,+,U,=4+(-9.6)=-5.6V,+,10V,6,+,4,U,4A,6,+,4,U,叠加原理,用叠加定理求图示电路中支路电流,I,x,讨论,叠加原理,I,S,单独作用时：,U,S,单独作用时：,戴维宁定理,任何,一个,复杂含源电路,都可以用一个最简单的,实际电压源,来等效替换，等效电压源的电动势等于原电路开路时的开路电压，等效电阻等于原电路化为无源后的入端电阻,。,求：,U,=?,4,4,50,5,33,A,B,1A,R,L,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,戴维宁定理,第一步：求开端电压,U,0,。,_,+,4,4,50,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,U,0,1A,5,戴维宁定理,第二步：,求输入电阻,R,0,。,R,0,1A,4,4,50,5,A,B,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,0,4,4,50,5,戴维宁定理,+,_,E,R,0,57,9V,33,等效电路,4,4,50,5,33,A,B,1A,R,L,+,_,8V,+,10V,C,D,E,U,第三步：求解未知电压,+,_,E,R,0,57,9V,33,戴维宁定理,讨论,利用戴维宁定理求,I,戴维宁定理,叠加原理,戴维宁定理,求各个电源分别作用在此支路中所产生的电压或电流；,进行叠加，求代数和。,将待求支路断开，电路其余部分等效为有源二端网络；,求有源二端网络的开路电压；,求有源二端网络所有电源除去后得到的无源网络中,a,、,b,两端的等效电阻；,画戴维宁等效电路，求待求支路。,“除源”,2.15,在电路中，求电流,I,。,