霍尔霍夫.pptx

4 动态电路的分析动态电路的分析2 正弦交流电路正弦交流电路1 直流电路直流电路3 三相电路三相电路5 磁路和变压器磁路和变压器6 异步电动机异步电动机7 继电继电-接触器控制接触器控制8 工厂供电与安全用电工厂供电与安全用电9 电工测量电工测量13 直流稳压电源直流稳压电源11 基本放大电路基本放大电路10 电子电路中常用的器件电子电路中常用的器件12 集成运算放大器集成运算放大器14 逻辑门电路逻辑门电路15 组合逻辑电路组合逻辑电路16 触发器及其应用触发器及其应用17 555电路及应用电路及应用18 D/A和和A/D转换器转换器第一章第一章 直流电路直流电路本章的基本要求：本章的基本要求：1、掌掌握握基基尔尔霍霍夫夫定定律律，运运用用支支路路电电流流法法分分析析计计算算两两个个网孔的电路；网孔的电路；2、掌握叠加定理和戴维宁定理；、掌握叠加定理和戴维宁定理；3、应应用用基基尔尔霍霍夫夫定定律律、叠叠加加定定理理和和戴戴维维宁宁定定理理对对直直流流电路进行分析计算。电路进行分析计算。第一节第一节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律内容与要求：内容与要求：1、掌握支路、节点和回路的概念；、掌握支路、节点和回路的概念；2、掌握基尔霍夫电流定理、电压定理；、掌握基尔霍夫电流定理、电压定理；本节的重点：本节的重点：掌握基尔霍夫电流定理、电压定理掌握基尔霍夫电流定理、电压定理本节的难点：本节的难点：基尔霍夫电压定理基尔霍夫电压定理*基尔霍夫定律基尔霍夫定律说明电路作为一个整体所服从的基本规律，即说明电路作为一个整体所服从的基本规律，即电路各部分电压或各部分电流相互之间的内在电路各部分电压或各部分电流相互之间的内在联系。联系。基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)(Kirchhoffs Current Law)基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)(Kirchhoffs Voltage Law)1.1.基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：通常情况下，电路中的每一分支称为支路；通常情况下，电路中的每一分支称为支路；回回路路：电电路路中中由由一一条条或或多多条条支支路路组组成成的的闭闭合合电电路路称称为为回回路路，不不含交叉支路的回路称为网孔。含交叉支路的回路称为网孔。回回路路：图图中中回回路路有有三三个个，网网孔孔只只有两个。有两个。节点：节点：电路中三个或三个以上支路的联结点。电路中三个或三个以上支路的联结点。名词注释：名词注释：ai1i2R3bus1_+_+R2R1us2i3支支路路：图图中中有有3条条支支路路，其其中中两两条条含含电电源源的的支支路路称称为为有有源源支支路路。不不含电源的支路称为无源支路。含电源的支路称为无源支路。节点节点：图中有两个结点：图中有两个结点a,b。KCL表明了电路中表明了电路中节点处节点处各支路电流间的相互关系。各支路电流间的相互关系。KCL依据依据：电流的连续性。：电流的连续性。I1I2I3I4 内内容容：任任一一瞬瞬间间，流流入入任任一一节节点点的的电电流流之之和和等等于于由由该该节节点点流流出出的的电电流流之之和和。或或，任任一一瞬瞬间间流流入入任一任一节点电流的节点电流的代数和代数和等于零。等于零。1)基尔霍夫电流定律电流定律(KCL)即：即：I入入=I出出；或；或 I入入+I出出=0对节点对节点a：-i1+i2+i3=0对节点对节点b：-i3-i2+i1=0-i1+i2+i3=0两边乘以两边乘以（-1）故故在在图图中中只只对对其其中中一一个个节节点点列列电电流流方方程程。此此节节点点称称为为独独立立节节点点，当当有有n个个节节点点时时，n-1个个节节点点是是独立的独立的ai1i2R3bus1_+_+R2R1us2i3广义节点广义节点（包围部分电路的（包围部分电路的任意封闭面）任意封闭面）I1I6I3E1dbc_+R1_+_+R6R5R4R3R2E6E5a 基尔霍夫基尔霍夫电流定律电流定律的扩展应用的扩展应用-用于包围部分电用于包围部分电路的任意封闭面。路的任意封闭面。结结论论:在在电电路路中中对对任任一一闭闭合合面面，电电流流的的代代数数和和为为零零。即即流流进进闭闭合合面面的的电电流流等等于于流流出出闭闭合合面面的的电流。电流。-电流连续性的体现电流连续性的体现例例I=0I=?KCL的扩展应用的扩展应用E2+_R2R4IsE1+_R3R1回路：回路：a a-b b-d d-a a电位升电位升电位降电位降I2I1I3E1dbc_+R1_+_+R6R5R4R3R2E6E5a2)基尔霍夫电压定律电压定律(KVL)RI=E；KVL说明了电路中各部分电压间的相互关系。说明了电路中各部分电压间的相互关系。内容：内容：在任意时刻，一个在任意时刻，一个闭合电路中，各段电阻上的闭合电路中，各段电阻上的电压降的代数和等于各电源电压降的代数和等于各电源电动势的代数和。或电动势的代数和。或.或：或：从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的的代数和代数和等于零。等于零。R5E5E1dbc_+R1_+_+R6R4R3R2E6aI2I5I1I6I3I4注注意意：一一般般对对独独立立回回路路列列电电压压方方程程，网网孔孔一一般般是是独独立立回回路路。在在电电路路中中，设设有有b条条支支路路，n个个节节点点，独独立立回回路路数为数为b-(n-1)。电位升电位升电位降电位降例例E+_RabUabI KVL的的扩展应用扩展应用-用于用于“开口开口”电路。电路。KVL的扩展应用的扩展应用6v3322v12v+-+-ab求开路电压求开路电压Uab解：先把电路改成如图所示，求电流解：先把电路改成如图所示，求电流I。在回路在回路1中，中，有有 6I=12-6 I=1 A 根据根据KVL，在回路，在回路2中，得中，得 Uac+Ucb-Uab=0 -2+12-31-Uab=0 Uab=7 V 由由此此看看出出，KVL不不但但适适用用闭闭合合回回路路，对对不不闭闭合合回回路路同同样样适适用用,但但需需在在开开路路处处假假设设电电压压（例例中中Uab)。在在列列电电压压方方程程时时，要要注注意意开开路路电压方向！电压方向！+a6V22V-+-+-12V33b+-I12c电电阻阻串串联联：假假定定有有n n个个电电阻阻R1,R2Rn，顺顺序序相相接接，其中没有分支，称为其中没有分支，称为n个电阻串联。个电阻串联。特点：特点：通过每个电阻的电流相同。通过每个电阻的电流相同。1)串联电路的分压公式串联电路的分压公式复习复习2.2.电阻的串联与并联电阻的串联与并联iUR1R2RnR=R1+R2+.+Rn=Rkk=1n分压公式分压公式:uk=RkU/R2).并联电路的分流公式并联电路的分流公式并并联联电电路路:假假定定有有n n个个电电阻阻R R1 1,R R2 2R Rn n，并并排排连连接接，承承受受相同电压，称为相同电压，称为n n个电阻并联。个电阻并联。特点：特点：加在每个电阻两端的电压相同加在每个电阻两端的电压相同R2i2uR1i1iin1/R=1/R1+1/R2+.+1/Rn =1/Rknk=1分流公式分流公式:ik=u/Rk两个电阻并联的分流公式两个电阻并联的分流公式R2I2UR1I1I第二节第二节 电路的分析方法电路的分析方法二、二、叠加原理叠加原理三、三、戴维宁定理戴维宁定理一、一、支路电流支路电流法法一、一、支路电流法支路电流法内容与要求：内容与要求：1、了解支路电流法的概念。、了解支路电流法的概念。2、掌握支路电流法分析解题方法。、掌握支路电流法分析解题方法。本节的重点：本节的重点：支路电流法解题方法支路电流法解题方法本节的难点：本节的难点：支路电流法解题方法支路电流法解题方法 应应用用基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律（KCL）、电电压压定定律律（KVL）分分别别对对节节点点和和回回路路列列方方程程，联立求解。联立求解。-以支路电流作为未知量以支路电流作为未知量的求解方法。的求解方法。支路电流法支路电流法1)思路思路2 2、根据根据KCL 对对n个节点个节点列列“n-1-1”个个独立的独立的电电流方程。流方程。1 1、假定各支路电流的参假定各支路电流的参考方向，网孔绕行方考方向，网孔绕行方向。向。节点节点a a：节点节点c c：节点节点b b：节点节点d d：节点数节点数n=4 n=4 支路数支路数b=6b=66 6条条支支路路6 6个个未未知知电电流，流，应列应列6 6个个方程。方程。cR1R2bad+_E4R4R5E3R3+_R6I1I6I3I2I4I52)解题步骤解题步骤abcd+_E4R4R5R1E3R3R2+_R6I1I6I3I2I4I54 4、解联立方程组解联立方程组3 3、应用应用KVL列列b-(n-1)个个独立独立的的回路电压方程。回路电压方程。常选网孔！常选网孔！得：得：设各回路的巡行如图示。设各回路的巡行如图示。二、二、叠加定理叠加定理内容与要求：掌握叠加定理及其应用内容与要求：掌握叠加定理及其应用重点：叠加定理重点：叠加定理难点：叠加定理应用难点：叠加定理应用1)思路：思路：将一个多电源共同作用的电路，转化为多个单电源将一个多电源共同作用的电路，转化为多个单电源分别作用的电路。分别作用的电路。2)内容：内容：在在多多个个电电源源共共同同作作用用的的线线性性电电路路中中，任任一一支支路路上上的的电电压压或或电电流流，都都是是各各个个电电源源单单独独作作用用时时，在在该该支路上产生的电压或电流的叠加（支路上产生的电压或电流的叠加（代数和代数和）。）。叠加定理叠加定理I2R1I1E1R2ABE2I3R3+_+_=R1E1R2ABR3+_I2I1I3+R1R2ABE2R3+_I2”I1”I3”1 1、叠加原理只适用于线性电路。、叠加原理只适用于线性电路。2 2、叠加时叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参只将电源分别考虑，电路的结构和参数（包括电源的内阻）不变。数（包括电源的内阻）不变。暂时暂时不考虑的恒压源不考虑的恒压源应予以应予以短路短路，即令，即令E=0=0；暂时暂时不考虑的恒流源不考虑的恒流源应予以应予以开路开路，即令，即令Is=0=0。=+EIsIsE3)叠加原理的应用叠加原理的应用几点说明几点说明3 3、解题时要标明各支路电流、电压的解题时要标明各支路电流、电压的正方向正方向。总电压、总电流是各分电压、分电流的总电压、总电流是各分电压、分电流的代数代数和和。4 4、叠加原理只能用于求电压或电流，不能用于叠加原理只能用于求电压或电流，不能用于求功率。求功率。功率不能叠加。功率不能叠加。少少I3R3U35 5、运用叠加原理时也可以把电源分组求解，运用叠加原理时也可以把电源分组求解，每个分电路可包含不止一个电源。每个分电路可包含不止一个电源。+_+_=_+_例例1:用用叠加原理求图示电路中的叠加原理求图示电路中的I。解解:电流源单独作用时电流源单独作用时电压源单独作用时电压源单独作用时10A215+-10V4I II=1/(1+4)10 =2AI=10/5=2AI=I+I=4A返回三、三、戴维宁定理戴维宁定理1.1.有源二端网络有源二端网络2.2.戴维宁定理戴维宁定理3.3.解题步骤解题步骤4.4.例题例题返回返回重点：戴维宁定理重点：戴维宁定理难点：戴维宁定理应用难点：戴维宁定理应用主目录返回1 1、二端网络二端网络 -具有两个端的网络称为二端网络。具有两个端的网络称为二端网络。有源有源二端二端网络网络a ab bUI IE1E2abR2R1-+R3UI含有电源的二端线性网络叫做有源二端线性网络含有电源的二端线性网络叫做有源二端线性网络.不含电源的二端线性网络叫做无源二端线性网络不含电源的二端线性网络叫做无源二端线性网络注意：注意：“等效等效”是指端口对外电路等效。是指端口对外电路等效。有源二有源二端网络端网络RERo+_R2.戴维戴维宁宁定理定理内内容容：任任意意一一个个有有源源线线性性二二端端网网络络，就就其其对对外外的的效效果果来来看看，可可以以用用一一个个电电压压源源和和电电阻阻的的串联组合串联组合来来等效等效代替代替 等效电压源的等效电压源的内阻内阻R0，等于该有源二端网络等于该有源二端网络内所有电源为零时，所得到的相应的无源二端内所有电源为零时，所得到的相应的无源二端网络的等效电阻网络的等效电阻。等效电压源的等效电压源的电动势，电动势，等于有源二端网络的开等于有源二端网络的开口端电压；口端电压；有源二有源二端网络端网络E=Uoc相应的相应的无源二无源二端网络端网络inoRR=所以所以 Ro=Uoc/Is*等等效效内内阻阻可可将将待待求求支支路路断断开开求求其其开开路路电电压压。再再将将其短路，求出短路电流。两者的比值即为等效内阻。其短路，求出短路电流。两者的比值即为等效内阻。EabRo-+E=Uoc主目录返回b将将R短路有：短路有：Is=E/RoEaRo-+Is3 3、用戴维宁定理解题的步骤、用戴维宁定理解题的步骤（1）将将待待求求电电流流或或电电压压的的支支路路断断开开标标上上字字母母a、b,剩剩余余部部分分是是一一个个有有源源二二端端网网络络，将将其其等等效效为为一个电压源。一个电压源。E=Uoc(将将待待求求支支路路断断开开后后a,b两两点点间间的的开开路路电电压）压）（2 2）求电）求电压压源电动势源电动势E(Uoc)主目录返回（3）求电压源内阻）求电压源内阻RoRo=Rab(将将待待求求支支路路断断开开后后将将恒恒压压源源短短路路，恒恒流流源开路后源开路后a,b两点间的等效电阻）。两点间的等效电阻）。（4）在图示的回路中求出待求电流或电压。在图示的回路中求出待求电流或电压。主目录返回求：求：I=?I4、戴维南定理的应用、戴维南定理的应用解：解：求等效电源电动势求等效电源电动势Ed。步骤步骤1：断开被求支路，断开被求支路，求开端电压求开端电压UxUx。UxUx=UA-UB设设C为零电位点。为零电位点。UB=IS R5R1R2R3+_E2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AABR1R2R3R4+_EI2020 8 8 3 3 4 4 16V16VR53 3 IS1A例例1C例例1求求UR1:采用叠加定理。采用叠加定理。UR1求求A点电位：点电位：E单独作用时单独作用时:R1R2R3R5ABCE+_IUxR1R2R3+_E2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AABR1R2R3R5ISABC例例1求求UR1:采用叠加原理。采用叠加原理。求求A点电位：点电位：IS 单独作用时单独作用时:UxR1R2R3+_E2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AABUR1例例1A点电位：点电位：步骤步骤2：求等效电源的内阻求等效电源的内阻。去掉去掉有源二端网有源二端网络中的络中的电源，电源，求求相应无源二端相应无源二端网络的等效网络的等效电阻电阻Rd。RdUxR1R2R3+_E2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AABUR1R1R2R3R5ABC例例1步骤步骤4：求支路电流：求支路电流I IR1R2R3R4+_EI2020 8 8 3 3 4 4 16V16VR53 3 IS1AUdRd4V4V9 9+_R4I3 3 4I I例例2.用戴维用戴维宁宁定理求图示电路中的定理求图示电路中的I I21Aab44解：解：a、b开路开路cUac=21=2VUbc=416/(4+4)=8VUabo=UacUbc=10VRo=(44)+2=4 I=Uabo(Ro+4)=108=1.25A-+16V+-10V44I Iba主目录返回练习练习.用戴维宁定理求图示电路中的用戴维宁定理求图示电路中的I+-3V2A6101014I9Vab+-+-6VI I1614解：解：E=9+26+3 =6VRo=10+6 =16所以所以 I=E/(Ro+14)=6/(16+14)=0.2A主目录返回作业教材第21-27页习题：4、7、15、19;28、29。返回返回