周绍敏《电工技术基础与技能》复杂直流电路.ppt

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3 复杂直流电路 教学难点:  3 复杂直流电路 3.1 基尔霍夫定律 一、常用电路名词 二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律) 三、基尔霍夫电压定律(回路电压定律) 3.2 支路电流法 3.3 叠加定理 一、叠加定理的内容 二、应用举例 3.4  戴维宁定理 一、二端网络的有关概念 二、戴维宁定理 3.5  两种电源模型的等效变换 一、电压源 二、电流源 三、两种实际电源模型之间的等效变换 本章小结 一、基夫尔霍定律 二、支路电流法 三、叠加定理 五、两种实际电源模型的等效变换   解:(1) 当电源 E1 单独作用时,将 E2 视为短路,设 R23 = R2∥R3 = 0.83 ?。 则   (2) 当电源 E2 单独作用时,将 E1 视为短路,设 R13 =R1∥R3 = 1.43 ?, 则   (3) 当电源 E1、E2 共同作用时(叠加),若各电流分量与原电路电流参考方向相同时,在电流分量前面选取“+”号,反之,则选取“?”号: I1 = I1′? I1″ = 1 A;I2 = ? I2′ + I2″ = 2 A;I3 = I3′ + I3″ = 3 A 一、二端网络的有关概念 二、戴维宁定理   1. 二端网络:具有两个引出端与外电路相连的网络。又叫做一端口网络。   图 3-9 二端网络   2. 无源二端网络:内部不含有电源的二端网络。   3. 有源二端网络:内部含有电源的二端网络。 任何一个线性有源二端电阻网络,对外电路来说,总可以用一个电压源 E0 与一个电阻 R0 相串联的模型来替代。电压源的电动势 E0 等于该二端网络的开路电压,电阻 R0 等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻)。该定理又叫做等效电压源定理。   【例 3-4】如图 3-10 所示电路,已知 E1 = 7 V,E2 = 6.2 V,R1 = R2 = 0.2 ?,R = 3.2 ?,试应用戴维宁定理求电阻 R 中的电流 I 。 图 3-10 例题 3-4   解:(1) 将 R 所在支路开路去掉,如图 3-11 所示,求开路电压 Uab : 图 3-11 求开路电压 Uab Uab = E2 + R2I1 = (6.2 + 0.4)V = 6.6 V = E0   (2) 将电压源短路去掉,如图 3-12 所示,求等效电阻 Rab: Rab = R1∥R2 = 0.1 ? = R0 图 3-12 求等效电阻 Rab   (3) 画出戴维宁等效电路,如图 3-13 所示,求电阻 R 中的电流 I : 图 3-13 求电阻 R 中的电流 I   【例3-5】如图 3-14 所示的电路,已知 E = 8 V,R1= 3 ?,R2 = 5 ? ,R3 = R4 = 4 ?,R5 = 0.125 ?,试应用戴维宁定理求电阻 R5 中的电流 I 。 图 3-14 例题 3-5 解:(1) 将 R5 所在支路开路去掉,如图 3-15 所示,求开路电压 Uab: 图 3-15 求开路电压 Uab Uab = R2I2 ?R4I4 = (5 ? 4)V = 1 V = E0   (2) 将电压源短路去掉,如图 3-16 所示,求等效电阻 Rab:Rab = (R1∥R2) + (R3∥R4) = (1.875 + 2 )? = 3.875 ? = R0   (3) 根据戴维宁定理画出等效电路,如图 3-17 所示,求电阻 R5 中的电流 图 3-16 求等效电阻 Rab 图 3-17 求电阻 R 中的电流 I 一、电压源 二、电流源 三、两种实际电源模型之间的等效变换   通常所说的电压源一般是指理想电压源,其基本特性是其电动势(或两端电压) US 保持固定不变 或是一定的时间函数 e(t),但电压源输出的电流却与外电路有关。 实际电压源是含有一定内阻 R0 的电压源。 图 3-18 电压源模型   通常所说的电流源一般是指理想电流源,其基本特性是所发出的电流固定不变(Is)或是一定的时间函数 is(t),但电流源的两端电压却与外电路有关。   实际电流源是含有一定内阻 Rs 的电流源。 图 3-19 电流源模型   实际电源可用一个理想电压源 US 和一个电阻 R0 串联的电路模型表示,其输出电压 U 与输出电流 I 之间关系为 U = US ? R0I   实际电源也可用一个理想电流源 IS 和一个电阻 RS 并联的电路模型表示,其输出电压 U 与输出电流 I 之间关系为 U = RSIS ? RSI   对外电路来说,实际电压源和实际电流源是相互等效的,等效变换条件是 R0

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