电路与电子模拟电路第2章.ppt

第二章 电阻电路分析 ;2.1 简单电路的分析计算 2.1.1 电阻的联接 2.1.2 简单电阻电路的计算 ;2.1.1 电阻的联接;电阻串联时，各电阻上的电压为 ;例2.1.1 下图电路中，R1=500?，R2=200? ，电位器R3=500? ，输入电压U1=12V ，试计算输出电压U2的调节范围。;2.电阻的并联 元件在并联时，各个元件两端承受的是同一个电压。图(a)表示n个电阻并联。G1、 G2 、G3?Gn表示各电阻的电导，并联的总电导为G 。;电阻并联时，各电阻中的电流为 ;已知总电流i，分支电流为 ; 电阻的串联和并联相结合的联接方式叫做电阻的串并联，或称混联。下图电路中，电路的等效电阻为 ; 解: 求二端网络的等效电阻，可直接利用串联、并联等效公式。弄清串、并联等效的过程。 对无电流通过的元件开路，电阻不计； 电位相等的节点短路，电阻用导线代替。;图(b)所示电路： ;2.1.2 简单电阻电路的计算 简单电路主要是指单回路结构的电路，或者是对于所求问题可以用等效变换方法化简成单回路电路。所谓简单电阻电路是指由电阻串联、并联或混联组成的电路。简单电阻电路都可以简化成一个等效电阻，然后用欧姆定律等方法求出待求量。 ;解: 图(a)中电阻与并联的等效电阻为2?。此2?电阻与8?串联的等效电阻为10?，它再与10?电阻并联，其等效电阻为5? 。化简后的等效电路如图(b)所示。由简化电路求得 ;例2.1.4 图(a)所示电路中，设c点为参考点，电位作为零，求a、b两点的电位Va和Vb的值。; 解: 方法一 通过电源和电阻等效变换的方法将原电路依次化简为图(b)、(c)的形式。由图(c)算出 ;(d); 2.2 复杂电路的一般分析 2.2.1 支路电流法 *2.2.2 网络的线图和独立变量 2.2.3 节点电位法 ; 对于复杂的电阻电路，不可能用电阻串、并联的方法将电路化简然后求解，因此，我们必须研究更一般的分析方法。这种一般的分析方法具有系统化和普遍性。 这里“系统化”是指方法的计算步骤有规律，便于编制计算机程序，“普遍性”乃是指方法对任何线性电路都适用。 与等效变换法不同，系统化的通用方法不改变电路的结构。其步骤大致为：首先选择一组独立的电路变量（电流或电压），根据KCL和KVL建立电路变量的方程，然后从方程中解出电路变量。对于线性电阻电路，其方程是一组线性代数方程。 ;2.2.1 支路电流法 若电路共有b条支路，则以b条支路电流作为未知量，应用基尔霍夫定律列出个独立的电路方程，然后联立求解出各支路电流，这就是支路电流法。 简单地说，支路电流法就是以支路电流作为电路变量的求解方法。 ; 以下图电路为例进行说明。电路共有六条支路，其参考方向选定如图中所示。电路中有四个节点，分别为A、B、C、D。在这些节点上，由基尔霍夫电流定律可依次列出四个节点电流方程 节点A： 节点B： 节点C：; 对于最后一个节点D列出方程 ，就等于上面三式相加而改变正负号，所以它是不独立的。 ; 本例中总共有四个节点，可以列出三个独立节点电流方程，因为有六个未知量，所以还缺少三个独立方程。 为此必须应用基尔霍夫电压定律。图中的回路不只三个，选择哪三个回路列方程呢？ 为了确保独立回路的选取，一般取网孔（即内部不包含任何支路的回路）作为列方程的回路，能保证所列回路电压方程是独立的。由于网孔不能由别的网孔合成，一个网孔就是一个独立回路，所以网孔上的电压方程都是独立的。由此可见，一个平面电路（可以画在平面上而不出现支路交叉的电路）中独立回路电压方程的数目等于此电路的网孔数。; 这里取BADB、CADC、FBDCF这三个网孔作为独立回路，按图中虚线所示绕向，应用基尔霍夫电压定律： 回路1： 回路2： 回路3： 除了这三个回路方程以外，如果我们任意再沿其它回路，列出的方程都不是独立的。 ;用支路电流法的解题步骤为： ⑴ 选定各支路电流的参考方向； ⑵ 对(n?1) 个独立节点列写KCL方程； ⑶ 选(b-n+1)取个独立回路，列出KVL方程； ⑷ 联立求解这b个独立方程，得出各支路电流。 ;解: 假定各支路电流的方向如图示。该电路只有两个节点，可列出一个独立节点电流方程 ; 选定两个网孔绕行方向如图中虚线所示，列出