电路分析与仿真课件.pptx

直流电路的基本分析方法;2.1 电路的支路电流法;2.1.1 支路电流法;图2.1 例2.1电路示意图;求解联立方程组得;2.1.2 支路电流法的解题步骤;2.2 节点电压法;2.2.1 弥尔曼定理分析法; 下面举例说明应用弥尔曼定理解题的方法。 图2.2(a)所示电路中有2个节点。设b节点为参考节点(接地)，a节点电压待求，各支路电流方向如图中所标示。; 将图2.2(b)中的所有电阻并联成一个总电阻R，可得; 如果电路中含有电流源，此时的节点电压方程式的一般表达式为;【例2.2】 如图2.3所示的电路，求图中R1上电压U1的值?; R1上的电压为; 已知R2支路上的电流为3A，则Va=3×2=6V，代入上面方程式，可得;2.2.2 多节点的电路电压法; 根据KCL，可列出独立节点电流方程;对上式进行整理可得; 再利用欧姆定律可求得; 由此，总结出节点电压法解题步骤： (1) 选定一个参考节点(接地点)。对其他节点编号，其他节点与参考节点之间的电压为待求节点电压。 (2) 列出求解节点电压方程。算出各节点的自电导、互电导及汇集到本节点的已知电流代数和。 (3) 求解方程组，得出各节点电压。 (4) 由节点电压及支路的伏安关系求出各支路电流。;2.3 叠加定理及应用注意事项;2.3.1 叠加定理;用弥尔曼定理求出图2.6(a)节点电位Va就是R2上的电压，即; 图2.6(c)为电流源单独作用时的电路，此时电压源不参与而被短路(视内阻为零)。利用分流公式求得此时R2上的电流为;2.3.2 应用注意事项;2.4 戴维南定理和诺顿定理;1. 戴维南定理等效过程;图2.7 戴维南定理等效过程图; 二端网络：指图2.7(a)中，断开了外电路后，剩下a、b两个端口的网络(内部电路)。 有源：指网络中有独立电压源或独立电流源。 电压源UO：指图2.7(b)所示的外电路断开后，a、b两端的开路电压。 内阻RO：指图2.7(c)所示的外电路断开，原二端网络除源后，从a、b两端向左看的内部等效电阻。;图2.8 例2.4戴维南等效过程图;解：选择a、b两端的RL为外电路，其他部分为内电路。;2.4.2 诺顿定理;2.5 最大功率传输定理;2.5.1 负载获得最大功率的条件; 求得RO＝RL时，RL上的功率PL最大??即RL获得最大功率的条件为RO＝RL。;2.5.2 最大功率传输定理;传输功率也比较小，它就要求工作在匹配信号源内阻的状态下，这样可以使负载获得最大功率。比如，有线电视互联网所用的电缆，接头都是采用50Ω、75Ω阻值，为的是能得到很好的匹配，而使负载能获得功率最大。;2.6 本 章 小 结; 4. 弥尔曼定理应用于两个节点的电路计算，在电路中选一个参考节点，只需求出另一个节点对参考节点之间的电压后，就能很简单地求出两个节点之间的任一支路电流和电压。; 6. 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络都可以用一个理想电压源UO与一个电阻RO串联组合来等效代替。而诺顿定理是用一个理想电流源IS与一个电阻RO并联组合来等效代替。二者之间可以转换。; 动态电路的基本分析;3.1 电感元件、电容元件与换路定律 ; 电路分别由一个电压源US，一个开关S三个规格一样的灯泡串上各自对应的元件R、L和C所构成。当开关S闭合后，可以观察到三个灯泡发生了不同的现象。与R串联的灯泡立即发亮，而后亮度不变；与L串联的灯泡开始不亮，而后逐渐由暗变亮，直至亮度稳定不变；与C串联灯泡仅是瞬间发亮，而后亮度逐渐变暗，直至熄灭。;3.1.1 电感元件与电感的换路定律; 当电流i流过电感线圈时，线圈周围就会产生磁场，因此也就存储了磁能，就会有磁通 穿过这个线圈。如果电流i发生变化时， 也随之发生变化，且 的变化与电流i的变化是正比关系。如果用磁链表示磁性的强弱，N为线圈的匝数，则; 由式(3.2)可知，当电流i变动时，磁通链随之变动，则在线圈两端将感应出电压u，若电压u和电流i的参考方向一致，则; 由式（3.3）可知，任何时刻线性电感元件上的电压与该时刻电流的变化率成正比。当电流不随时间变化时，则感应电压为零，这时电感元件相当于短路。在直流稳定电路中，由于电感中电流是稳定不变的，感应电压u=0，电感相当于短路。; 式(3.5)表述为：当电路