《电阻电路的等效变换课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电阻电路的等效变换课件.ppt（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于电阻电路的等效变换现在学习的是第1页，共43页n21 引言引言n22 电阻的串联、并联和串并联电阻的串联、并联和串并联n24 电电压源、电流源的串并联压源、电流源的串并联n25 电源的等效变换电源的等效变换n26 输入电阻和等效电阻输入电阻和等效电阻重点重点：电阻等效变换，无源电阻电路的等效变换：电阻等效变换，无源电阻电路的等效变换；现在学习的是第2页，共43页21 引言引言一、电路分类：一、电路分类：线性电路线性电路：线性无源元件、受控源、独立电源组成：线性无源元件、受控源、独立电源组成非线性电路非线性电路：含非线性元件：含非线性元件二、电路求解方法：二、电路求解方法：1.1.等效电路等
2、效电路2.2.独立变量独立变量i i，u u，根据，根据KCLKCL、KVLKVL列方程求解列方程求解3.3.线性电路的性质，定理。线性电路的性质，定理。现在学习的是第3页，共43页二、等效：二、等效：N1N2等效VCR相同1.1.两端电路（网络两端电路（网络):):电路为二端网络电路为二端网络(或一端口网络或一端口网络)。ii无无源源无源一端口ii2.2.两端电路等效的概念两端电路等效的概念 两个两端电路，端口具有相同的电压、电流关系两个两端电路，端口具有相同的电压、电流关系,则称它们是等效的电路。则称它们是等效的电路。现在学习的是第4页，共43页B+-uiC+-ui等效等效对对A A电路中
3、的电流、电压和功率而言，满足电路中的电流、电压和功率而言，满足BACA明明确确（1 1）电路等效的条件）电路等效的条件（2 2）电路等效的对象）电路等效的对象（3 3）电路等效的目的）电路等效的目的两电路具有相同的两电路具有相同的VCRVCR未变化的外电路未变化的外电路A A中的电中的电压、电流和功率压、电流和功率化简电路，方便计算化简电路，方便计算VCR相同相同现在学习的是第5页，共43页1.1.电路特点电路特点:一、一、电阻串联电阻串联(Series Connection of Resistors)+_R1Rn+_uki+_u1+_unuRk(a)(a)各电阻顺序连接，流过同一电流各电阻顺
4、序连接，流过同一电流(KCL)；(b)(b)总电压等于各串联电阻的电压之和总电压等于各串联电阻的电压之和(KVL)。22 电阻的串联、并联和串并联电阻的串联、并联和串并联现在学习的是第6页，共43页结论结论:Req=(R1+R2+Rn)=Rk等效等效串联电路的总电阻等于各分电阻之和。串联电路的总电阻等于各分电阻之和。2.2.等效电阻等效电阻R Reqeq+_R1Rn+_uki+_u1+_unuRku+_Reqi3.3.串联电阻上电压的分配串联电阻上电压的分配+_uR1R2+-u1-+u2i例：两个电阻分压例：两个电阻分压,如下图如下图 注意方向注意方向 !现在学习的是第7页，共43页4.4.功
5、率关系功率关系p1=R1i2，p2=R2i2，pn=Rni2p1:p2:pn=R1:R2 :Rn总功率总功率 p=Reqi2=(R1+R2+Rn)i2 =R1i2+R2i2+Rni2 =p1+p2+pn（1 1）电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比）电阻串联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成正比（2 2）等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和）等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和现在学习的是第8页，共43页二、电阻并联二、电阻并联 (Parallel Connection)(Parallel Connection)inR1R2RkRni+ui1i2ik_1.1.电路特点
6、电路特点:(b)(b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL)(KCL)。(a)(a)各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压(KVL)(KVL)；i=i1+i2+ik+in现在学习的是第9页，共43页等效等效由由KCL:i=i1+i2+ik+in=u/Req故有故有1/Req=1/R1+1/R2+1/Rn令令 G=1/R,称为称为电导电导Geq=G1+G2+Gk+Gn=Gk=1/RkinR1R2RkRni+ui1i2ik_2.2.等效电阻等效电阻R Reqeq+u_iReq现在学习的是第10页，共43页Rin=1.36
7、.513故故 R=1/G=13.3.并联电阻的电流分配并联电阻的电流分配由由即即 电流分配与电导成正比电流分配与电导成正比知知 对于两电阻并联，对于两电阻并联，R1R2i1i2i13 1.3 6.5 Rin=?有有 注意方向注意方向 !现在学习的是第11页，共43页4.4.功率关系功率关系p1=G1u2，p2=G2u2，pn=Gnu2p1:p2:pn=G1:G2 :Gn总功率总功率 p=Geqi2=(G1+G2+Gn)u2 =G1i2+G2i2+Gni2 =p1+p2+pn（1 1）电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比）电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比（2 2）等效电导消耗
8、的功率等于各并联电导消耗功率总和）等效电导消耗的功率等于各并联电导消耗功率总和现在学习的是第12页，共43页三、三、电阻的串并联电阻的串并联(混联）混联）要求要求：弄清楚串、并联的概念。：弄清楚串、并联的概念。例例1.2 4 3 6 R3 R=4(2+36)=2 现在学习的是第13页，共43页 R=(4040+303030)=30 40 30 30 40 30 R40 40 30 30 30 R例例2.现在学习的是第14页，共43页例例3.解：解：用分流方法做用分流方法做用分压方法做用分压方法做求：求：I1,I4,U4+_2R2R2R2RRRI1I2I3I412V+_U4+_U2+_U1现在学
9、习的是第15页，共43页例例4 4 电路如图所示。已知电路如图所示。已知R R1=61=6,R R2=152=15，R R3=3=R R4=54=5。试求。试求abab两端和两端和cdcd两端的等效电阻。两端的等效电阻。等效电阻针对电路的某两端而言，否则无意义。现在学习的是第16页，共43页例例5：6060 100100 5050 1010 b ba a4040 8080 2020 求求:Rab100100 6060 b ba a4040 2020 100100 100100 b ba a2020 6060 100100 6060 b ba a120120 2020 Rab7070 现在学习的
10、是第17页，共43页例例6 6：b ba ac cd dRRRR求求:Rab 对称电路对称电路 c c、d d等电位等电位b ba ac cd dRRRRb ba ac cd dRRRRii1ii2短路短路断路断路根据电根据电流分配流分配现在学习的是第18页，共43页练习：电路如图所示。试求练习：电路如图所示。试求ab两端和两端和cd两端的等效电阻。两端的等效电阻。现在学习的是第19页，共43页24 电电压源、电流源的串并联压源、电流源的串并联一、一、理想电压源的串并联理想电压源的串并联串联串联:uS=uSk 电压相同的电压源电压相同的电压源才能并联，且每个才能并联，且每个电源的电流不确定。电
11、源的电流不确定。uSk+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI其中与其中与UsUs参考方向相同参考方向相同的电压源的电压源UsUs取正号，相取正号，相反则取负号。反则取负号。并联并联:现在学习的是第20页，共43页二、理想电流源的串并联二、理想电流源的串并联可等效成一个理想电流源可等效成一个理想电流源 i iS S（与与i iS S参考方向相同的电参考方向相同的电流源流源i iSkSk取正号，相反则取负号取正号，相反则取负号），即），即 i iS S=i iSk Sk。电电流相同的理想电流源才能串联流相同的理想电流源才能串联,并且每个电并且每个电流源的端电压不能确定。流源的端电压不能
12、确定。并联：并联：iS1iS2iSkiS串联：串联：现在学习的是第21页，共43页对外电路而言：对外电路而言：与电压源并联的元件为虚元件，应断开与电压源并联的元件为虚元件，应断开。与电流源串联的元件为虚元件，应短路与电流源串联的元件为虚元件，应短路。现在学习的是第22页，共43页例例1 1 图示电路中。图示电路中。已知已知uS1=10V,uS2=20V,uS3=5V,R1=2,R2=4,R3=6 和和RL=3。求电阻求电阻RL的电流和电压的电流和电压。现在学习的是第23页，共43页例例2 2 电路如图电路如图2-7(a)所示所示。已知已知iS1=10A,iS2=5A,iS3=1A,G1=1S,
13、G2=2S和和G3=3S，求电流求电流i1和和i3。现在学习的是第24页，共43页2 25 5 电源的等效变换电源的等效变换工作点uiUSUu=uS Ri iIi+_uSRi+u_工作点GUuiISUIi=iS Gi uiGi+u_iS现在学习的是第25页，共43页一一 、电源的等效变换、电源的等效变换说明实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变说明实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换，所谓的换，所谓的等效等效是指是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。端口的电压、电流在转换过程中保持不变。u=uS Ri ii=iS Giui=uS/Ri u/Ri 通过比较，得等效的条件：通过
14、比较，得等效的条件：iS=uS/Ri ,Gi=1/RiiGi+u_iSi+_uSRi+u_现在学习的是第26页，共43页由电压源变换为电流源：由电压源变换为电流源：转换转换转换转换i+_uSRi+u_i+_uS1/Gi+u_i1/Ri+u_iSiGi+u_iS由电流源变换为电压源：由电流源变换为电压源：现在学习的是第27页，共43页i+_uSRi+u_(2)(2)等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。注意：注意：开路的电流源可以有电流流过并联电导开路的电流源可以有电流流过并联电导G Gi i 。电流源短路时电流源短路时,并联电导并联电导G Gi
15、 i中无电流。中无电流。电压源短路时，电阻中电压源短路时，电阻中R Ri i有电流；有电流；开路的电压源中无电流流过开路的电压源中无电流流过 R Ri i；iS(3)(3)理想电压源与理想电流源不能相互转换。理想电压源与理想电流源不能相互转换。方向：电流源电流方向与电压源电压方向相反。方向：电流源电流方向与电压源电压方向相反。(1)变换关系变换关系数值关系数值关系:iS ii+_uSRi+u_iG+u_iS表表现现在在iS=uS/RiGi=1/Ri现在学习的是第28页，共43页应用应用：利用电源转换可以简化电路计算。：利用电源转换可以简化电路计算。例例1 1.I=0.5A6A+_U5 5 10
16、V10V+_U55 2A6AU=20V例例2.2.5A3 4 7 2AI+_15v_+8v7 7 I现在学习的是第29页，共43页例例3.3.把电路转换成一个电压源和一个电阻的串联。把电路转换成一个电压源和一个电阻的串联。10V10 10V6A+_70V10+_6V10 2A6A+_66V10+_+现在学习的是第30页，共43页例例4 4 用电源等效变换求图示单口网络的等效电路。用电源等效变换求图示单口网络的等效电路。将电压源与电阻的串联等效变换为将电压源与电阻的串联等效变换为电流源与电阻的并联。电流源与电阻的并联。将电流源与电阻的并联变换为将电流源与电阻的并联变换为电压源与电阻的串联等效。电
17、压源与电阻的串联等效。现在学习的是第31页，共43页 例例5 5 求图示电路中电压求图示电路中电压u u。现在学习的是第32页，共43页例例6.6.注注:+_US+_R3R2R1i1ri1求电流求电流i i1 1R1US+_R2/R3i1ri1/R3R+_US+_i1(R2/R3)ri1/R3受控源和独立源一样可以进受控源和独立源一样可以进行电源转换；转换过程中注行电源转换；转换过程中注意不要丢失控制量意不要丢失控制量。现在学习的是第33页，共43页练习：练习：利用等效变换概念求下列电路中电流利用等效变换概念求下列电路中电流I1。I1解：解：I1I1经等效变换经等效变换,有有I1=1AI=3A
18、现在学习的是第34页，共43页2 26 6 输入电阻和等效电阻输入电阻和等效电阻1.1.定义定义无无源源+-ui输入电阻输入电阻无源一端口网络端口电压和端口电流之比无源一端口网络端口电压和端口电流之比2.2.计算方法计算方法（1 1）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、并并联联方法求它的等效电阻；方法求它的等效电阻；（2 2）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输入）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电流源，求得电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电流源，求得电压，得其比
19、值。电压，得其比值。现在学习的是第35页，共43页例例1 1 求图示单口网络的等效电阻。求图示单口网络的等效电阻。现在学习的是第36页，共43页例例2 2 图示电路中，已知转移电图示电路中，已知转移电阻阻r=3。求单口网络的等效电阻。求单口网络的等效电阻。现在学习的是第37页，共43页例例3 3、将图示单口网络化为最简形式。、将图示单口网络化为最简形式。解解:单口网络等效变换可化简为右图单口网络等效变换可化简为右图,由等效电路由等效电路,外加电压外加电压u,有有最简形式电路为最简形式电路为:现在学习的是第38页，共43页-2i0 +i0i1i3i2例例4 4、将图示单口网络化为最简形式、将图示
20、单口网络化为最简形式。解解:递推法递推法:设设i0=1Aabcd则则u uabab=2V=2Vi1=0.5Ai2=1.5Au ucdcd=4V=4Vi3=0.5Ai=2Au=uu=ucd cd+3i=10V+3i=10V故单口网络的最简形式如右图所示。故单口网络的最简形式如右图所示。现在学习的是第39页，共43页例例5.5.US+_R3R2R1i1i2计算下例一端口电路的输入电阻计算下例一端口电路的输入电阻R2R3R1有源网络先把独立源置零：电压源短路；电流源断路，再求输入电阻无源电阻网络现在学习的是第40页，共43页本章要点：本章要点：三、电源的连接及等效变换三、电源的连接及等效变换：（理想
21、电源；实际电源；实际电源间等效变换）（理想电源；实际电源；实际电源间等效变换）二、电阻的连接及等效变换二、电阻的连接及等效变换：（串联；并联；混联；）（串联；并联；混联；）四、单口网络及无源单口网络的等效变四、单口网络及无源单口网络的等效变换换五、利用等效变换分析含受控源电路五、利用等效变换分析含受控源电路（含受控源单口网络化简；含受控源简单电路分析）（含受控源单口网络化简；含受控源简单电路分析）一、等效及等效变换的概念一、等效及等效变换的概念:对电路进行分析时，可把电路中某一部分对外用一个较简单的电路对电路进行分析时，可把电路中某一部分对外用一个较简单的电路替代原电路，但对外端口的电压电流关系保持不变替代原电路，但对外端口的电压电流关系保持不变现在学习的是第41页，共43页含受控源简单电路的分析：含受控源简单电路的分析：基本分析思想：基本分析思想：运用等效概念将含受控源电路化简、变换为只有一个单回运用等效概念将含受控源电路化简、变换为只有一个单回路或一个独立节点的最简形式，然后进行分析计算。路或一个独立节点的最简形式，然后进行分析计算。例：求电压例：求电压u、电流、电流i。解解:由等效电路由等效电路,在闭合面在闭合面,有有现在学习的是第42页，共43页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第43页，共43页