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西安交通大学邱关源电路课件


i

i

无源一端 口网络
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2.二端电路等效的概念
两个二端电路,端口具有相同的电压、电流关 系,则称它们是等效的电路。
B
i
+ 等效 u
-
C
i
+ u
-
对A电路中的电流、电压和功率而言,满足:
B
A
C
A
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明确
①电路等效变换的条件: 两电路端口处具有相同的VCR。
②电路等效变换的对象: 未改变的外电路A中的电压、电流和功率。 (即对外等效,对内不等效)
Req
_
由KCL:
i = i1+ i2+ …+ ik+ …+in
=u/R1 +u/R2 + …+u/Rn =u(1/R1+1/R2+…+1/Rn)=uGeq
n
Geq G1 G2 Gn Gk Gk k 1
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结论 等效电导等于并联的各电导之和。
1 Req
Geq
1 R1
1 R2
③串联电阻的分压
uk
Rki
Rk
u Req
Rk Req
uu
表明电压与电阻成正比,因此串联电阻电路可作
分压电路。
例3-1 两个电阻的分压。
u1
R1
R1 R2
u
u2
R2 R1 R2
u
i
+ u+1 R1 u-
+
_
u2 -
R2
º
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④功率
p1=R1i2, p2=R2i2,, pn=Rni2
电流源短路, GS上无电流。
③理想电压源与理想电流源不能相互转换。
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例6-1 利用电源转换简化电路计3;
10V _
3
I=?
解+ 15V_
7
4
8V
+

+
10V_
5 +
6A
U=? _
2A
7 I=0.5A 7
6A
+
2.5 U
_
U=20V
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2-7 输入电阻
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2-4 电阻的Y形联结和形联
结的等效变换
1. 电阻的 、Y形联结
R1
R2
包含 a
R b
1
1 R3
R4
R12
R31
R1
2
3
R2
R3
三端 网络
R23
2
3
形网络
Y形网络
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,Y 形网络的变形:
形电路 ( 形)
T 形电路 (Y形)
注意 这两个电路当它们的电阻满足一定的关
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2-1 引言
电阻电路 分析方法
仅由电源和线性电阻构成的电路。
①欧姆定律和基尔霍夫定律是 分析电阻电路的依据。
②等效变换的方法,也称化简的 方法。
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2-2 电路的等效变换
1.二端电路(网络)
任何一个复杂的电路, 向外引出两个端钮,且从 一个端子流入的电流等于从另一个端子流出的电流, 则称这一电路为二端网络 (或一端口网络)。
2. 电阻并联
①电路特点
i
+
i1 i2
u R1 R2
_
ik Rk
in Rn
(a)各电阻两端为同一电压(KVL)。 (b)总电流等于流过各并联电阻的电流之和(KCL)。
i = i1+ i2+ …+ ik+ …+in
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②等效电阻 i
+
i1 i2
u R1 R2
_
ik Rk
i
in
+
Rn
等效 u
总功率
p1: p2 : : pn= R1 : R2 : :Rn p=Reqi2 = (R1+ R2+…+Rn ) i2
=R1i2+R2i2++Rni2
表明
=p1+ p2++ pn
①电阻串联时,各电阻消耗的功率与电阻大小 成正比。
②等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功 率的总和。
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1 Rn
即 Req Rk
③并联电阻的分流
ik u / Rk Gk i u / Req Geq
ik
Gk Geq
i
电流分配与 电导成正比
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例3-2 两电阻的分流。
Req
1 R1 1 R2 1 R1 1 R2
R1R2 R1 R2
i
i1
i2
R1
R2
i1
1
1 R1 R1 1
R2
i
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3. 电流源与支路的串、并联等效
iS1 R1
i
iS2
+
R2
u _
等效电路
iS R
i iS1 u R1 iS2 u R2 iS1 iS2 (1 R1 1 R2)u iS u R
任意
元件 +
iS
uR
_
iS 等效电路
对外等效!
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2-6 实际电源的两种模型及其等效变换
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②等效电阻
R1
Rk
Rn
Req
i + u1 _ + u k _ + un _
+
u
_
由欧姆定律
等效 i
+
u_
u R1i Rki Rni (R1 Rn )i Reqi
n
Req R1 Rk Rn Rk Rk k 1
结论 串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
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等效电路
i
++
注相意同的理想电压源才能 uS1 uS2
+ u
并联,电源中的电流不确定。
_
__
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③电压源与支路的串、并联等效
uS1 _ +
uS2 +
_
+ uS _ R
i
R1
+
u
R2_
i +u _
u uS1 R1i uS2 R2i (uS1 uS2) (R1 R2)i uS Ri
第二章 电阻电路的等效变换
本章重点
2-1 引言 2-2 电路的等效变换 2-3 电阻的串联和并联
2-4 电阻的Y形联接和形联结的等效变换
2-5 电压源、电流源的串联和并联 2-6 实际电源的两种模型及其等效变换 2-7 输入电阻
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重点: 1. 电路等效的概念 2. 电阻的串、并联 3. 电阻的Y- 变换 4. 电压源和电流源的等效变换
u12 =u12Y , u23 =u23Y , u31 =u31Y
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+ 1– i1
1 + i1Y –
u12 R12
i2
– 2
+
R23 u23
u31 R31
u12Y R2
i3 + – i2Y – 3 2+
R1 u31Y
R3
i3Y +
u23Y
–3
形联结:用电压表示电流 Y形联结:用电流表示电压
由式(2)解得:
i1Y
u12Y R 3 u31Y R2 R1R2 R2R3 R3R1
i2Y
u23Y R1u12Y R3 R1R2 R2R3 R3R1
i1 =u12 /R12 – u31 /R31 (3) i2 =u23 /R23 – u12 /R12
(1)
i3Y
u31Y R2 u23Y R1 R1R2 R2R3 R3R1
i
i
+
+
uS _
任意 元件
uR _
+
+
uS
u
_
_
对外等效!
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2. 理想电流源的串联和并联
注意参考方向
①并联
iS1
iS2
i iS1 iS2 iSn iSk i
iSn
等效电路
i
②串联
iS1
iS2
i iS1 iS2
i
注意相同的理想电流源才能串联, 每个电流源
的端电压不能确定。
1. 实际电压源 伏安特性: u uS RSi
i
u
uS
+
+
考虑内阻
uS_
u
O
i
RS
_
一个好的电压源要求:RS 0
注意实际电压源也不允许短路。因其内阻小,若
短路,电流很大,可能烧毁电源。
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2. 实际电流源
iS
i
RS
u
_
+
伏安特性:
i
iS
u RS
u
is
O
i
考虑内阻
一个好的电流源要求:RS
系时,能够相互等效 。
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2. -Y变换的等效条件
1 +– i1
1 + i1Y –
u12 R12
i2 –
2+
u31 R31
u12Y R2
R1 u31Y R3
R23 u23
i3 + – i2Y – 3 2+
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