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第二篇电阻电路的等效变换

R1 R2 Rn
+ u 等 效 电 路
u = R1i + R2 i + · · ·+ Rn i = (R1+ R2 + · · · + Rn) i
u = Req i Req
i
+ u -
def

n
Rk
k=1
(1) 等效电阻Req 必大于任一个 串联的电阻。
Req
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5
(2)电压分配公式或分压公式
1 i R + us + u R3 R1 R2 R5 R4 1 i
R + us -
+ u 1' 则对任一外电路来说, 它们是等效的,Req为 等效电阻。
3
Req
1' 上面两个电路具有完全不同 的结构,若端子1-1' 以右部 分的伏安关系相同。
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例如:欲求电流 i 和电压 u ,可以用Req替 代端子1-1' 以右的部分,使问题得到简化。 不过,虚线框内的电路,显然是不同的。
Req
R 30 W eq
64×16 =12.8W 64+16
30×20 =12W Req= 30+20
11
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Req= ?
1W
1W
用简单串并联的方法解决不了这个 问题,这说明我们的知识面还不宽, 本事还不够,还要继续学习。
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§2-4 电阻的Y形联接和形联接的等效变换 i i'1 1 1. 星(Y)形联接,
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i'1 用类似的方法可求得R2、R3 : 1 R12R31 i12 i31 R1 = R31 R12 R12+ R23 + R31 R23R12 2 i' 3 i' 3 2 R2 = i R23 23 R12+ R23 + R31
R31R23 R3 = R12+ R23 + R31 RY= △形相邻R的乘积 △形R之和

2
3
13
i'1 Y→ 对用KCL i1 1 1 u12 u31 i12 i31 u12 i'1 = R 1 R12 R31 R31 R12 R3 R2 u23 u12 2 i' 3 3 2 i' i'2 = 3 2 R23 R12 i R23 23 i i3 u 2 23 u31 u23 R3 u12- R2 u31 i'3 = R31 R23 i1= 对Y用KCL和KVL i1+ i2 + i3 =0 R1 i1- R2 i2 = u12 R2 i2- R3 i3 = u23
§2-6 实际电源的两种模型及其等效变换 实际电源都含有内阻, 它的模型是电压源与电 阻的串联组合或电流源 与电阻的并联组合。 u 开路电压 Uoc
短路电流
R + us -
i + u -
外 电 路
u=us-Ri
uoc= us us isc= R
us is= R is
u s= isR
Isc 对外电路等效, 内部电路并不等效。
2W
2A 6A 2W 2W 7W
i
25
教材P45例2–4: us=12V, R =2W,g =2 S。 求 uR.。 R i R i R1 guR + uR + uR + + + RRgu us us R 1guR R1
-
若两电阻不相等 us = uR + uR + RguR uR us i= uR = R 2 + Rg uR R1 + R1guR us = uR + 12 R = 2+ 2×2 注意:变换过程中必须 = 2V 保存控制量所在支路!
3 R3
i1
1 R1 R2 2
18
Y —△变换式也可以 用电导表示:(略)
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i3
i2
Y—△变换总结 R△= Y形R两两乘积之和 Y形不相邻R
1
R1 R2 + R2 R3 + R3 R1 求R12 — 除R3
R31
R3
R1
R12
求R23 — 除R1 求R31 — 除R2 RY = △形相邻R的乘积
1
us =∑ usk
k=1
n
1
+ us _
+ us1 _ + u s2 _ + usn _
若usk与us的参考方向 2 一致,则式中usk前面 取“+”,否则取“-”。
2
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2. n个电流源并联, 1 可以等效成一个 电流源:
is
1
is 1
is 2
isn
is = ∑ isk
因此,串联电阻电路可作分压电路。
(3)各电阻消耗的功率与电阻大小成正比,即电阻值大者消耗
的功率大;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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2. 电阻的并联
i + u -
电阻并联时,各电阻 两端为同一电压。
应用KCL: i = i1 + i2 + · · ·+ in = G1u + G2 u + · · ·+ Gn u = (G1+ G2 + · · · + Gn) u



OK
② ⑤ 1 W 2018年 8月 18日星期



1W

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① R12= ? 1W ④

解题指导 单击此处

1W
⑤ ①
① R12= ? 1W ④

R12= ?

(1//5)W

NO!
② 1W ⑤ ②
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§2-5 电压源、电流源的串联和并联
1. n个电压源串联,可以 等效成一个电压源:
k=1
n
2
2
若isk与is的参考方向一致,则式 中isk前面取“+”,否则取“-”。
只有电压相等极性一致的电压源才允许并联,其 等效电路为其中任一电压源。 只有电流相等方向一致的电流源才允许串联,其 等效电路为其中任一电流源。 • 否则将违背KVL或KCL。
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u uk = Rk i = Rk Req Rk uk = n u i
R1 R2 Rn + un -
∑ Rk
k=1
+ + u1 - + u2 u -
k=1,2, ··· ,n
串联的每个电阻, 其电压值与电阻 值成正比。
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对于两个电阻: i + u1 = R1 u + R1 + R2 R1 u1 u + R2 R2 u u u2 = 2 R1 + R2 6
也叫T形联接。 2. 三角()形联接, R3 亦称∏形联接。 3 i3 3. 等效变换 R1 条件:
1 1
R1
R2 2
i31
R31
1
i12
R12
2 i' 2
i2
R2 2 1
i'3 3
R23 i23 R12
对应端 R3 R31 R23 子间的 电压相 3 3 3 等,同 时, 流入对应端子的电流也分别相等。 2018年8月18日星期
第二章
电阻电路的等效变换 内容提要
电阻的串联和并联,Y-△变换; 电源的串联和并联; 电源的等效变换; 一端口网络输入电阻的计算。
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§2-1 引言
概念: 时不变线性电路:
线性电阻电路:
直流电路:
由非时变线性无源元件、 线性受控源和独立电源 组成的电路,简称线性 电路。
R12
2 i' 2
16
若 R1=R2=R3=RY, 则 R12=R23=R31= R△=3 RY
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i'3 3
R23 i23
→Y
R1 R2 + R2 R3 + R3 R1 = R12R3 = R23R1 = R31R2 R12 = R3 + R1 R2 + R2 R3 + R3 R1 R23 = R1 + R1 R2 + R2 R3 + R3 R1 R31 = R2 2 R31 R (R1 R2 + R2 R 2 3 + R3 R1) R12 R3 R12 + R23 + R31 = R1 R2 R3 R12R31 为了求出R1 ~R3,将以 R1 = R12+ R23 + R31 上三式相加并整理。
1 i R + us + R1 + i4 R2 R5 u5 R3 R4 R + us 1 i +
u
1'
u
1'
Req
如果需要计算 i4 和 u5 , 就必须回到原电路, 用已求得的 i 和 u 计算。
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§2-3 电阻的串联与并联
1. 电阻的串联 电阻串联时,每个电 阻流过同一电流。 应用KVL: i
i + u i1
R1
i2
R2
i1 =
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