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指针式万用表的分析与制作


3 4
可得
6
(b)
2 2 4
a
b
Rab=2+3=5Ω
a 2 3
6
b
(d)
3. 理想电源的串联与并联 串联
+
º
US1_

+ US_
+ 5V_
US+2
º
US= USk
注意参考方向
US= US1- U S2
并联
I
I
+
+
5V _
5V_
若第2个电压源 为6V,端口电压 能确定?
IS1
IS2
IS3
IS
IS= ISk
US2
US1
IS2
IS1
?IS
在电路等效 的过程中,与理 想电流源相串联 的电压源不起作 用;与理想电压 源并联的电流源 不起作用。
Is=Is2-Is1
归纳 1、 电阻的串联
I
I
+
R1
U

R2
+
U
R

2、电阻的并联
I +
U
R1
R2

I
+ UR –
即:R = R1 + R2
R 1 R1R2 1 1 R1 R2 R1 R2
无源二端网络
有源二端网络
a
3 7
12V
6
b
a 2 7 8V
b
a 7 4A 3 6
b
a
7
4A
2
b
UOC
12
6 36
8V
a
3 7 6
R
R 7 36
37
9
线性 有源 二端 网络
b
a
a
R0
US +
b
-
b
这说明什么 结论呢?
知识五 戴维南定理与诺顿定理
1 戴维南定理
a
线性 有源 二端 网络
b
R0
注意参考方向
IS= IS1+ IS2 - IS3
多个电流大小不同的恒流源可以 串联连接吗?
知识二 两种电源模型的等效变换
内阻不变改并联
a
+ +I
US_
U RL
Is
=
Us Rs
US IS Rs
a +I
Rs U
RL
Rs
_

内阻不变改串联
b
b
Us = Is Rs
! 电源模型等效时数值关系
电流源的方向与电压源的极性关系
情境任务
任务一 认识分析直流电压/电流测量电路 任务二 分析测试多电源电路 任务三 分析测试等效电路 任务四 制作指针式万用表
任务二 分析测试多电源电路
•能力目标
能针对具体的电路选择适合的定理; 能应用叠加定理分析多电源电路 ; 能应用弥尔曼定理分析多电源电路
• 知识目标
知道叠加定理和弥尔曼定理的应用条件; 掌握叠加定理的思路及解题步骤; 掌握弥尔曼定理的思路及解题步骤
情境任务
任务一 认识分析直流电压/电流测量电路 任务二 分析测试多电源电路 任务三 分析测试等效电路 任务四 制作指针式万用表
任务一 认识分析直流电压/电流测量电路
•能力目标
能应用电阻串并联关系分析电路; 能应用两种电源模型的等效变换分析电路
•知识目标 理解等效变换的概念; 掌握电阻的串联、并联和混联电路的分析; 掌握理想电源的串联与并联电路的分析; 掌握两种电源模型的等效变换
I1
U S1 R1 R2
R2 R1 R2
IS2
I1'
I1''
I1'
U S1 R1 R2
I1''
R2 R1 R2
IS2
当恒
于流
+ 开源
路相
当恒 于压 短源
路相
叠加定理(总结): 当线性电路中有几个独立电源共同作用时,各支路的电流
(或电压)等于各个独立电源单独作用时在该支路产生的 电流(或电压)的代数和(叠加)。
P ?= (–32.5)2 5
= 221.25 W
P? 52 (37.5)2 5 281.25 286.25W
5
5
2 齐性定理(了解)
齐次性(比例性):线性电路中,所有的电压源和电流源 都增大或者缩小K倍,则支路电流和电压也同样增大或者 缩小K倍。
可以用叠加定 理求解吗?
MF47A型万用表的电阻档电路图
5
15
+U –
10A
2
4
20V
+–
恒流源不作用
时相当于开路
5
15
+ U' –
10A
2
4
+ 20V –
恒压源不作用 时相当于短路
5
15
+ U" –
10A
2
4
U = 20
5
5 +
15
=
5
V
U = – 10
15 5+15
5 = – 37.5 V
U=U'+U"=5+(-37.5)=-32.5V
2
3
2A 2A
6 1A
4 1 I
2 4A 1A
4 I 1
2
2
4 I
1
4A
1A
I 2 3A 2A 21
I
3A 2 1
I
2A
1A
1
4
4
❖ 电阻的串联、并联的定义;(深刻理解) ❖ 电阻的串联分压公式、并联分流公式;(灵活运用) ❖ 电阻混联的等效化简;(熟练掌握) ❖ 两种电源模型的等效变换;(重点、难点) ❖ 电源模型等效的注意点及技巧(重点掌握)
6 V US3
3V



US1 US2 US3 0 V R1 R2 R3 R4
1111 R1 R2 R3 R4
IV R4
例:求所示电路的I2、I3。
a
解: 选节点b未参考节点


+
I2

5 30
I3 Va
9 11
6V
5A 30V
96
与电流源串联的电阻不起
b
作用,列方程时不予考虑
情境任务
任务一 认识分析直流电压/电流测量电路 任务二 分析测试多电源电路 任务三 分析测试等效电路 任务四 制作指针式万用表
任务三 分析测试等效电路
•能力目标
能应用戴维南定理分析直流电路; 会运用戴维南定理分析负载的最大功率 ; 了解受控源的概念
• 知识目标
掌握戴维南定理的思路及解题步骤; 掌握戴维南定理的应用—最大功率传输定理; 了解受控源的分类
I =1A
I ' 2A
数值之间会有 什么样的关系 呢?
I '' 1A
知识三 叠加定理和齐性定理
1 叠加定理
I1 IS 2 I2
(1)
I 2 R2 U S1 I1R1 0 (2)
I1
U S1 R1 R2
R2 R1 R2
IS2
I1'
US1 R1 R2
I1''
R2 R1 R2
IS2
Rn Req
U
结论?
(2) 电阻的并联
I +
U
R1
R2

I
+
U
R

并联电路电阻等效 是“倒数和的倒数”关

即: R 1 R1R2
1 1 R1 R2 R1 R2
I1 I2
R2 R1 R2
R1 R1 R2
I I
结论?
(3) 电阻的混联
• 已知图中U=10V,求I=?
I 1KΩ
+
E

R1
I2 R3 IS
(a)
R2
+
++
I2'
U–S
E

R1
R3
US'

(b)E单独作用将IS断开
R2
I2
+
R1 R3 IS –US
(c)IS单独作用将E 短接
I2 I2 I2 1A 0.5A 0.5A
US US US 5V 2.5V 7.5V
用叠加定理求图示电路中U及其功率P。
重点
• 叠加定理只适用于线性电路求电压和电流;不能求功 率。
•叠加时,不作用的电压源用短路线代替;不作用的电流 源用开路代替。
•叠加时注意参考方向下求代数和。
已知 E =10V、IS=1A ,R1=10 ,R2= R3= 5 试用 叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。
R2
P'' U ''2 62 12W
R 33
R3
P P' P'' 16 12 52 W
3
3
P U 2 22 4 W R 33
叠加定理不 适用于求功率
电路如图,求UR3,PR3并验证叠加定理是否 适用于求功率。
R1 1 Ω US1 5V
R4

IS2
+
R2 3Ω
R3 1A 1 Ω
UR3
Va 9I2 30 I2 4A
Va 6I3
I3 1A
试求图所示电路中的节点电位Va。
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