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电路分析 第二章 电阻电路的等效变换




isn

isk
iS1
iS2
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。
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3.电流源与支路的串、并联等效
可以证明,不含独立源单口线性电阻电路的端电 压和端电流之比为一常数。
定义不含独立源单口线性电阻网络的等效电阻 (输入电阻)为:
Ri

u i
a
i +
b u-
N
注意 u、i 应为关联参考方向。
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例2: 求图示二端电
ia
路的VAR及其 + 等效电路。 u1
-
3Ω i1 3Ω 3Ω
-+
例3 a 6
cd 5
15
5
b
求: Rab , Rcd
Rab (5 5) //15 6 12Ω
Rcd (15 5) // 5 4Ω
等效电阻针对端口而言
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例4 求: Rab
ab
Rab=70
20
100 10
40 80 60 50
ab
20 100 100
注意参考方向
①串联 uS1 +
_
u
+
uuS2s1
us2
_

usk
+u
_ 等效电路
+
_
u
②并联 u us1 us2
等效电路
i
注意 相同电压源才能并
联,电源中的电流不确定。
+
uS1
_
+
uS2
_
+
u
_
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③电压源与支路的串、并联等效
uS1 _ +
uS2 +
_
+ uS _ R
第二章 电阻电路的等效变换
2.1 等效二端网络 2.2 电压源及电流源串、并联电路的等效变换 2.3 实际电源的两种模型及其等效变换 2.4 电阻星形连接与三角形连接的等效变换
2.1 等效二端网络
2.1.1 单口网络和等效单口网络 2.1.2 单口网络端口伏安关系(VAR)的求取 2.1.3 不含独立源单口电阻网络的等效电阻
一个单口网络对电路其余部分的影响,决定于其 端口电流电压关系(VAR)。
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二. 等效单口网络
a
i +
b u-
N
u f (i)
a
i +
b u-
N'
u f (i)
若网络 N 与 N 的VAR相同,则称该两网络
为等效单口网络。
将电路中一个单口网络用其等效网络代替(称 为等效变换),电路其余部分的工作状态不会 改变。
i5 10 7.5 2.5A
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例2
I1 I2 R I3 R
I4
求:I1 ,I4 ,U4
+ 12V
_
++ 2R U_1 2R U_2 2R
+ 2R U_4
解 ①用分流方法做
I4


1 2
I3


1 4
I2


1 8
I1


1 8
12 R


3 2R
U4 I4 2R 3V
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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2.1.1 单口网络和等效单口网络
一、单口网络
N
i
N1
+
u-
N2
将电路 N 分为 N1和 N2两部分,若 N1 、 N2内
部变量之间无控制和被控的关系,则称 N1和 N2 为单口网络(二端网络)。
6
i1 5
i1 5
+
165V
i2 6 i3
+
i2
i3
-
18
4 i4
i5
165V
-
18
9
12
i1 165 11 15A i2 90 18 5A i3 15 5 10A i4 30 4 7.5A
u2 6i1 615 90V u3 6i3 610 60V u4 3i3 30V
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2.1.2 单口网络端口伏安关系(VAR)的求取
将单口网络从电路中分离出来,标好 其端口电流、电压的参考方向;
假定端电流i 已知(相当于在端口接 一电流源),求出 u = f (i) 。或者, 假定端电压 u 已知(相当于在端口接 一电压源),求出 i = g (u) 。
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例1:求图示二端
a
电路的VAR及其等 效电路。
i
5Ω Байду номын сангаас0V
u
u
解:设端口电压u 已知,有
20Ω b
i u 20 (u 10) 5 0.25u 2
或者 u 8 4i
根据VAR,可得等效电路:
a
2A
i
u
或者
4Ω b
4Ω 8V
a i
u
b
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2.1.3 不含独立源单口电阻网络的等效电阻
iR
对称电路 c、d等电位
c R i 断路
R
c
R
a i1 R
i2 b R
a
b
R
R
d
d 根据电流分配
1 i1 2 i i2
Rab R
uab

i1R i2 R

(1 i 2

1 i)R 2

iR
Rab

uab i
R
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2.2 电压源及电流源串、并联电路的等效变换
1.理想电压源的串联和并联
ab
20 100 60
120 60
ab
20 100 60
40
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例5 求: Rab
5
15
6
a 20 b
7
6
缩短无 电阻支路
Rab=10
4
ba
15
10
20
5
a
15 b
7 6 6 4 a
b
15 7 3
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例6 求: Rab
②用分压方法做
I1

12 R
U4
U2 2

1 4
U1
3V
I4


3 2R
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从以上例题可得求解串、并联电路的一般步骤:
①求出等效电阻或等效电导; ②应用欧姆定律求出总电压或总电流; ③应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压 以上的关键在于识别各电阻的串联、并联关系!
i
R1
+
u
R2_
i +u _
u us1 R1i us2 R2i (uS1 uS2) (R1 R2)i uS Ri
i
i
+
+
+
+
uS _
任意 元件
uR _
uS
u
_
_
对外等效!
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2. 理想电流源的串联并联
注意参考方向
①并联
i

is1

i
is 2

5u1 u
i
解: 设端口电流 i 已知,有
b
i1 (3 9)i , u1 3i1 1 i
u 5u1 6i1 7 i
根据VAR,可 得等效电路:
a i
u
7Ω b
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3. 电阻的串并联 电路中有电阻的串联,又有电阻的并联,
这种连接方式称电阻的串并联。
例1 计算各支路的电压和电流。
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