电路叠加原理-戴维宁定理.ppt

第2章电路的分析方法2 1电阻的串 并联2 1 1电阻的串联 支路电流法叠加原理戴维宁定理2 1电阻的串 并联2 1 1电阻的串联两个或多个电阻的串接 称为电阻的串联 串联电阻通过的是同一个电流 R R1 R2 2 1 U U1 U2 IR1 IR2 I R1 R2 IR 2 2 2 3 电阻串联的特点 电流相同 总电阻等于各个电阻之和 总电压等于各个电压之和 串联电阻有分压作用 第2章电路的分析方法 两个或多个电阻并接 称为电阻的并联 并联电阻两端是同一个电压 I I1 I2U RI I电阻并联的特点 电压相同 总电流等于各个电流之和 总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和 电阻并联具有分流作用 2 1 2电阻的并联 一个两节5号电池供电的收录机 用万用表与电池串联测得它的最大工作电流为100mA 要想改用直流电源供电 现有一个9V的直流电源 采用串联分压的方式 试选择电阻 并画出电路图 解 画出电路如图2 4所示 其中R1是要选择的电阻 R2为收录机工作时的等效电阻 查电阻手册可知标称电阻没有60 则取最接近的56 在购买电阻时不仅要提供阻值 还应说明功率值 PR1 IUR1 100mA 6V 0 6W查电阻手册功率级没有0 6W的 则取大于并最接近计算值的1W R1为56 1W的电阻 例2 1 如实际使用时收录机电压低于3V时 用万用表测得电源的实际输出电压U 6V 则说明电源内阻分掉了3V的压降 二次选择R1 实际接通电路后 I 69 8mA为了达到收录机工作时的电流I 100mA UR2 3V 总电阻R应为即R R1 R2 R0 90 R1 R R0 R2 90 43 30 17 PR1 I2R1 100mA 2 16 0 16W查电阻手册二次选择R1为16 1 4W的电阻 设计电路通常要经过实验调试后确定 有电视机180W 冰箱140W 空调160W 电饭锅750W 照明灯合计400W 问在这些电器同时都工作时 求电源的输出功率 供电电流 电路的等效负载电阻 选择保险丝RF 画出电路图 解 画出供电电路如图2 6所示 电源输出P P1 P2 P3 P4 P5 180 140 160 750 400 1630W电源的供电电流A电路的等效电阻 民用供电选择保险丝RF的电流应等于或略大于电源输出的最大电流 查手册取10A的保险丝 例2 2 以支路电流为求解对象 直接应用KCL和KVL分别对结点和回路列出所需的方程组 然后 解出各支路电流 2 2支路电流法 图2 7为一手机电池充电电路 手机充电电源E1 7 6V内阻R01 20 手机电池E2 4V 内限R02 3 手机处于开通状态 手机等效电阻R3 70 试求各支路电流 解题步骤 1 标出各支路电流的参考方向 列n一1个独立结点的 I 0方程 独立结点a的方程 I1 I2 I3 0 2 标出各元件电压的参考方向 选择足够的回路 标出绕行方向 列出 U 0的方程 足够 是指 待求量为M个 应列出M n 1 个回路电压方程 可列出回路 UR01 UE1 UR3回路 UR02 UE2 UR3 0 3 解联立方程组得I1 165mA I2 103mA I3 62mA I2为负实际方向与参考方向相反 E2充电吸收功率 为负载 例2 3 在一个线性电路中 如果有多个电源同时作用时 任一支路的电流或电压 等于这个电路中各个电源分别单独作用时 在该支路中产生的电流或电压的代数和 2 3叠加原理 现仍以例2 3题为例采用叠加原理求解各支路电流 解题步骤 1 画出各个电源单独作用的电路 将其他电源电动势短接 内阻保留 如图2 8 b c 所示 例2 4 2 求单独作用的各支路电流E1单独作用时 式中 表示两个电阻并联 mA E2单独作用时 3 求同时作用时各支路电流 当各个电源单独作用时的电流参考方向与电源同时作用时的电流参考方向一致时取正号 不一致取负号 叠加原理一般适合于电源个数比较少的电 任何一个线性有源二端网络 对外部电路而言 都可以用一个电动势E0和内阻R0串联的电源来等效代替 电动势等于有源二端网络的开路电压 内阻等于有源二端网络化成无源 理想的电压源短接 理想的电流源断开 后 二端之间的等效电阻 2 4戴维宁定理 如在例2 3中应用戴维宁定理求电流I3 电路如图2 9 a 所示 解题步骤 1 将待求支路断开 使剩下的电路成为有源二端网络 如图2 9 b 所示 例2 5 求电动势E0 U0 E2 IR02 E2 4 4 5V 2 将有源二端网络化成无源后 如图2 9 c 所示 求内阻R0 R01 R02 2 6 3 根据戴维宁定理所求得的等效电路如图2 9 d 所示 求电流I3 62mA戴维宁定理一般适合于只求某一支路的电流或电压 1 两个电阻串联的特点是电流相同 总电阻R R1 R2 总电压U U1 U2 有分压作用U1 2 两个电阻并联的特点是电压相同 总电阻R 总电流I I1 I2 有分流作用3 支路电流法是直接应用KCL KVL列方程组求解 一般适合于求解各个支路电流或电压 本章小结 4 叠加原理是将各个电源单独作用的结果叠加后 得出电源共同作用的结果 一般适合于求解电源较少的电路 5 戴维宁定理是先求出有源二端网络的开路电压和等效内阻 然后 将复杂的电路化成一个简单的回路 一般适合于求解某一支路的电流或电压 支路电流法 叠加原理 戴维宁定理是分析复杂电路最常用的三种方法