1、計算機電路基礎(chǔ),第2章 電路的分析方法,（時間：2次課，4學(xué)時）,教學(xué)提示： 對給定電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)求支路的電壓和電流稱為電路分析； 對給出電路的性能指標(biāo)，設(shè)計電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)稱為電路設(shè)計。 電路分析是電路設(shè)計的基礎(chǔ)。 教學(xué)目的： 1能熟練地對電路中的電阻進(jìn)行串聯(lián)與并聯(lián)計算。 2. 掌握支路電流法、回路電流法、疊加定理和戴維南 定理的基本分析方法，對具體電路能熟練進(jìn)行計算。 3掌握電路的負(fù)載從電源獲得最大功率的條件。,本章主要內(nèi)容,2.1 電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 2.2 電路分析方法 2.3 疊加定理 2.4 戴維南定理 *2.5 最大功率輸出,2.1 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)電路中電阻連接方式是多種多樣的,

2、但都可歸結(jié)為: 串聯(lián)和并聯(lián)。,2.1.1 電阻的串聯(lián):兩個或更多個電阻依次按首尾順序進(jìn)行連接稱為串聯(lián)。 特點: 1.流過串聯(lián)電阻的電流是相同的 2.電阻串聯(lián)的結(jié)果可等效成一個電阻。 n個電阻串聯(lián),其等效電阻為: R = R1 + R2 +. + Rn 3.串聯(lián)電阻具有分壓的作用。,串聯(lián)電阻的阻值越大，其分壓值就越大。,因為:I = U/(R1+R2) U1 = I R1= U2 = I R2 = 電阻串聯(lián)用處: 與負(fù)載串聯(lián)一個電阻加大串聯(lián)回路的阻值，達(dá)到減小流過 負(fù)載的電流的目的- 稱為限流電阻 。 利用串聯(lián)電阻分壓的作用，直接在負(fù)載回路中串聯(lián)一個電阻，以降低負(fù)載上的電壓降。,2.1.1 電阻

3、的并聯(lián)兩個或多個電阻并接，稱為電阻并聯(lián)。,電阻并聯(lián)的特點是： 1.每個并聯(lián)電阻上的電壓是相同的。 2.并聯(lián)后的總電阻可用一個等效電阻R表示:,3.并聯(lián)電阻具有分流作用. 分流電流大小與并聯(lián)電阻的阻值成反比 【例題2.1】 求圖2.3中流過各電阻的電流。 已知R1=4，R2=6，R3=3.6， R4=4，R5=0.6，R6=2.4，E=4V。,圖2.3,串并聯(lián)電阻的運算順序:1. R1，R2并聯(lián)(R12)后與R3串聯(lián)2. 上結(jié)果與R4并聯(lián),得R34 3. 全電路的等效電阻值 R = R5+R6+R34,1,2,3,2.2 電路分析方法2.2.1 支路電流法,支路電流法是以支路電流作為求解的對象.

4、 方法: 應(yīng)用KCL和KVL分別列出電路的結(jié)點電流方程和選定回路的電壓方程，聯(lián)立解出各支路電流。 以下圖設(shè)定的各支路電流的正方向為例 ,求3條支路電流 1.據(jù)KCL a結(jié)點電流方程：I1 + I2 I 3 = 0 b結(jié)點電流方程:- I1 - I2 +I 3 = 0 - 實為一個獨立的方程 (2-7) 2.據(jù)KVL，建立回路電壓方程： 回路:R1 I 1+ R3 I3 E 1 = 0 - (2-8) 回路:R3 I 3+ R2 I2 E 2 = 0 - (2-9) 3.連立(2-7)、(2-8)和(2-9)式可求得 I1 、 I2 和 I 3 。,支路電流法解題步驟方法: 1.設(shè)定各支路電流的

5、正方向； 2.在有n個結(jié)點的電路中，建立(n-1)個獨立的結(jié)點電流方程。 3.在電路中利用KVL確立另外的b -(n -1)回路電壓方程. 4.連立(n-1)個結(jié)點電流方程和b -(n -1)回路電壓方程. 求得I1 、 I2 和 I 3 。 通過求解支路電流可求解其他需求的未知量。,2.2.2 回路電流法,回路電流法是以回路電流作為求解的對象. 以下圖為例: (1)選定一組獨立的回路， 并指定回路中電流II和III 的正方向。 (2)列出各回路電壓平衡方程。 (3)方程組聯(lián)立求解，得回路電流。,2.3 疊 加 定 理,分析線性電路中常用的一個定理。 圖(a):有兩個獨立電壓源共同作用于電路上

6、，求解各支路電流 (1)設(shè)定圖(a)支路電流的參考方向. (2)現(xiàn)將E2短路，畫出E1單獨作用下的電路圖(b), 規(guī)定各支路中電流方向.,求出電路中各個支路的電流: I1 = ; I2 = I1 ; I3 = I1 - I2 (3)將E1短路,畫出電壓源E2單獨作用下的電路,圖(c) 規(guī)定各支路電流方向。各個支路的電流，得： I2“ = ; I1” = I2“ ; I3 = I2 I1“ (4)以原圖(a)中支路電流的參考方向為準(zhǔn)，求兩個獨立電源共同作用下各支路上的電流(疊加)值： I1 = I1- I1 I2 = I2- I2 和 I3 = I3+ I3,2.4 戴維南定理,戴維南定理：任何

7、一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，都可以用一個電 動勢E0和一個內(nèi)電阻R0串聯(lián)來等效。其電動勢 E0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)開路的電壓，其內(nèi)阻R0等 于有源二端網(wǎng)絡(luò)無源時(電壓源短路，電流源 開 路)，兩端之間的等效電阻。 如圖所示,【例題2.3】如圖2.7(a)所示電路，求負(fù)載RL上電流。,先把要求解電流的負(fù)載RL從電路中分開。 把(a)圖電壓源短路，電流源開路，如圖2.7(b)所示。 可求得開路時的等效電組R0 ： R0 = 6 + (3 / 6) = 8(),(2).求等效電壓源E0，見圖(c)。,(求a、b兩端的電壓有許多方法， 本題采用簡便方法求解。) a、b兩端的電壓等于c、b兩端的電壓 并設(shè)為U : 則:流進(jìn)結(jié)點c的電流關(guān)系有 并求得 U = 10 V 即 E0 = U = 10 V,(3)把電阻R0和電壓源E0串聯(lián)等效成有源二端網(wǎng)絡(luò)，如圖(d)所示.求負(fù)載RL上的電流。 即：IL = 10/(8+2)=1(A),提示: (1)在