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§2.1简单电阻电路的分析§2.2等效电阻§2.3实际电源模型的等效变换§2.4电阻电路的一般分析主要内容电路等效变换的概念;电阻的串、并联;电源的串、并联及其等效变换;线性电阻电路方程的建立方法;电路图论的初步概念;支路电流法、网孔法、回路法和节点法。§2.1简单电阻电路的分析2.1.1电路的等效变换2.用等效电路的方法求解电路时,电压和电流保持不变的部分仅限于等效电路以外,是“对外等效”。2.1.2电阻的串联及分压等效电阻消耗的功率等于串联电阻消耗的功率1.特点:2.分流公式:(并联的目的)3.常见的情况:(两个电阻并联)2.1.4利用分压、分流分析电路例试求下图所示二端网络的等效电阻Rab。观察电路图可见,右边的两个电阻(4Ω和2Ω)是串联关系,故第一步应先计算这两个电阻的串联。Rb=4+2=6Ω得到图(b),计算两个电阻3Ω与6Ω的并联。§2.2等效电阻2.2.1Wheatstone电桥测量电阻对称性(symmetry):一个系统对某种操作状态不变(等价),则该系统对此操作具有对称性(H.Weyl.1951),该操作称对称操作(symmetryoperation)常见的对称操作:镜像对称、旋转对称等。对称性原理:PierreCurie首先提出,具体内容如下,原因中的对称性必反映在结果中,结果中的对称性至少有原因中的对称性一样多;结果中的不对称性必然出自原因中的不对称性,原因中的不对称性至少有结果中的不对称性一样多。对称性原理是凌驾于物理规律之上的自然界的一条基本原理。Rab=?2.2.4电阻的三角形联结与星形联结的等效变换将同理可得二、三角形联结变换成星形联结三、归纳例已知如下图(a)所示电路,试求电流I。此时再进行并联等效变换见图(c)所示。例求图示电阻电路的等效电阻Rab。例求图(a)、(b)所示电阻电路的等效电阻Rab。图(b)例2.2.5求图2.2.5所示的无限长的电阻网络的等效电阻。图2.2.4所示的十边形和正立方体,每边电阻均为1,求等效电阻。理想电压源、电流源是实际电源的理想化模型;根据“等效电路”的对外等效含义,多个理想电源的组合可用一个等效的理想电源替代;实际中的电源模型,一般来说,也有两种形式。一、电压源的串联:二、电流源的并联:例求所示电路的最简等效电路。2.3.2实际电源模型的等效变换2.3.2实际电源模型的等效变换3.实际电源都有内阻,所以实际电源可以用理想电压源US串联电阻R的模型或理想电流源IS并联电阻R的模型来表示。分别如图(a)和图(b)所示。二、实际电源两种模型的等效变换:2.理想电流源IS、并联电阻R模型,三、注意的问题:图(b)图(b)图(b)§2.4电阻电路的一般分析2.4.1网络图论简介图(c)3.(1)有向图:赋予支路方向的图称为“有向图”。此方向即该支路电流(电压与之相关联)的参考方向。(2)无向图:不赋予支路方向的图称为“无向图”。例如图(b)、图(c)和图(d)。(4)平面图:如果一个图画在平面上,各条支路除了联接的节点外不再交叉,这样的图称为平面图。网孔:平面图的自然回路,网孔内不包含任何支路。6.(1)树:是连通子图;包含全部节点;但不含回路。7.单连支回路(基本回路):对于图的任意一个树,每加入一个连支后,就会形成一个回路,并且此回路除所加连支外均由树支组成,这种回路叫单连支回路。2.4.2KCL、KVL独立方程的个数二、独立的KVL方程数2.4.3支路电流法例如,用2b法解下图所示电路,列出方程。图(b)二、支路电流法(列KCL、KVL方程,将VCR带入KVL方程)2.将独立电压源及用独立电流源和电阻乘积表示的电压移到等式右边,方程可表示为:三、例如图所示电路,试求电路中的电流I1、I2和U。2.4.4网孔电流法与回路电流法c.假想电流,沿平面电路的网孔连续流动,称此电流为网孔电流。网孔电流是一组独立的、完备的网络变量。e.列KVL方程:一般形式:2.对具有m个网孔的平面电路列方程例已知如图(a)所示电路,用网孔电流法求电路中的电流I1、I2和U。解得:二、回路电流法二、回路电流法2.与网孔电流法方程式相似,回路电流法一般方程形式为:例已知下图所示电路中US1=50V,US2=20V,IS2=1A,此电流源为无伴电流源。试用回路法列出电路的方程。例已知如图所示的电路,试求电路中的电压U。2.4.5节点电压法c.以电路中一个节点为参考节点,其他节点为独立节点,独立节点相对于参考节点的电压称为节点电压。e.列KCL方程:将支路电流代入KCL方程,可得式中,Gkk(k=1,2,…,n-1)为节点k的自导,总是正的;Gkj是节点k和j之间的互导,总是负的;Iskk表示流入节点k的电流源电流的代数和。在无受控源的电路中Gjk=Gkj