高三下电子工业出版社电工技术基础与仿真（Multisim 10）课件项目3直流电路的分析

项目3 直流电路的分析 任务1 等效变换分析 3.1.1 电阻串并联的等效变换 1.电阻的串联 两个或两个以上电阻依次相连、中间无分支的连接方式叫电阻的串联 I = I1 = I2 = I3 = …= In U ＝ U1 + U2 + U3 + … + Un R ＝ R1 + R2 + R3 + …+ Rn （2）串联电路的分压作用 在电阻串联电路中，流过各电阻的电流相等，因此各电阻上的电压分别为 (3)串联电路的应用 1）利用小电阻的串联来获得较大阻值的电阻。 2）利用串联电阻构成分压器。 3）利用串联电阻的方法，限制和调节电路中电流的大小。 4）利用串联电阻来扩大电压表的量程。 2．电阻的并联电路 在电路中，将几个电阻的一端连在一起，另一端也连在一起，这种联接方法称为电阻的并联。 如图所示为三个电阻的并联电路，图b)为图a)的等效电路。 （a)并联电路 （b）等效电路 图3-3 并联电阻的等效变换 电阻的并联电路有下列几个特点： 1）在并联电路中，加在各电阻两端的电压为同一电压，因此各电阻上的电压相等，即 U = U1= U2 = U3 =…= Un 2）在并联电路中，外加的总电流等于各个电阻中的电流之和，即 I = I1 = I2 = I3 3）并联电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即 4)并联电路消耗的功率的总和等于相并联各电阻消耗功率之和，即 3.电阻的混联 实际应用的电路大多包含串联电路和并联电路，既有电阻的串联又有电阻的并联的电路叫电阻的混联电路，如图所示。 计算混联电路的等效电阻的步骤 1)将电路整理和化简成容易看清的串联或并联关系。 2)根据简化的电路进行计算。 【例3-3】图3-6所示的电路中，试求画出简化电路。 解：本题可以利用电流的流向及电流的分、合，画出等效电路图。 3.1.2 电压源与电流源的等效变换 1.电压源的串并联 （1）电压源的串联 两个电压源串联，如图所示，串联后等效电路中的Rs=Rs1+Rs2，Us=Us1+Us2，但须根据其电压源Us参考方向叠加，即Us1、Us2与Us参考方向一致，取正号；参考方向相反，取负号。 （2）电压源并联 1）理想电压源之间的并联。由于理想电压源端电压为定值，因此，不同电压值的理想电压源之间不能并联。端电压不为零的理想电压源也不能短路。 2）理想电压源与其他元件并联。理想电压源与其他元件并联，如图所示，由于理想电压源端电压为定值，与其并联的元件对端电压不起作用，而理想电流源流出的电流取决于外电路。 2.电流源的串并联 （1）电流源的并联 两个电流源并联电路如图所示，并联后的等效电路的R=R1∥R2，Is=Is1+Is2，但须根据电流源Is参考方向叠加， Is1、Is2 与Is的参考方向一致时取正号，相反时取负号。 （2）电流源的串联 1）理想电流源之间的串联。由于理想电流源输出电流为定值，因此不同电流定值电流源之间不能串联。输出电流不为零的理想电流源也不能开路，否则是没有意义的。 2）理想电流源与其他元件串联。理想电流源与其他元件分别如图所示，由于理想电流源输出电流为定值，与其串联的元件对输出电流不起作用，而理想电流源的端电压取决于外电路。 【例3-6】已知电路如图所示，试求等效电路。 解：因两个电流源电流参考方向相同，等效电流源的电流数值相加，方向保持不变。因此等效电路如图所示。 3.电压源与电流源的等效变换 在电路分析和计算中，实际电压源与实际电流源这两种模型是能够等效互换的。所谓等效即变换前后对负载而言端口处的伏安关系不变。 根据等效的概念，对外接负载来说这两个电源提供的电压和电流完全相同，所以 比较： 可得 因此，一个恒压源US与内阻Rs串联的电路可以等效为一个恒流源IS与内阻RS并联的电路。 【例3-8】将如图所示的各电源电路分别进行简化。 题图3-18中a、b、c、d电路分别等效为图3-19电路中a、b、c、d电路 【例3-9】如图3-20所示，用电源等效变换法求流过负载的电流I。 解：由于6Ω电阻与电流源是串联形式，对于电流源来说，6Ω电阻为多余元件可去掉，图3-20a