上海交通大学：《电路基础》课程教学资源（PPT课件）第二章 电路分析的基本方法（§2.1 - §2.6）

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 电路基 础 第二章 电路分析的基本方法 上海交通大学本科学位课程

电路基础 上海交通大学本科学位课程 第二章 电路分析的基本方法

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 第二章电路分析的基本方法 基本要求： 电路的分类及定义 支路分析法 等效与等效电路的概念 线性非时变电阻电路的简化与等效变换 几种常用的等效变换：电阻的串并联、混联；等效电阻的 求取；独立电源的串并联，分裂与转移；含源支路的等效 变换；含受控源电路的等效变换；Y-△等效变换 具有对称性质电路的识别、简化方法 2

2 第二章 电路分析的基本方法 基本要求： 电路的分类及定义 线性非时变电阻电路的简化与等效变换 等效与等效电路的概念 几种常用的等效变换：电阻的串并联、混联；等效电阻的 求取；独立电源的串并联，分裂与转移；含源支路的等效 变换；含受控源电路的等效变换；Y-等效变换 支路分析法 具有对称性质电路的识别、简化方法

上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY s2.1电路的分类 按电路所含元件的性质（不包括电路中所含的独立电 源)，可对电路作如下分类： 线性非时变电阻性电路 线性非时变电路 线性非时变动态电路 线性电路 线性时变电阻性电路 线性时变电路 线性时变动态电路 电路 非线性非时变电阻性电路 非线性非时变电路 非线性非时变动态电路 非线性电路 非线性时变电阻性电路 非线性时变电路 非线性时变动态电路 3

3 §2.1 电路的分类 按电路所含元件的性质(不包括电路中所含的独立电 源)，可对电路作如下分类：                            线性非时变电阻性电路 线性非时变电路 线性非时变动态电路 线性电路 线性时变电阻性电路 线性时变电路 线性时变动态电路 电路 非线性非时变电阻性电路 非线性非时变电路 非线性非时变动态电路 非线性电路 非线性时变电阻性电路 非线性时变电路 非线性时变动态电路

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §2.2线性非时变电阻性电路的直接分析法 电路分析是指： 电路结构 由{元件特性 求、 支路电流 研究)电路性质 输入激励 支路电压 分析方法： KCL 电流 根据 KVL →列电路方程→解方程→ 电压 支路关系 u=f(i) i=g(u) 4

4 §2.2 线性非时变电阻性电路的直接分析法 电路分析是指：           电路结构 由 元件特性 输入激励       求 支路电流 支路电压 研究电路性质 分析方法： KCL KVL ( ) ( ) u f i i g u                根据 支路关系  列电路方程  解方程     电流 电压

上游充通大学 §2.2线性非时变电阻性电路的直接分析法 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 例求右图所示网 络中各支路的电流 和电压。 1 分析：将电阻及与之 串连的电压源看作一 条支路，该电路有6 条支路，4个节点，7 个回路。 5

5 例 求右图所示网 络中各支路的电流 和电压。 分析：将电阻及与之 串连的电压源看作一 条支路，该电路有6 条支路，4个节点，7 个回路。 §2.2 线性非时变电阻性电路的直接分析法

上游充大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY §2.2线性非时变电阻性电路的直接分析法 一、支路电流法 以支路电流为求解对象，根据KCL列 写独立节点方程，根据KVL列写独立 回路方程，再用消元法、克莱姆法则、 矩阵求逆等方法求解之。 R 有n1个，即4-1=3个独立节点方程。 有=b-+1个，即6-3=3个独立回路方程。 有b=6个独立支路方程（以电流表示电压）u=4s1+R1i1,u2=42+Ri2等。 共2b即12个方程，求解6个电流和6个电压变量。 将支路方程代入KVL方程中消去支路电压变量。 求出支路电流。最后，求出各个支路电压。 6

6 一、支路电流法 以支路电流为求解对象，根据KCL列 写独立节点方程，根据KVL列写独立 回路方程，再用消元法、克莱姆法则、 矩阵求逆等方法求解之。 有n-1个，即4-1=3个独立节点方程。 有l=b-n+1个，即6-3=3个独立回路方程。 有b=6个独立支路方程(以电流表示电压)u1=us1+R1 i1，u2=us2+Ri2等。 共2b即12个方程，求解6个电流和6个电压变量。 将支路方程代入KVL方程中消去支路电压变量。 求出支路电流。最后，求出各个支路电压。 §2.2 线性非时变电阻性电路的直接分析法

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY R3 支路电流法 ② 一电流为未知量 Rs ① ③ R KCL: R R2 N 11-13-5=0 ④ I5-14-l6=0 13+I6-I2=0 KVL: ②6R6 1 (3 Ril1+RsIs+R414-VsI=0 R R R6d6+R2l2-V2-R4l4=0 D R3l3-R6d6-R55=0 7

7 支路电流法 ——电流为未知量 KCL: I1-I3-I5=0 I5-I4-I6=0 I3+I6-I2=0 KVL:R1I1+R5I5+R4I4-Vs1=0 R6I6+R2I2-Vs2-R4I4=0 R3I3-R6I6-R5I5=0

上游充通大学 §2.2线性非时变电阻性电路的直接分析法 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 二、支路电压法 R ③ R 以支路电压为求解对象，根据KVL列写独立的回 路方程，根据KCL列写独立的节点方程，然后采 用消元法、克莱姆法则、矩阵求逆等方法求解之。 8

8 二、支路电压法 以支路电压为求解对象，根据KVL列写独立的回 路方程，根据KCL列写独立的节点方程，然后采 用消元法、克莱姆法则、矩阵求逆等方法求解之。 §2.2 线性非时变电阻性电路的直接分析法

上游文通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY s2.3 等效电路 利用等效电路的概念和电路所具有的某些结构特点， 可将电路的形式加以变换而达到简化电路、减少需求 解的方程数的目的。 一、n端电路及其外特性 端电路的外部性能是指其外部端点的端电压与端电流间的 关系，这关系通常称为外特性。 N 2 n-l 36 9

9 §2.3 等效电路 利用等效电路的概念和电路所具有的某些结构特点， 可将电路的形式加以变换而达到简化电路、减少需求 解的方程数的目的。 一、n端电路及其外特性 n端电路的外部性能是指其外部端点的端电压与端电流间的 关系，这关系通常称为外特性

上游充通大学 等效电路 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY s2.3 二、等效电路 定义：如果两个端点一一对应的n端电路N和N,具有相同 的外特性，则二者相互等效，并互称等效电路。 外特性相同，是指将相同的两组输入电压（或电流）分别接 入两个电路，会得出相同的两组电流（或电压）。 外特性相同的两个等效电路，它们的内部结构可以有很大 的不同。 ©从一个电路变换成它的等效电路，称等效变换。 10

10 二、等效电路 定义： 如果两个端点一一对应的n端电路N1和N2具有相同 的外特性，则二者相互等效，并互称等效电路。 外特性相同，是指将相同的两组输入电压(或电流)分别接 入两个电路，会得出相同的两组电流(或电压)。 外特性相同的两个等效电路，它们的内部结构可以有很大 的不同。 从一个电路变换成它的等效电路，称等效变换。 §2.3 等效电路