长江大学：《电路分析基础》课程教学资源（PPT课件）第12章 双口网络

第12章双口网络双口网络的基本概念双口网络的四种参数双口网络的等效电路具有端接的双口网络長江大学精品课程网址

精品课程网址 第12章 双 口 网 络 ⚫ 双口网络的基本概念 ⚫ 双口网络的四种参数 ⚫ 双口网络的等效电路 ⚫ 具有端接的双口网络 1

精品课程网址电路12.1双口网络的基本概念分析双口网络与四端网络端口电流相同称为双口网N络，否则是四端网络uu单口网络与双口网络的伏安关系式：单口网络：端口变量只有两个。伏安关系为UU=Zi或i=YU双口网络：端口变量有四个。其伏安关系式有六种形式

电 路 分 析 精品课程网址 12.1 双口网络的基本概念 ⚫ 双口网络与四端网络： 2 ⚫ 单口网络与双口网络的伏安 关系式： ◆单口网络：端口变量只 有两个。伏安关系为 端口电流相同称为双口网 络，否则是四端网络。 _ + 1 u u2 N _ + 1 i 1 i 2 i 2 i _ + U  N I  U  = Z I  或 I  = YU  ◆双口网络：端口变量有 四个。其伏安关系式有 六种形式

电牌双口网络的伏安关系式分Z参数方程（系数量纲：阻抗）T-1参数方程（反传输参数）U, = f(U,i)U =f(i,1)1, =f(U,i)福U, = f(i,i,)H参数方程（混合参数）Y参数方程（系数量纲：导纳）U - f(U,,i)1 = f(U,U,)i, =f(U2,1)1, - f(U,U,)G参数方程（反混合参数）T或A参数方程（传输参数）U, = f(U.,1,)U. = f(U2,12)i = f,(U,12)1=f.(U,12)

电 路 分 析 双口网络的伏安关系式 ⚫ Z参数方程(系数量纲:阻抗) ⚫ T-1参数方程(反传输参数) 3 ⚫ Y参数方程(系数量纲:导纳) ⚫ T或A参数方程(传输参数) ( , ) 1 1 1 2 U f I I  =   ( , ) 2 2 1 2 U f I I  =   ( , ) 1 1 U1 U2 I f  =   ( , ) 2 2 U1 U2 I f  =   ( , ) 1 1 2 2 U f U I  =   ( , ) 1 2 2 2 I f U I  =   ( , ) 2 1 1 1 U f U I  =   ( , ) 2 2 1 1 I f U I  =   ⚫ H参数方程(混合参数) ( , ) 1 1 2 1 U f U I  =   ( , ) 2 2 2 1 I f U I  =   ⚫ G参数方程(反混合参数) ( , ) 2 1 1 2 U f U I  =   ( , ) 1 2 1 2 I f U I  =  

精品课程网址电路13.2阻抗参数返回分析双口网络的Z参数及参数求法Z参数方程为 U, =Z.i, +Z21,.U.Z121Z[0,J[zz, i,U, = Z2l, +Z2212Z参数的求法：1端口开路时>按下列定义求2端口的输入阻抗U,U.UUZ22 L21Zi2 L1112121.I1-0i=01,-01,=0设1端口加1A电流源2端口开路时设2端口加1A电流源求2端口开路时的电压1端口的输入阻抗求1端口开路时的电压称为开路参数

电 路 分 析 精品课程网址 13.2 阻抗参数 ⚫ 双口网络的Z参数及参数求法 ◆ Z参数方程为 4 返回 1 11 1 12 2 U Z I Z I  =  +  2 21 1 22 2 U Z I Z I  =  +  ◆ Z参数的求法： ➢ 按下列定义求 1 2 0 1 11 = = I I U Z    2 1 0 1 12 = = I I U Z    1 2 0 2 21 = = I I U Z    2 1 0 2 22 = = I I U Z    2端口开路时， 1端口的输入阻抗 设2端口加1A电流源， 求1端口开路时的电压 设1端口加1A电流源， 求2端口开路时的电压 1端口开路时， 2端口的输入阻抗 称为开路参数。              =      2 1 21 22 11 12 2 1 I I Z Z Z Z U U    

精品课程网址电牌Z参数的特点分=0=012-:2Z/2UU.Z21Z22O对于一个不含有受控源的无源网络，也就是互易网络，显然有Z12-Z21。双口网络的Z参数有三个是独立的。当Z1-Z2时，双口网络称为对称的。这时双口网络的Z参数只有两个是独立的。计算Z参数可以借助于列写网孔方程的方法。并且一次可以求得四个参数

电 路 分 析 精品课程网址 Z参数的特点 ⚫ 对于一个不含有受控源的无源网络，也就是互易网络，显 然有 Z12=Z21。双口网络的Z参数有三个是独立的。 ⚫ 当Z11=Z22时，双口网络称为对称的。这时双口网络的Z参 数只有两个是独立的。 ⚫ 计算Z参数可以借助于列写网孔方程的方法。并且一次可 以求得四个参数。 5 1 I  U2  − + I 2 = 0  1 1 11 I U Z   = 1 2 21 I U Z   = U1  2 I  U2  − + I 1 = 0  2 1 12 I U Z   = 2 2 22 I U Z   = U1 

精品课程网址电路双口网的T型等效电路析返回分一般双口网络的T型等效电路数方程可证明其方程就是Z参(Z21-Z12)i用网孔法列网孔方程U.U.Z互易双口网络的T型等效电路U.Z12U

电 路 分 析 精品课程网址 双口网的 T型等效电路 ⚫一般双口网络的T型等效电路 6 1 I  2 I  − + U1  − + U2  Z11 − Z12 Z12 Z22 − Z12 − + 21 12 1 (Z Z )I  − 1 I  2 I  − + U1  − + U2  Z11 − Z12 Z12 Z22 − Z12 ⚫互易双口网络的T型等效电路 用 网 孔 法 列 网 孔 方 程 可 证 明 其 方 程 就 是 参 数 方 程 Z 返回

精品课程网址电路例12-1查Z参数分析附图所示双口网络的Z参数j4Q123233302矩阵为12Zl= 2 - j2F-j2Q02'Z22 = 4 + j2Z12 = Z21 =1- j2[2- j2 1- j2. Z=1- j2 4+ j2

电 路 分 析 精品课程网址 例 12-1 7 附图所示双口网络的Z参数 矩阵为 查Z参数 Z11 = 2− j2 Z22 = 4+ j2 Z12 = Z21 =1− j2       − + − −  = 1 2 4 2 2 2 1 2 j j j j Z 1 1 2 2 1 - j2 1 3 j4

精品课程网址办牌用网孔方程求Z参数分j4Q3210i +(1- j2)(i +I,)=U网孔方程为：(3 + j4)1, +(1- j2)(i, +i,) =U整理得：(2- j2)i +(1- j2)i, =U(1- j2)/, +(4 + j2)1, =U,与Z参数方程相同，故四个Z参数一次求出

电 路 分 析 精品课程网址 用网孔方程求 Z参数 8 j4 1 1 2 2 1 - j2 1 3 − + U1  − + U2  1 I  2 I  1 2 1 (2− j2)I  + (1− j2)I  =U  1 2 2 (1− j2)I  + (4+ j2)I  =U  网孔方程为： 与Z参数方程相同，故四个Z参数一次求出。 1 1 2 1 I  + (1− j2)(I  + I  ) =U  2 1 2 2 (3+ j4)I  + (1− j2)(I  + I  ) =U  整理得：

精品课程网址电路例12-22分析求如图(a),(b)的双口网络的[Z矩阵i-jl252jlQj3Q50i12=1++1329Uj10Q3&j5QU, U.j2Q图(a)图(b)解：图(a)的网孔方程为：图(b)的网孔方程为U, =(5+ j10)i, + j31,U,=jli + jl(i, -i)= ji,U, = j31, +(5+ j5)i2U, = jli + j2(, -i)=-ji + j2i0jl[5+ j10j3:Z=L-j1 j2 j35+j5]

电 路 分 析 精品课程网址 例 12-2 9 求如图(a),(b)的双口网络的[Z]矩阵。 图(a) 解：图(a)的网孔方程为： 1 1 2 U (5 j10)I j3I  = +  +  2 1 2 U j3I (5 j5)I  =  + +        + +  = 3 5 5 5 10 3 j j j j Z 图(b)的网孔方程为： 1 1 2 1 2 U j1I j1(I I ) j I  =  +  −  =  2 1 2 1 1 2 U j1I j2(I I ) j I j2I  =  +  −  = −  +        −  = 1 2 0 1 j j j Z • • j3  j10 j5 5 5 − + U1  1 I  − + U2  2 I  • j1 j2 j2 - j1 I I • 图(b) − + U1  1 I  − + U2  2 I 

精品课程网址电路例12-3a分析求如图所示电路的电流2?+解：双口网络的40j20U,LZ参数方程为100Z0°V10250j30LU, = 401, + j20 1U, = j301, +501,整理得：100-40i,+j2012端口方程为-101, j30/, + 501U, =100Z0°解得：1,=2Z0°AU, =-101,i, =1Z - 90°A

电 路 分 析 精品课程网址 例 12-3 10 1 I  U2  − + 2 I        = 30 50 40 20 j j 1000V Z 10 求如图所示电路的电流。 解：双口网络的 Z参数方程为 1 40 1 20 2 U I j I  =  +  2 30 1 50 2 U j I I  =  +  =1000 U1  2 10 2 U I  = −  端口方程为 100 40 1 20 2 I j I =  +  10 2 30 1 50 2 I j I I −  =  +  整理得： 解得： I  1 = 20A I  2 =1−90A