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05120305第三章I讲义资料第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型简单非线性电阻电路电阻的星形联结与三角形联结第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路非线性电阻元件及其特性...

05120305第三章I讲义资料
第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型简单非线性电阻电路电阻的星形联结与三角形联结第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路非线性电阻元件及其特性曲线(理想二极管)(1)在u>0(称为正向偏置)时,它相当于短路(u=0),电阻为零,它好像一个闭合的开关;理想二极管(2)在u<0(称为反向偏置)时,它相当于开路(i=0),电阻为无限大,它好像一个断开的开关,如下图所示。第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路非线性电阻元件及其特性曲线(理想二极管)非线性电阻单口网络的特性曲线(图解法)例2-16用图解法求图2-32(a)所示电阻单口网络的VCR特性曲线。第二章网络等效简化电路分析电阻的星形连结和三角形连结1、星形连结和三角形连结的网络模型2、星形连结和三角形连结的端口特性方程3、星形连结和三角形连结的等效转换(公式)简单非线性电阻电路非线性电阻元件及其特性曲线(理想二极管)非线性电阻单口网络的特性曲线(图解法)简单非线性电阻电路的分析3、简单非线性电阻电路分析对于只含一个非线性电阻元件的简单非线性电阻电路,如图(a)所示,可以将连接非线性电阻元件的含源线性电阻端口网络用戴维宁等效单口代替,得到如图(b)所示一个线性电阻与非线性电阻串联分压电路,利用KCL、KVL和元件VCR来求解电路中的电压和电流。对图2-33(b)所示电路列出含源线性电阻单口网络端口的电压电流方程(用负载电阻的电流作为变量)和非线性电阻的电压电流关系。解析法:在已知非线性电阻的电压电流关系的解析式时,联立求解以上两个方程可以得到非线性电阻的电压和电流。图2-33图解法:在已知非线性电阻的电压电流关系曲线时,可以画出含源线性电阻单口网络在端口电压、电流采用非关联参考方向时的特性曲线,它是通过(uoc,0)和(0,isc)两点的一条直线,由于负载电压电流都要落在这条直线上,通常称为负载线。负载线与非线性电阻特性曲线交点的电压和电流即为所求,如图2-33(c)所示。例2-17电路如图2-34(a)所示。已知非线性电阻的VCR方程为i1=u2-2u+1,试求电压u和电流i。解1:解析法已知非线性电阻特性的解析 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式,可以用解析法求解。非线性电阻的VCR方程为写出电阻和电压源串联单口的VCR方程由以上两式求得求解此二次方程,得到两组解答:2.图解法画出非线性电阻特性曲线,如图2-34(b)所示,通过(3V,0)和(0,3A)两点作负载线,与非线性电阻特性曲线两个交点的电压电流与解析法得到的结果相同。例2-18已知,求图2-35(a)所示电路中电流的波形。图2-35解:1解析法当电源电压为正的时候,理想二极管相当于短路,此时电流为当电源电压为负的时候,理想二极管相当于开路,此时电流为零,由此可以画出图2-35(d)所示半波正弦波形。图2-35图2-352.图解法画出1k电阻与理想二极管串联单口网络的特性曲线,如图2-35(b)所示,画出正弦电压的波形,如图2-35(c)所示,已知某时刻电压的瞬时值,采用投影的方法,找出该时刻电流的瞬时值,可以画出图2-35(d)所示的波形,这是一个只有正半波正弦的波形,常称为半波整流波形。已知电流波形,根据欧姆定律可以求得线性电阻的电压波形。可以利用图2-36(a)所示全波整流电路得到全波整流波形。当输入正弦波为正时,二极管D1和D4导通,视为短路,二极管D2和D3截止,视为开路,输出电压与输入电压相同;当输入正弦波为负时,二极管D1和D4截止,视为开路,二极管D2和D3导通,视为短路,输出电压与输入电压相位相反,由此得到图2-36(b)所示全波整流波形。图2-36第二章相关电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 例2-19某MF-30型万用表测量直流电流的电原理图如图2-37(a)所示,它用波段开关来改变电流的量程。今发现线绕电阻器损坏。问应换上多大数值的电阻器,该万用表才能恢复正常工作?一、万用表故障分析解:电表在50mA量程时的电路模型如图2-37(b)所示。其中以及图2-37MF-30型万用表电路(a)电原理图(b)量程的电路模型(c)量程的电路模型图2-37MF-30型万用表电路当电表指针满偏转的电流时,万用表的电流I=50mA。按两个电阻并联时的分流公式可以求得代入数值图2-37MF-30型万用表电路万用表工作在500mA量程时的电路模型如图2-37(c)所示,其中用分流公式可以求得最后得到。二、电路设计例2-20图2-38所示电路为双电源直流分压电路。已知电源电压US和b点电位Vb和c点电位Vc。(1)试确定电阻器的电阻R1和R2的符号表达式。(2)已知US=12V,Vb=9V,Vc=-3V和Rw=20kΩ,试确定电阻器的电阻值R1和R2。图2-38图2-38解用分压公式求得电位Vb和Vc的符号表达式由此求得几个有关的计算公式假如US=12V,Vb=9V,Vc=-3V和Rw=20kΩ,试确定电阻器的电阻值R1和R2,代入以上数值按照表1-5,选择标准电阻值R1=5.1kΩ,R2=15kΩ时,输出电压Va=-3.02~8.95V。假如选择R1=4.7kΩ,R2=15kΩ时,输出电压Va=-2.93~9.16V。例2-21图2-39表示端接负载电阻RL的电阻双口网络。欲使电阻单口网络的等效电阻Rab=RL=50Ω,试确定电阻R1和R2之值。解:令ab两点等效电阻Rab=RL求解方程得到R1和R2的关系式图2-39代入Rab=RL=50Ω,并根据表1-5选择某个标准电阻值R1,例如选择R1=10Ω,可以计算出R2的电阻值R2=120Ω正好是标准电阻值。选择R1=10Ω和R2=120Ω时正好满足Rab=50Ω的要求图2-39三、电路实验设计与分析对于实际电阻单口网络来说,在不知道内部电路的情况下,可以用实验方法,直接测量端口的VCR曲线,从而直接得到端口的电路模型。例如普通万用表的电阻挡,其电路是由线性电阻,电池和表头等组成的含源线性电阻单口网络,可以采用以下实验方法得到端口VCR曲线和相应的电路模型,下面举例说明。例2-22用半导体管特性图示仪测量某500型普通万用表×1k电阻挡的电压电流关系曲线如图2-40所示,试根据此曲线得到该单口网络的电路模型。(a)用图示仪测量万用表电阻挡的VCR曲线(b)万用表电阻挡的VCR特性曲线图2-40用实验方法测量电池的电压电流关系曲线解:根据图示仪测量曲线时纵坐标轴的比例为0.05mA/度,横坐标的比例为0.5V/度,可以写出VCR曲线的方程,它是通过(-1.5V,0)和(0,0.15mA)两点的直线方程,即其中由此得到500型普通万用表×1k电阻挡的电路模型为-1.5V的电压源与10kΩ电阻的串联。VCR曲线的方程为例2-23用半导体管特性图示仪测量某半导体二极管的特性曲线如图2-41所示。若用500型万用表×100电阻挡来测量该二极管,其电压电流为何值,此时万用表的读数为何值。(a)半导体管特性图示仪测量二极管的特性曲线(b)用图解法计算工作点图2-41例2-23解:就500型万用表×100电阻挡的端口特性而言,等效为一个1.5V的电压源和1kΩ电阻的串联,由此可以画出负载线,它是通过(1.5V,0)和(0,1.5mA)两点的直线。负载线与二极管特性曲线交点的电压约0.57V,电流约0.93mA,即为所求。此时万用表的电阻读数计算如下:计算表明,万用表在×100电阻挡的读数为600Ω左右。例2-24图2-42(a)表示一个简单稳压电路,某2CW7B型半导体稳压二极管的反向特性曲线如图2-42(b)所示。求(1)二极管电压u。(2)电压源电压为8V和12V时的电压u。(a)含一个稳压二极管的非线性电阻电路(b)稳压二极管的反向特性曲线图2-42例2-24解(1)通过(10V,0)和(0,3.33mA)两点作负载线,与稳压二极管特性曲线交点的电压大约为4.3V。(2)通过(8V,0)和(0,2.67mA)两点作负载线,与稳压二极管特性曲线交点的电压大约为4.15V。(3)通过(12V,0)和(0,4mA)两点作负载线,与稳压二极管特性曲线交点的电压大约为4.4V。图2-42例2-24从以上计算结果可以看出,电压源电压从8V增加到12V时,稳压二极管上的电压从4.15V变化到4.4V,即输入电压变化4V,输出电压仅变化了0.25V,说明该电路起到了稳定电压的作用。图2-42(a)所示电路是一个线性电阻与一个非线性电阻串联分压电路,它与两个线性电阻串联分压电路中某个电阻电压是输入电压的正比例关系完全不同。图2-42例2-24第三章网孔分析法和结点分析法对于具有b条支路,n个结点的连通电路可列出线性无关的方程为:电路方程(n-1)个KCL方程+(b-n+1)个KVL方程+b个VCR方程2b方程||支路电压方程b方程/U支路电流方程b方程/I网孔方程网孔分析法结点方程结点分析法寻找独立电流网孔电流寻找独立电压结点电压独立电压源+电阻独立电流源+电阻网孔分析法和结点分析法利用独立电流或独立电压作变量来建立电路方程的分析方法,可以减少联立求解方程的数目,适合于求解稍微复杂一点的线性电阻电路,是“笔”算求解线性电阻电路最常用的分析方法。对于具有b条支路,n个结点的连通电路可列出线性无关的方程为:电路方程(n-1)个KCL方程+(b-n+1)个KVL方程+b个VCR方程2b方程||支路电压方程b方程/U支路电流方程b方程/I网孔方程网孔分析法结点方程结点分析法寻找独立电流网孔电流寻找独立电压结点电压独立电压源+电阻独立电流源+电阻1、网孔电流将电压源和电阻串联作为一条支路时,共有6条支路和4个结点。支路电流i4、i5和i6可以用另外三个支路电流i1、i2和i3的线性组合来表示。一、网孔分析法对①、②、③结点写出KCL方程:非独立电流独立电流电流i1、i2和i3沿每个网孔边界闭合流动而形成,如图中箭头所示。这种在网孔内闭合流动的电流,称为网孔电流。对于具有b条支路和n个结点的平面连通电路来说,共有(b-n+1)个网孔电流,它是一组能确定全部支路电流的独立电流变量。2、网孔方程消去i4、i5和i6:网孔方程以图示网孔电流方向为绕行方向,写出三个网孔的KVL方程:2、网孔方程网孔方程的一般形式:(1)R11,R22和R33为网孔自电阻,分别是各网孔内全部电阻的总和。2、网孔方程网孔方程的一般形式:(2)Rkj(kj)为网孔k与网孔j的互电阻,是两网孔公共电阻的正值或负值。当两网孔电流以相同方向流过公共电阻时取正号;以相反方向流过时取负号。2、网孔方程网孔方程的一般形式:(3)uS11、uS22、uS33分别为各网孔中全部电压源电压升的代数和。绕行方向由-极到+极的电压源取正号;反之则取负号。由独立电压源和线性电阻构成电路的网孔方程很有规律。可理解为各网孔电流在某网孔全部电阻上产生电压降的代数和,等于该网孔全部电压源电压升的代数和。由独立电压源和线性电阻构成具有m个网孔的平面电路,其网孔方程的一般形式为3、网孔分析法计算步骤1.在电路图上标明网孔电流及其参考方向。若全部网孔电流均选为顺时针(或逆时针)方向,则网孔方程的全部互电阻项均取负号。2.用观察电路图的方法直接列出各网孔方程。3.求解网孔方程,得到各网孔电流。4.假设支路电流的参考方向。根据支路电流与网孔电流的线性组合关系,求得各支路电流。5.用VCR方程,求得各支路电压。例3-1用网孔分析法求图3-2电路各支路电流。解:选定两个网孔电流i1和i2的参考方向,如图所示。整理为图3-2解得:各支路电流分别为i1=1A,i2=-3A,i3=i1-i2=4A。例3-2用网孔分析法求图3-3电路各支路电流。解:选定各网孔电流的参考方向,如图所示。用观察法列出网孔方程:图3-34、含独立电流源电路的网孔方程 (1)若有电阻与电流源并联单口,则可先等效变换为电压源和电阻串联单口,将电路变为仅由电压源和电阻构成的电路,再用公式建立网孔方程。(2)若电路中的电流源没有电阻与之并联,则应增加电流源电压作变量来建立这些网孔的网孔方程。此时,由于增加了电压变量,需补充电流源电流与网孔电流关系的方程。例3-3用网孔分析法求图3-4电路的支路电流。解:设电流源电压为u,补充方程求解以上方程得到:图3-44、含独立电流源电路的网孔方程 (1)若有电阻与电流源并联单口,则可先等效变换为电压源和电阻串联单口,将电路变为仅由电压源和电阻构成的电路,再用公式建立网孔方程。(2)若电路中的电流源没有电阻与之并联,则应增加电流源电压作变量来建立这些网孔的网孔方程。此时,由于增加了电压变量,需补充电流源电流与网孔电流关系的方程。(3)当电流源作为网孔电流出现,成为已知量,这样就不必列出此网孔的网孔方程。例3-4用网孔分析法求解图3-5电路的网孔电流。解:当电流源出现在电路外围边界上时,该网孔电流等于电流源电流,成为已知量,此例中为i3=2A。此时不必列出此网孔的网孔方程。图3-5图3-5代入i3=2A,整理后得到:解得i1=4A,i2=3A和i3=2A。只需计入1A电流源电压u,列出两个网孔方程和一个补充方程:从此例可见,若能选择电流源电流作为某一网孔电流,就能减少联立方程数目。§3-2结点分析法与用独立电流变量来建立电路方程相类似,也可用独立电压变量来建立电路方程。在全部支路电压中,只有一部分电压是独立电压变量,另一部分电压则可由这些独立电压根据KVL方程来确定。若用独立电压变量来建立电路方程,也可使电路方程数目减少。对于具有n个结点的连通电路来说,它的(n-1)个结点对第n个结点的电压,就是一组独立电压变量。用这些结点电压作变量建立的电路方程,称为结点方程。这样,只需求解(n-1)个结点方程,就可得到全部结点电压,然后根据KVL方程可求出各支路电压,根据VCR方程可求得各支路电流。
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分类:教育学
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