1、第二章 复杂的直流电路,第一节 基尔霍夫定律 第二节 支路电流法 第三节 叠加原理 第四节 电压源与电流源的等效变换 * 第五节 戴维南定理 小结、测验,教学要求,理解复杂直流电路及其支路、节点、回路和网孔的概念。 掌握基尔霍夫定律，验证它并能运用它解决和分析问题。 掌握支路电流法，能正确运用它来解决问题。 理解电压源和电流源的概念，掌握电压源和电流源之间的相互转换。 理解叠加原理，并验证它和运用它分析和解决问题。 理解戴维南定理，并能运用它计算电路。,第一节 基尔霍夫定律,一、复杂的直流电路 二、基尔霍夫定律 1. 基尔霍夫电流定律（简称为KCL） 例2-1 2基尔霍夫电压定律（简称为KVL
2、） 例2-2,一、复杂的直流电路 1复杂电路,不能用电阻的串、并联化简的直流电路，称为复杂直流电路。图2-1(a)是简单电路，图2-1 (b)是复杂电路。,一、复杂的直流电路,一、复杂的直流电路 2电路中常用术语介绍,(1)支路：由一个或几个元件依次相连构成的无分支电路。如图21(b)电路中有三条支路：、支路；、支路；支路。 (2) 节点：三条及三条以上支路的连接点称为节点。如图21(b)电路中，共有A、B两个节点。 (3) 回路：电路中任一闭合路径称为回路。图21(b)所示的电路中，有三个回路：ABA回路；ABA回路；ABA回路。 (4)网孔：回路内部不含支路的回路。图2-1(b)所示电路中
3、有两个网孔：ABA网孔；ABA网孔。,二、基尔霍夫定律,基尔霍夫电流定律（简称为KCL） 在任意时刻，流入电路中某一节点的电流之和恒等于流出这个节点的电流之和。其数学表达式为：（2-1）,二、基尔霍夫定律,如图2-2所示节点a，支路电流 、流入节点，支路电流 、流出节点，由（2-1）可得,图2-2 节点,1.基尔霍夫电流定律(另一种表达方式),在任意时刻，任何一个节点上电流的代数和恒等于零,例2-1,2.基尔霍夫电压定律（简称为KVL）,基尔霍夫电压定律的内容是：在任意时刻，沿任意一个回路绕行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零。其数学式为：,回到原处了嘛！电荷就好像这个人!,2.基尔霍夫电压
4、定律(另一种表达),沿着任意一个回路绕行一周，各电阻上电压降的代数和等于所有电动势的代数和。注意:基尔霍夫电压定律不仅适用于由电源和电阻等实际元件组成的回路，也可以推广应用到不闭合的回路,中。,例2-2,例2-2 如图2-8所示的电路中，若 ，求A与B两点间的电压。,图2-8 例题2-2的图,顺时针绕行一周！,例2-2,第二节 支路电流法,一、支路电流法 1.支路电流法 以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律，列出与支路电流数量相等的独立方程式，然后联立求解各支路电流的方法叫支路电流法。,2用支路电流法解题的步骤,任意假定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。 列出节点电流方程式。 列出回路电压
5、方程式。代入数据，求解出各支路电流，并确定电流的实际方向。,二、应用支路电流法解题,例2-3 如图2-12所示的是汽车照明电路的原理图(省略开关和保护设备)，其中汽车发电机和蓄电池并联以保证汽车在缓慢行驶时能不间断地对照明灯供电。当汽车在某一转速时，汽车发电机发出的电动势=14V，其内阻=0.5，蓄电池电动势=12V，其内阻=0.2，照明灯电阻=4，求各支路电流和加在照明灯上的电压。,例2-3,例2-3,I2是负值，表明的实际方向与所标出的参考方向相反。,*例 2-4,图 2-13 所示电路为直流电桥电路，AB支路为电源支路，CD支路为桥路，AD、DB、BC和CA称为电桥的臂，试用支路电流法求
6、电流，并讨论电桥平衡条件。,图2-13 例2-5的图,*例 2-4,*例 2-4,第三节 电压源与电流源的等效变换,1电压源 用一个恒定电动势和一个内电阻串联表示电源，称为电压源。,图2-17 常用的直流电源,1电压源,2理想电压源,内阻为零的电压源称为理想电压源，又称恒压源。 理想电压源的符号如图2-21所示，其伏安特性如图2-22所 示。,3电压源的串联,Ei表示电动势,它有正负哦!,多个电压源串联使用时，等效电压源的电动势等于各个电压源电动势的代数和，即，,二、电流源,1电流源,2理想电流源,内电阻r为无穷大的电流源称为理想电流源，又称恒流源,3电流源的并联,3电流源的并联,三、电压源与
7、电流源的等效变换 1.电压源等效变换为电流源,2.电流源等效变换为电压源,例2-5,如图2-31(a)所示，用电源等效变换的方法，计算支路的电流及两端电压。,例2-5,第四节 叠加原理,一、叠加原理 叠加原理的内容是：在线性电路中，当有多个电源共同作用时，任意一个支路中的电流或电压，可看成是由各个电源单独作用时，在该支路中所产生的电流或电压的代数和。,图解叠加原理,图解电路中只有一个电源单独作用 时的处理,二、应用叠加原理解题,例2-6,例2-6,例2-6,三、用叠加原理分析电路的步骤,*第五节 戴维南定理,一、有源两端线性网络1、有源两端线性网络 包含电源并具有两个输出端的线性网络,一、有源
8、两端线性网络 2、复杂电路的简化,3、有源两端网络的开路电压和入端电阻,对一个有源两端线性网络，当外电路断开的时候，网络端口处的电压称为有源两端线性网络的开路电压，用表示，这时从端口处向有源两端网络看进去的电阻称为有源两端线性网络的等效电阻(也称入端电阻)，用表示。 例题2-7 对于图2-45，求有源两端线性网络的开路电压和入端电阻。,例题2-7,例题2-7,二、戴维南定理 (等效发电机定理),2、求戴维南等效电路的步骤,戴维南等效电路：把一个电路中的有源两端线性网络用等效电压源替代后所得到的电路。,例2-8 求如图2-48所示电路中的有源两端网络的戴维南等效电路。,例2-8,三、实验法求等效
9、电压源的电动势和内阻,四、戴维南定理应用举例,例2-9,例2-9,本 章 小 结,1、不能用电阻串并联方法简化的电路，称为复杂电路。计算复杂电路，要弄清它的电路组成，可以用支路电流法、电源等效变换、叠加原理和戴维南定理等方法进行计算。 2、基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律： 3、支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律，列出与支路电流数量相等的独立方程式，再联立求解支路电流的方法。,本 章 小 结,4、用数值等于E的电动势和一个内阻r相串联的电路模型来代替实际的电源, 称为电压源等效电路，简称电压源。实际电源用一个恒定电流IS和一个内阻r相并联的电路模型来代替，这种电
10、路模型称为电流源等效电路，简称电流源 。 电压源和电流源之间可以进行等效变换，但是，电压源和电流源的等效变换只能对外电路等效，对内电路则不等效。恒压源和恒流源之间不能进行等效变换。 5、叠加原理是线性电路的重要原理。叠加原理可以用来计算线性电路任一支路中的电流或电压，但不能用来计算功率。,本 章 小 结,6、任何一个有源两端线性网络，对于外电路而言，可以用一个电压源和内电阻相串联的电路模型来代替，理想电压源的电压US就是有源两端线性网络的开路电压UOC；等效电压源的内电阻r等于有源两端线性网络的等效电阻r0，这一结论被称为戴维南定理。在复杂电路中，求解某一支路中的电流或电压时，应用戴维南定理将电路化简后再计算是较为方便的。,第二章,结 束,
