1、如图所示电路，根据基尔霍夫定律列电流方程和电压方程。,代入数据求解得： Ia=0.786A Ib=0.357A Ic=0.072A Id=1.071A,直流电路的基本分析方法,一、电压源和电流源等效变换 二、支路电流法 三、叠加定理 四、戴维南定理,一、电压源,3,通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势(或两端电压) US 保持固定不变 或是一定的时间函数 e(t)，但电压源输出的电流却与外电路有关。,实际电压源是含有一定内阻 R0 的电压源。,电压源模型,电压源与电流源等效变换,4,电压源模型,由上图电路可得: U = US IR0,若 R0 = 0,理想电压源 : U =
2、 US,US,电压源的伏安特性,实际电压源是由源电压US和内阻 R0 串联组成的电源的电路模型。,若 R0 RL ，U US ， 可近似认为是理想电压源。,理想电压源,O,电压源,5,理想电压源（恒压源）,例：,(2) 输出电压是一定值，恒等于源电压：U US,(3) 恒压源中的电流由外电路决定。,特点:,(1) 内阻R0 = 0,设 US = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。,当 RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A,电压恒定，电 流随负载变化,二、电流源,6,通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所
3、发出的电流固定不变(Is)或是一定的时间函数 is(t)，但电流源的两端电压却与外电路有关。,实际电流源是含有一定内阻 Rs 的电流源。,电流源模型,7,ISR0,电流源的伏安特性,理想电流源,O,IS,实际电流源是由源电流 IS 和内阻 R0 并联组成的电源的电路模型。,由上图电路可得:,若 R0 = ,理想电流源 : I IS,若 R0 RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。,电流源,8,理想电流源（恒流源),例：,(2) 输出电流是一定值，恒等于源电流 IS ；,(3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。,特点:,(1) 内阻R0 = ；,设 IS = 10 A，接上RL 后，恒
4、流源对外输出电流。,当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V 当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V,伏安特性曲线,电流恒定，电压随负载变化。,9,三、电压源电流源等效变换1、电压源的串联 2、电流源的并联 3、电压源和电流源的等效变换,10,1、电压源的串联,当n个电压源串联时，可以合并为一个等效电压源，如图所示，等效电压源的 Us 等于各个电压源的代数和，即： Us = Us1+ Us2+ Us3 + + Usn式中，凡方向与Us 相同的取正号，反之取负号,等效电压源的内阻等于各个串联电压源内阻之和，即： Rs = Rs1+ Rs2 + + Rsn,应
5、用:当分电源的电动势达不到要求时，用串联电源。,11,2、电流源的并联,当n个电流源并联时，可以合并为一个等效电流源。等效电流源的电流Is等于各个电流源的电流的代数和，即： Is=Is1+Is2+Isn 式中，凡参考方向与Is相同的电流取正号，反之取负号。,等效内阻的倒数等于各并联电流源内阻的倒数之和，即： 1/Rs=1/Rs1+1/Rs2+1/Rsn,12,例： 如图求出其等效电流源,如图1所示， r1=3欧, r2=6欧，I1=15A,I2=10A, 求其等效电流源？,1、只有电压相等的电压源才可以允许并联，只有电流相等的电流源才允许串联。 2、一个电压源与若干电路元件并联，对外仍等效为一
6、个电压源，即与电压源并联的元件在等效过程中视为开路。 3、一个电流源与若干电路元件串联，对外仍等效为一个电流源，即与电流源串联的元件在等效过程中视为短路。,13,注意,课堂讨论：,14,求下列各电路的等效电源,解:,15,3、电压源与电流源的等效变换,最简单的有源二端网络：,不必关心有源二端网络内部结构，如果1、2分别对同一电路或负载供电，,若输出电流I和端电,则说二者作用等效。,压U完全相同，,16,电压源,+,电流源,电源作用等效：,输出的电流I及端电压U完全相同，则两个电源作用等效。,它们之间可以进行等效变换。,两个电源接有同样的负载，,17,一个实际电源可以用电压源模型来等效，也可以用
7、电流源模型来等效。在电路分析时，为了方便，当两个电源模型满足一定条件时，就 可以等效互换，对负载和外电路效果都是一样的，这种方法成为电压源和电流源等效变换。,18,等效互换公式,I = I U = U 可以变换,若:,I,电压源,+,R0,+ ,US,U,电流源,IS,+,由左图:,由右图:,19, 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。, 理想电压源与理想电流源之间无等效关系，只有电压源电路与电流源电路之间才能等效电路。, 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。,注意事项：,例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率，而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。,
8、 任何一个源电压US 和某个电阻 R 串联的电路，都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。,20,例1:,求下列各电路的等效电流源。,解:,a,结论1：与恒压源并联的电阻可以去掉,21,例2:,求下列各电路的等效电压源。,解:,结论2：与恒流源串联的电阻可以去掉,22,例3:,已知：U1=12V， U3=16V， R1=2，R2=4，R3=4， R4=4， R5=5， IS=3A，试用电压源与电流源等效变换的方法求电流 I ，计算恒流源 IS 的功率。,23,解：统一电源形式,24,解：,25,解：计算恒流源 IS 功率,I4 =IS+I=3 +(-0.2)=2.8A,UR4 = I4
9、 R4 =2.84=11.2V,PIS = IS UIs =3 11.2= 33.6W,R4=4 IS=3A I= 0.2A,电流从高电位端流出，为电源。,UIs = UR4 =11.2V,26,课堂练习：求 I = ?,I=0.5A,利用实际电源两种模型间转换简化电路计算。,注意：化简时不能改变待求支路。,课堂练习2:,27,试用电压源与电流源等效变换的方法计算 2电阻中的电流。,解:,由图(d)可得,28,答案：U=20V,课堂练习3： 如图，求U=?,29,小 结电压源概念：为外电路提供电压的器件分类：理想电压源、实际电压源理想电压源特点：- 输出电压恒定，电压源输出电流由外电路决定-
10、电压源内阻为0 实际电压源模型：理想电压源E与内阻R0串联电压源的串联：电压相加（或减），内阻相加电流源概念：为外电路提供电流的器件分类：理想电压源、实际电压源理想电流源特点：- 输出电流恒定，电流源电压由外电路决定- 电流源内阻为 实际电流源模型：理想电流源IS与内阻R0并联电流源的并联：电流相加（或减），内阻相并电流源与电压源的等效变换条件：只有实际电压源和电流源才能等效互换，且端口电压与电流相等。等效方法：US=IS*R0;IS=US/R0,30,作业1：,试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中 1 电阻中的电流。,作业2：求电路中电阻R5上的电流 I =?,31,作业3：如图，求I=?,作业4：求ab间的最简等效电路,
