电工基础第二章精选文档.ppt

《电工基础第二章精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工基础第二章精选文档.ppt（107页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电工基础第二章电工基础第二章本讲稿第一页，共一百零七页2-1 串联电路串联电路本讲稿第二页，共一百零七页一、电阻的串联一、电阻的串联把多个元件逐个顺次连接起来，就组成了串联电串联电路路。本讲稿第三页，共一百零七页电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点（1）电路中流过每个电阻的电流都相等。（2）电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和，即U=U1 U2 Un本讲稿第四页，共一百零七页（3 3）电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即R R=R1 1 R2 2 Rn n电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点本讲稿第五页，共一百零七页电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点（4）电路中各个电阻两端

2、的电压与它的阻值成正比，即上式表明，在串联电路中，阻值越大的电阻分配到的电压越大；反之电压越小。本讲稿第六页，共一百零七页电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点 若已知R R1 1和和R2 2两个电阻串联，电路总电压为两个电阻串联，电路总电压为U,可得分压公式如下图所示本讲稿第七页，共一百零七页二、电阻串联电路的应用二、电阻串联电路的应用a.获得较大阻值的电阻 b.限制和调节电路中电流 本讲稿第八页，共一百零七页c.构成分压器 d.扩大电压表量程 本讲稿第九页，共一百零七页 例题例题 有一只万用表，表头等效内阻Ra=10 k,满刻度电流（即允许通过的最大电流）Ia=50 A,如改装成量程为10

3、V的电压表，应串联多大的电阻？解：解：按题意，当表头满刻度时，表头两端电压Ua为 Ua=IaRa=5010610103 =0.5 V设量程扩大到10V需要串入的电阻为Rx,则 本讲稿第十页，共一百零七页三、电池的串联三、电池的串联当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时，可以当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时，可以将多个电池串联起来使用，称将多个电池串联起来使用，称串联电池组串联电池组。本讲稿第十一页，共一百零七页 设串联电池组是由n个电动势都是E，内阻都是r的电池组成，则 串联电池组的总电动势 串联电池组的总内阻本讲稿第十二页，共一百零七页2-2 并联电路并联电路本讲稿第十三页，共一百

4、零七页一、并联电路一、并联电路 把多个元件并列地连接起来，由同一电压供电，就组成了并联电路并联电路并联电路并联电路。本讲稿第十四页，共一百零七页电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点（1）电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压。（2）电路的总电流等于流过各电阻的电流之和，即本讲稿第十五页，共一百零七页电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点（3）电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即 本讲稿第十六页，共一百零七页电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点（4）电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比，即 上式表明，阻值越大的电阻所分配到的电流越小，反之电流越大。本讲稿第十七

5、页，共一百零七页 若已知和两个电阻并联，并联电路的总电流为I I，可得分流公式如下：电阻并联电路的特点电阻并联电路的特点 本讲稿第十八页，共一百零七页二、电阻并联电路的应用二、电阻并联电路的应用 （1 1）凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。这样每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。（2）获得较小阻值的电阻。（3）扩大电流表的量程。）扩大电流表的量程。本讲稿第十九页，共一百零七页三、电池的并联三、电池的并联 有些用电器需要电池能输出较大的电流，这时可用并联电池组。本讲稿第二十页，共一百零七页 设并联电池组是由n个电动势都是E，内阻都是r的

6、电池组成，则 并联电池组的总电动势 并联电池组的总内阻 本讲稿第二十一页，共一百零七页2-3 混联电路混联电路本讲稿第二十二页，共一百零七页 电路中元件既有串联又有并联的连接方式称为混联混联。对于电阻混联电路的计算，只需根据电阻串、对于电阻混联电路的计算，只需根据电阻串、并联的规律逐步求解即可，但对于某些较为复杂的并联的规律逐步求解即可，但对于某些较为复杂的电阻混联电路，比较有效的方法就是画出等效电路电阻混联电路，比较有效的方法就是画出等效电路图，然后计算其等效电阻。图，然后计算其等效电阻。本讲稿第二十三页，共一百零七页 例题例题 图中R1=R2=R3=2，R4=R5=4，试求A、B间的等效电

7、阻RAB。本讲稿第二十四页，共一百零七页解：解：解：解：1.按要求在原电路中标出字母按要求在原电路中标出字母C，如下左图所示。，如下左图所示。2.2.将A A、B B、C C各点沿水平方向排列，并将R1-R5R1-R5依次填入相应的字母之间。R1与R2R2串联在串联在A A、C C间，R3在在B B、C C之之间，间，R4在A A、B之间，R5R5在A、C C之间，即可画出等效电路图，之间，即可画出等效电路图，如上右图所示。如上右图所示。本讲稿第二十五页，共一百零七页 3.由等效电路可求出AB间的等效电阻，即：本讲稿第二十六页，共一百零七页 除上述方法外，其他的方法还有利用电流的流向及电流的分

8、、合，画出等效电路图方法；利用电路中各等电位点分析电路，画出等效电路等。无论哪一种方法，都是将不易看清串、并联关无论哪一种方法，都是将不易看清串、并联关系的电路，等效为可直接看出串、并联关系的电路，系的电路，等效为可直接看出串、并联关系的电路，然后求出其等效电阻。然后求出其等效电阻。本讲稿第二十七页，共一百零七页 例题例题 灯泡灯泡A A的额定电压的额定电压U U1=6V=6V，额定电流，额定电流I I1 1=0.5A=0.5A；灯泡B的额定电压的额定电压U U2 2=5V，额定电流，额定电流I I2=1A=1A。现有的电源电压U U=12V=12V，如何接入电阻使两个灯泡都能正，如何接入电阻

9、使两个灯泡都能正常工作？常工作？解解解解：利用电阻串联的分压特利用电阻串联的分压特点，将两个灯泡分别串上点，将两个灯泡分别串上R R3 3与R4再予以并联，然后接上再予以并联，然后接上电源，如右图所示。电源，如右图所示。本讲稿第二十八页，共一百零七页 下面分别求出使两个灯泡正常工作时，R3与R4的额定值。（1）R3两端电压为：R3的阻值为：R3的额定功率为：所以，R3应选12/3W的电阻。本讲稿第二十九页，共一百零七页（2）R4两端电压为：R4的阻值为：本讲稿第三十页，共一百零七页R4的额定功率为：P4=U4I2=7 1=7W所以，R4应选7/7W的电阻。混联电路上功率关系是：电路中的总功率等

10、于各电混联电路上功率关系是：电路中的总功率等于各电混联电路上功率关系是：电路中的总功率等于各电混联电路上功率关系是：电路中的总功率等于各电阻上的功率之和。阻上的功率之和。阻上的功率之和。阻上的功率之和。本讲稿第三十一页，共一百零七页2-4 直流电桥直流电桥本讲稿第三十二页，共一百零七页一、直流电桥平衡条件一、直流电桥平衡条件电桥是测量技术中常用的一种电路形式。本节只介绍直流电桥。图中的四个电阻都称为桥臂桥臂，R Rx x是待测是待测电阻。电阻。B B、DD间接入检流间接入检流计计GG。本讲稿第三十三页，共一百零七页调整R1、R2R2、R三个已知电阻，直至检流计读数三个已知电阻，直至检流计读数为

11、零，这时称为为零，这时称为电桥平衡电桥平衡电桥平衡电桥平衡。电桥平衡时B B、DD两点电位相等，即 U UABAB=UADAD U UBC=U UDCDC 因此因此 R R1 1I1=RxI2 2 R R2 2I I1 1=RIRI2 可得可得 R R1 1R R=R2R Rx x 电桥的电桥的平衡条件平衡条件是：电桥对臂电阻的乘积相等。本讲稿第三十四页，共一百零七页利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻Rx的值。的值。为了测量简便，R1 1与R R2 2之比常采用十进制倍率，R则用多位十进制电阻箱使测量结果可以有多位则用多位十进制电阻箱使测量结果可以有多位有效数

12、字，并且选用精度较高的标准电阻，所以测得有效数字，并且选用精度较高的标准电阻，所以测得的结果比较准确。的结果比较准确。本讲稿第三十五页，共一百零七页二、不平衡电桥二、不平衡电桥电桥的另一种用法是：当电桥的另一种用法是：当Rx为某一定值时将电为某一定值时将电桥调至平衡，使检流计指零。当桥调至平衡，使检流计指零。当Rx x有微小变化时，电桥失去平衡，根据检流计的指示值及其与R Rx x间间的对应关系，也可间接测知的对应关系，也可间接测知Rx的变化情况。同时它还可将电阻R Rx x的变化换成电压的变化，这在测量和控制技术中有着广泛的应用。本讲稿第三十六页，共一百零七页1.1.利用电桥测量温度利用电桥

13、测量温度把铂（或铜）电阻置于被测点，当温度变化时，电阻值也随之改变，用电桥测出电阻值的变化，即可间接得知温度的变化量。本讲稿第三十七页，共一百零七页2.利用电桥测量质量利用电桥测量质量把电阻应变片紧贴在承重的部位，当受到力的作用时，电阻应变片的电阻就会发生变化，通过电桥电路可以把电阻的变化量转换成电压的变化量，经过电压放大器放大和处理后，最后显示出物体的质量。本讲稿第三十八页，共一百零七页本讲稿第三十九页，共一百零七页2-5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律本讲稿第四十页，共一百零七页电路只有3 3个电阻，个电阻，2 2个电源，似乎很简单，可是你试一试，能用电阻串、并联化简，并用欧姆定律求解吗？显然不

14、能本讲稿第四十一页，共一百零七页如果要求计算不平衡的直流电桥，也会遇到同样的困难。不能用电阻串、并联化简求解的电路称为复杂电路复杂电路。分析复杂电路要应用基尔霍夫定律。本讲稿第四十二页，共一百零七页电路的基本术语电路的基本术语支路支路 电路中的每一个分支称支路支路。它由一个或几个相互。它由一个或几个相互串联的电路元件所构成。含有电源的支路称串联的电路元件所构成。含有电源的支路称有源支路有源支路有源支路有源支路，不含电源的支路称无源支路无源支路无源支路无源支路。节点节点节点节点 3 3条或条或3 3条以上支路所汇成的交点称条以上支路所汇成的交点称节点节点节点节点。回路和网孔回路和网孔回路和网孔回

15、路和网孔 电路中任一闭合路径都称电路中任一闭合路径都称回路回路回路回路。一个回路可能只含一。一个回路可能只含一条支路，也可能包含几条支路。其中，最简单的回路又条支路，也可能包含几条支路。其中，最简单的回路又称称独立回路独立回路独立回路独立回路或或网孔网孔。本讲稿第四十三页，共一百零七页一、基尔霍夫第一定律一、基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律又称节点电流定律节点电流定律。它指出：在任一瞬间，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即I进=I出本讲稿第四十四页，共一百零七页对于节点对于节点O有有 I I1+I2=I3+I I4+I I5 5可将上式改写成 I1 1+I I2-I I3 3

16、 -I-I4-I5 5 =0 =0因此得到因此得到 I I=0=0即对任一节点来说，流入（或流出）该节点电流的代即对任一节点来说，流入（或流出）该节点电流的代数和恒等于零。数和恒等于零。本讲稿第四十五页，共一百零七页 在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时，可先在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时，可先任意假设支路电流的参考方向，列出节点电流方程。任意假设支路电流的参考方向，列出节点电流方程。通常可将通常可将流进节点的电流取正，流出节点的电流取负，再根据计算值的正负来确定未知电流的实际方向。，再根据计算值的正负来确定未知电流的实际方向。有些支路的电流可能是负，这是由于所假设的电流方向与实际方向相

17、反。本讲稿第四十六页，共一百零七页 例题例题 下下下下图电路中，图电路中，I1 1=2A=2A，I I2=-3A=-3A，I3 =-2A =-2A，试求，试求I I4。本讲稿第四十七页，共一百零七页解：解：解：解：由基尔霍夫第一定律可知I1 1I I2 +I3 I4 4 =0 代入已知值代入已知值 2 2（3）+（2）I I4 4 =0 =0 可得 I4=3 A 式中括号外正负号是由基尔霍夫第一定律根据电流的参考方向确定的，括号内数字前的负号则是表示实际电流方向和参考方向相反。本讲稿第四十八页，共一百零七页 例题例题 电路如下图所示，求电流电路如下图所示，求电流I I3 3。本讲稿第四十九页，

18、共一百零七页 解：解：对A节点：因为 ，所以 。同理，对B节点：因为，也得 。由此可知，没有构成闭合回路的单支路没有构成闭合回路的单支路电流为零电流为零。本讲稿第五十页，共一百零七页基尔霍夫第一定律可以推广应用于任一假设的闭闭闭闭合面合面合面合面（广义节点广义节点广义节点广义节点）。上图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路，它有上图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路，它有3 3个节点。本讲稿第五十一页，共一百零七页应用基尔霍夫第一定律可以列出IA=I IAB-I ICAIB B=I IBCBC-IABABIC C=I ICACA-IBC上面三式相加得上面三式相加得I IA AI IBIC C

19、=0=0或或 I=0 即流入此闭合面的电流恒等于流出该闭合面的电流流入此闭合面的电流恒等于流出该闭合面的电流流入此闭合面的电流恒等于流出该闭合面的电流流入此闭合面的电流恒等于流出该闭合面的电流。本讲稿第五十二页，共一百零七页二、基尔霍夫第二定律二、基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称基尔霍夫第二定律又称回路电压定律回路电压定律。它指出：在任一闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零。用公式表示为U U=0=0本讲稿第五十三页，共一百零七页电源电动势之和电源电动势之和 =电路电压降之和 攀登总高度=下降总高度 本讲稿第五十四页，共一百零七页 按虚线方向循环一周，根据电压与电流的参考方向可列出

20、U UAB+UBCBC+UCDCD+UDA=0即即 E1I1R1 E2 2I I2 2R2 2=0=0或或 E E1+E2=I1 1R1 1 +I2 2R2 由此，可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形由此，可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式式E=IR 即即在任一回路循环方向上在任一回路循环方向上在任一回路循环方向上在任一回路循环方向上，回路中电动势的代数，回路中电动势的代数，回路中电动势的代数，回路中电动势的代数和恒等于电阻上电压降的代数和和恒等于电阻上电压降的代数和和恒等于电阻上电压降的代数和和恒等于电阻上电压降的代数和。本讲稿第五十五页，共一百零七页在用式U=0=0时，凡电流的参考方向

21、与回路循环方时，凡电流的参考方向与回路循环方向一致者，该电流在电阻上所产生的电压降取正，反之向一致者，该电流在电阻上所产生的电压降取正，反之取负。电动势也作为电压来处理，即从电源的正极到负取负。电动势也作为电压来处理，即从电源的正极到负极电压取正，反之取负。极电压取正，反之取负。在用式在用式 E E=IR时，电阻上电压的规定与用式时，电阻上电压的规定与用式 U =0=0时相同，而电动势的正负号则恰好相反。时相同，而电动势的正负号则恰好相反。本讲稿第五十六页，共一百零七页基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元件构成的假想回路。件构成的假想回路

22、。上图电路中，上图电路中，A、B B两点并不闭合，但仍可将两点并不闭合，但仍可将A A、B两点间电压列入回路电压方程，可得两点间电压列入回路电压方程，可得 U=UABAB+I2R R2 2 -I1R1=0 本讲稿第五十七页，共一百零七页 例题例题 下下图电路中，E1 1=E2 2=17V=17V，R R1=2=2，R2 2=1，R3 3=5，求各支路电流。，求各支路电流。本讲稿第五十八页，共一百零七页1.标出各支路电流参考方向和独立回路的绕行方向，标出各支路电流参考方向和独立回路的绕行方向，应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程 I I1 1+I2 2=I3

23、32.应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程 对于回路对于回路1 1有有 E1=I I1 1R R1 1+I I3 3R3对于回路2有有 E2 =I I2R2 2 +I I3 R R3 3 本讲稿第五十九页，共一百零七页整理得联立方程整理得联立方程 I I2 2=I3 I I1 2I1 +5I3 3 =17 I I2 +5 +5I I3 =173.解联立方程得 I1=1A=1A I I2 2=2A=2A I I3=3A 电流方向都和假设方向相同。本讲稿第六十页，共一百零七页这种以支路电流为未知量，依据基尔霍夫定律列出这种以支路电流为未知量，依据基尔霍夫定律列出

24、节点电流方程和回路电压方程，然后联立求解的方法称节点电流方程和回路电压方程，然后联立求解的方法称为为支路电流法支路电流法。支路电流参考方向和独立回路绕行方向可以任意假设，绕行方向一般取与电动势方向一致，对具有两个以上电动势的回路，则取电动势大的为绕行方向。本讲稿第六十一页，共一百零七页2-6 叠加原理叠加原理本讲稿第六十二页，共一百零七页 分析a中电路，两个电源的电动势分别为E1和E2，根据基尔霍夫第二定律可得I(R1+R2+R3)=E1-E2本讲稿第六十三页，共一百零七页我们现在换一个思路，假设E1单独作用，而将E2置零（图b），则电路中电流为 再假设E2单独作用，而将E1置零（图c），则电

25、路中电流为 电路中的实际电流应为两个电源共同作用的结果，即I=I-I=1.5-0.5=1A （方向与I相同）本讲稿第六十四页，共一百零七页 解含有几个电源的复杂电路时，可将其分解为几个解含有几个电源的复杂电路时，可将其分解为几个简单电路来研究，然后将计算结果叠加，求得原电路的简单电路来研究，然后将计算结果叠加，求得原电路的实际电流、电压，这一原理称为实际电流、电压，这一原理称为叠加原理叠加原理。叠加原理只适用于线性电路，即电路的参数不随外加电压及通过其中的电流而变化的电路；而且叠加原理只能用来计算电流和电压，不能直接用于计算功率。启示本讲稿第六十五页，共一百零七页 例题例题 电路如下图所示电路

26、如下图所示,用叠加原理求各支路电流。用叠加原理求各支路电流。本讲稿第六十六页，共一百零七页解解:（1）将原电路分解为E1和E2分别作用的两个简单电路，并标出电流参考方向，如下图所示。本讲稿第六十七页，共一百零七页（2）分别求出各电源单独作用时各支路电流 在上面左图中，E1单独作用时本讲稿第六十八页，共一百零七页在上面右图中，E2单独作用时本讲稿第六十九页，共一百零七页（3 3）将各支路电流叠加（即求出代数和），得将各支路电流叠加（即求出代数和），得 I1=I I1-I I1 1=10-4=6A=10-4=6A（方向与I I1 相同）I I2 2=I2 2-I2=5-8=-3A（方向与（方向与I

27、 I2 2 相同）I I3=I I3+I I3=2+1=3A（方向与I3 3、I I3均相同）本讲稿第七十页，共一百零七页2-7 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换本讲稿第七十一页，共一百零七页电路中的电源既提供电压，也提供电流。将电源看作是电压源或是电流源，主要是依据电源内阻的大小。为了分析电路的方便，在一定条件下电压源和电流源可以等效变换。本讲稿第七十二页，共一百零七页一、电压源一、电压源具有较低内阻的电源输出的电压较为恒定，常用具有较低内阻的电源输出的电压较为恒定，常用电压电压电压电压源源源源来表征。电压源可分为直流电压源和交流电压源。实际电压源可以用恒定电实际电压源可以用

28、恒定电动势动势E E和内阻和内阻r串联起来表示。串联起来表示。本讲稿第七十三页，共一百零七页实际电压源以输出电压的形式向负载供电，输出电压（端电压）的大小为U=EIr，在输出相同电流的条件下，电源内阻r越大，输出电压越小。若电源内阻r=0，则端电压U=E，而与输出电流 的大小无关。我们把内阻为 零的电压源称为 理想电压源理想电压源，又 称恒压源恒压源。本讲稿第七十四页，共一百零七页一般用电设备所需的电源，多数是需要它输出较为稳定的电压，这要求电源的内阻越小越好，也就是要求实际电源的特性与理想电压源尽量接近。本讲稿第七十五页，共一百零七页二、电流源二、电流源 具有较高内阻的电源输出的电流较为恒定

29、，常用电流源电流源电流源电流源来表征。来表征。实际使用的稳流电源、光电池等可视为电流源。内阻无穷大的电源称为理想电流源理想电流源，又称，又称恒流恒流源源。本讲稿第七十六页，共一百零七页 实际电流源简称电流源。电流源以输出电流的形式向负载供电，电源输出电流I IS在内阻上分流为I0 0，在负载，在负载R RL上的分流为IL。本讲稿第七十七页，共一百零七页三、电压源与电流源的等效变换三、电压源与电流源的等效变换 实际电源既可用电压源表示，也可用电流源表示。在满足一定条件时，电压源与电流源可以等效变换。本讲稿第七十八页，共一百零七页 例题例题 试将左图中的电压源转换为电流源，将右试将左图中的电压源转

30、换为电流源，将右图中的电流源转换为电压源。图中的电流源转换为电压源。本讲稿第七十九页，共一百零七页解解：（1）将电压源转换为电流源 电流源电流的参考方向与电压源正负极参考方向一致。本讲稿第八十页，共一百零七页（2）将电流源转换为电压源 电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向一致。本讲稿第八十一页，共一百零七页电压源与电流源等效变换时，应注意：1.1.电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向在电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向在变换前后应保持一致。变换前后应保持一致。2.2.两种实际电源模型等效变换是指外部等效，对外部电路各部分的计算是等效的，但对电源内部的计算是不等效的。3.3.

31、理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。注意本讲稿第八十二页，共一百零七页 例题例题 电路如下图所示，试用电源变换的方法求R3R3支路的电流。支路的电流。本讲稿第八十三页，共一百零七页（1）将两个电压源分别等效变换成电流源 这两个电流源的内阻仍为这两个电流源的内阻仍为R1 1、R R2 2，两等效电流则分别为 IS1=18A IS2=9A本讲稿第八十四页，共一百零七页（2 2）将两个电流源合并成一个电流源。其等效电流和内阻分别为其等效电流和内阻分别为 IS=IS1+IS2=27A R=R1/R2=0.5本讲稿第八十五页，共一百零七页（3）最后可求得R3上

32、电流为 本讲稿第八十六页，共一百零七页 例题例题 如下图所示电路中，既有电压源，又有电流源，并有多条支路，但只有两个节点，求解这 一类电路时，可以 先求出两个节点间 的电压，然后再求 各支路电流，并不 需要去解联立方程。本讲稿第八十七页，共一百零七页 解解:节点A、B间的电压为：本讲稿第八十八页，共一百零七页由此可计算出各支路电流：上述解法称为节点电压法节点电压法，用于计算只有两个节点的电路，十分方便。本讲稿第八十九页，共一百零七页2-8 戴维南定理戴维南定理本讲稿第九十页，共一百零七页一、戴维南定理一、戴维南定理电压源电动势 E=ISR=270.5=13.5V 内阻内阻 R=0.5R3R3支

33、路的电流支路的电流本讲稿第九十一页，共一百零七页如果一个复杂电路，并不需要求所有支路的电流，而如果一个复杂电路，并不需要求所有支路的电流，而只要求某一支路的电流，在这种情况下，可以先把待求只要求某一支路的电流，在这种情况下，可以先把待求支路移开，而把其余部分等效为一个电压源，这样运算支路移开，而把其余部分等效为一个电压源，这样运算就很简便了。就很简便了。戴维南定理所给出的正是这种方法，所以戴维南定理戴维南定理所给出的正是这种方法，所以戴维南定理又称又称等效电压源定理等效电压源定理等效电压源定理等效电压源定理。这种等效电压源电路也称。这种等效电压源电路也称戴维戴维南等效电路南等效电路。启示本讲稿

34、第九十二页，共一百零七页任何具有两个引出端的电路（也称网络）都可称为任何具有两个引出端的电路（也称网络）都可称为二二端网络端网络。若在这部分电路中含有电源，就称为有源二有源二端网络端网络，否则称无源二端网络无源二端网络无源二端网络无源二端网络。本讲稿第九十三页，共一百零七页戴维南定理指出：戴维南定理指出：任何有源二端网络都可以用一个等效电压源来代替，电压源的电动势等于二端网络的开路电压，其内阻等于有源二端网络内所有电源不起作用时，网络两端的等效电阻。本讲稿第九十四页，共一百零七页1.1.戴维南定理只适用于线性有源二端网络，若有源二端网络内含有非线性电阻，则不能应用戴维南定理。2.2.在画等效电

35、路时，电压源的参考方向应与选定的有在画等效电路时，电压源的参考方向应与选定的有源二端网络开路电压参考方向一致。源二端网络开路电压参考方向一致。注意本讲稿第九十五页，共一百零七页例题 以电桥电路为例，试用戴维南定理求解。电桥电路如下图所示，已知R1=10，R2 =2.5，R3 =5，R4=20，E=2.5V （内阻不计），R5 =69，试求 电阻R5上 通过的电流。本讲稿第九十六页，共一百零七页解：解：（1）先移开R5支路，求开路电压UAB本讲稿第九十七页，共一百零七页（2）再求等效电阻RAB（注意要将电源除去）本讲稿第九十八页，共一百零七页（3）画出等效电路，并将R5接入，则本讲稿第九十九页，

36、共一百零七页二、电源向负载输出的功率二、电源向负载输出的功率 电源接上负载后，电源要向负载输送功率，负载电源接上负载后，电源要向负载输送功率，负载要从电源吸收功率。由于电源内阻的存在，电源输出的要从电源吸收功率。由于电源内阻的存在，电源输出的总功率由电源内阻消耗的功率与外接负载获得的功率两总功率由电源内阻消耗的功率与外接负载获得的功率两部分组成。如果内阻上的功率较大，负载上获得的功率部分组成。如果内阻上的功率较大，负载上获得的功率就较小。那么，在什么情况下，负载才能获得最大功率就较小。那么，在什么情况下，负载才能获得最大功率呢？呢？本讲稿第一百页，共一百零七页设电源电动势为E，内阻为r，负载为

37、纯电阻R，则有利用（R+r）2=（Rr）2+4Rr，上式可写成本讲稿第一百零一页，共一百零七页当R=r 时，上式分母值最小，P值最大，所以负载获得最大功率的条件是：负载电阻与电源负载电阻与电源的内阻相等，即的内阻相等，即R=r0，这时负载获得的最大功率，这时负载获得的最大功率为为 由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率，因而这一条件也是电源输出最大功率的条件。本讲稿第一百零二页，共一百零七页当电动势和内阻均为恒定时，负载功率P随负载电阻R变化的关系曲线如下图所示。以上结论并不仅限于实际电源，而且适用于有源二端网络变换而来的等效电压源。本讲稿第一百零三页，共一百零七页 例题 下下图电路中，电

38、源电动势E=6V，内阻r=10，电阻R1 =10，要使R2获得最大功率，R2应为多大？这时R2获得的功率是多少？本讲稿第一百零四页，共一百零七页 解解:（1）移开R2支路，将左边电路看成有源二端网络。（2）将有源二端网络等效变换成电压源。本讲稿第一百零五页，共一百零七页(3)R2=r0=5时，R2可获得最大功率 本讲稿第一百零六页，共一百零七页 当负载电阻与电源内阻相等时，称为负载与电源匹当负载电阻与电源内阻相等时，称为负载与电源匹配。这时负载上和电源内阻上消耗的功率相等，电源的配。这时负载上和电源内阻上消耗的功率相等，电源的效率即负载功率与电源输出总功率之比只有效率即负载功率与电源输出总功率之比只有50%50%。在电子电路中，因为信号一般很弱，常要求从信号源在电子电路中，因为信号一般很弱，常要求从信号源获得最大功率，因而必须满足匹配条件。但在电力系统获得最大功率，因而必须满足匹配条件。但在电力系统中，输送功率很大，如何提高效率就显得非常重要，必中，输送功率很大，如何提高效率就显得非常重要，必须使电源内阻远小于负载电阻，以减小损耗，提高效率。须使电源内阻远小于负载电阻，以减小损耗，提高效率。本讲稿第一百零七页，共一百零七页