端木老师 发表于 2021-3-11 12:00:21

大工21春《电路理论》复习资料三

电路理论辅导资料三主    题:第二章直流电阻电路的分析(第1-4节)
学习时间:2020年4月13日--4月19日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习:
担使命,就是要牢记我们党肩负的实现中华民族伟大复兴的历史使命,勇于担当负责,积极主动作为,用科学的理念、长远的眼光、务实的作风谋划事业;保持斗争精神,敢于直面风险挑战,知重负重、攻坚克难,以坚忍不拔的意志和无私无畏的勇气战胜前进道路上的一切艰难险阻;在实践历练中增长经验智慧,在经风雨、见世面中壮筋骨、长才干。
摘选自《在“不忘初心、牢记使命”主题教育工作会议上的讲话》
内    容:一、本周知识点及重难点分布
表3-1 本周知识点要求掌握程度一览表

序号
学习知识点
要求掌握程度
本周难点



了解
熟悉理解
掌握


1
电路的等效


★


2
电阻星型与三角形电路的等效变换


★
☆

3
两种电源模型的等效变换


★


4
支路电流法


★
☆


二、知识点详解
【知识点1】电路的等效
本知识点对应大连理工大学版教材2.3节内容
1、电路等效的一般概念
二端网络:把多个元器件组成的电路作为一个整体看待。若该整体只有两个端钮与外电路相连,则称为二端网络或单端口网络。
等效网络:若两个二端网络内部结构完全不同,但端钮具有相同的伏安关系,则称这两个二端网络对同一负载而言是等效的,即互为等效网络。“等效”是指“对外等效”。
简化电路:利用电路的等效变换,可以把结构复杂的电路用较简单的等效电路代替,进行电路分析和计算。对复杂电路本身的计算需回到原电路中去。
2、电阻的串联、并联与混联
(1)电阻的串联:两个或两个以上电阻首尾相联,中间没有分支,各电阻流过同一电流的连接方式。
推广:n个电阻串联时
各电阻上电压为:                                 图3-1 电阻的串联
,,
串联电阻的分压公式:
(2)电阻的并联:两个或两个以上电阻首位两端分别连接在两个节点上,个电阻两端的电压都相同的连接方式。
推广:n个电阻并联,表示为:或
各电阻上电流为:
                
                  图3-2 电阻的串联
两电阻并联情况下:
分流公式:
总结:① 电阻串联时:总电阻增加,;
      ② 电阻并联时:总电阻减小,。
(3)电阻的混联:电阻的连接既有串联又有并联。分析此类电路的关键是计算等效电路。
注:当电阻串、并联关系不能直观看出时,可在不改变元件连接的条件下将电路修改得更直观。
3、理想电源的串联与并联
(1)理想电源的串联:
----代数和                                    图3-3 电压源的串联
(2)理想电流源并联:----代数和

图3-4 电流源的并联
(3)理想电压源并联:电压相等、极性一致
(4)理想电流源串联:电流相等、方向一致☆【知识点2】电阻星型与三角形电路的等效变换
本知识点对应大连理工大学版教材2.4节内容
电阻的无源三端电路有两种:形连接(形连接),Y形连接(T形连接)。
1、星型电路等效变换为三角形电路

图3-5 电阻形连接和形连接的等效变换一
原则:外部等效原理,即两种电路对应端钮间的电压相等,流入对应端钮的电流分别相等。
概括为:
当时,
2、三角形电路等效变换为星型电路

图3-6 电阻形连接和形连接的等效变换二
概括为:
当时,【知识点3】两种电源模型的等效变换
本知识点对应大连理工大学版教材2.5节内容
1、两种电源模型的等效变换----保证两种电源模型的外部特性一致

图3-7 两种电源模型
故:等效条件为:,
的参考方向与从负极指向正极的方向一致。
注:电源模型的等效仅对外部电路成立;理想电源因不具备相同的伏安特性不能进行等效。
2、几种有源支路的等效变换
(1)几个实际电压源模型串联时可等效为一个实际电压源模型。图3-8 实际电压源模型串联
                   
(2)几个实际电流源模型并联时可等效为一个实际电流源模型。

图3-9 实际电流源模型并联
                     
(3)理想电压源与任何二端元件(或支路)并联可等效为该理想电压源。

图3-10 理想电压源与二端元件并联
(4)理想电流源与任何二端元件串联可等效为该理想电流源。

图3-11 理想电流源与二端元件并联☆【知识点4】支路电流法
本知识点对应大连理工大学版教材3.1节内容
支路电流法:以支路电路为未知量,利用VAR、KCL、KVL列出独立方程组进行求解。----最基本、最直观的方法。
支路电流法求解步骤(以右图为例):
(1)确定未知量,即支路数。支路数为3
(2)标出支路电流参考方向。
(3)由KCL列出结点电流方程。
节点a:
节点b:               图3-12 支路电流法举例
(4)利用KVL补余下方程式。
整个回路:
左网孔:
右网孔:
(5)求解方程组。
3个方程得到三个未知数,即。
解题步骤:
① 确定支路数b,设定各支路电流的参考方向。
② 确定结点数n,列出独立的结点电流方程式n-1。
③ 确定余下所需的方程式数b-(n-1),列出独立的回路电压方程式。
④ 代入已知量,解方程组,求未知支路电流。三、重要理论
1、电阻的串联:n个电阻串联(知识点1)
2、电阻的并联:n个电阻并联或(知识点1)
两电阻并联情况下:
3、理想电源的串联与并联(知识点1)
(1)理想电源的串联:----代数和
(2)理想电流源并联:----代数和
(3)理想电压源并联:电压相等、极性一致
(4)理想电流源串联:电流相等、方向一致
4、星型电路等效变换为三角形电路(知识点2)
概括为:
当时,
5、三角形电路等效变换为星型电路(知识点2)
概括为:
当时,
6、两种电源模型的等效变换条件为:,(知识点3)
7、掌握几种有源支路的等效变换(知识点3)
8、支路电流法解题步骤:(知识点4)
① 确定支路数b,设定各支路电流的参考方向。
② 确定结点数n,列出独立的结点电流方程式n-1。
③ 确定余下所需的方程式数b-(n-1),列出独立的回路电压方程式。
④ 代入已知量,解方程组,求未知支路电流。四、例题
例题3.1 利用Y-(等效变换,求图中的电压。

图3-13 例题3.1图
解:解法一:将(形等效变换为Y形。

图3-14 例题3.1解法一图
,,
,
解法二:将Y形等效变换为(形。

图3-15 例题3.1解法二图
,
,



例题3.2 已知,,,,,,求各支路电流。
解:① 电路有4条支路,即4个待求支路电流,方向标于图上。                     图3-16 例题3.2图
    ② 有上、下2个结点。结点方程为: (上结点)
③ 4个未知数,缺3个方程,由KVL得到:
       左网孔:
       中网孔:
       右网孔:

五、课后习题
习题3.1 应用等效变换方法求图3-17所示电路的。
答:电源等效变换,本题中注意:
理想电压源与任何二端元件(或支路)并联可等效为该理想电压源,理想电流源与任何二端元件串联可等效为该理想电流源。所以上图等效为:
                                           图3-17 习题3.1图
      
   
图3-18 习题3.1等效变换过程分析
所以:。
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