电工电子技术教学课件：第二章.doc

23第二章 电阻电路的分析 本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法，并运用这些方法分析计算各种电阻电路中的电流、电压和功率本章基本要求1． 正确理解等效电路的概念，并利用等效变换化简电路2． 掌握电阻串、并联等效变换、电阻的Y形连接与Δ形连接的等效变换、电源的等效变换3． 电阻电路的分压公式和分流公式的应用4． 运用支路电流法和结点电压法分析计算电路5． 运用叠加定理分析计算电路6． 熟练应用戴维宁定理和诺顿定理分析计算电路7． 应用戴维宁定理或诺顿定理求解电路中负载电阻获得的最大功率8． 学会含有受控源电路的分析计算9． 了解非线性电阻电路的分析方法本章习题解析2－1 电路如图2－1所示，设电路中每个电阻均为9Ω试将电路分别变换为Y形电路和△形电路EFABCD图2-1解 将ADE、DBF、EFC组成的△形电路等效变换成形电路，如图2-1(a)所示，其中每个电阻为然后将图2-1(a)所示电路再进行等效变换，其变换过程如图2-1(b)和(c)所示由图2-1(c)即可得到原电路的Y形电路和△形电路，分别如图2-1(d)和(e)所示ABC3Ω3Ω3Ω3Ω3Ω3Ω3Ω3Ω3ΩBAC3Ω3Ω3Ω6Ω6Ω6Ω 图2-1(a) 图2-1(b)ABC3Ω3Ω3Ω2Ω2Ω2Ω图2-1(c)图2-1(d)B5Ω5Ω5ΩAC图2-1(e)ACB15Ω15Ω15Ω2－2 在图2－2中，已知电压源Us＝27V，电阻 R1＝R2＝6Ω，R3＝R4＝R5＝2Ω，R6＝R7＝6Ω。

试求支路电流I1、I2和I3图2-2(a)+- US +- 图2-2US 解 由电路可知，、、、和组成电桥电路，且，故它是平衡电桥，因此可将原电路等效变换为图2－2(a)所示电路由欧姆定律，得由分流公式得 ， 2－3 试用电源等效变换法将图2－3所示的各电路化简5Ω(b)5A+- 10Vaab+_12V6Ω（a）3Ω+_b18Ω(d)a4A9Ω8A12Ω(c)4A-+ 6Ω12Vab图2-3解 将原电路逐步等效变换，最终化简成为最简电路化简过程如图所示2Ω5Aab6Ω2Aab3Ωab+_10V2Ω图2-3(a)或3Aab+_35V5Ω5Ω图2-3(b)7Aabab2A5Ω或5A12Ω4Aab6Ω2A3Ab 15ΩC2Ω6Ω3Ω4Ω图2-3(c)2Aabab+_8V4Ω或6Ω图2-3(d)4Aabab+_24V6Ω或2－4 电路如图2－4所示，试用电源等效变换法求电流I3Ω9V2Ω6Ω1Ω5AΩ4AΩ图2-4 解 首先利用电源的等效变换求出电阻以左部分的最简等效电路，逐步等效化简过程如图所示4Ω5AabI+_20V4Ω1Ωab+_4V4A2Ω2Aab4A15ΩC2Ω6Ω3Ω2Ω3Ω3A6Ω5A3Ab 15ΩC2Ω6Ω3Ωa2Ω4AΩb4Ω1A4Aab图2-4(a)在最简的等效电路中，由欧姆定律得 所以 2－5 如图2－5所示，已知电压源Us1＝140V，Us2＝90V，电阻 R1＝20Ω，R2＝5Ω，R3＝60Ω。

试用支路电流法求各支路电流I1、I2和I3 +4Ω 图2-5+- +_ 图2-5(a)解 根据给定的电路可列得1个独立的KCL方程和2个独立的KVL方程代入数据 并整理得：解得： ，，2－6 如图2－6所示，已知电压源Us1＝80V，Us2＝30V，Us3＝220V，电阻 R1＝20Ω，R2＝5Ω，R3＝10Ω，R4＝4Ω试计算开关S断开和闭合时各支路电流 +_图2-6 (a)+_ +_图2-6+_+_ S +_图2-6 (b)+_ +_ 1解 （1）当S断开时，电路如图2-6 (a)根据电路图可列得1个独立的KCL方程和2个独立的KVL方程，回路方向取顺时针方向可得支路电流方程 代入数据整理，解得（2）S闭合，电路如图2-6 (b)选参考结点，得1个结点电压列结点电压方程代入数值解得 由结点电压和支路电压的关系可求得支路电流， ， 图2-7_+ 2－7 在图2－7中，已知电压源Us＝20V，电流源Is1=2A，Is2=3A，电阻 R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝1Ω，R4＝4Ω试求各支路电流及各元件的功率，并验证电路的功率是否平衡。

图2-7(a)_+ 213 解 对1、2、3结点列写独立的KCL方程对中间回路列写KVL方程联立方程，代入数据，可解得支路电流A，A，A，A 电阻消耗的功率为，，20V电压源发出的功率为2A电流源发出的功率为3A电流源发出的功率为，功率平衡2－8 电路如图2－8所示，试计算开关S断开和闭合时A点的电位和各支路电流8AA2Ω5Ω10Ω+10VS图2-8+30V-30V8AA+_+_+_10Ω5Ω2Ω30V30V10V 图2-8(b)A+_+_+_10Ω5Ω2Ω30V30V 图2-8(a)10V解 （1）S断开时，电路如图2-8(a)，利用结点电压法解题选参考结点，得到1个结点电压，即为A点电压，列结点电压方程得 由结点电压和支路电压的关系，可求得支路电流（2）S闭合，电路如图2-8(b)，选参考结点，结点电压方程得 得支路电流 2－9 在图2－9所示电路中，Us1＝9V，Us2＝4V，Is=11A，R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝6Ω试求A点的电位和各电源的功率，并指出是发出功率还是吸收功率A +_+_ 图2-9A +_图2-9(a)+_ 解 采用结点电压法解本题，选参考结点，如图2-9(a)，列结点电压方程代入数据解得 由结点电压和支路电压的关系可求得各支路电流为9V电压源吸收功率 4V电压源发出功率 11A电流源发出功率 2－10 在图2－10所示电路中，设Us1＝Us2＝8V，Is=2A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω。

试求电流I1、I2和I3 +_图2-10(a)+_ +_图2-10+_ 解 采用结点电压法，选参考结点，如图2-10(a)，可列出一个结点电压方程代入数据得 由结点电压和支路电压的关系可求得支路电流2－11 在图2－11所示电路中，设Us1＝10V，Us2＝9V，Us3＝6V，Is=1A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝3Ω，R4＝3Ω，R5＝6Ω⑴以结点4为参考点，求结点1、2、3的结点电压；⑵求支路电流I1、I2、I3 、I4和I5us21 _+ 图2-11 +- +- R2R3R4R5 24解（1）以结点4为参考点，得到3个结点电压、、可列结点电压方程代入数据并整理方程得解得 ，，（2）由结点电压和支路电压的关系可求得各支路电流为 图2-12(a) +- +- R2R3R4 ++__ 1123 图2-12 +- +- R2R3R4 ++__ 2－12 在图2－12所示电路中，设Us1＝45V，Us2＝8V，Is1=6A，Is2=5A，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝1Ω，R4＝2Ω。

⑴试求各支路电流I1、I2、I3 、I4和I5；⑵求电流源的端电压U1和U2解 选参考结点，如图2-12(a)，得3个结点电压、、，列结点电压方程+_3A图解2-76 3Ω3Ω6Ω6Ω代入数据整理得解得。