第四章分解方法及单口网络.pptx
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1、 442 2 单口网络(单口网络(0ne0ne0ne0ne-Port-Port-Port-Port)的)的VCRVCR4-2 单口网络的描述方式:单口网络的描述方式:(a)具体的电路模型;()具体的电路模型;(b)VCR(表现为(表现为特性曲线或数学公式);(特性曲线或数学公式);(c)等效电路。)等效电路。VCR只取决于单口本身的性质,与外接电路无关。只取决于单口本身的性质,与外接电路无关。因而:因而:(a)可以孤立出单口,而用外施电源法求它的)可以孤立出单口,而用外施电源法求它的VCR;(b)求解单口)求解单口(例如例如N2)内各电压、电流时,其外部内各电压、电流时,其外部(例如例如N1)
2、可用适当的电路代替可用适当的电路代替分解分解(partition)方法的依据。方法的依据。结论结论:单口网络单口网络VCR的求解方法:的求解方法:4-3试求电路中虚线方框部分的试求电路中虚线方框部分的VCR。外施电流源外施电流源i 解解根据观察根据观察即可写出即可写出u=(i+isi)R2+(i+is)R1+us+iR3 =us+(R1+R2)is+R1+R3+(1)R2i结论:含独立电源单口网络的结论:含独立电源单口网络的VCR呈现出呈现出 u=A+Bi 的形式,其特性曲线为一直线。的形式,其特性曲线为一直线。A0ui提问提问:如果外施电源如果外施电源u或电阻或电阻R,是否可求出是否可求出V
3、CR?N-u+例题例题4-2结论:纯电阻单口网络的结论:纯电阻单口网络的VCR呈现出呈现出 u=Bi 的形式,的形式,其特性曲线为一过原点直线;其特性曲线为一过原点直线;B即为单口网络的策动即为单口网络的策动点电阻或称等效电阻、输入电阻。点电阻或称等效电阻、输入电阻。4-3 单口网络的置换单口网络的置换-置换定理置换定理(替代定理、替代定理、Substitution Theorem)注意:注意:电压源置换电压源置换,电压极性相同电压极性相同电流源置换电流源置换,电流方向相同电流方向相同置换定理置换定理:若网络若网络N N由两个单口网络由两个单口网络N N1 1和和N N2 2连接组成,且已知端
4、连接组成,且已知端口电压和电流值分别为口电压和电流值分别为和和,则,则N N2 2(或(或N N1 1 )可以用)可以用电压为电压为的电压源,或电流为的电压源,或电流为的电流源置换的电流源置换,而不而不影响影响N N1 1(或(或N N2 2)内各支路电压和电流原有数值,亦称)内各支路电压和电流原有数值,亦称替代定理。替代定理。2.510N1N14例例例例4 4 4 44 N14 N14 N14 N1能否用结构简单的电路代替能否用结构简单的电路代替能否用结构简单的电路代替能否用结构简单的电路代替4-5N1N1N1也可以是也可以是1A电流源电流源 N1和和N1 仅对仅对6电阻而言是等效的。电阻而
5、言是等效的。若若N2换为换为4或其他电阻,或其他电阻,N1需另找其他电源需另找其他电源0i/Au/V6i66V-+-u+N2 Q1Q2410V-u+i-+6N261Q(6,1)Q(6,1)工作点为:工作点为:u=u=6V 6V i=i=1A1A4-6只有在了解只有在了解只有在了解只有在了解只有在了解只有在了解u u和和和和和和i i i的数值后才能作的数值后才能作的数值后才能作的数值后才能作的数值后才能作的数值后才能作“置换置换置换置换置换置换”基于工作点相同的等效替换基于工作点相同的等效替换基于工作点相同的等效替换基于工作点相同的等效替换基于工作点相同的等效替换基于工作点相同的等效替换置换定
6、理置换定理置换定理置换定理置换定理置换定理4-9例例4 45 5 试用分解方法求解试用分解方法求解i1和和u2解12V1A10-u+ii10.5i-+-u2+6N1N2520510V-+N-u+N1 的的VCR:借鉴例借鉴例424-10u=84i (2)联立联立(1)(2),解得,解得u=12V,i=1A用用12V电压源置换电压源置换N1,可求得,可求得i1=0.4A 用用1A电流源置换电流源置换N2,可求得,可求得u2=12Vu=(i+isi)R2+(i+is)R1+us+iR3 =us+(R1+R2)is+R1+R3+(1)R2i=28+16i (1)N2 的的VCR:借鉴例借鉴例41等效
7、(等效(equivalenceequivalence):):如果一个单口网络如果一个单口网络N N和另一个单口网络和另一个单口网络N N的的电压电压电流关系电流关系完全相同,亦即它们在完全相同,亦即它们在u ui i平面上的平面上的伏安伏安特性曲线特性曲线完全重叠,则这两单口网络便是等效的。完全重叠,则这两单口网络便是等效的。(1 1)相互等效的单口网络在电路中可以)相互等效的单口网络在电路中可以相互代换相互代换;(2 2)只对外等效,内部并不一样。只对外等效,内部并不一样。意义:意义:44 单口网络的等效电路单口网络的等效电路如何从电路如何从电路N1找出等效的电路找出等效的电路N1?在在VC
8、R相同的基础上求得等效电路。相同的基础上求得等效电路。求单口网络的最简等效电路求单口网络的最简等效电路1.1.只含电阻的电路只含电阻的电路最简最简:一个单回路或单节点的电路。一个单回路或单节点的电路。结论结论:只含电阻单口网络等效为一个电阻只含电阻单口网络等效为一个电阻2.2.含独立源及电阻的电路含独立源及电阻的电路结论结论:含独立源及电阻的单口含独立源及电阻的单口网络等效为电压源串网络等效为电压源串联电阻组合或电流源联电阻组合或电流源并联电阻组合并联电阻组合电压源与电阻串联可等效为电流源与电阻并联;且电流源电流等于电压电压源与电阻串联可等效为电流源与电阻并联;且电流源电流等于电压源电压除以串
9、联电阻(教材源电压除以串联电阻(教材4-5)6114例例例例4 48 8求求求求N2N2的电压的电压的电压的电压u u和电流和电流和电流和电流i i;若;若;若;若N N用用用用NN代替代替代替代替4-7N2i=1A,u=6V N1和和N1对于任何对于任何N2都是等效的,因为都是等效的,因为VCR相同相同0i/Au/V2.5106Q(6,1)QQN1410V-u+i-+6N2 N1,N1 VCRi=2.54/10=1A,u=6V 3.3.只含受控源及电阻的只含受控源及电阻的单口网络单口网络输入电阻(等效电阻):输入电阻(等效电阻):结论结论:含受控源及电阻的单口网络等效为电阻含受控源及电阻的单
10、口网络等效为电阻4.4.含受控源、独立源及电阻的含受控源、独立源及电阻的单口网络单口网络结论结论:含受控源、独立源及电阻的单口网络等效含受控源、独立源及电阻的单口网络等效为电压源串联电阻组合或是电流源并为电压源串联电阻组合或是电流源并联电阻组合联电阻组合1.电压源串联电压源串联uS1uS2uS3uSuS=uS1 uS2+uS3等效电源为各电源代数和等效电源为各电源代数和,电源与等效电源参考方向电源与等效电源参考方向一致为一致为+,+,反之为反之为-4-5 一些简单的等效规律和公式一些简单的等效规律和公式ususus2.电压源并联电压源并联 一般违背一般违背KVLKVL,只有相同电压源作极性一致
11、,只有相同电压源作极性一致的并联才可等效,且等效为其中任一电压源的并联才可等效,且等效为其中任一电压源3.电流源并联电流源并联iSiS3iS2iS1iS=iS1iS2+iS3等效电源为各电源代数和等效电源为各电源代数和,电源与等效电源参考方向电源与等效电源参考方向一致为一致为+,+,反之为反之为-一般违背一般违背KCLKCL,只有相同电流源作方向一致,只有相同电流源作方向一致的串联才可等效,且等效为其中任一电流源的串联才可等效,且等效为其中任一电流源4.电流源串联电流源串联isisis 5.电阻串联的等效电路电阻串联的等效电路 等效电阻等效电阻R2R1RnRkR电阻两端首尾相联电阻两端首尾相联
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