例析纯电阻电路中求等效电阻的常用方法
例析纯电阻电路中求等效电阻的几种方法
计算一个电路的电阻，通常要分析电路的串并联关系，运用欧姆定律求解。实际电路中，电阻的连接千变万化，需要应用相应的方法，通过等效变换将复杂电路转换成简单直观的串并联电路。本文介绍几种常用的计算复杂电路等效电阻的方法。
一、“基本单元”法
找出电路中的“基本单元”，再利用电阻的串并联关系求解。 1、片状导体求等效电阻
【例1】如图1所示，ABCD 为一块均匀的半圆形薄电阻合金片，当A 、B 接入电路时电阻为R ，试求当C 、D 接入电路时电阻为________。
【解析】设“基本单元”为沿对称轴AB 切开的
4
1
圆，由于A 、B 间电阻为R （可视为两个并联的“基本单元”），所以，“基本单元”的电阻为2R ，当C 、D 接入电路时，相当于两个“基本单元”串联，等效电阻为4 R 。
【例2】如图2甲所示，一材质均匀的正方形薄片导体的阻值为R ，若在其正中挖去一
小正方形，挖去的正方形边长为原边长的3
1
，则剩余部分的电阻为_______。
【解析】设挖去的小正方形为“基本单元”，由于原来的电阻为R （3个并联的“基本单元”，串3个并联的“基本单元”，再串3个并联的“基本单元”），所以“基本单元”的电阻也为R ；挖去后，如图2乙所示，电路相当于3个并联的R 、串2个并联的R ，再串3个
并联的R ，等效电阻为.6
7323R
R R R =++
2、一维有限网络求等效电阻
【例3】如图3甲所示，已知R 1=R 2=R 3=…=R n =R n+1=R m =R m+1=R /2，则A 、B 间的电阻R AB =__________。
图
1 图2甲 图2乙
图3甲
【解析】如图3乙所示，找出“基本单元”（虚线方框内电路）进行递归，发现“基本单元”重现，容易得到R AB =.2
R
3、一维无限网络求等效电阻 （1）单边形
【例4】如图所示的电路是一个单边的线型无限网络，每个电阻的阻值都是r ，则A 、B 之间的等效电阻R AB =________。
【解析】因为是电路是“无限”的，所以增减一个“基本单元”不影响其等效电阻。图4乙虚线方框为一个个“基本单元”。
设去掉最左侧那个“基本单元”后剩余电路的电阻为R 余，则：
【例5】如图5甲所示的电路是一个单边的线型无限网络，每个电阻的阻值都是r ，则A 、B 之间的等效电阻R AB =________。
【解析】图5乙虚线方框为一个个 “基本
单元”（注意与例4不同）, 设去掉最左侧那个“基本单元”后剩余电路的电阻为R 余，则：
r
R R R r
r R r r R R AB
AB ）（解得：且余余余1-3,)2()2(AB ==+++=
图3乙
r R R R r
R r
R r R AB AB AB ）（解得：且余余余13,2+=
=+?+
=
图4乙
图5乙
（2）双边形
【例6】一两端无穷的电路如图6甲所示，其中每个电阻均为r ，则a 、b 两点之间的电阻R ab =________。
【解析】此电路属于两端无穷网络，整个电路可以看作是由三个部分组成的，等效电路如图6乙所示，则： R ab =r
r R r
r R x x +++)2()2(，其中 R x =（3-1）r .（参照
例5）
解得：R ab =.63-6r ）（
二、“等势点断路或短路”法 电压是形成电流的原因，所以等势点之间的电阻没有电流通过，在计算等效电阻时可以把该电阻去掉，这种方法称之为“等势点断路”法；同样，等势点之间也可以用导线连接起来缩成一点，即短路，这种方法称之为“等势点短路”法。
【例7】如图7甲所示电路，由12根阻值都为R 0的电阻丝连接而成，则A 、D 间的电阻R AD =________。
【解析】将A 、D 两端接入电源，假设电阻丝BG 和CG 交于G 1（G 1与G 靠近而不连接），电阻丝FG 和EG 交于G 2（G 2与G 靠近而不连接）。这样，电路中G 1、G 、G 2三点分别处电流流径的对称点上（即三条电流路径的中位），所以它们是等势点。现将G 1、G 、G 2用导线连接时不会有电流在这三点之间通过，将等势点拆下后，等效电路如图7乙所示。据图容易求得R AD =0.8 R 0。
【例8】在图8甲所示的电路中，R 1 = 1Ω ，R 2 = 4Ω ，R 3 = 3Ω ，R 4 = 12Ω ，R 5 = 10Ω ，则A 、B 两端的等效电阻R AB = _________。
【解析】将A 、B 两端接入电源，假设R 5不存在，C 、D 两点的电势相等，所以R 5中
没有电流通过，可将R 5去掉，等效电路为图8乙所示。据图容易求得R AB =
4
15
Ω 。
（事实图6甲
b '
a 'b
a
x
R 图6乙
图7甲 图
7乙
上，只要满足21R R =4
3
R R 的关系，电路即为平衡的桥式电路。）
【例9】如图9所示，正方体每条边的电阻为r ，则A 、C 间的等效电阻R AC =________。 【解析】将A 、C 两端接入电源，假设棱BB 1和棱DD 1断开，B 、B 1，D 、D 1分别处电流流径的对称点上（即四条电流路径的中位），所以它们是等电势点，因此原电路中BB 1、DD 1上无电流通过，根据“等势点断路”法，容易求得R AC =.4
3r
【例10】如图10甲所示，某电路有n 个节点 每两个节点之间都连有一个阻值为r 的电阻，则任意两节点之间的等效电阻为__________。
【解析】假设电源加在图中的1、2两点，假设余下的n －2个节点（3，4，5…n ）间的电阻断开（图中虚线所示），这n －2个节点分别处电流流径的对称点上（即n －2条电流路径的中位），所以这些节点为等势点，它们之间的电阻上没有电流流过。根据“等势点断路”法，等效电路如图10乙所示。
r
r r r R 21
21
2111+
?+++=＝.2r
n
∴.2n
r R =
【例11】如图11所示的网状电路中含有四个六边形，已知六边形每边的电阻都是r ，
图9
(n －2)个
图10甲
图10乙
则A 、H 间的等效电阻R AH =________。
【解析】将A 、H 两端接入电源，由于电路关于ACFH 的直线为对称的，所以各对称电路段上分布的电流应相等（如AB 段和AD 段上的电流相等，BC 段和DC 段上的电流相等……），因此，B 、D 为等势点；同理E 、G 也为等势点。根据“等势点短路”法，等效电路如图11乙、丙所示。这样AH 间的电阻可以看成BD 左侧、EG 右侧以及BD 和EG 之间三个部分串联而成，容易求得r R R ==右左；中间是上、中、下三部分并联，可求得7
6r
R =
中。 ∴ R AH =.7
20r
R R R =++中右左
三、“电流分布”法
根据电流分流思想和电路中任意两点间不同路径等电压的思想，建立以电流为未知量的方程组，解出各电阻中电流的关系，然后选择电流的某一路径计算出总电压U ，再由I
U R =
，即可求出等效电阻。
【例12】如图12甲所示，正方体每条边的电阻为r ，则A 、C 1间的等效电阻R AC1=________。
【解析】如图12乙所示，设有一电流I 从A 流向C 1，根据电路的对称性可知，从A 点流向三条棱上的电流都为
3I ，从A 1、B 、D 流向后面两条棱上的电流都为6
I
，汇聚到C 1
的图11甲
图11乙
图11丙
三条棱上电流都为
3I 。设AC 1间电压为U ，任选一条电流路径可计算出U =3
Ir + 6Ir +3Ir =6
5Ir ，所以R AC1=.65r I U =
【例13】如图13所示，R 1=R 2=R 3=R 4=2Ω，R 5=4Ω，则电路总电阻为______Ω。 【解析】假设R 3不存在，可判断其下端点的电势较高，所以R 3上的电流由下而上流过。 设R 1、R 2 、R 3上的电流分别为I 1、 I 2、I 3，则： R 4的电流为I 1＋I 3；R 5上电流为I 2－I 3
U =I 2 R 2＋（I 2－I 3）R 5= I 2 R 2＋I 3 R 3＋（I 1＋I 3）R 4= I 1R 1＋（I 1＋I 3）R 4 整理：
6 I 2－4 I 3=2 I 1＋2 I 2＋4 I 3 ① 6 I 2－4 I 3=4 I 1＋2 I 3 ② 解得：I 1=6 I 3； I 2= 5I 3 ∴I 5= I 2－I 3 =4I 3，
选择电流流过R 2、R 5这条路径可求得Ω=?+?=+==
11
2611442533352I I I I U U I U R . （注：此电路即为非平衡的桥式电路。）
【例14】图14甲是由均匀电阻丝焊接成的框架电路，框架由三个正方形组成，正方形每边的电阻为r ，则框架A 、E 两点间的电阻为_________。
【解析】如图14乙所示，假设电流I 从A 点流入，E 点流出，设AH 、HG 、GF 上的电流分别为αI 、βI 、θI ，则流经HC 、GD 、BC 、CD 、DE 的电流分别为(α－β)I 、(β－θ)I 、(1－α)I 、(1－β)I 、(1－θ)I ，根据电路的对称性，AH 和DE 中的电流对应相等，HG 和CD
中
图14甲 图14乙
图12甲
图12乙
图13
的电流对应相等。
∴ α+θ=1，β=
2
1
；又因为U AHC =U ABC ∴ 4α－β=2 联立上式的解得：α=85 β=21 θ=8
3
∴ .8
152r
I Ir Ir Ir I U U U I U R GE HG AH AE =++=++==θβα
四、“电流叠加”法 电路中有多个电源，通过电路中任一支路的电流等于每个电源单独存在时在该支路上产生电流的代数和。
【例15】图15甲是一个无穷方格电阻丝网络的一部分，其中每一小段电阻丝的阻值都是r ，则两个结点A 、B 之间的等效电阻R AB =__________。
【解析】如图15乙所示，假设电流I 从A 点流入，向四面八方流到无穷远处，根据对
称性，有4
I
电流由A 点流到B 点；假设电流I 经过无限长时间稳定后再由四面八方汇集到B
点后流出，同样有4I 电流经A 点流到B 点。这样，AB 段的电流便由两个4I 叠加而成，为.2
I
∴ U AB =2Ir ， R AB =.2
r
I U AB =
（上述解答基于这样的前提：从A 点流入电流的对称性不会因B 点有电流流出而破坏，同样，从B 点流出电流的对称性也不会因A 点有电流流入而破坏。这一结论可以通过基尔霍夫方程组得到证明。）可以通过简单的直线无限电阻丝，用相同的思路求A 、B 之间的等效电阻来验证。
【例16】如图16有一个无限大NaCl 晶格，每一个键电阻为r ，求相邻的Na 原子和Cl 原子间的电阻。
【解析】假设电流I 从Na 原子流入，根据对称性，有6I
电流流向相邻
的Cl 原子；假设电流I 从相邻的Cl 原子流出，同样有6
I
电流从相邻的Na
原子流入。根据电流叠加原理可知，每一个键电阻上的电流为3
I 。 ?
A
B
?图15甲
图16 图15乙
∴ .3
3r
I r I I U R =?==
【例17】有一无限平面导体网络，它有大小相同的正六边型网眼组成，如图16所示。所有正六边型每边的电阻均为R 0，则间位结点a 、b 间的电阻R ab =_________。
【解析】假设有电流I 自a 电流入，向四面八方流
到无穷远处，根据对称性，有3I 电流由a 流向c ，有 6I
电流由c 流向b ；再假设有电流I 由四面八方汇集b 点流出，那么必有3I 电流由c 流向b ，有6
I 电流由a 流向c 。
根据电流叠加原理可知，由a 流向c 的电流I ac =.2
63I I I =+ 由c 流向b 的电流 I cb =.2
36I
I I =+
∴ R ab =.00
0R I
R I R I I U cb ac ab =+=
五、不变部分电阻“重复代用”法
【例18】三个完全相同的金属环两两正交，并把正交点焊接，成为球形骨架，如图18所示。若每个四分之一圆周金属丝电阻为R 时，测得A 、B 间电阻为R AB 。今将A 、B 间一
段金属丝改换成另一个阻值为
2
R
的一段四分之一圆周的金属丝，则A 、B 间的电阻R ’＝_________。
【解析】设去掉A 、B 间那段四分之一圆周的金属丝后剩余部分电阻为R x
AB
AB
A x ,x
x
R R RR R R R RR R B -=
∴+=
更换电阻后，A 、B 间的电阻AB
AB
x 2
x
2'R R R R R R R R R +?=
+?=
【例19】图19是一个无穷方格电阻丝网络的一部分，已知电阻R 0=3r ，其余每一小段电阻丝的阻值都是r ，则A 、B 之间的电阻R AB =___________。
【解析】设拆除R 0后的剩余部分的电阻为R 余 R AB =R 0//R 余，根据例15的结论，可求得R 余= r
∴R AB =.4
333r
r r r r =+?
987654321a
b c d e
f g 图
17 图18
图
19
六、“再造电路对称”法
【例20】如图20所示，正方体每条边的电阻为r ，则A 、B 之间的等效电阻R AB =________。 【解析】将距AB 最远端的电阻GH 等效成两个2r 的并联，G 1、G 2
和H 1、H 2分别处电流流径的对称点上，它们是等电势点。根据“等势点断路”法，把它们拆下，分别并入两边的电路，其等效电路如图20乙所示。
据图容易求出R AB =
.12
7r
七、“等势点断路+基本单元”法
【例21】在图21甲所示的三维无限网络中，每两个节点之间的导体电阻均为R ，试求A 、B 两点间的等效电阻R AB =_________。
【解析】A 、B 两端接入电源，根据“等势点断路”法，拆去背面那根无限长的电阻丝，发现C 、D 、E …各点处在电流路径的对称点上（各条电流路径的中位），它们的电势彼此相等。电路可以等效为图20乙所示的二维无限网络。这样A 、B 间的电阻可看作左、中、右三个部分并联。
R 中=
3
222R R R R R =+?，对于左、右两侧的电阻，参照例4可求得R 左=R 右=.321
3R +
R R R R R R AB AB 21
21
21
111=
++=中右左
参考文献： [1] 张大同．高中物理竞赛辅导[M]．第2版．西安：陕西师范大学出版社，2003：274-314
图20甲
图20乙
图21乙
图21甲
复杂等效电路图练习(修订)
电学题 5．画出等效电路图 6 8．当闭合开关S 0、S 1，断开开关S 2时 9．当S 1、、S 2 均闭合且滑片P 滑到a 端时 当闭合开关S ，断开开关S 、S 时 当S 1、S 2 均断开且滑片P 在a 端时 14．当闭合开关S 1，断开开关S 2和S 3， 15．当S 1、S 2闭合，滑动变阻器的滑片P 在a 端时 当闭合开关S 1、S 2 ，断开S 3时 当S 1、S 2 都断开，滑片P 在b 端时 当闭合开关S 3，断开S 1 、S 2时 16．只闭合开关3S ，滑动变阻器的滑片P 在最左端时 只断开开关1S ，滑片P 移至最右端时 只闭合开关1S ，滑片P 在最右端时 图12 图39
图 25 1．将滑动变阻器的滑片P 置于中点M ，且只闭合开关S 1时 将滑动变阻器的滑片P 置于B 端，断开开关S 1，闭合开关S 2时 将滑动变阻器的滑片P 置于A 端，闭合开关S 1和开关S 2时 2．当滑动变阻器的滑片P 在B 端，只闭合S 2时 滑片P 在B 端，开关都断开时 当滑片在A 端，只闭合S 1时 1．如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的滑片P 在中点c 和端点b 时，电压表的示数之比为3：2，求：（1）滑动变阻器的滑片P 在中点c 和端点b 时，电路中电流之比； （2）R 0与R ab 的比值。 a c b
2．如图所示，电源电压不变，电灯L的电阻不变。开关S闭合时，滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时，电压表的示数之比为3：4。求：（1）滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时，电路中电流之比（2）.电灯L的电阻与滑动变阻器ab间的总电阻的比值等于多少？ 2．如图17所示电路，电源电压保持不变。当开关S闭合与断开时电压表V1的示数之比为3：2，电压表V2的示数之比为9：10。已知电阻R2=4Ω。求：电阻R1和电阻R3的阻值。 4．如图19所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R３。将滑动变阻器的滑片P 置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1′，电压表V2的示数为U2′，R1两端的电压1.2V。已知U1：U1′= 4：7，U2：U2′= 2：1，R2=12Ω。 （1）求R1的阻值； （2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，通过计算说明电流表能否使用0-3A 这一量程进行测量。 8．如图，R 为5欧，当滑片P由某一位置滑到另一位置内，伏特表示数由4伏变为8伏，且P在某一位置 时R 0的电功率与另一位置时R 的电功率比值为25∶1，求：○1电源电压？○2P在两个位置时滑动变阻器接 入电路中的电阻？ 图17 图19
第三章电阻电路的一般分析方法
第三章电阻电路的一般分析 例 3-1 对如图所示的图，如果选1、2、4之路为树，则其基本回路组是什么？ 解：基本回路组为{1，4，3}、{1，2，7}、{2，4，5}，｛2，4，6｝。 例3-2用网孔电流法求图所示电路中各电源提供的电功率。 i，2m i，3m i如图示。列写如下网孔电流方程 解：设三个网孔电流1 m 例3-3如图(a)所示电路，试用回路电流法计算2Ω电阻电流a I及两个电源提供的电功率。
解：电路中含有一条有伴电流源支路，可以先将其等效变换为10V 电压源和1Ω电阻串联的有伴电压源，然后选三个独立回路电流1i 、2i 、3i ，如图 (b)所示。利用KVL 列写三个回路电流方程为 整理 例3－4 电路如图(a)所示，已知V 121==s s U U ，A 1=s i ，Ω====143121R R R R ，用回路电流法求各支路的电流。 解一 电路中含有一个无伴电流源，先假设其两端的电压为1u 如图(a)所示。选取三个网孔为回路，回路电流方程为：
这里有三个回路电流和一个电流源电压u 1，共四个变量，需增加一个无伴电流源与相关回路关 联的电流方程式 s l l i i i =-21 联立求解这四个方程，就可以解出三个回路电流和电流源两端的电压，将参数代入上述方程便得 另外，还有一种处理无伴电流源支路电路的方法，就是选取电流源支路为连支，该单连支所在的回路电流便为已知电流源的电流，这样，该回路的电流方程可以省略不列写。以下采用这种方法重新求解例题3-4。 解二 如图(c)所示选取电流源支路6为连支（选取2、3、4为树）作为一个回路电流i l1，其它两个回路为i l2、i l3，则三个回路电流方程为
电阻电路的一般分析方法
电路常用分析方法 第一：支路电流法：以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。 独立方程的列写：（1）从电路的n 个结点中任意选择n-1个结点列写KCL 方程； （2）选择基本回路列写b-(n-1)个KVL 方程。 支路电流法的一般步骤： 第二：回路电流法：以基本回路中沿回路连续流动的假想电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。它适用于平面和非平面电路。 1.列写的方程：回路电流法是对独立回路列写KVL 方程，方程数为：)1(--n b ，与支路电流法相比，方程减少1-n 个。 2.回路电流法适用于复杂电路，不仅适用于平面电路，还适用于非平面电路回路电流法的一般步骤： （1）选定)1(--=n b l 个独立回路，并确定其绕行方向； （2）对l 个独立回路，以回路电流为未知量，列写其KVL 方程； （3）求解上述方程，得到l 个回路电流； （4）求各支路电流。 回路电流法的特点： （1）通过灵活的选取回路可以减少计算量； （2）互有电阻的识别难度加大，易遗漏互有电阻。 理想电流源支路的处理： 网孔电流法是回路电流法的一种特例。引入电流源电压，增加回路电流和电流源
电流的关系方程。 i来表示。 第三：网孔电流法：是一种沿着网孔边界流动的假想的环流，用 m 1.网孔电流法：是以网孔电流作为电路的独立变量的求解方法，仅适用于平面电路。 2.基本思想：利用假想的网孔电流等效代替支路电流来列方程。 3.列写的方程：KCL自动满足。只需对网孔回路，列写KVL方程，方程数为网孔数。 网孔电流法的一般步骤： （1）选定各网孔电流的参考方向，它们也是列方程时的绕行方向。（通常各网孔电流都取顺时针方向或都取逆时针方向） （2）根据电路，写出自阻、互阻及电源电压。 （3）根据推广公式，列网孔方程。 （4）求解网孔方程，解得网孔电流。 （5）根据题目要求，进行求解。 第四：结点电压法：以结点电压为未知量列写电路方程分析电路的方法。适用于结点较少的电路。 结点电压法的一般步骤为： （1）选定参考结点，标定1 n个独立结点； - （2）对1 - n个独立结点，以结点电压为未知量，列写其KCL方程； （3）求解上述方程，得到1 n个结点电压； - （4）通过结点电压求各支路电流； （5）其他分析。
3-2电阻电路的基本分析方法(学生用)全解
§3.3 网孔分析（网孔法） 支路电流法是直接应用KCL、KVL解题的方法，因而这个方法最为直观。但对支路数多的电路，求解方程的工作量很大。 一、什么是网孔分析（mesh current） 图中指定了三个顺时针方向的网孔电流，下标m表示网孔的意思。 网孔电流是一组独立变量。网孔电流一旦确定，则各支
路电流可用网孔电流唯一表示。如图示： ? ?? =-=+-=-=-==3632 53142 131221,,,,m m m m m m m m m I I I I I I I I I I I I I I I （1） 二、建立网孔电压方程（∑RI = ∑U S ）之规则 在三个网孔中，沿着网孔电流方向观看各元件上的电压 支路电流。显然，就求解方程来说，网孔分析比支路电流法简便。 一些记号及其含义： 以（2）式为例：
43211R R R R ++= 网孔1的自电阻，它等于网孔1中 各个电阻之和。 312R R -= 网孔1与网孔2之间的互电阻。 当两个网孔电流在互电阻上同向时，互电 阻等于公共电阻之和；反向时，等于公共电阻之和的负值。 413R R -= 网孔1、3之间的互电阻。 注意：在计算网孔自电阻与互电阻时，独立源都处于置零状态。 42) 1(S S S U U U -=∑ 网孔1中独立电压源电压之代数和。（各电压源电压的方向与网孔电流一致时，前面取负号；反之取正号）。引进自电阻、互电阻后，（2）式可简写成： S m m m U I R I R I R (1) 313212111∑=++ 分析上式，可得编写网孔方程的规则为： 自电阻×自网孔电流＋∑互电阻×相邻网孔电流（当相邻网孔电流在互电阻上同向时，互电阻为正；反向时为负；没有公共电阻时，互电阻为零） = 自网孔中各个独立电压源电压之代数和。 如果电路中有受控源存在，则在建立网孔方程时，先将受控源看作独立电源，然后将控制量转换成用网孔电流表示，并将方程整理成一般形状。必须注意，在整理后的方程中，上述关于确定自电阻、互电阻与网孔中独立电压源电压
第二章电路的等效变换
第二章电子电路的等效变换 一、教学基本要求 本章着重介绍等效变换的概念。等效变换的概念在电路理论中广泛应用。所 谓等效变换，是指将电路中的某部分用另一种电路结构与元件参数代替后，不影 响原电路中未作变换的任何一条支路中的电压和电流。在学习中首先弄清等效变 换的概念是什么？这个概念是根据什么引出的？然后再研究各种具体情况下的 等效变换方法。 重点： 1.电路等效的概念； 2.电阻的串、并联； 3.实际电源的两种模型及其等效变换； 难点： 1.等效变换的条件和等效变换的目的； 2.含有受控源的一端口电阻网络的输入电阻的求解 二、学时安排总学时：6 教学内容学时1．引言电路的等效变换电阻的串联和并联2 2．电阻的Y形连接和△连接的等效变换电压源和电流源的串联和并联2 3．实际电源的两种模型及其等效变换输入电阻2三、教学内容： §2－1引言 1．电阻电路 仅由电源和线性电阻构成的电路称为线性电阻电路（或简称电阻电路）。 2．分析方法 （1）欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电阻电路的依据； （2）对简单电阻电路常采用等效变换的方法,也称化简的方法。
§2－2电路的等效变换 1.两端电路（网络） 任何一个复杂的电路,向外引出两个端钮，且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流，则称这一电路为二端电路(或一端口电路)。若两端电路仅由无源元件构成，称无源两端电路。 2.两端电路等效的概念结构和参数完全不相同的两个两端电路B 与C，当它们的端口具有相同的电压、电流关系(VCR),则称B 与C 是等效的电路。 相等效的两部分电路B 与C 在电路中可以相互代换，代换前的电路和代换后的电路对任意外电路A 中的电流、电压和功率而言是等效的，即满足： 需要明确的是：上述等效是用以求解A 部分电路中的电流、电压和功率，若要求图（a）中B 部分电路的电流、电压和功率不能用图（b）等效电路来求，因为，B 电路和C 电路对A 电路来说是等效的，但B 电路和 C 电路本身是不相同的。结论： （1）电路等效变换的条件： 两电路具有相同的VCR； （2）电路等效变换的对象：未变化的外电路A 中的电压、电流和功率； （3）电路等效变换的目的：化简电路，方便计算。 两端电路 无源两端电路 （a） （b）
浅谈等效电阻的几种求法
万方数据
浅谈等效电阻的几种求法 作者：钱来富 作者单位：江苏泰兴市职业教育中心校电工电子教研室 刊名： 中国科技信息 英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2005(24) 本文读者也读过(10条) 1.张成亮.卢振亮.ZHANG Cheng-liang.LU Zhen-liang关于对称线性电阻电路等效变换的探讨[期刊论文]-青海师专学报（自然科学）2002,22(5) 2.徐昌智.何宝钢电阻Y联接和△联接的等效变换关系的求证[期刊论文]-云南民族大学学报（自然科学版）2004,13(3) 3.黄新民二端线性网络等效电阻的求解[期刊论文]-科技信息（学术版）2007(16) 4.安生立.AN Sheng-li星形三角形转换在汽车发电机中的应用[期刊论文]-沈阳师范大学学报（自然科学版）2008,26(3) 5.赖昭胜.LAI Zhao-sheng多边形电阻网络的等效电阻分析[期刊论文]-赣南师范学院学报2007,28(3) 6.李建新.刘栓江.LI Jian-xin.LIU Shuan-jiang规则联接的多边形电阻网络的等效电阻研究[期刊论文]-大学物理2008,27(11) 7.谭志中.陆建隆.TAN Zhizhong.LU Jianlong多边形电阻网络等效电阻的统一建构[期刊论文]-河北师范大学学报（自然科学版）2011,35(2) 8.黄伟物理竞赛中纯电阻电路的简化[期刊论文]-中学物理（初中版）2010(4) 9.吴学伍巧算等效电阻[会议论文]-2000 10.张耀宇.贾利群.ZHANG Yao-yu.JIA Li-qun二维非对称无规二端电阻网络的等效电阻[期刊论文]-平顶山学院学报2006,21(5) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/963788824.html,/Periodical_zgkjxx200524128.aspx
电阻电路的分析方法
电阻电路的分析方法 一、KCL的独立方程数？ n个结点，b条支路，则有n-1个KCL 二、KVL的独立方程数？ b-n+1个 三、支路电流法？ 以支路电流作为未知量 1)标出各支路电流及参考方向 2)根据KCL列出n-1个独立电流方程 3)设出回路绕行方向，由KVL列出b-n+1个独立电压方程（独立电 压方程个数=网孔数） 4)确定正负，沿绕行方向，电位降之和=电位升之和 5)解方程，若有理想电流源，可少写一个独立电压方程 四、网孔电流法？ 以网孔电流作为未知量 1)标出网孔电流及参考方向 2)按照网孔电流的参考方向，列出KVL 3)两网孔电流流过公共回路的电流方向相同时，互阻取正号，否则 取负号 五、回路电流法？ 同网孔电流法
六、结点电压法？ 1)参考点要设置在电路的外围底部的一个结点上或电压源的负极所 接的结点上为好 2)列方程时自导总为正，互导总为负 3)与电流源串联的电阻在列方程式不考虑，将其短路 4)结点电压法实际上是在列KCL 七、叠加定理？ 即分别作用然后叠加；电压源短路处理；电流源开路处理； 八、替代定理？ 用某些元件替代电路中的某个元件的方法 1）与电压源并联的元件可以忽略，只写一个电压源； 2）与电流源串联的元件可以忽略，只写一个电流源； 3）忽略电阻较常见； 九、戴维宁定理？ 电压源与电阻串联代替 十、诺顿定理？ 电流源与电阻并联代替 十一、最大功率传输定理？ 当R L=R eq时，P MAX=U OC2/4R eq
十二、求等效电阻？（非纯电阻） 核心：求出端口电压与端口电流 1）外加电压源 2）外加电流源 3）短路电流法（前提是另一部分存在电源） 十三、弥尔曼定理？ 条件：电路中只有两个结点； 核心：KCL 1)运用结点电压法推到而得(算出各支路电流，再利用KCL)； 2)等式左边为所要求的电压； 3)分母为各支路电导之和（直接与电流源串联的电阻除外）； 4)分子为各支路电流之和（若某支路为一个电压源与一个电阻串联， 则直接用电压源比上电阻）；电流出为负，进为正；
第2章电阻电路的等效变换习题及答案汇总
; 第2章 习题与解答 2－1试求题2－1图所示各电路ab 端的等效电阻ab R 。 2Ω 3Ω (a) (b) 题2－1图 解：（a ）14//(26//3)3ab R =++=Ω （b ）4//(6//36//3)2ab R =+=Ω 2－2试求题2－2图所示各电路a b 、两点间的等效电阻ab R 。 》 a b 8Ω a b 8Ω (a) (b) 题2－2图 解：（a ）3[(84)//6(15)]//108ab R =++++=Ω （b ）[(4//48)//104]//94 1.510ab R =++++=Ω 2－3试计算题2－3图所示电路在开关K 打开和闭合两种状态时的等效电阻ab R 。
8Ω a b (a) (b) @ 题2－3图 解：（a ）开关打开时(84)//43ab R =+=Ω 开关闭合时4//42ab R ==Ω （b ）开关打开时(612)//(612)9ab R =++=Ω 开关闭合时6//126//128ab R =+=Ω 2－4试求题2－4图（a ）所示电路的电流I 及题2－4图（b ）所示电路的电压U 。 6Ω6Ω (a) (b) / 题2－4图 解：（a ）从左往右流过1Ω电阻的电流为 1I 21/(16//123//621/(142)3A =++++=）= 从上往下流过3Ω电阻的电流为36 I 32A 36 = ?=+ 从上往下流过12Ω电阻的电流为126 I 31A 126 = ?=+ 所以 312I I -I =1A =
（b ）从下往上流过6V 电压源的电流为 66 I 4A 1.5 = ==（1+2）//（1+2） 从上往下流过两条并联支路的电流分别为2A $ 所以 U 22-12=2V =?? 2－5试求题2－5图所示各电路ab 端的等效电阻ab R ，其中121R R ==Ω。 2Ω (a) (b) 题2－5图 解：（a ）如图，对原电路做△-Y 变换后，得一平衡电桥 1 a 所以 111 //11332 ab R =++=Ω（）（） % （b ）将图中的两个Y 形变成△形，如图所示
第2章电阻电路的等效变换习题及答案解析
第2章 习题与解答 2－1试求题2－1图所示各电路ab 端的等效电阻ab R 。 2Ω 3Ω (a) (b) 题2－1图 解：（a ）14//(26//3)3ab R =++=Ω （b ）4//(6//36//3)2ab R =+=Ω 2－2试求题2－2图所示各电路a b 、两点间的等效电阻ab R 。 a b 8Ω a b 8Ω (a) (b) 题2－2图 解：（a ）3[(84)//6(15)]//108ab R =++++=Ω （b ）[(4//48)//104]//94 1.510ab R =++++=Ω 2－3试计算题2－3图所示电路在开关K 打开和闭合两种状态时的等效电阻ab R 。
8Ω a b (a) (b) 题2－3图 解：（a ）开关打开时(84)//43ab R =+=Ω 开关闭合时4//42ab R ==Ω （b ）开关打开时(612)//(612)9ab R =++=Ω 开关闭合时6//126//128ab R =+=Ω 2－4试求题2－4图（a ）所示电路的电流I 及题2－4图（b ）所示电路的电压U 。 6Ω6Ω (a) (b) 题2－4图 解：（a ）从左往右流过1Ω电阻的电流为 1I 21/(16//123//621/(142)3A =++++=）= 从上往下流过3Ω电阻的电流为36 I 32A 36 = ?=+ 从上往下流过12Ω电阻的电流为126 I 31A 126 = ?=+ 所以 312I I -I =1A = （b ）从下往上流过6V 电压源的电流为66 I 4A 1.5 = ==（1+2）//（1+2）
从上往下流过两条并联支路的电流分别为2A 所以 U 22-12=2V =?? 2－5试求题2－5图所示各电路ab 端的等效电阻ab R ，其中121R R ==Ω。 2Ω (a) (b) 题2－5图 解：（a ）如图，对原电路做△-Y 变换后，得一平衡电桥 1 a 所以 111 //11332 ab R =++=Ω（）（） （b ）将图中的两个Y 形变成△形，如图所示 2Ω a b 即得
复杂电路等效电路
复杂电阻网络的处理方法 在物理竞赛过程中经常遇到，无法直接用串联和并联电路的规律求出整个电路电阻的情况，这样的电路也就是我们说的复杂电路，复杂电路一般分为有限网络和无限网络。那么，处理这种复杂电路用什么方法呢？下面，我就结合自己辅导竞赛的经验谈谈复杂电路的处理方法。 一：有限电阻网络 原则上讲解决复杂电路的一般方法，使用基尔霍夫方程组即可。它包含的两类方程出自于两个自然的结论：（1）对电路中任何一个节点，流出的电流之和等于流入的电流之和。电路中任何一个闭合回路，都符合闭合电欧姆定律。下面我介绍几种常用的其它的方法。 1：对称性简化 所谓的对称性简化，就是利用网络结构中可能存在的对称性简化等效电阻的计算。它的效果是使计算得以简化，计算最后结果必须根据电阻的串、并联公式；电流分布法；极限法等来完成。 在一个复杂的电路中，如果能找到一些完全对称的点，那么当在这个电路两端加上电压时，这些点的电势一定是相等的，即使用导线把这些点连接起来也不会有电流（或把连接这些点的导线去掉也不会对电路构成影响），充分的利用这一点我们就可以使电路大为简化。 例（1）如图1所示的四面体框架由电阻都为R的6根电阻丝连接而成，求两顶点A、B间的等效电阻。 图1 图2 分析:假设在A、B两点之间加上电压，并且电流从A电流入、B点流处。因为对称性，图中CD两点等电势，或者说C、D 间的电压为零。因此，CD间的电阻实际上不起作用，可以拆去。原网络简化成简单的串、并联网络，使问题迎刃而解。 解：根据以上分析原网络简化成如图2所示的简单的串、并联网络，由串、并联规律得 R AB=R/2 例（2）三个相同的金属圈两两正交地连成如图所示的形状，若每一个金属圈的原长电阻为R，试求图中A、B两点之间的等效电阻。 图3 图4 图5 分析：从图3中可以看出，整个电阻网络相对于AB的电流流入、流出方式上具有上下对称性，因此可上下压缩成如图所时的等效减化网络。从如图4所示的网络中可以看出，从A点流到O电流与从O点到B电流必相同；从A1点流到O电流与从O点到B1电流必相同。据此可以将O点断开，等效成如图5所示的简单网络，使问题得以求解。解：根据以上分析求得R AB=5R/48 例（3）如图6所示的立方体型电路，每条边的电阻都是R。求A、G之间的电阻是多少？ 分析: 假设在A 、G两点之间加上电压时，显然由于对称性D、B、E 的电势是相等的，C、F、H的电势也是相等的，把这些点各自连起来，原电路就变成了如图7 A D B C D C A B A A B ' B' B A B' A E B G C H D F 6 图 A 7 图
电路原理习题答案第二章电阻电路的等效变换练习
第二章电阻电路的等效变换 等效变换”在电路理论中是很重要的概念，电路等效 变换的方法是电路问题分析中经常使用的方法。 所谓两个电路是互为等效的，是指（1）两个结构参数 不同的电路再端子上有相同的电压、电流关系，因而可以互代换的部分）中的电压、电流和功率。 相代换；（2）代换的效果是不改变外电路（或电路中未由此得出电路等效变换的条件是相互代换的两部分电 路具有相同的伏安特性。等效的对象是外接电路（或电路未变化部分）中的电压、电流和功率。等效变换的目的是简化电路，方便地求出需要求的结果。 深刻地理解“等效变换” 的思想，熟练掌握“等效变换” 的方法在电路分析中是重要的。 2-1 电路如图所示，已知。若：（1）；（2）；（3）。试求以上3 种情况下电压和电流。 解：（1）和为并联，其等效电阻， 则总电流分流有 2）当，有
3），有 2-2 电路如图所示，其中电阻、电压源和电流源均为已知，且为正值。求：（1）电压和电流；（2）若电阻增大，对哪些元件的电压、电流有影响？影响如何？ 解：（1）对于和来说，其余部分的电路可以用电流源 等效代换，如题解图（a）所示。因此有 2）由于和电流源串接支路对其余电路来说可以等效为 个电流源，如题解图（b）所示。因此当增大，对及的电 流和端电压都没有影响。 但增大，上的电压增大，将影响电流源两端的电压， 因为 显然随的增大而增大。 注：任意电路元件与理想电流源串联，均可将其等效 为理想电压源，如本题中题解图（a）和（b）o但应该注意等效是对外部电路的等效。图（a）和图b) 中电流源两端 的电压就不等于原电路中电流源两端的电压。同时，任意电
复杂电路图转化等效电路图(一)
复杂电路图转化等效电路图（一）对于初学物理电学部分的同学，最大的难点就是不会转化等效电路图。其实对于物理大题的计算，第一步也是对复杂电路的一个等效转化，如果第一步做不好，电学题是解不出来的。 在学习等效电路图的时候，首先我们必须明白电流的两个特点：“懒”和“笨”。 （1）懒：电流从电池的正极出来后，顺着导线流动的过程中，会出现岔路口，碰到岔路口的时候，电流是“兵分几路”还是“择其一”而行？这会儿的判断就要用到电流“懒”的特点。当电流碰到岔路口的时候，如果有“平坦大道”（无电阻）直通电池负极，那这个懒家伙肯定会走“平坦大道”，而不会走“坡路”（电阻）。所以说电流的一个最大特点就是“懒”。（2）笨：电流除了懒以外，还出奇的笨，为什么这样说呢？如果电流从正极出来后，走到岔路口，如果每条岔路上都有电阻的时候，它就会“兵分几路” 走，而不会去选择“坡缓的路”（电阻小的支路），也就是说岔路上都有坡的时候，它分不清大小，就都走，所以说电流不仅“懒”而且“笨”。（3）举例说明：如图所示，滑动变阻器阻值变化 范围是0-24欧,当P在滑动变阻器中点，S1闭 合，S2与触点1接触时，灯L正常发光，电流 表示数2A；当S1断开，S2与触点2接触时， 滑处P移到b点时，电压表示数为8V，求灯 泡L的额定功率（灯丝电阻不变，且不超过15 欧）
首先我们分析当P在滑动变阻器中点，S1闭合，S2与触点1接触时，灯L 正常发光，电流表示数2A,此时电流从正极出来后，沿导线走到第一个岔路口的时候有两条路可走：一是可以从滑动变阻器a端走到P点，而是可以从电流表直接通过平坦大道走到P点，因为电流“懒”的原因，它肯定从第二条路走，当它从电流表走的时候，发现它又遇到岔路口，一路可以通过灯泡直接回到电源负极，一路可以通过P到b的电阻直接回到负极，这会儿根据电流“笨”的特点，它分不清楚“坡缓”（电阻小）还是“坡陡”（电阻大），所以兵分两路然后一起回到负极。所以从这个过程中，我们不难发现灯泡和P到b的电阻是并联的，而且电流是在过了电流表以后才兵分两路的，因此电流表在干路上，此时等效电路图为： 2A 2A 其次当S1断开，S2与触点2接触时，滑处P移到b点时，电压表示数为8V，此时电流从正极出来后，因为有电压表的地方相当于断路，所以电流顺着滑动变阻器a到b然后经过灯泡，最后流入电源负极。此时的电路图就相当于灯泡和一个24Ω的定值电阻串联，且电压表测的就是定值电阻两端的电压。如图所示：
第二章-电阻电路的等效变
第二章-电阻电路的等效变
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第二章 电阻电路的等效变换 2.1 学习要点 1. 电阻的等效变换：电阻的串并联， Y 与△的等效变换。 2. 电源的串联、并联及等效变换。 3. “实际电源”的等效变换。 4. 输入电阻的求法。 2.2 内容提要 2.2.1 电阻的等效变换 1. 电阻的串联：等效电阻： R eq ＝ ∑ 1 =k n k R ；分压公式：u k ＝eq k eq ×R R u ； 2. 电阻的并联：等效电导：G eq ＝ ∑ 1 =k n k G ；分流公式：q e G G i i k eq k ×=； 2.2.2. 电阻的Y 与△的等效变换 1. △→Y ：一般公式： Y 形电阻＝ 形电阻之和 形相邻电阻的乘积 ??； 即 31 232331********* 231231212 311++= ++= ++R R R R R R R R R R R R R R R R R R 2312＝ 2. Y →△：一般公式：形不相邻电阻 形电阻两两乘积之和 形电阻＝ Y Y ?；
u - R i u u - - i + + + 图 G i 即： 2 1 33221311 1 33221233 1 3322112++= ++= ++= R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 2.2.3 电源的串联、并联等效变换 电源的串联、并联等效变换见表2.1。 表2.1 电源的串联、并联等效变换 连接情况 等效结果或计算公式 说 明 n 个电压源的串联 sn s s s s u u u u u ±±±=k 21 u s 为等效电压源，当u k 与u s 的参考方向相同时，u sk 前取“+”号，反之取“－”号 n 个电流源的并联 sn sk s s s i i i i i ±±±=21 i s 为等效电流源，当i sk 与i s 的参考方向相同时，i sk 前取“+”号，反之取“－”号 电压源u s 与一个非理想电压源支路并联 对外电路可等效成该电压源u s ⑴与电压源u s 并联可以是电阻、电流源，也可是复杂的支路 ⑵仅是对外电路等效 电流源i s 与一个非理想电流源支路串联 对外电路可等效成该电流源i s ⑴与电流源i s 串联可以是电阻、电压源，也可是复杂的支路 ⑵仅是对外电路等效 2.2.4 “实际电源”的等效变换 1. “实际电压源”→“实际电流源” R i ＝R u 或 G i ＝1/R u i s ＝u s /R u 2. “实际电流源”→“实际电压源”
第二章_简单电阻电路分析.
习题 2-1 求题 2-1图所示电路的等效电阻。 Ω 题 2-1图 解在图 2-1电路中 , 电阻 R 4 和 R 5 并联后与 R 3串联 , 其这部分电路的等效电阻R ’ 为 45345412 ' 69412 R R R R R R ?=+ =+=Ω++ 这个等效电阻R ’ 又和原电路中的 R 2 并联后, 再与 R 1 串联 , 所以图 2. 1 -5所示电路 等效电阻 R 为 212' 918 511' 918 R R R R R R ?=+=+=Ω++ 2-2 电阻分压电路如题 2-2图所示。若输入电压in u =10V , 11k ΩR =,现希望输出电压 out u =7.5V , 求 2R 。
u in 题 2-2图 解 out u = 2in in 1 12 2 1 1R u u R R R R =++ 由此解出 in out 12out 10V 7.5V 17.5V 3 u u R R u --=== 所以2133k ΩR R == 2-3 求题 2-3图中的 ab R 。 (a
(b a 题 2-3图 解将图 2-3(a 改画成图 2-3(b ,发现 5个电阻构成了一个平衡电桥。很容易算出 62 422 ab R = +=Ω。 2-4 在题 2-4图所示的电流表中,已知磁电系测量机构的满偏电流为 100A u ,线圈电阻 2k Ωm R =,若该电流表的量限为 10mA ,求分流电阻 n R 。 题 2-4图 解 n m m n R I I R R = + 由此可以解出 n R 如下:
6336 10010A 2101010A 10010A m m n m I R R I I ---???==-?-?Ω =20.202Ω 2-5 电路如题 2-5图所示。已知 U S =200V,其电源的输出功率 P =400W 。求 R x =? 50 Ω 题 2-5图 解因为电源的输出功率 P 等于这个电路的等效电阻 R 所消耗的功率,所以 则 22 s 200100400 U R P ===Ω 参看图 2-5-1, 可知等效电阻 R 为 50 (50 100
第三章 电阻电路的一般分析方法
16 第三章 电阻电路的一般分析方法 1. 内容提要： 电路的一般分析是指方程分析法，它是以电路元件的约束特性（VCR ）和电路的拓扑特性（KCL ，KVL ）为依据，建立以支路电流或回路电流，或结点电压为变量的电路方程组，从中解出所要求的电流、电压、功率等。方程分析法的特点是：⑴具有普遍适用性，即无论线性和非线性电路都适用；⑵具有系统性，表现在不改变电路结构，应用KCL 、KVL ，元件的VCR 建立电路变量方程，方程的建立有一套固定不变的步骤和格式，便于编程和用计算机计算。 本章的重点是会用观察电路的方法，熟练应用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程，并加以解释。 2. 重点和难点： (1) 各种分析方法其首要求解变量的确定； (2) 各种分析方法方程建立的依据，方程的列写； (3) 依据电路的特征选择适合的求解方法； (4) 电阻电路的一般分析方法分为两大类：以电流为变量、以电压为变量。 以电流为变量：支路电流法；回路（网孔）电流法；割集电流法； 以电压为变量：支路电压法；节点电压法。 2、典型例题分析 【例题1】：支路电流法中，无伴理想电流源的处理。本例说明对含有理想电流源的电路，列写支路电流方程有两种方法，一是设电流源两端电压，把电流源看作电压源来列写方程，然后增补一个方程，即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可；另一方法是避开电流源所在支路列方程，把电流源所在支路的电流作为已知。 列写图3.1所示电路的支路电流方程(电路中含有理想电流源)。 图3.1 图3.1.1解法 2 示意图 解法1： (1)对结点a 列KCL 方程：–I 1–I 2+I 3=0； (2)选两个网孔为独立回路，设电流源两端电压为U ，列KVL 方程： 网孔1：7I 1–11I 2=70-U ； 网孔2：11I 2+7I 3=U ； (3)由于多出一个未知量U ，需增补一个方程：I 2=6A 。 求解以上方程即可得各支路电流。
电阻电路的等效变换习题解答第2章
第二章(电阻电路的等效变换)习题解答 一、选择题 1．在图2—1所示电路中，电压源发出的功率为 B 。 A ．4W ； B ．3-W ； C ．3W ； D ．4-W 2．在图2—2所示电路中，电阻2R 增加时，电流I 将 A 。 A ．增加； B ．减小； C ．不变； D ．不能确定 3．在图2—3所示电路中，1I = D 。 A ．5.0A ； B ．1-A ； C ．5.1A ； D ．2A 4．对于图2—4所示电路，就外特性而言，则 D 。 A ． a 、b 等效； B ． a 、d 等效； C ． a 、b 、c 、d 均等效； D ． b 、c 等效 5．在图2—5所示电路中，N 为纯电阻网络，对于此电路，有 C 。 A ．S S I U 、 都发出功率； B ．S S I U 、都吸收功率； C ．S I 发出功率，S U 不一定； D ．S U 发出功率，S I 不一定 二、填空题 1． 图2—6（a ）所示电路与图2—6（b ）所示电路等效，则在图2—6（b ）所示电路 中，6= S U V ，Ω=2R 。 2．图2—7（a ）所示电路与图2—7（b ）所示电路等效，则在图2—7（b ）所示电路中， 1= S I A ,Ω=2R 。 3．在图2—8所示电路中，输入电阻Ω=2 ab R 。 4．在图2—9所示电路中，受控源发出的功率是30-W 。 5．在图2—10所示电路中，2A 电流源吸收的功率是20-W 。 三、计算题 1．对于图2—11所示电路，试求：1)．电压1U 、2U ；2)．各电源的功率， 并指出是 吸收还是发出。
用YΔ等效变换巧算复杂电路的等效电阻
用Y/Δ等效变换巧算复杂电路的等效电阻 钟佩文 重庆市潼南中学，重庆 潼南 402660 摘要：在某些复杂电路中，几个电阻既非串联，又非并联，如果使用常规方法计算它们的等效电阻，那么将会是一件十分困难繁琐的事情。本文采用Y-Δ等效变换与Δ-Y 等效变换两种方法，将复杂电路中的Y 形联接与Δ形联接的电阻进行合理地互换，高效精确地计算电路的等效电阻，以达到事半功倍的效果。 关键词：Y-Δ等效变换；Δ-Y 等效变换；Y 形联接；Δ形联接；等效电阻 在电路分析中，经常会遇到几个既非串联，又非并联的电阻组成的复杂电路。要计算这个电路的等效电阻，如果单纯地采用串、并联规律的传统方法进行化简，那么运算过程将会非常困难繁琐。本文重点介绍两种方法——Y-Δ等效变换与Δ-Y 等效变换，旨在找出复杂电路中Y 形联接与Δ形联接的电阻，将其进行合理地互换。可使看似毫无规律的电阻呈现出简单的串、并联关系，在电路串并联基础上计算等效电阻，让复杂深奥的问题迎刃而解。 如图1中a 、b 所示，a 图为Y 形联接的电阻，b 图为Δ形联接的电阻，它们之间等效变换的条件是：仍然保持电路中其余各个部分的电流和电压不变，即要求对应端（如1,2,3）流入或流出的电流（如I 1,I 2,I 3）一一相等，对应端之间的电压（如U 12,U 23,U 13）一一相等。 当满足上述等效变换的条件时，在Y 形联接与Δ形联接两种接法中，对应 2 a 3 I 1 I 3 b 图1 Y 形联接与Δ形联接的电阻
的任意两端的等效电阻也必然相等，即为： ()23 131223131221R R R R R R R R +++=+ ()23131213122332R R R R R R R R +++=+ ① ()23 131223121331R R R R R R R R +++= + 联立三式，可以解出：将Y 形联接等效变换为Δ形联接时， 3 3 1322112R R R R R R R R ++= 1 3 1322123R R R R R R R R ++= ② 2 3 1322113R R R R R R R R ++= 将Δ形联接等效变换为Y 形联接时， 23 131213 121R R R R R R ++= 23131223 122R R R R R R ++= ③ 23 131223 133R R R R R R ++= 1、Y-Δ等效变换的实际应用 例题1 求解图2之中a 、b 解析： 在图2所示的电路图Ⅰ中，5个阻值均为R 的电阻既非串联，又非并联， 图2 电路图Ⅰ b 图3 a 、b 两点之间经过Y-Δ等效变换 的电路图Ⅰ
习题六简单非线性电阻电路分析.
习题六 简单非线性电阻电路分析 6-1 如题图6-1所示电路中，其中二极管和稳压二极管均采用理想特性，试分别画出其端口的DP 图。 题图6-1 6-2 设一混频器所用的非线性电阻特性为 2210u a u a a i ++= 当其两端电压）（）（t w A t w A u 2211cos cos +=时，求）。（t i 6-3 试画出下列电阻元件的u -i 特性，并指出3的单调性、压控的还是流控的？ （1）u e i -=； （2）2 i u =； （3）3 01 .01.0u u i +-=。 6-4 试写出题图6-4所示分段线性非线性电阻的u -i 特性表达式。 题图6-4 6-5 如题图6-5（a ）所示电路为一逻辑电路，其中二极管的特性如题图6-5（b ）所示。当U 1 = 2 V ，U 2 = 3 V ，U 3 = 5 V 时，试求工作点u 。
题图6-5 6-6 如题图6-6所示电路含有理想二极管，试判断二极管是否导通？ 6-7 设有一非线性电阻的特性为u u i 343 -=，它是压控的还是流控的？若）（wt u cos =，求该电阻上的电流i 。 6-8 如题图6-8所示为自动控制系统常用的开关电路，K 1和K 2为继电器，导通工作电流为0.5 mA 。D 1和D 2为理想二极管。试问在图示状态下，继电器是否导通工作？ 题图6-6 题图6-8 6-9 如题图6-9所示为非线性网络，试求工作点u 和i 。 题图6-9 6-10 如题图6-10所示网络，其中N 的A 矩阵为 A =?? ????Ω5.1s 05.055.2
02分电阻电路的分析方法-(1)
电阻电路的分析方法 一、是非题 1.图示三个网络a、b端的等效电阻相等。 2.当星形联接的三个电阻等效变换为三角形联接时，其三个引出端的电流和两两引出端的电压是不改变的。 3.对外电路来说，与理想电压源并联的任何二端元件都可代之以开路。 4.如二端网络的伏安特性为U=205I，则图示支路与之等效。 5.两个电压值都为U S的直流电压源，同极性端并联时，可等效为一个电压源，其电压值仍为U S。 6.左下图示电路中，如100V电压源供出100W功率，则元件A吸收功率20W。 7.对右上图示电路，如果改变电阻R1，使电流I1变小，则I2必增大。
8.图示电路中，节点1的节点方程为 9.实际电源的两种模型，当其相互等效时，意味着两种模型中的电压源和电流源对外提供的功率相同。 10.两个二端网络分别与20电阻连接时，若电流均为5A，电压均为100V，则这两个网络相互等效。 答案部分 1.答案(+) 2.答案(+) 3.答案(+) 4.答案(+) 5.答案(+) 6.答案() 7.答案()8.答案()9.答案()10.答案()
二、单项选择题 2.在左下图示电路中，当开关S由闭合变为断开时，灯泡将 (A)变亮(B)变暗(C)熄灭 3.右上图示电路中电流I为 (A)趋于无限(B)12A(C)6A(D)9A 4.当标明“100，4W”和“100，25W”的两个电阻串联时，允许所加的最大电压是(A)40V (B)70V (C)140V 5.电路如左下图所示，已知电压源电压U S=230V，阻R S=1。为使输出电压为220V、功率为100W的灯泡正常发光，则应并联 (A)22盏灯 (B)11盏灯 (C)33盏灯 6.对右上图示电路，节点1的节点方程为 (A)6U1U2=6 (B)6U1=6 (C)5U1=6 (D)6U12U2=2
第2章电阻电路的等效变换习题及答案
第2章习题与解答 2-1试求题2-1图所示各电路血端的等效电阻心,。 解：(a)心,=1 + 4//(2 + 6//3) = 30 (b)心=4//(6//3 + 6//3) = 2C 2 —2试求题2-2图所示各电路弘〃两点间的等效电阻 IQ 5G _| ------ [ ----- 1.5Q 4G (a) (b) 题2—2图 解:(a) 心=3 + [(8 + 4)//6 + (l + 5)]//10 = 8G (b) R ah =[(4//4 + 8)//10 + 4]//9 + 4 + l ?5 = 10C 2-3试计算题2-3图所示电路在开关K 打开和闭合两种状态时的等效电阻尺血o IQ 4Q 3G (b) (a)
题2—3图 解：(a)开关打开时心=(8 + 4)//4 = 3。 开关闭合时^,=4/74 = 20 (b)开关打开时 R ah =(6 + 12)/7(6+12) = 90 开关闭合时心=6//12 + 6//12 = 8。 2—4试求题2—4图(a)所示电路的电流/及题2—4图(b)所示电路的电压U 。 解：(a)从左往右流过1G 电阻的电流为 I] =21/(1 + 6//12 + 3//6)二21/(l+4 + 2) = 3A 从上往下流过3 O 电阻的电流为I.= —x3 = 2A 3 + 6 从上往下流过120电阻的电流为I p =—^-x3 = lA 12 + 6 所以1 =【3叫2 = 1 A ⑹从下往上流过6V 电压源的电流为 "击莎 1Q + O1V 3Q 6Q (a) 12Q 6Q 题2—4图
从上往下流过两条并联支路的电流分别为2A 所以U = 2x2-lx2=2V 2 — 5试求题2 — 5图所示各电路ab端的等效电阻R ah,其中/?] = = 1。。 2Q 题2-5图 解：(a)如图，对原电路做厶-丫变换后，得一平衡电桥 所以心,=(*+*)//(1 + 1)= *° (b)将图中的两个Y形变成△形，如图所示 2.5Q 5Q 白80 4Q 4Q T 50 T T 2Q 即得 所以陰=L269G 2 —6计算题2 —6图所示电路中弘b两点间的等效电阻。 (b)