电源的等效变换ppt课件
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电工电子电压源电流源及其等效变换PPT课件
UA UB UAB=0 UAB= UA UB
第20页/共24页
例1.6
R3
R4
+
Us3 -
+
①Us1 -
R1
I3
+
Us2 -
R2
I1
I2
IB IC IE
RC
UCE RE
+ – UCC
对回路①列方程
UCE ?
I3R3 US1 I1R1 US3 0 UCE UCC ICRC IERE
对回路列方程
1.7.2 电流源
一、 理想电流源
电源的输出电流与外界电路无关,即电源输出 电流的大小和方向与它两端的电压无关,也就是说 无论接什么样的外电路,输出电流总保持为某一给 定值或某一给定的时间常数。
1、电路符号
is
+
u
-
Is
+ U
-
理想电流源(交流)
理想电流源(直流)
第7页/共24页
2、伏安特性
I
Is
第17页/共24页
例1.5
R3
④
① R4 i4 ②
+
Us3 -
+
Us1 -
R1
i3
+
Us2 -
R2
i1
i2
is
③
对封闭面④列方程 i1 + i2 + i3+ is =0
对节点①列方程
i1 + i3 - i4 =0 对节点② 列方程
i2 +i4 + is =0 对节点③列方程
-i1 -i2 - i3- is =0
1.7 电压源、电流 源及其等效变换
第五章 电路的等效变换ppt课件
R 12
R 12 R 31 R 23
R 31
R 12
R 23 R 12 R 23
R
31
R 31R 23
R 1 2 R 2 3 R 3 1
（5－8）
如果电路对称，即当
R1R2R3RY
R12R23R31 R
则它们之间的变换关系为
R 3RY
RY
1 3
R
例5－7本例图(a)所示为一桥式电路，已知
ii1i2in
G 1uG 2uG nu
(G 1G 2 G n)uGu（5－3）
式中 G1，G2， ，Gn 分别为电阻 R1， R2， ， Rn 的电导。而
i n
G
u
Gk
k1
(k=1,2,…n) （5－4）
这里的G是n个电阻并联后的等效电导。相应的
等效电阻R 为
R
1
n
Gk
k 1
1 n1 R k1 k
I3 G 1 G G 2 3 G 3g IS 2 .5 1 4 0 .0 5 1 1 0 . 0 5 1 1 0 6 . 5 4 1 4 0 .0 3 1 0 5 4 1 0 3 (A )
三、电阻的混联
一个电阻性二端网络，其内部若干个电阻 既有串联又有并联时，则称为电阻的串并联， 或简称电阻的混联。就其端口特性而言，此二 端网络可等效为一个电阻，简化的方法是将串 联部分求出其等效电阻，并联部分求出其等效 电阻，再看上述简化后得到的这些电阻之间的 连接关系是串联还是并联，进而继续用电阻串 联和并联规律作等效简化，直到简化为一个等 效电阻元件构成的二端网络为止。
i
+
+
uS
iS
u
–
电源的等效变换
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。
2、等效电压源 ◇当n个电压源串联时，可以合并为一个等效电压源， 如图所示，等效电压源的Us等于各个电压源的（电动 势）代数和，即：
Us=Us1+Us2+Us3+…..+ Usn
U
U s1 R R3
6 8 0.4 1 6
11 1 1 6 10
4V
由此可计算出各支路电流：
I1
Us1 U R1
64 1
2A
I2
Us2 U R2
8 4 6
2A
I3
U R3
4 10
0.4A
上述解法称为节点电压法，用于计算只有
两个节点的电路，十分方便。
小结
1、理想电压源的特点： （1）内阻r=0 （2）输出电压是一定值恒等于电动势，对直流电压，
有U=E （3）恒压源中的电流由外电路决定
2、理想电流源的特点：
（1）内阻r=∞
（2）输出电流是一定值，恒等于Is
（3）恒流源两端电压U由外电路决定
R
I3 R3 R IS
0.5 27 4 0.5
3A
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。
解: 节点A、B间的电压为：
将右图中的电流源转换为电压源。
解：
（1）将电压源转换为电流源
电源的两种模型及其等效变换.
● 电流源
实际电流源的外特性——输出电压和电流均随RL而定。
理想电流源的外特性——其输出电流恒定不变，输出电压随
RL而定。
即: U= IS RL
电源的等效变换
● 电压源与电流源等效互换
I
I
+
+
+
US
-
U
RL
IS
I0 RS U
RL
R0 –
-
等效变换的条件
R0 = RS
IS = US / R0 或 US =IS RS
电源的2种模型及等效变换
电源的等效变换
电压源 电流源
电源的等效变换
电压源 电流源
电源的等效变换
● 电源的等效变换
电源是任何电路中都不可缺少的重要组成部分，实际电源 有电池、发电机、信号源等。
电压源和电流源是从实际电源抽象得到的电路模型。
电源的等效变换
● 电压源
电压源—为电路提供一定电压的电源。 输出电压： U= RLE / (R0+RL ) 输出电流由外电路RL 而定
I +
IS
I0 RS U
RL
-
实际电流源模型
● 电流源
电源的等效变换
理想电流源—如果电源内阻为无穷大，电源将对外电路提供 一个恒定不变的电流，叫做理想电流源，简称恒流源。
输出电流恒定, 即： I=IS
输出电压取决于外电路负载电阻的大小，即: U= IS RL
I
+
IS
U
RL
-
理想电流源模型
电源的等效变换
I
+
+
E -
U
RL
R0 –
第2章-电路的等效变换PPT课件
在电阻串联电路中，任一时刻电路吸收的总功率 等于各电阻吸收的功率之和。
⑵ 并联
并联电路的特点是：各电阻上为同一个电压。
-
5
i
i1
u
R1
i2
in
R2
R n
i
u
R
ห้องสมุดไป่ตู้
(a )
(b )
ii1i2in(R 1 1R 1 1R 1 n)u
i 1 u R
111
1
R R1 R2
Rn
GG 1G 2G n
-
(2 4)
1 1 1 1
对并联电路
C C1 C2
Cn
i i1 i2 in C 1 d d u t C 2 d d u t C n d d u t C d d u t
CC 1C 2- C n
10
i u1 u2 un
L1
L 2 L n
u
i
i1
i2
in
u
L1
L2
L n
对串联电路由元件的VCR及KVL可以导出
(2 8)
i
1
11 i12i31R12u12R31u31
i2 i23i12R123u23R112u12
(2 9)
i3 i31i23R131u31R123u23
3
两组式子的对应系数应相等
-
1
i
1
i1 2
u 31
u 12
R 31 R 12
i31
R 23
i
3
i23
i
2
2
u 23
14
整理后得到两种网络的变换公式
LL1L2Ln
对并联电路由元件的VCR及KCL可以导出
⑵ 并联
并联电路的特点是：各电阻上为同一个电压。
-
5
i
i1
u
R1
i2
in
R2
R n
i
u
R
ห้องสมุดไป่ตู้
(a )
(b )
ii1i2in(R 1 1R 1 1R 1 n)u
i 1 u R
111
1
R R1 R2
Rn
GG 1G 2G n
-
(2 4)
1 1 1 1
对并联电路
C C1 C2
Cn
i i1 i2 in C 1 d d u t C 2 d d u t C n d d u t C d d u t
CC 1C 2- C n
10
i u1 u2 un
L1
L 2 L n
u
i
i1
i2
in
u
L1
L2
L n
对串联电路由元件的VCR及KVL可以导出
(2 8)
i
1
11 i12i31R12u12R31u31
i2 i23i12R123u23R112u12
(2 9)
i3 i31i23R131u31R123u23
3
两组式子的对应系数应相等
-
1
i
1
i1 2
u 31
u 12
R 31 R 12
i31
R 23
i
3
i23
i
2
2
u 23
14
整理后得到两种网络的变换公式
LL1L2Ln
对并联电路由元件的VCR及KCL可以导出
《电路》课件 电源的等效变换
.
.
6Ω
.
. 6Ω
..
I
2A 3Ω
0.5I
0.9I 6Ω
..
I 0.5I 0.9I 2 I 10 A
3
电路
南京理工大学自动化学院
2.6 运用等效变换分析含受控源的电阻电路
例: . 求受控电压源发出的功率
i1
9Ω
. . 5A 3Ω + 1.5u _
电桥平衡只是相对于
+
i 无源电路而言
. 1Ω u_ + u1 _
解:
3Ω
u u1 1.5u u1 0.5u;
注意！
. 不是内阻
.
+ 10V_ 5Ω
×? 2A 5Ω
.
.
保持变换前后参考方向一致
等效是对外部而言，对内不等效
理想电压源和理想电流源之间没有等效关系
电路
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2.5 实际电源的等效变换
注意！
与理想电压源并联的元件（支路）对外电路讨论 时可断开
与理想电流源串联的元件（支路）对外电路讨论 时可短接
is3
.
is2
.
is
.
is is1 is2 is3 isk
电路
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2.4 电压源、电流源的串联和并联
电流源的串联
同方向、同数值串联
is
is
is
.
.
is
.
.
电路
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2.4 电压源、电流源的串联和并联
i1 + us_
i .1
+
u
._1’
i .1
《电路的等效变换 》课件
《电路的等效变换》 PPT课件
• 电路等效变换概述 • 电阻电路的等效变换 • 含源一端口网络的等效变换 • 含源二端口网络的等效变换 • 电路等效变换的应用
目录
01
电路等效变换概述
等效变换的定义
等效变换
在保持电路对外性能不变的前提 下，对电路的结构形式进行变换 。
等效变换的意义
简化电路分析，减少计算量，提 高分析效率。
含源一端口网络的等效电源
总结词
在电路分析中，含源一端口网络的等效电源是指在等效变换后，该网络所等效成的电源 模型。
详细描述
含源一端口网络的等效电源是指在等效变换后，该网络所等效成的电源模型。这个电源 模型可以通过测量该网络的端电压和端电流来计算，其值为端电压与端电流的比值乘以 一个常数因子。在等效变换过程中，网络的等效电源不会改变，因此可以通过测量等效
当多个电阻按照顺序首尾相连时，总 电阻等于各电阻之和。总电流等于各 电阻电流之和，电压等于各电阻电压 之和。
电阻并联的等效变换
当多个电阻的各个端点连接在一起时 ，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和 。总电流等于各电阻电流之和，电压 等于各电阻电压。
电阻星形与三角形联结的等效变换
星形联结与三角形联结的定义
解决电路问题
利用等效变换，可以解决 各种电路问题，如电压、 电流、功率的计算等。
在电子技术中的应用
模拟电路的等效分析
电子测量技术
在模拟电路中，等效变换可以帮助分 析电路的性能，优化电路设计。
利用等效变换，可以提高电子测量的 精度和稳定性。
集成电路的设计
在集成电路设计中，等效变换可以用 于优化芯片的结构和性能。
星形联结是将三个电阻的一端连接在一起，另一端分别连接到电路中；三角形 联结是将三个电阻的乘积除以三个电阻的和，三角形联结的总电 阻等于三个电阻的和除以三个电阻的乘积。
• 电路等效变换概述 • 电阻电路的等效变换 • 含源一端口网络的等效变换 • 含源二端口网络的等效变换 • 电路等效变换的应用
目录
01
电路等效变换概述
等效变换的定义
等效变换
在保持电路对外性能不变的前提 下，对电路的结构形式进行变换 。
等效变换的意义
简化电路分析，减少计算量，提 高分析效率。
含源一端口网络的等效电源
总结词
在电路分析中，含源一端口网络的等效电源是指在等效变换后，该网络所等效成的电源 模型。
详细描述
含源一端口网络的等效电源是指在等效变换后，该网络所等效成的电源模型。这个电源 模型可以通过测量该网络的端电压和端电流来计算，其值为端电压与端电流的比值乘以 一个常数因子。在等效变换过程中，网络的等效电源不会改变，因此可以通过测量等效
当多个电阻按照顺序首尾相连时，总 电阻等于各电阻之和。总电流等于各 电阻电流之和，电压等于各电阻电压 之和。
电阻并联的等效变换
当多个电阻的各个端点连接在一起时 ，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和 。总电流等于各电阻电流之和，电压 等于各电阻电压。
电阻星形与三角形联结的等效变换
星形联结与三角形联结的定义
解决电路问题
利用等效变换，可以解决 各种电路问题，如电压、 电流、功率的计算等。
在电子技术中的应用
模拟电路的等效分析
电子测量技术
在模拟电路中，等效变换可以帮助分 析电路的性能，优化电路设计。
利用等效变换，可以提高电子测量的 精度和稳定性。
集成电路的设计
在集成电路设计中，等效变换可以用 于优化芯片的结构和性能。
星形联结是将三个电阻的一端连接在一起，另一端分别连接到电路中；三角形 联结是将三个电阻的乘积除以三个电阻的和，三角形联结的总电 阻等于三个电阻的和除以三个电阻的乘积。
第4讲(电源等效变换戴维宁定理).ppt
3.实际电压源与电流源的等效变换
戴维宁电路
E + R b
诺顿电路 a IS R b
a
等效
E 等效条件： E R I S 或I S R
1.9 电压源与电流源及其等效变换
例3.将电路化为最简形式
+
2 3
1V 0.5A 5 0.5A 0.2A
+ 5 0.3A 5 1.5 V
1.9 电压源与电流源及其等效变换
问题：计算复杂电路中某一支电流或电压
有简单办法吗？
1.10 戴维宁定理
2. 开路电压及等效电阻的计算方法
（1）U0 的计算方法 电阻的串联、并联等 电源等效变换,叠加定理 （2）R0 的计算方法 化简法（电压源短路、电流源开路） 分流、分压
1.10 戴维宁定理
例1. 用戴维宁定理求 I3
20 a 5
1.11 电路中电位的计算
二.电子学中电位的习惯画法
20 a
+ 140V -
5
+ 90V -
6
b
+ 140V
20 a 6
b
5
+ 90V
5
90V + 140V +
20 a 6
b
习惯 画法
1.11 电路中电位的计算
例1. +15 V 参考电位在哪里？
R1 a R2 b R3
R1
R b
R
特点3: 恒压源是一个能输出无穷大功率的电源。
1.9 电压源与电流源及其等效变换
实际电压源及其外特性：
+ R0 + a U b 0 R I U E
E
-
I
戴维宁电路
E + R b
诺顿电路 a IS R b
a
等效
E 等效条件： E R I S 或I S R
1.9 电压源与电流源及其等效变换
例3.将电路化为最简形式
+
2 3
1V 0.5A 5 0.5A 0.2A
+ 5 0.3A 5 1.5 V
1.9 电压源与电流源及其等效变换
问题：计算复杂电路中某一支电流或电压
有简单办法吗？
1.10 戴维宁定理
2. 开路电压及等效电阻的计算方法
（1）U0 的计算方法 电阻的串联、并联等 电源等效变换,叠加定理 （2）R0 的计算方法 化简法（电压源短路、电流源开路） 分流、分压
1.10 戴维宁定理
例1. 用戴维宁定理求 I3
20 a 5
1.11 电路中电位的计算
二.电子学中电位的习惯画法
20 a
+ 140V -
5
+ 90V -
6
b
+ 140V
20 a 6
b
5
+ 90V
5
90V + 140V +
20 a 6
b
习惯 画法
1.11 电路中电位的计算
例1. +15 V 参考电位在哪里？
R1 a R2 b R3
R1
R b
R
特点3: 恒压源是一个能输出无穷大功率的电源。
1.9 电压源与电流源及其等效变换
实际电压源及其外特性：
+ R0 + a U b 0 R I U E
E
-
I
电路基础课件-第2章电路的等效变换
THANKS
感谢观看
总结词
降低成本。
详细描述
优化电源配置，提高电源利用率，可以减少对昂贵电源的 需求，从而降低整个电路的成本。
总结词
提升稳定性。
详细描述
合理的电源配置能够提升电路的稳定性，降低因电源问题 导致的故障风险。等效变换在此过程中起到关键作用。
测量仪表的误差分析
总结词
等效变换有助于分析测量仪表的误差来源。
详细描述
05
CATALOGUE
电路的等效变换应用实例
复杂电路的化简
总结词
通过等效变换，将复杂电路简化为简单电路，便于分析 。
详细描述
在复杂电路中，通过使用等效变换的方法，将电路中的 元件进行等效替代或合并，从而简化电路的结构，降低 分析难度。
总结词
提高分析效率。
详细描述
通过等效变换，可以将复杂的电路简化为简单的形式， 从而减少分析时间和计算量，提高分析效率。
电路基础课件-第2 章电路的等效变换
contents
目录
• 等效变换的基本概念 • 电阻电路的等效变换 • 含源一端口网络的等效变换 • 含源二端口网络的等效变换 • 电路的等效变换应用实例
01
CATALOGUE
等效变换的基本概念
等效的定义
等效是指两个电路在某点之前和之后的电流和电压保持不变，即对外电路等效。 等效电路是指一个电路可以代替另一个电路，而不会改变外电路的电流和电压。
04
CATALOGUE
含源二端口网络的等效变换
二端口网络参数方程与等效电路
参数方程
由二端口网络的电压和电流关系，可 以推导出其参数方程，包括Y参数方 程和Z参数方程。
等效电路
等效电源定理PPT课件
解： （1）将a,b两端钮向左的
线性有源单口网络用戴维宁 等效电路代替
开路电压为
UOC U R1 1 U R22R2U24V 0
等效内阻为
RORR 11 RR 224 4 2 21.3 3
-
10
(2)端钮c,d向右的无源单口网络等效 内阻Rcd为
R cd
R4 (R5 R6 ) R4 R5 R6
由此也可推知：理想电压源和理想电流源并联的电路可等效为一个 理想电压源。
-
19
习题：
1、如图题1所示单口网络，求其戴维宁等效电路。 2、如图题2所示电路中的i5和U1。
题1图
题2图
-
20
3、如图题3所示含独立电源的单口网络N，其断口ab间外接 一个电阻R。当R=10 Ω时，u=8V；当R=5 Ω时，u=6V，求网 络N的诺顿等效电路。 4、求图题4所示电路等效电压源模型 。
-
3
(3)由此可得线性单口网络的戴维宁等效电路，如图2（b）所示， 加上负载RL后，就可计算电流iL：
iLRO U OR CL
6 2(A) 21
强调： （1）所为等效是对外部的电流i和电压u而言，如果两个电路对外电 路作用的电压和电流相等，则这两个电路是等效的； （2）求单口网络的等效内阻时，要令网络中的所有独立电源为零， 其含义是恒压源短路，恒流源开路。
-
4
证明： 利用线性网络的叠加原理，根据端口电流电压不变的等效概念，可 将外部网络用一个iS＝i的理想电流源等效代替，如图3（a）所示。显 然，替代后的电路仍然是线性电路，因此可用叠加原理计算端电压u （如图3（b））：
UUU
其中U’是网络中所有独立电源作用产生的电压分量，U”是由恒流
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6A
+
6V 3Ω -1.5A
I
2Ω
8Ω
4Ω
I = （6+1.5）×4V／(4＋8) Ω = 2.5A
26
20返回
2－6 已知 Uab=10V，去掉E后，Uab=7V，求E=？
解：
+E -
Rห้องสมุดไป่ตู้
·a
R
IS1
R
IS2
·b R
依叠加原理，Uab=10V是E， IS1，IS2共同作用的结果。 Uab=7V是IS1，IS2共同作用 的结果。 设Uab'为E单独作用的电压。
则Uab′=10V－7V＝3V
Uab' = E·R／4R=3V
※ 等效变换对内电路来说，不一定等效。
3返回
二、电源的等效变换
1、实际电源的等效变换 一个实际的电源即可以用电压源模型表 示,也可以用电流源模型表示.
对于负载来说只要端电压和输出电流不 变,两个电源对负载的作用效果相同,所 以实际电压源和电流源可以等效变换.
I
电 源
RU
4返回
实际电流源 的伏安特性
2Ω
4A
+ -
4V
I
2Ω
4Ω 1Ω
1返4 回
4A
+ - 8V
2Ω
2Ω
+ -
4V
I
2Ω
4Ω 1Ω
2Ω
+ -
4V
I
4Ω 1Ω
15返回
+ -
8V
2Ω
2Ω
+ -
4V
I
4Ω 1Ω
I
4Ω
4Ω
2A
1A
1Ω
16返回
4Ω
4Ω
2A
1A
I
返回
1Ω
I
3A
2Ω
1Ω
I = 2/3 ×3 = 2A
17
在用等效变换解题时，应至少保 留一条待求支路始终不参与互换， 作为外电路存在；
与恒流源串联的元件在等效变换中 不起作用,将其短路.
I
a
Is U RL
Is
R
-+
b
I=Is U=I RL
a b
12返回
例 用电源等效变换的方法求图中的I
2Ω
+ 6V3Ω
+ -
4V
I
2A 6Ω 4Ω 1Ω
2Ω
2A
3Ω
2A
6Ω
+ -
4V
4Ω
I 1Ω
13返回
2Ω
2A 3Ω
+ -
4V
I
2A 6Ω 4Ω 1Ω
150ΩΩ
10Ω4A
2100VV
40Ω
51VA
+ ++
I
I=(10－5)V/(5+5+40) Ω=0.1A
24
2－10 用等效变换法求图示电路中的电流I。
+
42AA
68V
-
2A
32Ω
1Ω
+ - 12V
6Ω
2A+ -
1Ω2V
2Ω I
I＝(8－2)A/(2+1+3) Ω＝1A
25
2－11 用等效变换法求图示电路中的电流I。
6返回
电流源 电压源 Us = Is Ro′ Ro = Ro′
电压源 电流源 Is = Us/Ro′ Ro = Ro ′
7返回
2、注意事项
等效互换是对外电路而言的,内部电路并 不等效.
恒压源与恒流源之间不能等效变换.
变换时注意电源的方向,电流源的流向是 从电压源正极出发.
8返回
例 :将图示的电压源变成电流源
E＝12V
21
2－7 将以下各电路化为等效电压源
3A 5Ω 4Ω
+
15V
-
5Ω
+
44V1AA4Ω 4Ω
3A 2Ω
4Ω
+
8V
-
2Ω
22
2－8 将以下各电路化为等效电流源
+
8V
-
2Ω
2Ω
4A 12ΩΩ 2Ω
+
4V
2Ω
-
2Ω
2A 2Ω
23
2－9 用等效变换法求图示电路中的电流I。
－10V＋
2A 5Ω
自学内容 之一：
第二章 第三节 电压源与电流源的等效变换
等效变换的概念 电源的等效变换
1
一、等效变换的概念
1、等效电路 两个端口特性相同，即端口对外的 电压电流关系相同的电路，互为等效电 路。
2返回
2、等效变换的条件 对外电路来说，保证输出电压U
和输出电流I不变的条件下电压源和电 流源之间、电阻可以等效互换。
I= IS－ U／R0
I IS
U/ R0
实际电压源 的伏安特性
U = US － I R0
U
Us
I R0
U
IsRo
I Us/Ro
5返回
I
I
+
Us
Is = Us Ro
/
-
U
Ro
Is Ro
U
Us = IsRo
电压源:U=Us－IRo ------ <1> 电流源:I=Is－U/Ro′
U=IsRo′－IRo′------- <2>
+
10V
-
2Ω
I
a
I a
Is 2Ω
b
b
解: Is=10/2=5A
9返回
例 :将图示的电流源变成电压源
I
1A
a
Is 5Ω
+ Us-
a
5Ω
b
Us = Is × 5 =5V
b
10返回
3、两种特殊情况
与恒压源并联的元件在等效变换中不起作 用,将其断开.
a a
+ US -
I
U
RIs
RL
b
+
US
-
b
U = US I = U / RL 11返回
等求出该支路电流或电压时，再 将其放回电路中去作为已知值， 求其它支路电流或电压。
18返回
例:试求出图示电路中电流I。 I
3Ω 5Ω
6Ω 183VA 32Ω
4Ω
+
+ + +
2Ω 168VV 20V 8V 2A
+
I 20 6 8 2A 234
19返回
练习题： 2—7 2 —8 2—9 2 — 10 2 — 11