电阻串并联及其等效变换
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第二章电阻电路的等效变换
ab
20 100 60
120 60
ab 20 100
100 Rab＝70
ab
20 100 60
40
例2 求: Rab
5
15 6
a 20
b
缩短无
电阻支路
7
6
Rab＝10
4 a b
15
10
20
5
a
15 b
7 6 6 4 a
b
15 7
3
例6
求: Rab c
对称电路 c、d等电位
R
R
R
c R
a R
断路 a
+a
2 +
U
6V –
(a)
b
3 9V +
(b)
解: a
+
+a U b
a +
3A 2 U
3A 3 U
b
(a)
b
(b)
例1: 求下列各电源等效变换
+a
3A 1 U
解:
(c)
b
a
+
1 +
U
3V –
(c)
b
+a
2A 5 U
(d) b
a
+
5 -
U
10V +
(d)
b
例2: 试用电压源与电流源等效变换的方法，计算2
2.1 概述
1 一些概念
1）电阻电路 仅由电源和线性电阻构成的电路。
2）等效的概念：
若结构、元件参数不相同的两部分电路N1、N2，具 有相同的电压、电流关系，则称它们彼此等效。
i
第2章简单电阻电路分析-2理想电压源电流源的串并联和等效变换
(2) 求 Rab .
4 2
(3) 求 Rab .
4
0.6 2 2 1 2 4
a
2
3
4
b
4
2. 用电源等效变换化简电路。 a 6A 10 R
等效
a
+
_ 6V
2A b
+ _ Us
b
g
3. 电路如图
(1) 求I1, I2, I3, Uab, Ueg； (2) 若R变为5 , 问Ueg, I1, I2如何变化？
U = 2000I-500I + 10 1.5k I
U = 1500I + 10
10V
+ U _
受控源和独立源一样可以进行电源转换。
简单电路计算举例
例1 求Rf 为何值时，电阻Rf获最大功率，并求此最大功率。 Ri I Rf
解： I
US Ri R f
2
Us
d Pf d Rf
得 Rf
=
US Pf I R f R R f i
0 时，Rf获最大功率
Rf
2
Ri
Pmax
U2 4 Ri
直流电路最大功率传输定理
例2 直流电桥电路 R1 I R2 R4 US 称R1R4=R2R3为电桥平衡条件。 当 R1 R3 R2 R4
R3
即 R1R4=R2R3 时，I = 0
利用上述关系式，可测量电阻。
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一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源 和一个内电导 Gi 并联的模型来表征其特性。
三、电源的等效变换 讨论实际电压源实际电流源两种模型之间的等效变换。 所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中不能改变。
第二章电路电阻等效与分析方法
2013-7-10 13
例1： 对图示电路求总电阻R12
1
2 R12 1 2 D 0.8
C
2
1
R12
1 2 1 0.8 R12 2.4 1.4 1 1
0.4
0.4
2 2 1
1
2.684 2
由图： R12=2.68
14
1
2013-7-10
2
例2： 计算下图电路中的电流 I1 。 a a I1 I1
2 4 1 I 4A
6 1A
2
1A
4
I 1
23
2.3 电压源与电流源
解：
2 2 4A 4 I 1 + 8V 2 4 1A
I
1
1A
I
2
I
2A
1A 4
1
3A
2 1
4
2013-7-10
2 I 3A 2A 21
24
2.3 电压源与电流源
作业
电路如图。U1 ＝10V，IS ＝2A，R1 ＝1Ω，R2 ＝ 2Ω，R3＝5 Ω ，R＝1 Ω。(1) 求电阻R中的电流I；(2) 计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的 电压UIS；(3)分析功率平衡。
+
a
+
U
a
+ 5V – b
(c)
b
21
2.3 电压源与电流源
例2:试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V –
(a) 1 2
解:
I
2A
–
1 1 2V
3
2A
6 (b)
例1： 对图示电路求总电阻R12
1
2 R12 1 2 D 0.8
C
2
1
R12
1 2 1 0.8 R12 2.4 1.4 1 1
0.4
0.4
2 2 1
1
2.684 2
由图： R12=2.68
14
1
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2
例2： 计算下图电路中的电流 I1 。 a a I1 I1
2 4 1 I 4A
6 1A
2
1A
4
I 1
23
2.3 电压源与电流源
解：
2 2 4A 4 I 1 + 8V 2 4 1A
I
1
1A
I
2
I
2A
1A 4
1
3A
2 1
4
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2 I 3A 2A 21
24
2.3 电压源与电流源
作业
电路如图。U1 ＝10V，IS ＝2A，R1 ＝1Ω，R2 ＝ 2Ω，R3＝5 Ω ，R＝1 Ω。(1) 求电阻R中的电流I；(2) 计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的 电压UIS；(3)分析功率平衡。
+
a
+
U
a
+ 5V – b
(c)
b
21
2.3 电压源与电流源
例2:试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V –
(a) 1 2
解:
I
2A
–
1 1 2V
3
2A
6 (b)
串联和并联电路及等效电阻
ERA
等效电阻的定义
等效电阻是指一个电阻或电阻网络的输出电压或电流与另一个电阻或电阻网络的输 出电压或电流相等时，这两个电阻或电阻网络可以互相替换。
等效电阻具有相同的输入电压和电流，但内部结构可能不同。
等效电阻的概念在电路分析和设计中非常重要，可以帮助简化电路分析和计算。
等效电阻的计算方法
串联等效电阻
的增加而减小。
实验结论
并联电路中，总电压保 持不变，总电流等于各
支路电流之和。
等效电阻的测量与计算等源自电阻定义在电路中，两个或多个电阻可 以等效为一个电阻，其阻值等
于各电阻阻值之和或之积。
等效电阻的测量方法
使用万用表测量等效电阻的阻 值。
等效电阻的计算方法
根据串并联电路的特性，利用 欧姆定律计算等效电阻的阻值 。
串联和并联电路及等效电
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
阻
• 串联电路 • 并联电路 • 等效电阻 • 串联和并联电路的比较 • 实验与演示
目录
CONTENTS
01
串联电路
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
串联电路的定义
当两个或多个电阻串联连接时， 总电阻等于各个电阻之和。公式 为：R_eq = R1 + R2 + ... + Rn。
并联等效电阻
当两个或多个电阻并联连接时，总 电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。 公式为：1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn。
星形等效电阻
将三角形连接的三相电阻等效为星 形连接的三个单相电阻，每个单相 电阻的值为原三角形连接的三相电 阻的平均值。
等效电阻的定义
等效电阻是指一个电阻或电阻网络的输出电压或电流与另一个电阻或电阻网络的输 出电压或电流相等时，这两个电阻或电阻网络可以互相替换。
等效电阻具有相同的输入电压和电流，但内部结构可能不同。
等效电阻的概念在电路分析和设计中非常重要，可以帮助简化电路分析和计算。
等效电阻的计算方法
串联等效电阻
的增加而减小。
实验结论
并联电路中，总电压保 持不变，总电流等于各
支路电流之和。
等效电阻的测量与计算等源自电阻定义在电路中，两个或多个电阻可 以等效为一个电阻，其阻值等
于各电阻阻值之和或之积。
等效电阻的测量方法
使用万用表测量等效电阻的阻 值。
等效电阻的计算方法
根据串并联电路的特性，利用 欧姆定律计算等效电阻的阻值 。
串联和并联电路及等效电
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
阻
• 串联电路 • 并联电路 • 等效电阻 • 串联和并联电路的比较 • 实验与演示
目录
CONTENTS
01
串联电路
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
串联电路的定义
当两个或多个电阻串联连接时， 总电阻等于各个电阻之和。公式 为：R_eq = R1 + R2 + ... + Rn。
并联等效电阻
当两个或多个电阻并联连接时，总 电阻的倒数等于各个电阻倒数之和。 公式为：1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn。
星形等效电阻
将三角形连接的三相电阻等效为星 形连接的三个单相电阻，每个单相 电阻的值为原三角形连接的三相电 阻的平均值。
2-电阻电路的等效变换
§2.3电阻的星形联接与三角形联接 的等效变换 (Y—变换)
一.电阻的 、Y形连接 R1 a R2
R3
b R4
R5 1
R1 R2 2 0 Y形网络 R3 3
包含
1 三端 网络 R31
R12 2 R23 形网络
3
二.电阻的 Υ Δ 变换:
1
R12
R1 R2 R2 R3 R3 R1 R3
选择
练练
对称的电阻星型连接在等效成对称的三角形连接时， 每边的电阻是原来的（ ）。 A 、2倍； B 、1/2； C、3倍； D、1/3；
应用举例
例： 求图示电路的等效电阻Rab。 2-3 4 4 a a R1 1.5 3 5 2 等效 0.6 Rab 1 Rab R3 R2 1 1 1 1 b b 解： 将电路上面的Δ联接部分等效为Ｙ联接， 3 5 R1 1.5 352 2 1.6 2 5 Rab 4 1.5 6.39 R2 1 2 1.6 352 2 3 R3 0.6 352
30 等 效 c 15
60 d
1 1 1 1 Gcd S 60 30 60 15 1 Rcd 15 Gcd
d
应用举例
例： 求图所示惠斯通电桥的平衡条件。 2-2 解： 电桥平衡时，检流计G的读数为零。 c 因此所谓电桥平衡的条件就是指电 i3 阻R1，R2，R3，R4满足什么关系时， R1 i R3 g 检流计的读数为零。 ig=0时，检流 i1 R5 a d 计所在的支路相当于开路，故有: uac=uab G R2 R4 ucb=0 ug=0 ig=0 i4 i2 ucd=ubd RS b 即: R1i1 R2 i2 , R3 i3 R4 i4 – + uS R1 R2 两式相比有: R3 R4 即电桥平衡的条件是: R1 R4 R2 R3
电路理论
例：
如图所示, 用一个满刻度偏转
电流为50μA, 电阻Rg为2kΩ的表头制成 量程为 50mA的直流电流表, 应并联多大 的分流电阻R2? 解：由题意已知, I1=50μA,
R1=Rg=2000Ω, I=50mA, 由分流公式得：
R2 50 50 103 2000 R2
解得
R2 2.002
解：图中（a）、（b）、（c）图经过星-三角等效变换， 可得到图（d）、（e）、（f）所示的对应电路。
例:求电压Uab
10
a
8
4A
+
10
U ab
b
a
5
2
4A
+
U ab
b
Req
例 :
图示电路中, 已知Us=225V, R0=1Ω, R1=40Ω,
R2=36Ω, R3=50Ω, R4=55Ω, R5=10Ω, 试求各电阻的电流。
u
-
Rp
iS
诺顿电路
电流源电流方向指向电压源正极性端
例1：求图示二端电路的等效电路。
+ 10V 2Ω
5A
2
方向关系和数值关系同等重要！
实际电源两种模型间的等效变换常用于对电路进行化简。
例2：求图示二端网络的最简等效电路。
+
2
30
14
50V
20
1A
+
42V
等效电路
例3：用电源模型等效变换的方法求图（a）所示电路的 电流I1和I2。
一、电阻星形 （ Y） 和三角形 （Δ）连接的等效变换 （Y－Δ等效变换）
Y形联结
形联结
a
R1
Rac
电路理论-电阻电路的等效变换
p1=G1u2， p2=G2u2，， pn=Gnu2
p1: p2 : : pn= G1 : G2 : :Gn 总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ …+Gn ) u2
=G1u2+G2u2+ +Gnu2
表明
=p1+ p2++ pn
（1） 电阻并联时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比 （2） 等效电阻消耗的功率等于各并联电阻消耗功率的总和
ik
Gk Geq
i
对于两电阻并联，有：
i º
R1
i1 R2
i2ReqFra bibliotek11 R1 1
R2
R1 R2 R1 R2
i1
1
1 R1 R1 1
R2
i
R2i R1 R2
º
i2
1 R2 i R1i
1 R 1 R R R 电力工1程技术（chin2a-dianli） 1
2
i1 i
（4） 功率
等效变换 (—Y 变换)
c
1. 电阻的 ，Y连接
R1
包含
1
a
R3
1d
R12
R31
2
R23
3
R1
R2
R3
2
3
型网络
Y型网络
电力工程技术（china-dianli）
R2
b
R4
三端 网络
，Y 网络的变形：
型电路 ( 型)
T 型电路 (Y、星 型)
这两个电路当它们的电阻满足一定的关系时，能够相互等效
_ _ º
相同的电压 源才能并联, 电源中的电 流不确定。
º
电阻的串、并联及复杂电路等效
电路中有两处或两处以上接地线，则除了影响电路中各点的
电势外，还将改变电路结构，接地点之间认为是接在同一点 . 2.电路等效的常用方法
（ 1 ） 电流分支法：先将各节点标上字母，判定各支路
元件的电流方向，按电流流向，自左向右将各元件、节点、 分支逐一画出，加工整理即可. （ 2 ） 等势点排列法：标出节点字母，判断出各节点电 势的高低，将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点
能力升华
电路等效简化的原则与方法 例 对图53-1甲、乙所示的电路进行简化，并指出各电
表测量的对象.
甲 图53-1
乙
【解析】用等效电路法分析时，要考虑到安培表的内阻 是很小的，分压作用小，在电流表上几乎没有电压降.对于
图53-1甲，R1的一端与R2、R3的一端通过
相连，可认为R1、
R2、R3的一端等势，同理R1、R2、R3的另一端通过 也是等势的，故R1、R2、R3并联，
(2)并联电路的总电阻小于其中任意 一个电阻 . 任意一个电阻变大时，并联 的总电阻变 大 .
(3)串联电路电流相等，具有分压作 用；并联电路电压相等，具有分流作用.
(4)无论是串联还是并联，其总功率 都等于各个用电器的功率之和，即 P 总 =P1+P2+…+Pn.
二、简单的电路分析 1.首先将电路等效成由几部分组成的串 联电路，按串联电路的特点将电压、功率分 配到各部分. 2.再对具有支路的某一部分按并联电路 的特点，将电流、功率分配到各支路. 3.在分析电路中物理量变化时，应先分 析电阻值不变的那部分电路，再由串、并联 电路的特点分析电阻值变化的那部分电路.
即： ． (5)串联电路功率与电阻成 正比 ，即：
Pn P1 P2 I2 R1 R2 Rn Un U1 U 2 I R1 R2 Rn
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I
++
U
U1 –
R1
+
–
U2 –
R2
两电阻串联时的分压公式：
U1
R1 R1 R2
U
U2
R2 R1 R2
U
应用： 降压、限流、调节电压等。
2.1.2 电阻的并联
I + I1 I2 U R1 R2
I + U
11 1
R R1 R2 R
– –
特点:
(1)各电阻联接在两个公共的结点之间；
(2)各电阻两端的电压相同；
(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；
(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。
2.1.2 电阻的并联
I
+ I1 I2
两电阻并联时的分流公式：
U
R1 R2
I1
R2 R1 R2
I
I2
R1 R1 R2
I
–
应用： 分流、调节电流等。
2.1.3 电阻混联电路的计算
例: 电路如图, 求U =？
解：
R'
=
—11 15
2
R"=—43 U1=2—+RR—'' ×41
+ –41V1
+ U– 1
= 11V
R' 2
2 +
1 U–2
1
+ U
–
R"
U2 = —2R+—R" "×U1 = 3V 得 U = —21+—1 ×U2 = 1V
2.1 电阻串并联连接的等效变换
2.1.1 电阻的串联
I
++
U
U1 –
R1
+
–
U2 –
R2
I
+ U –
R =R1+R2 R
特点:
(1)各电阻一个接一个地顺序相联；
(2)各电阻中通过同一电流；
(3)等效电阻等于各电阻之和；
(4)串联电阻上电压的分配与效变换
2.1.1 电阻的串联