基本电路分析方法
直流电路分析方法
直流电路分析方法导言：直流电路分析是电子工程中最基本且重要的一门学科。
通过对直流电路的分析，我们可以了解电流、电压和功率的分配情况，从而帮助我们设计和优化电子设备。
本文将介绍几种常用的直流电路分析方法，帮助读者更好地理解和应用它们。
一、基础理论在进一步了解直流电路分析方法之前，我们首先需要明确几个基本概念。
直流电路中电流和电压的分析都是建立在欧姆定律的基础上的。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻，即I=V/R，其中I表示电流，V表示电压，R表示电阻。
二、串联电路和并联电路的分析方法串联电路和并联电路是直流电路中最基本的两种电路连接方式。
串联电路是指将多个电阻按照顺序连接起来的电路，而并联电路是指将多个电阻按照并行连接起来的电路。
1. 串联电路的分析方法：当我们遇到串联电路时，可以将电路简化为一个总电阻，然后利用欧姆定律计算电流和电压。
首先，将所有的电阻相加得到总电阻R_total，然后将总电阻代入欧姆定律公式，即可求得总电流I_total。
根据欧姆定律，我们还可以通过总电阻和总电流来计算每个电阻上的电压，即V1 = I_total * R1，V2 = I_total * R2，依此类推。
2. 并联电路的分析方法：在分析并联电路时，可以将所有的电阻简化为一个总电阻，然后利用欧姆定律计算电流和电压。
并联电路的总电阻可以通过并联电阻的倒数之和求得，即1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ...。
总电流可以通过总电压除以总电阻求得，即I_total =V_total / R_total。
根据欧姆定律，我们还可以通过总电流和总电阻来计算每个电阻上的电压，即V1 = I_total * R1，V2 = I_total * R2，以此类推。
三、戴维南定理和节点电流法在实际的电路分析中，有时候电路比较复杂，无法通过串并联电路的简化方法进行分析。
这时，我们可以借助戴维南定理和节点电流法来进行电路分析。
电工学 第二章 电路的分析方法
例4、用叠加原理求图示电路中的I。 1mA 4kΩ + 10V － 2kΩ I 2kΩ
2kΩ
解:
电流源单独作用时 电压源单独作用时: 10 2 44 mA 1 257mA II 1 mA .0.25mA 4 2 [2+4//2] 4 4 2 [(2+2)//2] 2 I=I′+I″= 1.507mA
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第三节 电压源与电流源的等 效变换
等效变换的概念 二端电阻电路的等效变换 独立电源的等效变换 电源的等效变换 无源二端网络的输入电阻 和等效电阻
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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。
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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。
1 1 2 2 S
－US＋R2I2＋R3I3＋R4I4 ＝0
返回
第二节 叠加原理
叠加原理
原理验证
几点说明
返回
一、叠加原理
在由多个 独立电 源共同 作用的 线性 电路中,任一支路的电流(或电压)等于各 个独立电源分别单独作用在该支路中产 生的电流(或电压)的叠加(代数和) 。
不作用的恒压源短路,不作用的恒流 源开路。
US2单独作用
= 4/3A
返回
三、几点说明
叠加原理只适用于线性电路。
电路的结构不要改变。将不作用的恒压
源短路，不作用的恒流源开路。
最后叠加时要注意电流或电压的方向:
若各分电流或电压与原电路中电流或
电压的参考方向一致取正，否则取负。 功率不能用叠加原理计算。
第一章 电路及其分析方法
有
I
源
+
电
U
路
–
1.5 基尔霍夫定律(KL)
• 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 (KCL)和基尔 霍夫电压定律( KVL )。它反映了电路中所有支路电 压和电流所遵循的基本规律，是分析电路的基本定 律。
• 两类约束
①元件约束(VCR)
如电阻元件 uR = RiR
u L di dt
i C du dt
对结点①：- i1- i4 - i6 0
对结点②： i2 + i4 - i5 0
对结点③：- i3+ i5 + i6 0
①
i1
i4
i2
i6 ②
3式相加得： i1 - i2 + i3 0
表明：KCL可推广应用于电路
i3
i5
中包围多个结点的任一闭合面。
③
• 例2：求电流 i。
3A
3
3
(2)KVL是对回路中的支路电压的约束，与回路各支路 上接的是什么元件、电路是线性还是非线性无关；
(3)KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方 向无关。
例2：求电压 u。
I4 R4 + I3 R3 –E = 0
对回路 adbca，沿逆时针方向循行：
– I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 – I2 R2 = 0 对回路 cadc，沿逆时针方向循行：
– I2 R2 – I1 R1 + E = 0
注意： (1)KVL不仅适用于回路，也适用于电路中任一假想
的回路;
是什么元件、电路是线性还是非线性无关；
(3)KCL方程是按电流参考方向列写的，与实际方向
第2章 电路分析方法
2.7 电路分析方法的仿真分析
1)首先在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标器点击菜
单中的电路(Circuit)选项，进入原理图选项(Schematic Operation)， 选定显示节点(Show Nodes)把电路中的节点标志显示在电路图上。 2)用鼠标器点击菜单中的分析(Analysis)选项，进入直流工作点(DC Operating Point)选项，EWB自动把电路中的所有节点的电位数值及 流过电源支路的电流数值，显示在分析结果图(Analysis Graph)中。 3)将开路电压Uoc和等效电阻Req仿真出结果后，在EWB中创建图2-3
∗2.5
替代定理
替代定理可以叙述如下：给定任意一个电路，其 中第k条支路的电压U p和电流I k已知，那么这条 支路就可以用一个具有电压等于U k的独立电压 源，或者用一个具有电流等于I k的独立电流源来 替代，替代后电路中全部电压和电流均保持原值。
∗2.5
替代定理
图2-21 替代定理电路图
∗2.5
替代定理
•用替代定理，可简化电路计算，由替代定理可 得出以下推论：
•网络的等位点可用导线短接；电流为零的支路 可移去。
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
2.6.1 戴维宁定理
2.6.2 诺顿定理
2.6 戴维宁定理和诺顿定理
图2-22 戴维宁方法电路
2.6.1 戴维宁定理
戴维宁定理可表述为：任何一个线性含源的二端 网络，对外电路来说，可以用一条含源支路来等 效替代，该含源支路的电压源的电压等于二端网 络的开路电压，其电阻等于含源二端网络化成无 源网络后的入端电阻Ｒ０。
别设为2A和1A。为使得电路元件排放规则，可以利用工具按钮
中的(Rotate,Flip Horizontal和Flip Vertical)按钮将水平放置的元件 置为垂直放置、水平转向和上下翻转。然后按照电路结构，连接 元件，如图2-31所示。注意仿真电路必须有接地参考点，而且为 了和仿真节点一致，选取图2-30的节点标号。
电路的基本分析方法 练习题及答案第2章
第2章 电路的基本分析方法习题答案2-1 在8个灯泡串联的电路中，除4号灯不亮外其它7个灯都亮。
当把4号灯从灯座上取下后，剩下7个灯仍亮，问电路中有何故障？为什么？解：4号灯灯座短路。
如开路则所有灯泡都不亮。
2-2 额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯能否串联使用，那并联呢？ 解：不能串联使用，因其电阻值不同，串联后分压不同，导致白炽灯无法正常工作。
在给定的电压等于额定电压的前提下，可以并联使用。
2-3 如图2-34所示，R 1=1Ω，R 2=5Ω，U =6V ，试求总电流强度I 以及电阻R 1、R 2上的电压。
图2-34 习题2-3图解：A 151621=++=R R U I=,V 551= V 111=2211=⨯==⨯=IR U IR U2-4 如图2-35所示，R 1=3Ω，R 2=6Ω，U =6V ，试求总电流I ；以及电阻R 1，R 2上的电流。
图2-35 习题2-4图解：总电阻为：Ω263632121=+⨯+=R R R R R=A 326=∴=R U I=由分流公式得：A 13633A 2363621122121=⨯++=⨯++I=R R R =I I=R R R =I2-5 电路如图2-36(a)~(f)所示，求各电路中a 、b 间的等效电阻R ab 。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)2-36 习题2-5图解：(a) Ω4.3)6//4()2//2(ab =+=R(b) Ω2)33//()66//4ab =++（=R (c)Ω2)]6//3()6//3//[(13ab =++）（=R(d) Ω2)6//1)6//3(ab =+）（=R (e) Ω7)10//10(}6//6//]2)8//8{[(ab =++=R (f) Ω6}6//]64)4//4{[()4//4(ab =+++=R2-6 求图2-37所示电路中的电流I 和电压U 。
图2-37 习题2-6电路图解：图2-37等效变换可得：由上图可得；Ω8)816//)]}99//(6[5.7{=+++（总=RA 5.1812==总I 则根据并联电路分流作用可得：A 5.05.1)816()]99//(6[5.7)]99//(6[5.7=1=⨯++++++I则A 15.05.1=13=-=-I I I 总 I 3再次分流可得：A 75.0169999=4=⨯+++IA 25.016996=2=⨯++I所以I =0.75A ，U = U +－U － =9×I 2－8×I 1 = 9×0.25－8×0. 5=－1.75V2-7 电路如图2-38(a)~(g)所示，请用电源等效变换的方法进行化简。
电路分析基础-三要素法
例 的波形图，并写出解析表达式。假设换路前电路处于稳定状态。
6
5 -
解：（1）求： iL(0 )， i(0 )
t
2
iL (0
)
3 1 1//2
2 1
2
6 5
A
iL (0
)
iL (0
)
6 5
A
y(t) y() [ y(0 ) y()]e τ
i(t)
9
(1
9
)e
5 9
t
1.8 1.6e0.56t A，
3 5/3
9 5
s
例6-4-8 电路如图所示，已知电流源iS =2A、 t ≥ 0；
解： iS =0、t＜0，r=2。求i(t)，t ≥ 0。
(1) 求i(0+)
t
y(t) y() [ y(0 ) y()]e τ
uC (0 ) uC (0 ) 0
8i1(0 ) 4 2 2i(0 ) 0 0：
i(0
)
6
18 1.2
2.5
A
0：
_
(2) 求i()
i() 18 4 2 A 1.2 4//6 6 4
(3) 求
R0 4 1.2//6 5Ω
τ L 10 2s
R0 5
t
t
i(t) 2 (2.5 2)e τ 2 0.5e τ A
t 0
例6-4-7 如图所示电路，t = 0时开关由a投向b，试绘出i(t)和iL(t)
初始值 稳态值
i L (t)
(I0
US R
t
)e τ
US R
初始值 稳态值
三要素法分析电路的基本步骤：
（1）确定电压、电流初始值 y(0+) 关键：利用换路定律，正确画出t=0+时的置换电路。 换 路 前 稳 态：电容 电压源，电感 电流源； 换路前无储能：电容 短路，电感 开路。
基本放大电路其分析方法
二、基本放大电路及其分析方法一个放大器一般是由多个单级放大电路所组成，着重讨论双极型半导体三极管放大电路的三种组态，即共发射极，共集电极和共基极三种基本放大电路。
从共发射极电路入手，推及其他二种电路，其中将图解分析法和微变等效电路分析法，作为分析基础来介绍。
分析的步骤，首先是电路的静态工作点，然后分析其动态技术指标。
对于放大器来说，主要的动态技术指标有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
.共射极基本放大电路的组成及放大作用在实践中，放大器的用途是非常广泛的，它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到所要求的数值，为了了解放大器的工作原理，先从最基本的放大电路学习：图称为共射极放大电路，要保证发射结正偏，集电极反偏Ib=（V BB-V BE）/Rb，对于硅管V BE约为左右,锗管约为左右,I B=/Rb这个电路的偏流I B决定于V BB和Rb的大小,V BB和Rb 一经确定后,偏流I B就固定了,所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻,电容Cb1和Cb2为隔直电容或耦合电容,在电路中的作用是“传送交流,隔离直流”,放大作用的实质是利用三极管的基极对集电极的控制作用来实现的.如下图上图是共射极放大电路的简化图,它在实际中用得比较多的一种电路组态,放大电路的主要性能指标，常用的有放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、非线性失真、频率失真以及输出功率和效率等。
对于不同的用途的电路，其指标各有侧重。
初步了解放大电路的组成及简单工作原理后，就可以对放大电路进行分析。
主要方法有图解法和微变等效法。
.图解分析法静态工作情况分析当放大电路没有输入信号时，电路中各处的电压，电流都是不变的直流，称为直流工作状态简称静态，在静态工作情况下，三极管各电极的直流电压和直流电流的数值，将在管子的特性曲线上确定一点，这点称为静态工作点，下面通过例题来说明怎样估算静态工作点。
解:Cb1与Cb2的隔直作用,对于静态下的直流通路,相当于开路,计算静态工作点时,只需考虑图中的Vcc、Rb、Rc及三极管所组成的直流通路就可以了，I B=（Vcc－）/Rb（I C=βI B+I CEO ）I C=βI B，V CE=V CC－I C R C如已知β，利用上式可近似估算放大电路的静态工作点。
2-2-3 电路基本定律(KVL,KCL)和分析方法
已知：U1=12V， U2=7.2V， R1=2， R2=6， R3=3
根据叠加原理，I2 = I2´ + I2
解： I2´= 1A
I2"= –1A
I2 = I2´ + I2 = 0A
22
02 叠加原理
例：
10
4A
10 10
I
20V
+
用叠加原理求：I= ?
I = I'+ I"= 1A
解： 10
4A
解： 1、K打开，I3=0
∴UR3=0 Uab = E1 －E3 + E2 Uab=(7－14+16)V=9V
2、K闭合，Uab=0
I3R3= E1－E3 + E2
I3=(E1－E3 + E2) ／R3 =9／9A=1A
11
01 基尔霍夫定律
例2、计算电流、电压。
－U+
+
60V －
10Ω + 20V
I2
Ig
R2
G
I4
Rg
R4
Us
_
电桥平衡条件：
R1 R4 = R2 R3
36
03 戴维南原理
进气压力传感器内部电路
(a) 剖面图
(b) 硅膜片的结构
37
03 戴维南原理
进气压力传感器等效电路图
当硅膜片不受压力时， 调至电桥平衡。
当进气歧管压力变化 时，硅膜片变形， 其阻值变化。电桥失 去平衡，AB输出电压 信号。
RAB =RO
B 30
03 戴维南原理
2) 用戴维南定理解题的步骤
复杂的 I a
有源 RL
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基本电路分析方法
在电子电路领域中，基本电路分析方法是一种重要的技术，用于分
析和解决各种电路中的问题。
本文将介绍几种常用的基本电路分析方法，并对其原理和应用进行详细阐述。
一、节点分析法
节点分析法是一种基本的电路分析方法，它通过对电路中的节点进
行分析，以确定各节点的电压值。
该方法适用于线性电路和非线性电
路的分析。
使用节点分析法时，首先需要标记各个节点，并选择一个节点作为
参考节点，通常选择电源的负极或接地点作为参考节点。
然后，根据
电流的连续性原理和基尔霍夫电流定律，建立节点电流方程，进而解
得各节点的电压值。
节点分析法的优点是计算相对简单，适用于较为复杂的电路。
但是，当电路节点较多时，求解节点电压的方程会变得繁琐，需要进行复杂
的代数运算。
二、支路电流法
支路电流法是另一种常用的电路分析方法，它通过分析电路中的支
路电流来解决问题。
该方法适用于直流电路和交流电路的分析。
使用支路电流法时，首先需要标记各个支路电流，并选择一个参考方向。
然后，根据基尔霍夫电压定律和欧姆定律，建立支路电流方程组，进而解得各支路电流的值。
支路电流法的优点是适用于解决含有多个独立源的电路问题，并且计算过程相对简单。
但是，当电路比较复杂时，构建支路电流方程组会变得复杂，需要进行较多的代数运算。
三、戴维南-诺顿等效方法
戴维南-诺顿等效方法是一种常用的电路分析方法，它可以将复杂的电路转化为简单的等效电路，从而简化分析过程。
该方法适用于有源电路和无源电路的分析。
使用戴维南-诺顿等效方法时，首先需要确定电路中的一对端点，并计算出在这对端点之间的等效电阻和等效电流或电压。
然后，通过等效电路进行分析和计算，得到所需的电流或电压值。
戴维南-诺顿等效方法的优点是简化了复杂电路的分析过程，使问题求解更加便捷。
同时，该方法还可以将电路的负载和源分离，方便了对电路的进一步设计和优化。
总结起来，基本电路分析方法包括节点分析法、支路电流法和戴维南-诺顿等效方法。
它们各具特点，在不同情况下选择合适的方法可以更高效地解决电路问题。
掌握这些基本电路分析方法，对于电子电路的研究和应用具有重要意义。