1、電 路 分 析 基 礎(chǔ) Powerpoint 制作：鄒國(guó)良課程主講：鄒國(guó)良電話：56333594(O)或：56770948(H) Email： 電路分析基礎(chǔ)第15章第一節(jié)第三部分 正弦穩(wěn)態(tài)分析11、阻抗與導(dǎo)納12、正弦穩(wěn)態(tài)功率與能量 三相電路13、電路的頻率響應(yīng)14、耦合電感與理想變壓器15、雙口網(wǎng)絡(luò) 電路分析基礎(chǔ)課程內(nèi)容介紹電路分析基礎(chǔ)第三部分：第15章 目錄第15章 雙 口 網(wǎng) 絡(luò)1 雙口網(wǎng)絡(luò)的流控型和 壓控型伏安關(guān)系2 雙口網(wǎng)絡(luò)的混合型伏安關(guān)系3 雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸型伏安關(guān)系4 互易雙口和互易定理5 各組參數(shù)之間的關(guān)系6 具有端接的雙口網(wǎng)絡(luò)7 雙口網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)*電路分析基礎(chǔ)第三部分：第15章主

2、要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步分解：第四章中我們介紹了將一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分解為若干個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)，典型的是兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)。在本章中，我們進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的形式。本章主要內(nèi)容： 雙口網(wǎng)絡(luò)：可以有兩對(duì)端口分別與外電路或其他網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。上一章介紹的變壓器或耦合電感可以看成雙口網(wǎng)絡(luò)。 雙口網(wǎng)絡(luò)的VAR：變壓器是四端元件，也是特殊的雙口網(wǎng)絡(luò)。雙口網(wǎng)絡(luò)的VAR與變壓器的VAR類似。但雙口網(wǎng)絡(luò)的VAR的形式有多種，從標(biāo)題就可以看出。 雙口網(wǎng)絡(luò)的互易和對(duì)稱: 當(dāng)雙口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端口之間的互參數(shù)（互阻抗、互導(dǎo)納）相等時(shí)，稱為互易。若兩個(gè)端口上的自參數(shù)（自阻抗、自導(dǎo)納）相等，則進(jìn)一步稱為對(duì)稱。 雙口網(wǎng)

3、絡(luò)的應(yīng)用: 可用于放大、濾波、變換、互聯(lián)等。電路分析基礎(chǔ)第三部分：第15章主要內(nèi)容雙口網(wǎng)絡(luò)的定義：NN1N2i2+u2圖15-1 大網(wǎng)絡(luò)N劃分為兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)Ni1+u1 對(duì)絕大部分應(yīng)用來(lái)說(shuō)，N1 和 N2 分別為輸入源網(wǎng)絡(luò)和輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，而 N 一般為放大電路、濾波電路、變換電路等等。電路分析基礎(chǔ)第三部分：第15章主要內(nèi)容放大電路的通用等效：一般 N1 和 N2 為線性電路，而 N 為往往為非線性電路，但工程上為便于分析，經(jīng)常將非線性電路等效為線性模型。N1N2i2+u2Ni1+us+u1RL輸入端輸出端電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 1/1715-1 雙口網(wǎng)絡(luò)的流控型和壓控型伏

4、安關(guān)系單口網(wǎng)絡(luò)的VAR：在4-2、4-6、4-7等章節(jié)中，我們討論了單口網(wǎng)絡(luò)的VAR的計(jì)算與等效（置換定理、戴維南、諾頓）。這些方法對(duì)雙口網(wǎng)絡(luò)的VAR的分析和計(jì)算仍然有用。i2+u2雙口網(wǎng)絡(luò)i1+u1i1i22211圖15-3 雙口網(wǎng)絡(luò)及變其量雙口網(wǎng)絡(luò)的完整定義：由四個(gè)端口、四個(gè)變量構(gòu)成的電路網(wǎng)絡(luò)。由端鈕11 構(gòu)成的端口稱為端口 1，端鈕22 構(gòu)成的稱為端口 2。注意：關(guān)聯(lián)參考方向電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 2/17雙口網(wǎng)絡(luò)的舉例電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 3/17四端網(wǎng)絡(luò)的定義：由四個(gè)端口、六個(gè)變量構(gòu)成的電路網(wǎng)絡(luò)。由端鈕11 構(gòu)成的端口稱為端口 1，端鈕22 構(gòu)成的稱為端口 2。i2

5、+u2四端網(wǎng)絡(luò)i1+u1i1i22211圖15-4 四端網(wǎng)絡(luò)及變其量Ri1雙口網(wǎng)絡(luò)i2電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 4/17明確的意義：（1）雙口網(wǎng)絡(luò)的 VAR 只與自身的元件參數(shù)和結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外接電路無(wú)關(guān)。（2）若含有受控源，則受控源的控制支路也在雙口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或者在端口上（端口電流或端口電壓）。（3）由于雙口網(wǎng)絡(luò)可以有外電路供電，因此，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以沒(méi)有獨(dú)立源，大部分情況下，我們就是對(duì)此類網(wǎng)絡(luò)感興趣。明確的雙口網(wǎng)絡(luò)：除了兩對(duì)端口以外，沒(méi)有其他任何途徑和方式再與外部電路發(fā)生聯(lián)系的雙口網(wǎng)絡(luò)。（參考4-2 中關(guān)于明確的單口網(wǎng)絡(luò)的定義）電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 5/17NU1I1I21圖15-5

6、求雙口網(wǎng)絡(luò) N 的流控型 VAR1U222+由疊加定理可得：U1I1= (電流源 單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)) + (電流源 單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)) + (網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng))=U”2I2=+Uoc2U2=I1I2z22+z21U”2I1U”1I2=+Uoc1U1z12+z11U”1U2電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 6/17z22 =U2I1= 0I2Uoc2= 0，z11 =U1I2= 0I1Uoc1= 0，自阻抗：在忽略其他獨(dú)立源作用時(shí)，端口上自身電壓與電流源電流比呈現(xiàn)出的阻抗。Uoc2=U2I2= 0I1= 0，Uoc1=U1I2= 0I1= 0，開路電壓：在忽略外加電流源作用時(shí)，端口上由網(wǎng)絡(luò)自

7、身獨(dú)立源在端口上呈現(xiàn)的電壓。z12 =U1I1= 0I2Uoc1= 0，z21 =I1U2I2= 0Uoc2= 0，互阻抗：在忽略其他獨(dú)立源作用時(shí)，端口上自身電壓與其他端口電流源電流比呈現(xiàn)出的阻抗。電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 7/17雙口網(wǎng)絡(luò)流控型 VAR 的描述：雙口網(wǎng)絡(luò)流控型 VARU1I1I2=+Uoc2z22+z21I1I2=+Uoc1z12+z11U2方程形式 兩個(gè)方程+=矩陣形式U1U2I2I1z22z21z12z11Uoc2Uoc1UI+=UocZI2U2，四個(gè)變量U1，I1，z22z21Uoc1z12z11六個(gè)參數(shù)，Uoc2開路阻抗矩陣：Z，也稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的 z 參數(shù)。電路

8、分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 8/17無(wú)源雙口網(wǎng)絡(luò)流控型 VARU1I1I2=+z22z21I1I2=+z12z11U2方程形式=矩陣形式U1U2I2I1z22z21z12z11UI=ZU1I1I2圖15-7 流控型雙口網(wǎng)絡(luò) N 的等效電路U2+I1I2z22z11+z12z21Uoc1Uoc2電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 9/17NU1I1I21求雙口網(wǎng)絡(luò) N 的壓控型 VAR1U222+由對(duì)偶性原理可很容易獲得：I1= (電壓源 單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)) + (電壓源 單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng)) + (網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)響應(yīng))=U1U2U1I”2U2=+Isc2I2y22+y21I”2I2=U1I”1U

9、2=+Isc1I1y12+y11I”1電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 10/17y22 =U2U1= 0I2Isc2= 0，y11 =I1U2= 0U1Isc1= 0，自導(dǎo)納：在忽略其他獨(dú)立源作用時(shí)，端口上自身電流與電壓源電壓比呈現(xiàn)出的導(dǎo)納。Isc2=I2U2= 0U1= 0，Isc1=I1U2= 0U1= 0，短路電流：在忽略外加電壓源作用時(shí)，端口上由網(wǎng)絡(luò)自身獨(dú)立源在端口上呈現(xiàn)的電流。y12 =I1U1= 0U2Isc1= 0，y21 =U1I2U2= 0Isc2= 0，互導(dǎo)納：在忽略其他獨(dú)立源作用時(shí)，端口上自身電流與其他端口電壓源電壓比呈現(xiàn)出的導(dǎo)納。電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 11/1

10、7雙口網(wǎng)絡(luò)壓控型 VAR 的描述：雙口網(wǎng)絡(luò)壓控型 VARI1U1U2=+Isc2y22+y21U1U2=+Isc1y12+y11I2方程形式 兩個(gè)方程+=矩陣形式U1U2I2I1y22y21y12y11Isc2Isc1IU+=IscYI2U2，四個(gè)變量U1，I1，y22y21Isc1y12y11六個(gè)參數(shù)，Isc2短路導(dǎo)納矩陣：Y，也稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的 y 參數(shù)。電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 12/17無(wú)源雙口網(wǎng)絡(luò)壓控型 VARI1U1U2=+y22y21U1U2=+y12y11I2方程形式矩陣形式=U1U2I2I1y22y21y12y11IU=YU1U1U2圖15-8 壓控型雙口網(wǎng)絡(luò) N 的等效

11、電路U2+I1I2+y12y21Isc1Isc2y11y22電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 13/17例15-1 試求圖15-9所示雙口網(wǎng)絡(luò)的 z 參數(shù)和 y 參數(shù)。U2+I2U1I1+51520解：本題為無(wú)源純電阻雙口網(wǎng)絡(luò)，因此其 z、y 參數(shù)都是實(shí)數(shù)。根據(jù) z 參數(shù)定義，可得z22 =U2I1I2= 0z11 = 9.375U1I2I1= 015+(5+20)15(5+20)= 7.515=z12 =U1I1I2= 0z21 =I1U2I2= 0= 1020+(5+15)20(5+15)=20+5+1520= 7.520=20+5+1515電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 14/17y22

12、=U2U1I2= 0y11 =I1U2U1= 0y12 =I1U1U2= 0y21 =U1I2U2= 0= 0.2667S15=51= 0.2S=51+511= 0.25S20+511= 0.2S總結(jié)：（1）對(duì) 型或 型雙口網(wǎng)絡(luò)，采用 y 參數(shù)計(jì)算更簡(jiǎn)單；對(duì) T 型或 Y 型雙口，采用 z 參數(shù)計(jì)算更簡(jiǎn)單。（2）注意電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向的關(guān)系以確定正負(fù)號(hào)。根據(jù) y 參數(shù)定義，可得電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 15/17例15-2 試求圖15-10所示雙口網(wǎng)絡(luò)的 z 參數(shù)和 y 參數(shù)。解：z 參數(shù)的求法與上例類似，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)大家看書，但要注意受控源的作用。電路過(guò)于復(fù)雜時(shí)要采用節(jié)點(diǎn)法或回路法列方

13、程求解。下面計(jì)算 y 參數(shù)。列回路方程得U2+I2U1I1+303010U210+U2I2=I1U130=I1U2()+U230I1()+U2U2I2=I1U130=I1+1+U2整理得140120=U130+1U2140403030+130U130=+130+1U214040()電路分析基礎(chǔ)第三部分：15-1 16/17y22 =U2U1I2= 0y11 =I1U2U1= 0y12 =I1U1U2= 0y21 =U1I2U2= 0=根據(jù) y 參數(shù)定義得1403014014030+1120SSSS總結(jié)：（1）對(duì)于復(fù)雜雙口網(wǎng)絡(luò)，可利用回路分析法或節(jié)點(diǎn)分析法列方程（2）若計(jì)算 z 參數(shù)，則將它們整理成 (或 )等于 和 線性 組合的形式（3）若計(jì)算 y 參數(shù)，則將它們整理成 (或 )等于 和 線性 組合的形式（4）也可以直接根據(jù) y 參數(shù)和 z 參數(shù)的定