電路基礎(chǔ)分析知識(shí)點(diǎn)整理

精品文檔 1 歡迎下載 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 1 1 實(shí)際正方向 規(guī)定為從高電位指向低電位 2 參考正方向 任意假定的方向 注意 必須指定電壓參考方向 這樣電壓的正值或負(fù)值才有意義 電壓和電位的關(guān)系 Uab Va Vb 2 電動(dòng)勢(shì)和電位一樣屬于一種勢(shì)能 它能夠?qū)⒌碗娢坏恼姾赏葡蚋唠娢?如同水路 中的水泵能夠把低處的水抽到高處的作用一樣 電動(dòng)勢(shì)在電路分析中也是一個(gè)有方向的物 理量 其方向規(guī)定由電源負(fù)極指向電源正極 即電位升高的方向 電壓 電位和電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別 電壓和電位是衡量電場(chǎng)力作功本領(lǐng)的物理量 電動(dòng)勢(shì)則是衡 量電源力作功本領(lǐng)的物理量 電路中兩點(diǎn)間電壓的大小只取決于兩點(diǎn)間電位的差值 是絕 對(duì)的量 電位是相對(duì)的量 其高低正負(fù)取決于參考點(diǎn) 電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部 3 參考方向 1 分析電路前應(yīng)選定電壓電流的參考方向 并標(biāo)在圖中 2 參考方向一經(jīng)選定 在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變 參考方向是列寫(xiě)方程式的需要 是待求值的假定方向而不是真實(shí)方向 因此不必追求它們的物理實(shí)質(zhì)是否合理 3 電阻 或阻抗 一般選取關(guān)聯(lián)參考方向 獨(dú)立源上一般選取非關(guān)聯(lián)參考方向 4 參考方向也稱為假定正方向 以后討論均在參考方向下進(jìn)行 實(shí)際方向由計(jì)算結(jié) 果確定 5 在分析 計(jì)算電路的過(guò)程中 出現(xiàn) 正 負(fù) 加 減 及 相同 相反 這幾個(gè) 名詞概念時(shí) 切不可把它們混為一談 4 電路分析中引入?yún)⒖挤较虻哪康氖菫榉治龊陀?jì)算電路提供方便和依據(jù) 應(yīng)用參考方 向時(shí) 正 負(fù) 是指在參考方向下 電壓和電流的數(shù)值前面的正 負(fù)號(hào) 若參考方向下一 個(gè)電流為 2A 說(shuō)明它的實(shí)際方向與參考方向相反 參考方向下一個(gè)電壓為 20V 說(shuō)明其實(shí)際方向與參考方向一致 加 減 指參考方向下列寫(xiě)電路方程式時(shí) 各項(xiàng)前面 的正 負(fù)符號(hào) 相同 相反 則是指電壓 電流是否為關(guān)聯(lián)參考方向 相同 是指電 壓 電流參考方向關(guān)聯(lián) 相反 指的是電壓 電流參考方向非關(guān)聯(lián) 5 基爾霍夫定律 精品文檔 2 歡迎下載 基爾霍夫定律包括結(jié)點(diǎn)電流定律 KCL 和回路電壓 KVL 兩個(gè)定律 是集總電路必 須遵循的普遍規(guī)律 中學(xué)階段我們學(xué)習(xí)過(guò)歐姆定律 VAR 它闡明了線性電阻元件上電壓 電流之間的相 互約束關(guān)系 明確了元件特性只取決于元件本身而與電路的連接方式無(wú)關(guān)這一基本規(guī)律 基爾霍夫?qū)⑽锢韺W(xué)中的 液體流動(dòng)的連續(xù)性 和 能量守恒定律 用于電路中 總結(jié) 出了他的第一定律 KCL 根據(jù) 電位的單值性原理 又創(chuàng)建了他的第二定律 KVL 從 而解決了電路結(jié)構(gòu)上整體的規(guī)律 具有普遍性 基爾霍夫兩定律和歐姆定律合稱為電路的 三大基本定律 6 幾個(gè)常用的電路名詞 1 支路 電路中流過(guò)同一電流的幾個(gè)元件串聯(lián)的分支 m 2 結(jié)點(diǎn) 三條或三條以上支路的匯集點(diǎn) 連接點(diǎn) n 3 回路 由支路構(gòu)成的 電路中的任意閉合路徑 l 4 網(wǎng)孔 指不包含任何支路的單一回路 網(wǎng)孔是回路 回路不一定是網(wǎng)孔 平面電路 的每個(gè)網(wǎng)眼都是一個(gè)網(wǎng)孔 7 結(jié)點(diǎn)電流定律 KCL 基爾霍夫電流定律 KCL 是用來(lái)確定聯(lián)接在同一結(jié)點(diǎn)上的各支路電流之間的關(guān)系 根據(jù)電流連續(xù)性原理 電荷在任何一點(diǎn)均不能堆積 包括結(jié)點(diǎn) 故有 任一瞬間 流 向某一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 i 0 任意波形的電流 I 0 直流電路中電流 出入 的另一種形式 可得ii KCL KCL 推廣應(yīng)用 在任一瞬間通過(guò)任一封閉面的電流的代數(shù)和也恒等于零 8 回路電壓定律 KVL 基爾霍夫電壓定律 KVL 是用來(lái)確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電路定律 根據(jù)電位的單值性原理 繞回路一周 電位升高的數(shù)值必定等于電位降低的數(shù)值 故有 精品文檔 3 歡迎下載 任一瞬間 沿任一回路參考繞行方向 回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零 U 0 可得 KVL 另一形式 IR US 推論 電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)間任一條路徑經(jīng)過(guò)的各元件電壓的代數(shù)和 9 例題 歐姆定律解決的是元件上電壓 電流的約束關(guān)系 這種約束取決于支路元件的性質(zhì) 與電路結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān) KCL 和 KVL 闡述的是電路結(jié)構(gòu)上電壓 電流的約束關(guān)系 取決于電路的 連接形式 與支路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān) 應(yīng)用 KCL 定律解題首先約定流入 流出結(jié)點(diǎn)電流的參考方向 其目的是為了給方程式 中的各項(xiàng)給出其正 負(fù)依據(jù) 若計(jì)算結(jié)果電流為負(fù)值 說(shuō)明該電流的實(shí)際方向與電路圖上 標(biāo)示的參考方向相反 KCL 定律的推廣應(yīng)用主要應(yīng)把握廣義結(jié)點(diǎn)的正確識(shí)別 KVL 定律的推廣應(yīng)用則要在充分 理解電位單值性原理的基礎(chǔ)上 正確列寫(xiě)式中各段電壓的正 負(fù) 精品文檔 4 歡迎下載 YY 3 3 1 RRRR 或 10 電源之間的等效變換 理想電壓源和理想電流源均屬于無(wú)窮大功率源 它們之間是不能等效變換的的 實(shí)際電源 的兩種模型存在內(nèi)阻 因此它們之間可以等效變換 精品文檔 5 歡迎下載 電路中某一點(diǎn)的電位是指由這一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓 電路的參考點(diǎn)可以任意選取 通常認(rèn)為參考點(diǎn)的電位為零 11 例題 電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓 電路中各點(diǎn)的電位隨參考點(diǎn)選的不同而改變 但是任意兩點(diǎn)間的電壓不變 精品文檔 6 歡迎下載 4 個(gè)橋臂電阻的值只要滿足對(duì)臂電阻的乘積相等的平衡條件 電橋 電路就由一個(gè)復(fù)雜電路變?yōu)楹?jiǎn)單電路 分析過(guò)程將大大簡(jiǎn)化 精品文檔 7 歡迎下載 含有受控源的電路分析要點(diǎn)一 可以用兩種電源等效互換的方法 簡(jiǎn)化受控源電路 但簡(jiǎn)化時(shí)注意不能把控制量化簡(jiǎn)掉 否則會(huì)留下一個(gè)沒(méi)有控制量的受控源電路 使電路無(wú)法求解 含有受控源的電路分析要點(diǎn)二 如果一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)除了受控源外沒(méi)有其他獨(dú)立源 則此二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓必為 0 因 為 只有獨(dú)立源產(chǎn)生控制作用后 受控源才能表現(xiàn)出電源性質(zhì) 求含有受控源電路的等效 電阻時(shí) 須先將二端網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立源去除 恒壓源短路處理 恒流源開(kāi)路處理 受控 源應(yīng)保留 含受控源電路的等效電阻可以用 加壓求流法 求解 精品文檔 8 歡迎下載 電路分析基礎(chǔ)第二章電路分析基礎(chǔ)第二章 一 一 支路電流法支路電流法 1 1 定義 以支路電流為未知量 定義 以支路電流為未知量 根據(jù)基爾霍夫兩定律列出必要的電根據(jù)基爾霍夫兩定律列出必要的電 路方程 進(jìn)而求解客觀存在的各支路方程 進(jìn)而求解客觀存在的各支 路電流的方法 稱支路電流法 路電流的方法 稱支路電流法 2 2 適用范圍 原則上適用于各適用范圍 原則上適用于各 種復(fù)雜電路 但當(dāng)支路數(shù)很多時(shí) 種復(fù)雜電路 但當(dāng)支路數(shù)很多時(shí) 方程數(shù)增加 計(jì)算量加大 因此 方程數(shù)增加 計(jì)算量加大 因此 適用于支路數(shù)較少的電路 適用于支路數(shù)較少的電路 3 3 應(yīng)用步驟 應(yīng)用步驟 1 1 確定已知電路的支路數(shù) 確定已知電路的支路數(shù) m m 并 并 在電路圖上標(biāo)示出各支路電流的參在電路圖上標(biāo)示出各支路電流的參 考方向 考方向 2 2 應(yīng)用 應(yīng)用 KCLKCL 列寫(xiě)列寫(xiě) n 1n 1 個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn) 方程式 方程式 3 3 應(yīng)用 應(yīng)用 KVLKVL 定律列寫(xiě)定律列寫(xiě) m n 1m n 1 個(gè)獨(dú)立電壓方程式 個(gè)獨(dú)立電壓方程式 4 4 聯(lián)立求解方程 求出 聯(lián)立求解方程 求出 m m 個(gè)支路電流 個(gè)支路電流 精品文檔 9 歡迎下載 二 回路電流法二 回路電流法 1 1 定義定義 以假想的回路電流為未知量 根據(jù) 以假想的回路電流為未知量 根據(jù) KVLKVL 定律列出必要的電路方程 進(jìn)而求解客觀定律列出必要的電路方程 進(jìn)而求解客觀 存在的各存在的各 支路電流支路電流 的方法 的方法 稱回路電稱回路電 流法 流法 2 2 適用適用 范圍 適范圍 適 用于支路用于支路 數(shù)較多但數(shù)較多但 網(wǎng)孔數(shù)較少的復(fù)雜電路 網(wǎng)孔數(shù)較少的復(fù)雜電路 3 3 應(yīng)用步驟應(yīng)用步驟 1 1 選取自然網(wǎng)孔作為獨(dú)立回路 在網(wǎng)孔中標(biāo)出各回路電流的參考方向 同時(shí)作為回路的 選取自然網(wǎng)孔作為獨(dú)立回路 在網(wǎng)孔中標(biāo)出各回路電流的參考方向 同時(shí)作為回路的 繞行方向 繞行方向 2 2 建立各網(wǎng)孔的 建立各網(wǎng)孔的 KVLKVL 方程 注意自電阻壓降恒為正 公共支路上的互阻壓降由相鄰回路方程 注意自電阻壓降恒為正 公共支路上的互阻壓降由相鄰回路 電流而定 電流而定 3 3 對(duì)聯(lián)立方程式進(jìn)行求解 得假想各回路電流 對(duì)聯(lián)立方程式進(jìn)行求解 得假想各回路電流 4 4 在電路圖上標(biāo)出客觀存在的各支路電流參考方向 按照它們與回路電流之間的關(guān)系 在電路圖上標(biāo)出客觀存在的各支路電流參考方向 按照它們與回路電流之間的關(guān)系 求出各支路電流 求出各支路電流 支路電流是客觀存在于各條支路中的響應(yīng) 一般是電路分析求解的對(duì)象 回路電流則支路電流是客觀存在于各條支路中的響應(yīng) 一般是電路分析求解的對(duì)象 回路電流則 是為了減少電路分析中方程式的數(shù)目而人為假想的電路響應(yīng) 由于回路電流對(duì)它所經(jīng)過(guò)的是為了減少電路分析中方程式的數(shù)目而人為假想的電路響應(yīng) 由于回路電流對(duì)它所經(jīng)過(guò)的 電路結(jié)點(diǎn) 均流入一次 流出一次 因此自動(dòng)滿足電路結(jié)點(diǎn) 均流入一次 流出一次 因此自動(dòng)滿足 KCLKCL 定律 這樣在電路求解的過(guò)程中就定律 這樣在電路求解的過(guò)程中就 可省去可省去 KCLKCL 方程 對(duì)結(jié)點(diǎn)數(shù)較多 網(wǎng)孔數(shù)較少的電路十分適用 方程 對(duì)結(jié)點(diǎn)數(shù)較多 網(wǎng)孔數(shù)較少的電路十分適用 回路電流經(jīng)過(guò)的各條支路 若支路上僅流過(guò)一個(gè)回路電流 則這個(gè)支路電流在數(shù)值上回路電流經(jīng)過(guò)的各條支路 若支路上僅流過(guò)一個(gè)回路電流 則這個(gè)支路電流在數(shù)值上 就等于該回路電流 方向與回路電流一致時(shí)為正 相反為負(fù) 公共支路上通過(guò)兩個(gè)回路電就等于該回路電流 方向與回路電流一致時(shí)為正 相反為負(fù) 公共支路上通過(guò)兩個(gè)回路電 流 即支路電流在數(shù)值上等于這兩個(gè)回路流 即支路電流在數(shù)值上等于這兩個(gè)回路 電流之代數(shù)和 與支路電流方向一致的取電流之代數(shù)和 與支路電流方向一致的取 正值 與支路電流方向相反的取負(fù)值 正值 與支路電流方向相反的取負(fù)值 例題 例題 精品文檔 10 歡迎下載 如選取各回路電流均為順時(shí)針?lè)较驎r(shí) 三個(gè)方程式中左邊第一項(xiàng)自電阻壓降恒為正值 如選取各回路電流均為順時(shí)針?lè)较驎r(shí) 三個(gè)方程式中左邊第一項(xiàng)自電阻壓降恒為正值 左邊其余項(xiàng)為互電阻壓降 恒為負(fù)值 方程式右邊為電源壓升 由左邊其余項(xiàng)為互電阻壓降 恒為負(fù)值 方程式右邊為電源壓升 由 與回路電流方與回路電流方 向一致時(shí)取正 反之取負(fù)向一致時(shí)取正 反之取負(fù) 此電路有此電路有 6 6 條支路 運(yùn)用支路電流法求解電路時(shí)顯然要列條支路 運(yùn)用支路電流法求解電路時(shí)顯然要列 6 6 個(gè)方程式聯(lián)立求解 因此繁個(gè)方程式聯(lián)立求解 因此繁 瑣而復(fù)雜 由于該電路具有瑣而復(fù)雜 由于該電路具有 4 4 個(gè)結(jié)點(diǎn) 應(yīng)用個(gè)結(jié)點(diǎn) 應(yīng)用 回路電流法就可省去回路電流法就可省去 4 1 34 1 3 個(gè)個(gè) KCLKCL 方程式 方程式 這樣 僅列這樣 僅列 6 4 1 36 4 1 3 個(gè)個(gè) KVLKVL 方程式即可解出方程式即可解出 各網(wǎng)孔電流 進(jìn)而求出支路電流 各網(wǎng)孔電流 進(jìn)而求出支路電流 2 32 3 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法 1 1 定義 以定義 以 結(jié)點(diǎn)電壓為待結(jié)點(diǎn)電壓為待 求量 利用基求量 利用基 爾霍夫定律列爾霍夫定律列 出各結(jié)點(diǎn)電壓出各結(jié)點(diǎn)電壓 方程式 進(jìn)而方程式 進(jìn)而 求解電路響應(yīng)求解電路響應(yīng) 的方法 的方法 2 2 適用范圍 適用范圍 適用于支路數(shù)較多但結(jié)點(diǎn)數(shù)較少的復(fù)雜電路 與支路電流法相比 它可減少適用于支路數(shù)較多但結(jié)點(diǎn)數(shù)較少的復(fù)雜電路 與支路電流法相比 它可減少 m n 1m n 1 個(gè)方程個(gè)方程 式 式 3 3 解題步驟 解題步驟 1 1 選定參考結(jié)點(diǎn) 其余各結(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓就是待求的結(jié)點(diǎn)電壓 均以參考點(diǎn) 選定參考結(jié)點(diǎn) 其余各結(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓就是待求的結(jié)點(diǎn)電壓 均以參考點(diǎn) 為負(fù)極 為負(fù)極 2 2 標(biāo)出各支路電流的參考方 標(biāo)出各支路電流的參考方 向 對(duì)向 對(duì) n 1n 1 個(gè)結(jié)點(diǎn)列寫(xiě)個(gè)結(jié)點(diǎn)列寫(xiě) KCLKCL 方程方程 式 式 3 3 用 用 KVLKVL 和歐姆定律 將結(jié)和歐姆定律 將結(jié) 點(diǎn)電流用結(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系式代替 點(diǎn)電流用結(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系式代替 寫(xiě)出結(jié)點(diǎn)電壓方程式 寫(xiě)出結(jié)點(diǎn)電壓方程式 精品文檔 11 歡迎下載 5 5 由結(jié)點(diǎn)電壓求各支路電流及其它響應(yīng) 由結(jié)點(diǎn)電壓求各支路電流及其它響應(yīng) 4 4 解方程 求解各結(jié)點(diǎn)電壓 解方程 求解各結(jié)點(diǎn)電壓 用結(jié)點(diǎn)電壓法求解結(jié)點(diǎn)用結(jié)點(diǎn)電壓法求解結(jié)點(diǎn) n 2n 2 的復(fù)雜電路時(shí) 顯然只需列寫(xiě)出的復(fù)雜電路時(shí) 顯然只需列寫(xiě)出 2 1 12 1 1 個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓方程式 個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓方程式 即 即 注意 式中分子部分為各支路恒壓源與其支路電阻之比的代數(shù)和 其中恒壓源正極與結(jié)注意 式中分子部分為各支路恒壓源與其支路電阻之比的代數(shù)和 其中恒壓源正極與結(jié) 點(diǎn)點(diǎn) 相近時(shí)取正 反之取負(fù) 分母則為各支路電導(dǎo)之和 相近時(shí)取正 反之取負(fù) 分母則為各支路電導(dǎo)之和 精品文檔 12 歡迎下載 2 52 5 戴維南定理戴維南定理 1 1 定義 對(duì)外電路來(lái)說(shuō) 任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò) 均可以用一個(gè)恒壓源 定義 對(duì)外電路來(lái)說(shuō) 任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò) 均可以用一個(gè)恒壓源U US S 和一和一 個(gè)電阻個(gè)電阻R R0 0 串聯(lián)的有源支路等效代替 其中恒壓串聯(lián)的有源支路等效代替 其中恒壓 源源U US S 等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U UOCOC 電 電 阻阻R R0 0 等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后的入端等效等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后的入端等效 電阻電阻R Rabab 精品文檔 13 歡迎下載 精品文檔 14 歡迎下載 精品文檔 15 歡迎下載 精品文檔 16 歡迎下載 精品文檔 17 歡迎下載 精品文檔 18 歡迎下載 精品文檔 19 歡迎下載 精品文檔 20 歡迎下載 精品文檔 21 歡迎下載 精品文檔 22 歡迎下載 精品