聯(lián)和并聯(lián)阻值計(jì)算電容微分形式的電壓電流關(guān)系電

1、補(bǔ)充知識電路分析 電壓電流的參考方向 歐姆定律 支路、節(jié)點(diǎn)和回路概念 基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律 基爾霍夫回路電壓定律 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)阻值計(jì)算 電容微分形式的電壓電流關(guān)系 電感微分形式的電壓電流關(guān)系 容抗、感抗、電抗、阻抗概念,電壓電流的參考方向 在實(shí)際電路中往往難以事先判斷電流和電壓的真實(shí)方向，分析時可任意選定一個方向作為參考方向，使電流、電壓物理量就從標(biāo)量“變”成代數(shù)量，有正負(fù)之分。當(dāng)電流或電壓的真實(shí)方向與參考方向一致時，定為正值；不一致時，定為負(fù)值。 實(shí)際運(yùn)算中，常把元件上電流和電壓的參考方向選得一致，這樣在電路圖上就只需標(biāo)出電流或電壓參考方向的一個即可。,歐姆定律 描述電阻元件兩端電壓和流

2、過它的電流之間關(guān)系的定律，在電壓、電流參考方向一致（關(guān)聯(lián)參考方向）的情況下，可表示為 UIR,支路、節(jié)點(diǎn)和回路,2. 節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的匯交點(diǎn)。,節(jié)點(diǎn),1. 支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。,3. 回路：任意的閉合電路。,基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律（KCL） 在任一瞬時，流入電路某節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即 入出 若取流入節(jié)點(diǎn)電流為正，流出節(jié)點(diǎn)電流為負(fù)，在任一電路的任一節(jié)點(diǎn)上，電流的代數(shù)和永遠(yuǎn)等于零，表示為 ,如圖已知mA，3mA，mA，求 其余各電阻中的電流。,解:,應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程式： ,先任意標(biāo)定未知電流、的方向，如圖所示。,求得 其

3、中的值是負(fù)的，表示的實(shí)際方向與標(biāo)定的方向相反。,基爾霍夫回路電壓定律（KVL） 在任一回路中，任一時刻順時針壓降的代數(shù)和等于逆時針壓降的代數(shù)和。,選擇回路繞行方向，電壓參考方向與繞行方向相同，該電壓前為正號，反之為負(fù)號。在任一回路中，任一時刻所有電壓降的代數(shù)和等于零。 , ,以點(diǎn)為起點(diǎn)：,電流I2的方向是任意選定的一個參考方向，實(shí)際的電流方向可能與參考方向一致，也可能相反。,電阻的并聯(lián)計(jì)算,幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小!,電阻的串聯(lián)計(jì)算,幾個電阻串聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都大!,電容微分形式的電壓電流關(guān)系,設(shè)電容端電壓Uc和電流ic在關(guān)聯(lián)參考方向（參考方向一致

4、）下，有 在某一時刻電容的電流取決于該時刻電容電壓的變化率。在直流電路中，電壓變化率為零，雖然有電壓，但是電流為零，則說明電容有隔直流的作用。并且，電容電壓變化率越大，則電流也就越大。,電容：兩塊導(dǎo)體（陰極和陽極）中間夾著一塊絕緣體（介質(zhì)）構(gòu)成的電子元件。,電感微分形式的電壓電流關(guān)系,設(shè)電感端電壓U(t)和電流i在關(guān)聯(lián)參考方向（參考方向一致）下，有,電感中的電壓與其電流對時間的變化率成正比，與電阻元件的電壓、電流之間存在確定的約束關(guān)系不同，電感電壓與此時刻電流的數(shù)值之間并沒有確定的約束關(guān)系。,電感：就是線圈，將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成，如導(dǎo)線在非磁導(dǎo)體繞制而成的空心電感。當(dāng)電流

5、流過導(dǎo)體時，會產(chǎn)生電磁場，電磁場的大小除以電流的大小就是電感。,通直流: 在直流電路中，電感的作用就相當(dāng)于一根導(dǎo)線，不起任何作用(電感兩端的壓降為0)。 阻交流: 在交流電路中，電感會有阻抗，即感抗XL （單位歐姆，電感線圈對交流電流阻礙作用的大?。?，整個電路的電流會變小，對交流有一定的阻礙作用（注意不是隔交流） 。 電感只能對非穩(wěn)恒電流起作用，兩端電壓正比于通過電流的瞬時變化率。,j表示虛部，屬于電路分析部分,電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗。 電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗。 電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。 電阻、電容和電感在電路中對交流電引起的

6、阻礙作用總稱為阻抗。 基本單位都是歐姆( ) 。,容抗、感抗、電抗、阻抗,電容：儲能元件，儲存電荷（電能）。 電感：以磁的形式存儲電能，是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。一個線圈通入電流，線圈周圍就會產(chǎn)生磁場，線圈就有磁通量通過。通入線圈的電流越大，磁場就越強(qiáng)，通過線圈的磁通量就越大。 電阻：耗能元件，變電能為熱能，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生熱能。電阻在電路中起分壓分流的作用，交流與直流信號都可以通過電阻。電阻的阻值代表對電流流動阻擋力的大小。,電阻、電容與電感的比較分析,電感在電路中經(jīng)常和電容一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。利用電感的特性，制造變壓器、繼電器等。,輸入：伴有較多交流干擾信號的

7、直流電 通過電感時，其中的交流干擾信號被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這樣可以抑制較高頻率的干擾信號。 交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉。,例1：L=1mH的電感上施加電流為i(t)=10sin(5t)A時，其關(guān)聯(lián)參考方向的電壓為,交流電流 i 幅值為10A，周期,例2：電路如圖(a)所示，已知L=5H電感上的電流 波形如圖 (b)所示，求電感電壓u(t),并畫出波形圖。 （學(xué)生自學(xué)）,2.當(dāng)0t3s時，i(t)=2103t，可以得到,解：根據(jù)圖(b)波形的具體情況，按照時間分段來進(jìn) 行計(jì)算 1.當(dāng)t0時，i(t)=0，可以得到,3. 當(dāng)3st4s時， i(t)=24103-6103t，可以得到,4. 當(dāng)4st 時，i(t)=0，可以得到,根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，畫出相應(yīng)的波形，如圖 (c)所示。這說明電感電流為三角波形時，其電感電壓為矩形波形。,