電路分析基礎(chǔ)復(fù)習(xí)-電子教案

1、電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)電源(dinyun)小結(jié)圖一、一、 電源電源(dinyun) 第一頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)二、二、 基本定律基本定律 定律名稱(chēng) 描述對(duì)象 定律形式 應(yīng) 用 條 件 OL電阻(電導(dǎo)) u=Ri(i=Gu) 線性電阻(電導(dǎo))； u、 i參考方向關(guān)聯(lián)， 若非關(guān)聯(lián)公式中冠以負(fù)號(hào) KCL 節(jié)點(diǎn) i(t)=0 任何集總參數(shù)電路(含線性、 非線性、 時(shí)變、 時(shí)不變電路) KVL 回路 u(t)=0 (同KCL) 表 1-3 第二頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)三、三、 電路電路(dinl)等效等效 1. 等效定義等效定義 兩部分電路兩部分電路 B 與與 C， 若對(duì)任意外

2、電路若對(duì)任意外電路 A， 二者相互代換二者相互代換(di hun)能使外電路能使外電路 A 中有相同的電壓、電流、功率，則稱(chēng)中有相同的電壓、電流、功率，則稱(chēng) B 電路與電路與 C 電路是互為等效的。電路是互為等效的。 2. 等效條件等效條件 B 與與 C 電路具有相同的電路具有相同的VAR。 3. 等效對(duì)象等效對(duì)象 任意外電路任意外電路 A 中的電流、電壓、功率。中的電流、電壓、功率。 4. 等效目的等效目的 為簡(jiǎn)化電路方便分析為簡(jiǎn)化電路方便分析(求解求解)。 第三頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)第四頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)第五頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)第六頁(yè)，共33

3、頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)第七頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) 方程方程(fngchng)法分析法分析 支路電流支路電流(dinli)法法網(wǎng)孔分析法網(wǎng)孔分析法節(jié)點(diǎn)電位法節(jié)點(diǎn)電位法 第八頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)方程方程(fngchng)通式通式 1. 網(wǎng)孔方程網(wǎng)孔方程(fngchng)通式通式 333332312223222111131211sCBAsCBAsCBAuiRiRiRuiRiRiRuiRiRiR第九頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)2. 節(jié)點(diǎn)方程節(jié)點(diǎn)方程(fngchng)通式通式 333332321312232322212111313212111sssivGvGvG

4、ivGvGvGivGvGvG第十頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)小結(jié)小結(jié)(xioji) (1) 疊加定理是線性電路疊加特性的概括表征， 它的重要性不僅在于可用疊加法分析電路本身，而且在于它為線性電路的定性分析和一些具體計(jì)算方法提供了理論依據(jù)。疊加定理作為分析方法用于求解電路的基本思想是“化整為零”，即將多個(gè)獨(dú)立源作用的較復(fù)雜的電路分解(fnji)為一個(gè)一個(gè)(或一組一組)獨(dú)立源作用的較簡(jiǎn)單的電路，在各分解(fnji)圖中分別計(jì)算， 最后代數(shù)和相加求出結(jié)果。若電路含有受控源，在作分解(fnji)圖時(shí)受控源不要單獨(dú)作用。齊次定理是表征線性電路齊次性(均勻性)的一個(gè)重要定理，它常輔助疊加定理、戴維

5、南定理、諾頓定理來(lái)分析求解電路問(wèn)題。 第十一頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) (2) 依據(jù)等效概念，運(yùn)用各種等效變換方法，將電路由繁化簡(jiǎn)，最后能方便地求得結(jié)果的分析電路的方法統(tǒng)稱(chēng)為等效法分析。第一章中所講的電阻、電導(dǎo)串并聯(lián)等效，獨(dú)立源串并聯(lián)等效，電源互換等效，-T互換等效；本章中所講的置換定理，戴維南定理，諾頓定理都是應(yīng)用等效法分析電路中常使用的等效變換方法。這些方法或定理都是遵從兩類(lèi)約束(即拓?fù)浼s束KCL、 KVL約束與元件VAR約束)的前提下針對(duì)某類(lèi)電路歸納總結(jié)出的，讀者務(wù)必理解其內(nèi)容，注意使用的范圍(fnwi)、條件、熟練掌握使用方法和步驟。 第十二頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù)

6、習(xí) (3) 置換定理(又稱(chēng)替代定理)是集總參數(shù)電路中的一個(gè)重要定理，它本身就是一種常用(chn yn)的電路等效方法，常輔助其他分析電路法(包括方程法、 等效法)來(lái)分析求解電路。對(duì)有些電路， 在關(guān)鍵之處、在最需要的時(shí)候，經(jīng)置換定理化簡(jiǎn)等效一步，使讀者會(huì)有“豁然開(kāi)朗”或“柳暗花明又一村”之感(如節(jié)3.2例3.2 1(a)#, (c)圖)。 在測(cè)試電路或?qū)嶒?yàn)設(shè)備中也經(jīng)常應(yīng)用置換定理。 第十三頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) (4) 戴維南定理、諾頓定理是等效法分析電路最常用的兩個(gè)定理。解題過(guò)程可分為三個(gè)步驟： 求開(kāi)路電壓或短路電流； 求等效內(nèi)阻； 畫(huà)出等效電源接上待求支路，由最簡(jiǎn)等效電路求得待

7、求量。 (5) 最大功率這類(lèi)問(wèn)題的求解使用戴維南定理(或諾頓定理)并結(jié)合(jih)使用最大功率傳輸定理最為簡(jiǎn)便。20max02max0414scLocLLiRpRupRR功率匹配(ppi)條件： 最大功率(gngl)公式： 第十四頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)(6) 方程法、 等效法是電路(dinl)中相輔相承的兩類(lèi)分析法。 (7) 本章(bn zhn)末介紹了互易定理。 第十五頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)小小 結(jié)結(jié) (1) 動(dòng)態(tài)元件的VAR是微分(wi fn)或積分關(guān)系，如下表所示。 第十六頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) (2) 描述動(dòng)態(tài)電路的方程是微分方程。利用KCL,

8、 KVL和元件(yunjin)的VAR可列寫(xiě)出待求響應(yīng)的微分方程。利用換路定律和0+等效電路，可求得電路中各電流、電壓的初始值。 (3) 零輸入響應(yīng)是激勵(lì)為零，由電路的初始儲(chǔ)能產(chǎn)生的響應(yīng)，它是齊次微分方程滿足初始條件的解。零狀態(tài)響應(yīng)是電路的初始狀態(tài)為零，由激勵(lì)產(chǎn)生的響應(yīng)，它是非齊次微分方程滿足初始條件的解，包含齊次解和特解兩部分。假若電路的初始狀態(tài)不為零，在外加激勵(lì)電源作用(zuyng)下，電路的響應(yīng)為完全響應(yīng)，它等于零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)之和。第十七頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) 動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)也可以分為自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)。對(duì)于穩(wěn)定電路，在直流電源或正弦電源激勵(lì)(jl)下，強(qiáng)迫響應(yīng)為穩(wěn)

9、態(tài)響應(yīng)，它與激勵(lì)(jl)具有相同的函數(shù)形式。自由響應(yīng)即為暫態(tài)響應(yīng)，它隨著時(shí)間的增加逐漸衰減到零。 零輸入響應(yīng)和自由響應(yīng)都是滿足齊次微分方程的解，它們的形式相同，但常數(shù)不同。零輸入響應(yīng)的待定常數(shù)僅由輸入為零時(shí)的初始條件yx(0+)所確定，而自由響應(yīng)的待定常數(shù)由全響應(yīng)的初始條件y(0+)所確定。 (4) 利用三要素公式可以簡(jiǎn)便地求解一階電路(dinl)在直流電源或階躍信號(hào)作用下的電路(dinl)響應(yīng)。 三要素公式為 teyyyty)()0()()(t 0第十八頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) 求三要素的方法為 初始值y(0+)：利用換路定律和0+等效電路求得。 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y(): 在直流電源或階

10、躍信號(hào)作用下，電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容看作(kn zu)開(kāi)路，電感看作(kn zu)短路，此時(shí)電路成為電阻電路。利用電阻電路的分析方法，求得穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y()。 時(shí)常數(shù)：RC電路，=RC; RL電路，=L/R。式中R為斷開(kāi)動(dòng)態(tài)元件后的戴維南等效電路的等效電阻。第十九頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)小小 結(jié)結(jié) 1. 正弦信號(hào)正弦信號(hào)(xnho)的三要素和相量表示的三要素和相量表示 )cos(2)cos()(iimtItIti式中振幅Im(有效值I)、角頻率(pnl)(頻率(pnl)f)和初相角i稱(chēng)為正弦信號(hào)的三要素。設(shè)兩個(gè)頻率(pnl)相同的正弦電流i1和i2，它們的初相角分別為1和2，那么這兩個(gè)電

11、流的相位差等于它們的初相角之差，即 21第二十頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)若0, 表示i1的相位超前i2; 若0，表示i1的相位滯后i2。正弦(zhngxin)電流可以表示為 2ReRe)cos(tjtjmime IeItIi式中 稱(chēng)為電流振幅(有效值)相量。 相量是一個(gè)復(fù)常數(shù)(chngsh)，它的模表示了正弦電流的振幅(有效值)，輻角表示了正弦電流的初相角。 )(iijjmmIeIeII第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)2. R , L , C元件元件(yunjin)VAR相量形式相量形式 第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)3. 阻抗與導(dǎo)納阻抗與導(dǎo)納一個(gè)無(wú)源一個(gè)無(wú)

12、源(w yun)二端電路可以等效成一個(gè)阻抗或?qū)Ъ{。二端電路可以等效成一個(gè)阻抗或?qū)Ъ{。 阻抗定義為阻抗定義為 ZZIUZmmIUIUZiuZjXRZZZ第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)ZZZXZRsincosRXarctgXRZZ22指數(shù)(zhsh)型與代數(shù)型的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 導(dǎo)納定義(dngy)為 yYUIYZY1第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)|Y|稱(chēng)為(chn wi)導(dǎo)納模，y稱(chēng)為(chn wi)導(dǎo)納角。它們與電流、電壓之間有如下關(guān)系： uiymmUIUIYZyZY1導(dǎo)納也可以(ky)表示成代數(shù)型，即 jBGYYy第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)指數(shù)型與代數(shù)

13、(dish)型的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 yyYBYGsincosGBarctgBGYy22第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)4. 電路定律的相量形式電路定律的相量形式(xngsh)和相量分析法和相量分析法KCL和和KVL的相量形式的相量形式(xngsh)分別為分別為 00UI歐姆定律的相量形式(xngsh)為 IZU第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)5. 正弦正弦(zhngxin)穩(wěn)態(tài)電路的功率穩(wěn)態(tài)電路的功率 ZZUIQUIPsincosZjSeSjQPSUIP任一阻抗Z的有功功率(gngl)(平均功率(gngl)和無(wú)功功率(gngl)分別為 視在功率(sh zi n l)為 復(fù)功率為

14、 在電源和內(nèi)阻抗Zi一定條件下，負(fù)載阻抗ZL獲得最大功率的條件為 *iLZZ 第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)這稱(chēng)為共軛匹配， 此時(shí)(c sh)負(fù)載獲得的最大功率為 iiiLZXRP22這稱(chēng)為模匹配，即負(fù)載電阻RL等于內(nèi)阻抗的模|Zi|時(shí)，能獲得最大功率。計(jì)算模匹配情況下的最大功率，首先應(yīng)該計(jì)算流過(guò)負(fù)載電阻RL的電流(dinli) ，那么負(fù)載電阻消耗的功率為 RILRLRIP2第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。電 路 基 礎(chǔ) 復(fù) 習(xí)1、串聯(lián)(chunlin)諧振的定義： 在R-L-C串聯(lián)電路中，當(dāng) 電壓電流參考方向(fngxing)一致時(shí)，電路端電壓與電路電流相位相同的現(xiàn)象稱(chēng)為串聯(lián)諧振。2、串聯(lián)、串聯(lián)(chunlin)諧振的條件諧