華東理工大學(xué)電路原理與分析期末復(fù)習(xí)ppt

1、1 電路電路課程總復(fù)習(xí)課程總復(fù)習(xí) 華東理工大學(xué)信息學(xué)院華東理工大學(xué)信息學(xué)院2第一章第一章 電路基本概念與定律電路基本概念與定律 （掌握）（掌握）一、電路及電路模型：一、電路及電路模型： 電路作用、分類、理想元件、理想電路模型電路作用、分類、理想元件、理想電路模型二、電路分析基本變量二、電路分析基本變量 定義、大小、單位；方向：關(guān)聯(lián)參考方向定義、大小、單位；方向：關(guān)聯(lián)參考方向 非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián) 三、基爾霍夫定律三、基爾霍夫定律 *KCLKCL、KVLKVL內(nèi)容內(nèi)容、推廣形式、物理意義、推廣形式、物理意義四、電路常用元件四、電路常用元件 無源元件（電阻、電感、電容）；無源元件（電阻、電感、電容）； 有

2、源元件（理想電壓源、理想電流源）；有源元件（理想電壓源、理想電流源）； 受控源（受控源（VCCSVCCS、CCCSCCCS、VCVSVCVS、VCVS)VCVS)下 頁上 頁3第二章第二章 電路元件及電路基本類型律電路元件及電路基本類型律一、電路常用元件一、電路常用元件 無源元件（電阻、電感、電容）；無源元件（電阻、電感、電容）； 有源元件（理想電壓源、理想電流源）；有源元件（理想電壓源、理想電流源）； 受控源（受控源（VCCSVCCS、CCCSCCCS、VCVSVCVS、VCVS)VCVS)下 頁上 頁二二 、 含理想運(yùn)算放大器的電路含理想運(yùn)算放大器的電路*四、有互感電路的計(jì)算四、有互感電路

3、的計(jì)算*三、二端口網(wǎng)絡(luò)三、二端口網(wǎng)絡(luò)*4*含理想運(yùn)算放大器的電路的分析含理想運(yùn)算放大器的電路的分析 規(guī)則規(guī)則1： “虛斷虛斷” - i-= 0，i+= 0 規(guī)則規(guī)則2：“虛短虛短” - u+ = u-分析方法分析方法+結(jié)點(diǎn)電壓或（KCL）方程除輸出端外，對(duì)各點(diǎn)列結(jié)點(diǎn)電壓方程或除輸出端外，對(duì)各點(diǎn)列結(jié)點(diǎn)電壓方程或KCLKCL方程。方程。下 頁上 頁5例例 含有運(yùn)算放大器的電路如圖所示，試求該電路的含有運(yùn)算放大器的電路如圖所示，試求該電路的輸出電壓和輸出電流。輸出電壓和輸出電流。解解: : 設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓分別為設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓分別為un1、un2、un3。 節(jié)點(diǎn)方程為節(jié)點(diǎn)方程為n1n33333n23331

4、1161.6 103.2 103.2 101.6 101167.5 101.5 107.5 10uuu解得：解得：un2=1V利用運(yùn)算放大器的利用運(yùn)算放大器的“虛短虛短”特性，有特性，有 n1n2uu解得：解得：uo=un3= - -9Vio= - -5.62510-3A6例Us71.共有六套參數(shù)可用來描述二端口網(wǎng)絡(luò)的端口外特性。以不共有六套參數(shù)可用來描述二端口網(wǎng)絡(luò)的端口外特性。以不同的方式連接的二端口可用不同的參數(shù)表示。同的方式連接的二端口可用不同的參數(shù)表示。2. 掌握計(jì)算以下三種線性無源二端口的參數(shù)矩陣掌握計(jì)算以下三種線性無源二端口的參數(shù)矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)下 頁上 頁 2221212

5、2121111iriruiriru 22212122121111ugugiugugi 22222112122111iauaiiauau3.3.計(jì)算二端口級(jí)聯(lián)后計(jì)算二端口級(jí)聯(lián)后A A參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣8例例4：試求理想變壓器的試求理想變壓器的H混合參數(shù)矩陣和混合參數(shù)矩陣和A傳輸傳輸參數(shù)矩陣。參數(shù)矩陣。解：解： 12121unuiin 已知理想變壓器的電已知理想變壓器的電壓壓-電流關(guān)系為電流關(guān)系為 寫成混合參數(shù)和傳輸參數(shù)矩陣形式為寫成混合參數(shù)和傳輸參數(shù)矩陣形式為112200uininu1212001/uunini001/nnA00nnH11221200uinuiniu n:1i1i2+ + u1u2

6、9理想變壓器的電阻變換理想變壓器的電阻變換 2L 2uR i 由圖示電路，有由圖示電路，有 12L 22L1L1()()ununR inRnin R i 例例.已知已知uS=80v,電阻電阻RS=20 ，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻RL=5 。求。求i1 ， i2 。* *2 : 1RL+uSRSi1i2n2RL+uSRSi11010求下圖所示二端口電路的求下圖所示二端口電路的R 參數(shù)矩陣。參數(shù)矩陣。解：解：例1用列方程法求用列方程法求R參數(shù)參數(shù)212121112iRiRiiRiiRiu)()()()( 2121222iRiRiiRRiu)()( 1111二端口的級(jí)聯(lián)二端口的級(jí)聯(lián)由圖示可得由圖示可得 2

7、222211112211111iuiuiuiuiuiuAAAAA即有21AAA 1212例例已知：虛線框所示的復(fù)合二端口網(wǎng)絡(luò)A =1，且 00.01s10001A又RL=時(shí)，U1=100V, I1=2A， U2=20V，又RL=0時(shí)，U1=20V, I2=4A。求（1）網(wǎng)絡(luò)N2的傳輸參數(shù)矩陣A2 ； （2）當(dāng)Us =10V，ri =5，RL為何值時(shí)獲得最大功率？1313解：解：（1）設(shè)虛線框所示的復(fù)合二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)方程為 22222112122111IaUaIIaUaU520100021112 IUUa5420021122 UIUasUIaI10202021212. 由已知條件知：a11

8、a22a12a21=1故得a22=0.3可可解解得得：由由 2221121121001010000.30.1s55aaaa.AAA 0.050.05s30102A1414解：2212213 .01 .055IUIIUU11510IU此時(shí)Us 輸出功率為？。（2）由虛線框所示的復(fù)合二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)矩陣得222020ocIscuUUIIOCeqSCuRi2max4*ocequPR15 (1) (1) 注意互感線圈上的電壓除自感電壓外，還注意互感線圈上的電壓除自感電壓外，還應(yīng)包含互感電應(yīng)包含互感電壓。壓。 (2) (2) 在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，有互感的電路的計(jì)算仍應(yīng)用在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，有互感的電路的

9、計(jì)算仍應(yīng)用相量分相量分析析方法。方法。有互感電路的計(jì)算有互感電路的計(jì)算*互感電壓前互感電壓前“+”號(hào)或號(hào)或“”號(hào)的判斷：號(hào)的判斷： 若互感電壓若互感電壓“+”極性端子與產(chǎn)生該互感電壓的電流流進(jìn)極性端子與產(chǎn)生該互感電壓的電流流進(jìn)的端子為一對(duì)同名端，互感電壓前取的端子為一對(duì)同名端，互感電壓前取“+”號(hào)，反之取號(hào)，反之取“”號(hào)。號(hào)。下 頁上 頁16tiMtiLudddd2111 tiLtiMudddd2212 i1*L1L2+_u1+_u2i2MtiMtiLudddd2111 tiLtiMudddd2212 i1*L1L2+_u1+_u2i2M寫寫出出圖圖示示電電路路電電壓、壓、電電流流關(guān)關(guān)系系式式

10、2111 MjjIILU 1222j M+jUIL I 1211jj MUL II 1222j M+jUIL I*j L1j L2+_j M1 U+_2 U1 I2 I17第三章第三章 電路的一般分析方法電路的一般分析方法 一、等效及等效變換的概念一、等效及等效變換的概念 二、二、兩種電源模型的等效變換兩種電源模型的等效變換* 下 頁上 頁三、回路電流法三、回路電流法：*待求量：待求量：回路電流回路電流四、節(jié)點(diǎn)電壓法：四、節(jié)點(diǎn)電壓法：* 待求量：待求量：節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)電壓18由電壓源變換為電流源：由電壓源變換為電流源：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換由電流源變換為電壓源：由電流源變換為電壓源：iiissRGRu

11、i1, iiissGRGiu1, i+_uSRi+u_iGi+u_iSiGi+u_iSi+_uSRi+u_短路電流iS = uSGi 下 頁上 頁下 頁上 頁viS 的方向與uS電壓升方向一致(從“+”流出) !19對(duì)于具有對(duì)于具有 l=b-(n-1) 個(gè)回路的電路，有個(gè)回路的電路，有:其中其中:Rjk:互電阻互電阻+ : 流過互阻的兩個(gè)回路電流方向相同流過互阻的兩個(gè)回路電流方向相同- : 流過互阻的兩個(gè)回路電流方向相反流過互阻的兩個(gè)回路電流方向相反0 : 無關(guān)無關(guān)R11il1+R12il1+ +R1l ill=uSl1 R21il1+R22il1+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+R

12、l2il1+ +Rll ill=uSllRkk:自電阻自電阻(為正為正) RIl= US三、回路電流法三、回路電流法：u S L k 回路回路K中所有電源（包括獨(dú)立源和受控源）電壓升的代數(shù)中所有電源（包括獨(dú)立源和受控源）電壓升的代數(shù)和。和。當(dāng)電壓源電壓方向與該回路方向一致時(shí)當(dāng)電壓源電壓方向與該回路方向一致時(shí),取取負(fù)負(fù)號(hào)號(hào),反之取反之取正正號(hào)。號(hào)。20G11un1+G12un2+G1,n-1un,n-1=iSn1G21un1+G22un2+G2,n-1un,n-1=iSn2 Gn-1,1un1+Gn-1,2un2+Gn-1,nun,n-1=iSn,n-1其中其中Gii 自電導(dǎo)，等于接在結(jié)點(diǎn)自電導(dǎo)

13、，等于接在結(jié)點(diǎn)i上所有支路的電導(dǎo)之上所有支路的電導(dǎo)之和和(包括電壓源與電阻串聯(lián)支路包括電壓源與電阻串聯(lián)支路)?？倿檎?。總為正。 iSni 流入結(jié)點(diǎn)流入結(jié)點(diǎn)i的所有電流源電流的代數(shù)和的所有電流源電流的代數(shù)和(包包括由電壓源與電阻串聯(lián)支路等效的電流源括由電壓源與電阻串聯(lián)支路等效的電流源)。Gij = Gji互電導(dǎo)，等于接在結(jié)點(diǎn)互電導(dǎo)，等于接在結(jié)點(diǎn)i與結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)j之之間的所支路的電導(dǎo)之和，總為負(fù)。間的所支路的電導(dǎo)之和，總為負(fù)。下 頁上 頁結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法21例例列寫電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。列寫電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程。 1V2 3 2 1 5 3 4VU4U3A312Vun41 5415 . 0)2315

14、 . 01(321Uuuunnn Auunn320505032 ).(.*注：與電流源串接的注：與電流源串接的 電阻不參與列方程電阻不參與列方程增補(bǔ)方程：增補(bǔ)方程：U = Un3下 頁上 頁*注：無伴電壓源支路注：無伴電壓源支路的處理，以此支路的的處理，以此支路的一端為參考點(diǎn)。一端為參考點(diǎn)。 I22練習(xí)：練習(xí)：求圖示電路中各支路電流。求圖示電路中各支路電流。11170()1.610422uI1I2I3 u)2141101(2706 .1uV588.43 若電路只有一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，其節(jié)若電路只有一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)電位方程為：點(diǎn)電位方程為： 選擇參考節(jié)點(diǎn)，選擇參考節(jié)點(diǎn)，列寫方程：列寫方程：kskG

15、IuI1 =-4.05AI2 = 10.765A( 彌爾曼定理彌爾曼定理)I3 = -13.471A下 頁上 頁23第四章第四章 線性電路基本定理線性電路基本定理一、一、 疊加定理疊加定理: : （應(yīng)用于非正弦電路中）（應(yīng)用于非正弦電路中）* * * * * 線性電路中任一條支路電流或電壓等于各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)線性電路中任一條支路電流或電壓等于各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 二、線性定理二、線性定理: : 電路中各響應(yīng)均為各激勵(lì)電源的一次函數(shù)，均可看成各獨(dú)立電源單獨(dú)電路中各響應(yīng)均為各激勵(lì)電源的一次函數(shù)，均可看成各獨(dú)立電源單獨(dú)作用

16、時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)之疊加。作用時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)之疊加。下 頁上 頁1 12211ksSn snnsbsbik ik ik ikUK u112211ksSn snnsbsbuk ik ik ikUK u同理24例例3uSiiS 封裝好的線性電阻電路如封裝好的線性電阻電路如圖，已知下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：圖，已知下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：AiAiVuSS211 , 響應(yīng)響應(yīng)時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)AiAiVuSS121 , 響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)？響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)，求求 iAiVuSS , 53解解 根據(jù)疊加定理，有：根據(jù)疊加定理，有：SSukiki21 代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得：代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得：221 kk1221 kk1121 kkAiuiSS2

17、53研研究究激激勵(lì)勵(lì)和和響響應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方方法法下 頁上 頁25講題5.5 N為含源網(wǎng)絡(luò)1SikUb26四、等效電源定理四、等效電源定理:* 線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外作用可等效為線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外作用可等效為一個(gè)理想電壓源和一個(gè)理想電壓源和電阻的串聯(lián)組合電阻的串聯(lián)組合。(戴維南定理戴維南定理) * 線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外作用可等效為線性含源單口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外作用可等效為一個(gè)理想電流源和一個(gè)理想電流源和電阻的并聯(lián)組合電阻的并聯(lián)組合。 (諾頓定理諾頓定理)五、五、 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理: 一個(gè)實(shí)際電源模型（一個(gè)實(shí)際電源模型（Uo、Ro）向負(fù)載）向負(fù)載RL傳輸能量，傳輸能量，當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)

18、且僅當(dāng)RL= Ro時(shí)，才可獲最大功率時(shí)，才可獲最大功率Pm。下 頁上 頁27戴維寧定理戴維寧定理,諾頓定理諾頓定理任何一個(gè)線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來說，任何一個(gè)線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來說，總可以用總可以用一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合來等效置來等效置換；也換；也可以用可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)一個(gè)電流源和電導(dǎo)( (電阻電阻) )的并聯(lián)組的并聯(lián)組合合來等效置換。來等效置換。NSabiuiabReqUoc+-u下 頁上 頁abGeq(Req)Isc28-+u o cNSab端口開路端口開路NSabi=0(1) 開路電壓開路電壓Uoc的計(jì)算的計(jì)算:將外電路斷開時(shí)的開路電壓

19、將外電路斷開時(shí)的開路電壓Uoc下 頁上 頁Is cNSab端口短路端口短路-+NSabu=0(2)短路電流短路電流Isc的計(jì)算的計(jì)算29等效電阻等效電阻 1. 定義定義無無源源+-ui等效電阻等效電阻iuRin 2. 計(jì)算方法計(jì)算方法（2）對(duì)含有受控源和電阻的兩端電路，）對(duì)含有受控源和電阻的兩端電路，A 先把獨(dú)立源置零，用加壓求流、加流求壓法先把獨(dú)立源置零，用加壓求流、加流求壓法B 保留獨(dú)立源下，用開路電壓，短路電流法。保留獨(dú)立源下，用開路電壓，短路電流法。下 頁上 頁返 回(1)對(duì)不含有受控源的有源網(wǎng)絡(luò)先把獨(dú)立源置零（電對(duì)不含有受控源的有源網(wǎng)絡(luò)先把獨(dú)立源置零（電壓源處短路；電流源處開路），直

20、接應(yīng)用電阻的串、壓源處短路；電流源處開路），直接應(yīng)用電阻的串、 并聯(lián)和并聯(lián)和 Y變換等方法求輸入電阻變換等方法求輸入電阻30求求U。3 3 6 I+9V+Uab+6I例例1.Uocab+Req3 U-+解解(1) 求開路電壓求開路電壓UocUoc=6I+3II=9/9=1AUoc=9V+Uoc(2) 求等效電阻求等效電阻Req方法方法1：加壓求流：加壓求流下 頁上 頁31U0=6I+3I=9II0=I+ (1/2)IU0 =9 (2/3)I0=6I0Req = U0 /I0=6 3 6 I+Uoab+6II0方法方法2：開路電壓、短路電流：開路電壓、短路電流(Uoc=9V)6 I1 +3I=9

21、I=-6I/3=-2II=0Isc=I1=9/6=1.5AReq = Uoc / Isc =9/1.5=6 3 6 I+9VIscab+6II1獨(dú)立源置零獨(dú)立源置零獨(dú)立源保留獨(dú)立源保留方法方法1：加壓求流：加壓求流32(3) 等效電路等效電路abUoc+Req3 U-+6 9V393V63U 下 頁上 頁2max4*ocequPR如負(fù)載可變33第六章第六章 一階電路一階電路1. 掌握一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)掌握一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)求解和全響應(yīng)求解（三要素法）（三要素法） ；l 重點(diǎn)重點(diǎn)下 頁熟練掌握熟練掌握一階電路的計(jì)算方法一階電路的計(jì)算方法三要素法三要素法（直流激

22、勵(lì)）2. 理解一階電路的階躍響應(yīng)理解一階電路的階躍響應(yīng)（三要素法）（三要素法） 3理解一階電路的沖擊響應(yīng)。（拉普拉氏變換理解一階電路的沖擊響應(yīng)。（拉普拉氏變換法）法）34 三要素法分析一階電路三要素法分析一階電路( )( ) (0 )( )tf tfffe ( ) (0 ) ff穩(wěn)態(tài)解三要素初始值時(shí)間常數(shù)分析一階電路問題轉(zhuǎn)為求解電路的三個(gè)要素的問題分析一階電路問題轉(zhuǎn)為求解電路的三個(gè)要素的問題用用0+等效電路求解等效電路求解用用換路后換路后t 的新穩(wěn)態(tài)的新穩(wěn)態(tài)電路電路求解，電容開路，電感短路求解，電容開路，電感短路下 頁上 頁* 衰減快慢取決于時(shí)間常數(shù)衰減快慢取決于時(shí)間常數(shù) RC電路電路 = R

23、eqC , RL電路電路 = L/Req Req為與動(dòng)態(tài)元件相連的一端口電路的等效電阻。為與動(dòng)態(tài)元件相連的一端口電路的等效電阻。* 同一電路中所有響應(yīng)具有相同的時(shí)間常數(shù)。同一電路中所有響應(yīng)具有相同的時(shí)間常數(shù)。35例例t=0時(shí)時(shí) ,開關(guān)閉合，求開關(guān)閉合，求t0后的后的iL、i1、i2解解 三要素為：三要素為：/0.6/(5/5)1/5L Rs(0 )(0 )10/52LLiiAiL+20V0.5H5 5 +10Vi2i1()10/520/56LiA ( )( ) (0 )( )tLLLLi tiiie 應(yīng)用三要素公式應(yīng)用三要素公式55( )6(26)64 0ttLiteet55( )0.5( 4

24、)( 5)10ttLLdiutLeeVdt 51( )(10)/522tLi tueA52( )(20)/542tLi tueA下 頁上 頁36 6.11換路后電路變成兩個(gè)一階電路37二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)： 二階電路的初始儲(chǔ)能為零，二階電路的初始儲(chǔ)能為零， 僅由外施激勵(lì)引起的響應(yīng)。僅由外施激勵(lì)引起的響應(yīng)。激勵(lì)為階躍函數(shù)時(shí)，電路中產(chǎn)生的激勵(lì)為階躍函數(shù)時(shí)，電路中產(chǎn)生的零狀零狀態(tài)響應(yīng)態(tài)響應(yīng)。階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)應(yīng)用：二階電路換路時(shí)的各種響應(yīng)和應(yīng)用：二階電路換路時(shí)的各種響應(yīng)和一階電路的沖激響應(yīng)，一階電路的沖激響應(yīng)，第七章第七章 拉普拉斯變換法拉普拉斯變換法激勵(lì)為沖激函數(shù)時(shí)，電路中產(chǎn)生的

25、激勵(lì)為沖激函數(shù)時(shí)，電路中產(chǎn)生的零狀零狀態(tài)響應(yīng)態(tài)響應(yīng)。沖激響應(yīng)沖激響應(yīng)381. 求初始值求初始值: 由換路前的電路求由換路前的電路求);0(0iLCu和畫運(yùn)算電路畫運(yùn)算電路: 根據(jù)各元件的運(yùn)算模型將換路后根據(jù)各元件的運(yùn)算模型將換路后 時(shí)域電路轉(zhuǎn)化為運(yùn)算電路時(shí)域電路轉(zhuǎn)化為運(yùn)算電路;求頻域解求頻域解: 在運(yùn)算電路中應(yīng)用各種解題方法列在運(yùn)算電路中應(yīng)用各種解題方法列 代數(shù)方程解得象函數(shù)代數(shù)方程解得象函數(shù)F(s); 反變換得時(shí)域解反變換得時(shí)域解: 將將F(s)部分分式展開后求得部分分式展開后求得 原函數(shù)原函數(shù)f(t)。下 頁上 頁拉普拉斯變換法拉普拉斯變換法 時(shí)域電路中所有變量、激勵(lì)源、受控源都用其象時(shí)域

26、電路中所有變量、激勵(lì)源、受控源都用其象函數(shù)表示，電路元件都用運(yùn)算阻抗（或運(yùn)算導(dǎo)納）及函數(shù)表示，電路元件都用運(yùn)算阻抗（或運(yùn)算導(dǎo)納）及相應(yīng)的附加電源相應(yīng)的附加電源表示，所得到的電路模型稱為運(yùn)算電表示，所得到的電路模型稱為運(yùn)算電路模型。路模型。39 電感的運(yùn)算電路電感的運(yùn)算電路 i(t)u (t)L+- -時(shí)域電路時(shí)域電路ttiLtudd)()(拉氏變換拉氏變換)0()()(issILsU)0()()(LissLIsUsLI(s)U (s) +- -+- -Li(0-)運(yùn)算電路運(yùn)算電路附加電源運(yùn)算感抗下 頁上 頁40 電容的運(yùn)算電路電容的運(yùn)算電路 拉氏變換拉氏變換 susIscsU01)(運(yùn)算電路運(yùn)

27、算電路附加電源運(yùn)算容抗時(shí)域電路時(shí)域電路i (t)u(t)C+- - tudttictu001I(s)U (s)+- -+- - su0sc1下 頁上 頁41R LUs+_ tuC CS(t=0) tiL已知：已知：R=40, L=0.5H, C=50F, us=40, VuC200求求: 開關(guān)閉合后開關(guān)閉合后 uc(t)的變化規(guī)律的變化規(guī)律。ARUiSL140400解：解：1. 求初始值求初始值:VuC200（已知）（已知）2. 畫運(yùn)算電路畫運(yùn)算電路: sILRus/s sL+_0LLi+_ suC0sC1例例下 頁上 頁423. 求象函數(shù)求象函數(shù)Uc(s): sILRus/s sL+_0LL

28、i+_ suC0sC1Uc(s)由節(jié)點(diǎn)法得：由節(jié)點(diǎn)法得： 400100800002000020110102ssssssCRsLsCsusLLisUsUCSC下 頁上 頁43 4007 .2610067.6404001004001008000020000203212ssssAsAsAssssssUC4. 求原函數(shù)求原函數(shù)uc(t):反變換得：反變換得： 0),(7 .2667. 640400100tVeetuttC下 頁上 頁44第八、十章第八、十章 相量分析法相量分析法 及功率的計(jì)算及功率的計(jì)算應(yīng)用：應(yīng)用：(正弦穩(wěn)態(tài)電路正弦穩(wěn)態(tài)電路)1、 正弦量的時(shí)域與頻域表示；相位差、有效值正弦量的時(shí)域與頻

29、域表示；相位差、有效值i(t)=Imcos( t+ i)iII2、 相量形式相量形式KCL和和KVL01knkI01kmkU3、 正弦交流電路中電阻、電感、電容元件伏安關(guān)系正弦交流電路中電阻、電感、電容元件伏安關(guān)系元件性質(zhì)元件性質(zhì) 電電 阻阻 電電 感感 電電 容容時(shí)域關(guān)系時(shí)域關(guān)系 U=RI； =0 U= L I； =90U=I/( C) =-90頻域關(guān)系頻域關(guān)系IRUIjXILjULIjXICj1UC下 頁上 頁45 5、 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析正弦穩(wěn)態(tài)電路分析* 1) 從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為相量模型從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為相量模型: 正弦電流、電壓用相量表示；正弦電流、電壓用相量表示； 無源支路用復(fù)阻

30、抗表示無源支路用復(fù)阻抗表示。 2）選擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎㄟx擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎ↘CL,KVL） 3）頻域求解（復(fù)數(shù)運(yùn)算）得到相量解；頻域求解（復(fù)數(shù)運(yùn)算）得到相量解； 4）相）相量解轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。量解轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。下 頁上 頁注：（注：（a）畫相量圖（同一電路的多個(gè)相量畫在一個(gè)圖中）畫相量圖（同一電路的多個(gè)相量畫在一個(gè)圖中）* （b） 在某些情況下用向量圖輔助分析在某些情況下用向量圖輔助分析46Imsin Recos j 22SUIQQSUIPPSUISSQPQPS S 無無功功有有功功視視在在功功率率復(fù)復(fù)功功率率=0 ， 電壓與電流同相位，電路呈阻性。電壓與電流同相位，電路呈阻性。6、 正

31、弦穩(wěn)態(tài)電路功率：正弦穩(wěn)態(tài)電路功率：p(t)、P、Q、S、cos ； 功率因數(shù)提高；功率因數(shù)提高； 7.諧振諧振下 頁上 頁功率表讀數(shù)為有功功率 物理意義：是電路中等效耗能元件物理意義：是電路中等效耗能元件R(G)所消耗的功率。所消耗的功率。計(jì)算方法計(jì)算方法1：P=UIcos計(jì)算方法計(jì)算方法2：P=I 2R47ooLjXRZ 極大功率傳輸極大功率傳輸一、功率傳輸（共軛匹配）電阻和電抗都可獨(dú)立變化條件下一、功率傳輸（共軛匹配）電阻和電抗都可獨(dú)立變化條件下 Z ZL LLooZZUILRIP2ooojXRZ)()(LoLouoXXjRRUIZ Zo oU Uo oLLLjXRZ222)()(L LL

32、 LX XR RoooXRULRooRUP42max并且并且（共軛匹配）（共軛匹配）4822|LoooZRXZ二、功率傳輸二、功率傳輸（等模匹配）（等模匹配）阻抗角不變，?？勺兊臈l件下阻抗角不變，?？勺兊臈l件下Z ZL LLooZZUILRIP2ooojXRZ()()ouoLoLURRj XXZ Zo oU Uo o222()()oooLURXXL LR RLR222)(ooooomXZRZUP且且LLLZRjX49例：例：圖示電路已知圖示電路已知求：求：1 1） 負(fù)載負(fù)載R R獲最大功率時(shí)，電路中獲最大功率時(shí)，電路中R=? C=? PR=? C=? Pmaxmax=?=? .100,01 .

33、0MHzfVU8 .6250jZo22)(1CRCRjRZL50)(12CRR8 .62)(122CRCR由最大功率傳輸條件：由最大功率傳輸條件：oLZZ有有256. 1CR8768.128RpFC5 .158 .6250jZooZR 2735.80W38.38W50222)(ooooomXZRZUPomRUP422) 2) 移去移去C C時(shí)，時(shí)，R=?R=?時(shí)可獲最大功率時(shí)可獲最大功率50解法解法1：13.5315030arccosarccosUIP403013.5350jIUZZmHLR1275024040,30解法解法2：R=P / I2=30/12=304030502222RZL例例

34、三表法測(cè)線圈參數(shù)。三表法測(cè)線圈參數(shù)。已知已知f=50Hz，且測(cè)得，且測(cè)得U=50V，I=1A，P=30W。求。求R,L。RL+_U IZVAW*51非正弦周期電流電路的計(jì)算非正弦周期電流電路的計(jì)算理論依據(jù)理論依據(jù): 傅里葉級(jí)數(shù)展開傅里葉級(jí)數(shù)展開 + 疊加定理疊加定理計(jì)算步驟計(jì)算步驟:1. 分別求出激勵(lì)的分別求出激勵(lì)的直流分量直流分量和和各次諧波分量各次諧波分量單獨(dú)作用時(shí)的響應(yīng)。單獨(dú)作用時(shí)的響應(yīng)。畫各分電路圖注意點(diǎn)畫各分電路圖注意點(diǎn): 直流分量激勵(lì)下，直流分量激勵(lì)下，C開路，開路，L短路；短路； 各次諧波分量激勵(lì)下，電抗值不同各次諧波分量激勵(lì)下，電抗值不同XLk=kLXCk=1/kC2. 將直流

35、分量和各次諧波分量的將直流分量和各次諧波分量的瞬時(shí)響應(yīng)瞬時(shí)響應(yīng)疊加求和疊加求和。 titiIti210注意：5222221201220kkkIIIIIII一一. 有效值有效值22221201220kkkUUUUUUU同理有：二二. 平均功率（有功功率）平均功率（有功功率）kkkIUIUIUIUPcoscoscos22211100非正弦周期電流電路中的平均功率為直流分量構(gòu)成非正弦周期電流電路中的平均功率為直流分量構(gòu)成 的功率與各次諧波構(gòu)成的平均功率之和。的功率與各次諧波構(gòu)成的平均功率之和。RIRIRIRIRIPk22221202下 頁上 頁53RIUUR 0jCIUC0jLUILLU CU RU

36、 I諧振時(shí)的相量圖諧振時(shí)的相量圖 IRj L+_Cj1 U+-LU+-CU+-RUL、C環(huán)節(jié)等效電抗環(huán)節(jié)等效電抗為零，相當(dāng)于短路。為零，相當(dāng)于短路。0CLUUU串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路LC10 )1( jCLRZ 54G C L 并聯(lián)并聯(lián))1( jLCGY +_S IGCL ULC10 L、C環(huán)節(jié)等效電納環(huán)節(jié)等效電納為零，相當(dāng)于開路。為零，相當(dāng)于開路。并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路55求圖示電路中電流i1(t)和i2(t)，并求兩個(gè)電流表的讀數(shù)。其中,61,cos2020)(CtVtu.1,421MLL解：解：直流分量作用：直流分量作用：0)0(2iAi10220)0(1基波分量作用：基波分量作用：

37、2020)42(21I jIj0)643(21IjjIj76.61224. 21I07.118218. 12I由疊加定理，有：由疊加定理，有：)1(1)0(11iii)1(2)0(22iiiAt)76.61cos(24.410At)07.118cos(18.12)1(12)0(11IIIA44.10AI834.0218.12例例.下 頁上 頁56例例3.RC2+uL2C1L1 +uC2 iRiL1已知：已知：1001,1004001,1002211CLCL 60 90cos(90 )40sin(2)u ttt V,60 R 12,LCitU求：瞬時(shí)值有效值。解：解：先分析是否有諧振現(xiàn)象發(fā)生。先

38、分析是否有諧振現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)二次諧波發(fā)生并諧。對(duì)基波發(fā)生串諧；20021210011122CLCL下 頁上 頁57 對(duì)直流分量：對(duì)直流分量：60 +60V+UC2(0)IR(0)IL(0)IL(0) = IR(0) =60/R=60/60=1AUC2(0) =60V 對(duì)基波分量：對(duì)基波分量：L2和和C2串諧串諧60 -j100+j100-j400 j100 + VU902901 12CU 1RI 11LI 01RI AjIL29 . 010090)2/90(11 VjjjUC9025 .67100400902/90100902/9012下 頁上 頁58L1和和C1并諧并諧60 -j100+j10

39、0-j200 j200 + VU902402 22CU 2RI 21LI 02RI AjIL22 . 020090) 2/40(21 022CU 對(duì)二次諧波：對(duì)二次諧波： 110.9cos0.2cosLittt A 瞬時(shí)值VUC67.76025 .67602222有效值下 頁上 頁59結(jié)論結(jié)論：Y接法的接法的對(duì)稱三相電源或負(fù)載對(duì)稱三相電源或負(fù)載 所謂的所謂的“對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的 第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。(1) 相電流等于線電流。相電流等于線電流。(3) 線電壓相位線電壓相位超前超前對(duì)應(yīng)相電壓對(duì)應(yīng)相電壓30o。 .3 ,3 )2(plUU 即即倍倍的的線電壓大小等于相電壓線電壓大小等于相電壓UVUVWVW