第10講電路基本規(guī)律與電阻電路分析總結(jié)ppt課件

1、電路、集中參數(shù)元件和電路模型電路、集中參數(shù)元件和電路模型實(shí)際電路是由電工設(shè)備和晶體管等器件相互聯(lián)接組成的整體，它實(shí)際電路是由電工設(shè)備和晶體管等器件相互聯(lián)接組成的整體，它提供了電流流經(jīng)的途徑。如電筒、集成電路。提供了電流流經(jīng)的途徑。如電筒、集成電路。研究電路的基本思路：研究電路的基本思路：實(shí)際電路實(shí)際電路抽象方法抽象方法電路模型電路模型基本定律基本定律電路方程電路方程解方程解方程方程的解方程的解電路理論中的重要假設(shè)：電路理論中的重要假設(shè)： 電路器件和電路本身的尺寸遠(yuǎn)小于工作于電路的電磁波的波長。電磁波通過電路的時(shí)間是瞬時(shí)的。整個(gè)實(shí)際電路可看作是電磁空間的一個(gè)點(diǎn)，可以用足夠精確反映其電磁性質(zhì)的一些

2、理想電路元件或它們的組合來模擬實(shí)際元件。這種理想化的電路元件稱為集中參數(shù)元件?？梢哉J(rèn)為，電磁能量的消耗都集中于電阻元件，電能只集中于電容元件，磁能只集中于電感元件。這些二端子的集中參數(shù)元件，其電磁性能可用端電流和端電壓來描述，而端電流和端電壓僅是時(shí)間的函數(shù)，與空間位置無關(guān)。電路模型：由集中參數(shù)元件連接組成的電路。電路模型：由集中參數(shù)元件連接組成的電路。第第10講講 電路基本規(guī)律與電阻電路分析總結(jié)電路基本規(guī)律與電阻電路分析總結(jié)電路變量：電路變量：i、 u、p、w電路理論分析的對象：電路模型而不是實(shí)際電路。電路理論分析的對象：電路模型而不是實(shí)際電路。電流定義：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為

3、電流強(qiáng)電流定義：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流強(qiáng)度，度， 簡稱電流，用符號(hào)簡稱電流，用符號(hào)i或或i(t)。電壓定義：電路中，電壓定義：電路中， 電場力將單位正電荷從某點(diǎn)移到另一點(diǎn)所作電場力將單位正電荷從某點(diǎn)移到另一點(diǎn)所作的功定義該兩點(diǎn)之間的電壓，也稱電位差，用的功定義該兩點(diǎn)之間的電壓，也稱電位差，用u或或u(t)表示。表示。電壓參考極性表示方法：用正負(fù)極性表示、用箭頭表示、用雙下標(biāo)表示。電位定義：在電路中選取一點(diǎn)為參考點(diǎn)參考點(diǎn)電位規(guī)定為電位定義：在電路中選取一點(diǎn)為參考點(diǎn)參考點(diǎn)電位規(guī)定為0），）， 則其余各點(diǎn)都有電位。電場力將單位正電荷從則其余各點(diǎn)都有電位。電場力將單位正電荷從A點(diǎn)移

4、到參考點(diǎn)所點(diǎn)移到參考點(diǎn)所作的功定義為該點(diǎn)的電位值。作的功定義為該點(diǎn)的電位值。電流參考方向表示方法：用箭頭表示、用雙下標(biāo)表示。關(guān)聯(lián)參考方向和非關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向和非關(guān)聯(lián)參考方向：+ui+ui為了方便，常采用關(guān)聯(lián)參考方向，電路圖上只需標(biāo)明為了方便，常采用關(guān)聯(lián)參考方向，電路圖上只需標(biāo)明u或或i中一個(gè)。中一個(gè)。吸收能量和發(fā)出能量：當(dāng)正電荷從電路元件上電壓的吸收能量和發(fā)出能量：當(dāng)正電荷從電路元件上電壓的“+”極經(jīng)極經(jīng)元件移到元件移到“-”極是電場力對電荷作功的結(jié)果，這時(shí)元件吸收能量；極是電場力對電荷作功的結(jié)果，這時(shí)元件吸收能量； 反之，反之， 正電荷從電路元件的正電荷從電路元件的“-”極移到極移

5、到“+”極，極， 則必須由外則必須由外力化學(xué)力、力化學(xué)力、 電磁力等對電荷作功以克服電場力，這時(shí)電路元電磁力等對電荷作功以克服電場力，這時(shí)電路元件發(fā)出能量。件發(fā)出能量。功率定義：單位時(shí)間內(nèi)吸收或產(chǎn)生的電能量，稱為電功率，功率定義：單位時(shí)間內(nèi)吸收或產(chǎn)生的電能量，稱為電功率，簡稱功率。簡稱功率。dtdqi =dqdwu =dtdwp =dtdwp =dwdqdtdq=u iP0 時(shí)時(shí) 表示元件實(shí)際吸收功率表示元件實(shí)際吸收功率P0 時(shí)時(shí) 表示元件實(shí)際發(fā)出功率表示元件實(shí)際發(fā)出功率在關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，元件吸收功率為：在關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，元件吸收功率為：國際單位制國際單位制SIA(安安)、V(伏伏)、C庫）、

6、庫）、J焦）、焦）、W(瓦瓦)。例如: 1mA= 10-3 A 1kV= 103 V 1kW= 103 W等10-3 、 10-6 、 10-9 、 10-12 毫毫(milli)、微、微(micro)()、納、納(nano) 、皮、皮(pico) 千千(kilo)、 兆兆(Mega)、 吉吉(Giga)。103 106 109電路中兩類約束電路中兩類約束 分析電路的根本依據(jù)分析電路的根本依據(jù)連接關(guān)系連接關(guān)系拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束元件特性元件特性元件約束元件約束基爾霍夫定律基爾霍夫定律KCL和和KVL）伏安特性伏安特性VAR）電阻元件定義：一個(gè)二端元件，如果在任意時(shí)刻電阻元件定義：一個(gè)二端元件，如果

7、在任意時(shí)刻t，其兩端電壓，其兩端電壓u與流經(jīng)它的電流與流經(jīng)它的電流i之間的關(guān)系能用之間的關(guān)系能用ui平面上的通過原點(diǎn)的曲線所確平面上的通過原點(diǎn)的曲線所確定，就稱其為二端電阻元件，簡稱電阻元件也稱一端口電阻）。定，就稱其為二端電阻元件，簡稱電阻元件也稱一端口電阻）。+-uiR電壓源定義：一個(gè)二端元件，電壓源定義：一個(gè)二端元件， 如其端口電壓總能保持為給定的如其端口電壓總能保持為給定的電壓電壓uS (t)，而與通過它的電流無關(guān)，而與通過它的電流無關(guān)， 則稱其為電壓源。則稱其為電壓源。+-us電流源定義：一個(gè)二端元件，電流源定義：一個(gè)二端元件， 如其端口電流值總能保持為給定如其端口電流值總能保持為給

8、定的電流的電流iS (t)，而與它的端口電壓無關(guān)，而與它的端口電壓無關(guān)， 則稱其為電流源。則稱其為電流源。is壓控電壓源(VCVS)uS(t)= uc (t) iC (t)=0流控電壓源(CCVS) uS (t)=r iC (t) uc (t)=0壓控電流源(VCCS) is (t)=g uc(t) iC (t)=0流控電流源(CCCS) is (t)= ic (t) uc(t)=0受控源控制端口功率恒為受控源控制端口功率恒為0P19：+u1-iC4uRRuRRueqkkkk=電壓與電阻成正比電壓與電阻成正比分壓公式：分壓公式：n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，第個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，第k個(gè)電阻的電壓為：個(gè)電阻的電壓為

9、：電流與電導(dǎo)成正比電流與電導(dǎo)成正比分流公式：分流公式：n個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，第個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，第k個(gè)電阻的電流為：個(gè)電阻的電流為：iGGiGGieqkkkk=對于兩電阻并聯(lián)對于兩電阻并聯(lián)R1R2i1i2iiRRRiRRRi2122111/1/1/1=iRRRiRRRi2112122/1/1/1= u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2 1線性二端口電阻電路：線性二端口電阻電路：u1 = R11 i1 + R12 i2 u2 = R21 i1 + R22 i2= u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2N+u-i線性一端口電阻電路的等效：線性一端口電阻電路的等效：+u-iReqReqi

10、u=def= Ri1 i2i1 = G11 u1 + G12 u2 i2 = G21 u1 + G22 u2= u1 u2G1 1 G12G21 G22i1 i2= G u1 u2G =R 1= u1 u2G1 1 G12G21 G22i1 i2= G u1 u2= u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2= Ri1 i2線性二端口電阻電路的等效：線性二端口電阻電路的等效：P40 1-17P41 1-26u1 = R11 i1 + R12 i2 u2 = R21 i1 + R22 i2i1 = G11 u1 + G12 u2 i2 = G21 u1 + G22 u2i+_uSRi+u_

11、實(shí)際電壓源與實(shí)際電流源實(shí)際電壓源與實(shí)際電流源u =uS Ri iiGi+u_iSi = iS Gi u等效變換等效變換 iS= uS /Ri , Gi = 1/Ri+usabcde電壓源等效轉(zhuǎn)移電壓源等效轉(zhuǎn)移虛線圓的外部特性沒變虛線圓的外部特性沒變電流源等效轉(zhuǎn)移電流源等效轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)法：節(jié)點(diǎn)法： n-1個(gè)個(gè)KCL （以節(jié)點(diǎn)電壓為變量）（以節(jié)點(diǎn)電壓為變量）電阻電路分析方法：電阻電路分析方法：2b法：法： n-1個(gè)個(gè)KCL、 b-n+1個(gè)個(gè)KVL、 b個(gè)個(gè)VCR支路電流法：支路電流法： n-1個(gè)個(gè)KCL、 b-n+1個(gè)個(gè)KVL以支路電流為變以支路電流為變量）量）支路電壓法：支路電壓法： n-1個(gè)個(gè)KC

12、L以支路電壓為變量）、以支路電壓為變量）、b-n+1個(gè)個(gè)KVL回路法：回路法： b-n+1個(gè)個(gè)KVL以假想回路電流為變量）以假想回路電流為變量）網(wǎng)孔法：網(wǎng)孔法： b-n+1個(gè)個(gè)KVL以假想網(wǎng)孔電流為變量）以假想網(wǎng)孔電流為變量）齊次定理、疊加定理和替代定理；戴維南定理、諾頓定理和齊次定理、疊加定理和替代定理；戴維南定理、諾頓定理和最大功率傳輸定理；功率定理、擬功率定理和互易定理。最大功率傳輸定理；功率定理、擬功率定理和互易定理。電阻電路分析電阻電路分析定理：定理：虛線圓的外部特性沒變虛線圓的外部特性沒變例例: 如圖所示電路，用萬用表測得如圖所示電路，用萬用表測得a、b兩點(diǎn)間電壓為兩點(diǎn)間電壓為9.6V。試。試判斷電路有沒有故障。如果有故障，請確定是什么故障。判斷電路有沒有故障。如果有故障，請確定是什么故障。+9.6V+24V1R2R3R15k4.7k10kab解解: 第一步第一步: 分析分析V22. 42410/7 . 41510/7 . 4/32132=SabURRRRRU可見，萬用表讀數(shù)應(yīng)為可見，萬用表讀數(shù)應(yīng)為4.22V，而實(shí)際讀數(shù)為，而實(shí)際讀數(shù)為9.6V，說明有故，說明有故障，應(yīng)該是障，應(yīng)該是R2或或R3開路了。開路了。第二步：方案第二步：方案首先假設(shè)首先假設(shè)R2開路，設(shè)法找出開路電阻。如果開路，設(shè)法找出開路電阻。如果R2開路，開路