電網(wǎng)絡(luò)理論01網(wǎng)絡(luò)元件與網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)

第1章網(wǎng)絡(luò)元件與網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)主要內(nèi)容第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)的基本概念一、電網(wǎng)絡(luò)

——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念一、電網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）電網(wǎng)絡(luò)的基本復(fù)合量電功率p電能量

W集總參數(shù)

lumpedparameter——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念集總參數(shù)電路集總電路中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)分隔開：電場(chǎng)只與電容元件相關(guān)磁場(chǎng)只與電感元件相關(guān)兩種場(chǎng)之間不存在相互作用：電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互作用將產(chǎn)生電磁波，能量以波的形式傳遞實(shí)際電路尺寸與工作波長(zhǎng)接近就不能用集總參數(shù)模型電力傳輸線工作頻率50Hz，波長(zhǎng)1500km——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念二、網(wǎng)絡(luò)變量的容許信號(hào)偶一個(gè)二端元件k四個(gè)基本變量有六種組合動(dòng)態(tài)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)變量偶動(dòng)態(tài)無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)變量偶

——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念三、網(wǎng)絡(luò)基本元件組——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念電阻類元件的伏安關(guān)系電容類元件的伏庫(kù)關(guān)系電感類元件的安韋關(guān)系憶阻類元件的韋庫(kù)關(guān)系記憶電阻元件——憶阻元件記憶電阻元件memoryresistor

（憶阻元件memristor）電阻、電感、電容不能構(gòu)成完整的元件體系20世紀(jì)70年代有學(xué)者提出用磁鏈、電荷關(guān)系定義

第4種基本代數(shù)元件——憶阻元件若則稱元件為荷控憶阻元件若

則稱元件為鏈控憶阻元件——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念記憶電阻元件——憶阻元件

——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念記憶電阻元件——憶阻元件如果憶阻元件為線性，有則電壓電流關(guān)系變?yōu)椤?.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念四、單端口元件與多端元件單端口元件，即二端元件只有兩個(gè)端子與外部連接的元件流入一個(gè)端子的電流等于流出另一個(gè)端子的電流——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念四、單端口元件與多端元件端口——流入一個(gè)端子的電流等于流出另一個(gè)端子的電流一個(gè)(n+1)端元件可以等效為一個(gè)n端口元件n端口元件有2n個(gè)端子由KCL，選(n+1)端元件的前n個(gè)端子對(duì)應(yīng)n端口元件中每一個(gè)端口的一個(gè)端子把n端口元件的其余端子連接在一起，對(duì)應(yīng)(n+1)端元件的最后一個(gè)端子——1.1網(wǎng)絡(luò)的基本概念第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件二端網(wǎng)絡(luò)元件電阻、電感、電容…多端網(wǎng)絡(luò)元件放大器、變壓器、回轉(zhuǎn)器…第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一、網(wǎng)絡(luò)的線性與非線性二、網(wǎng)絡(luò)的時(shí)不變性與時(shí)變性三、網(wǎng)絡(luò)的無源性和有源性一、線性與非線性1.線性網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)定義：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)若僅含線性元件和獨(dú)立源按此定義，含線性電感的電流和線性電容的電壓可具有任意初始值傳統(tǒng)定義著眼于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的組成元件端口型線性網(wǎng)絡(luò)若一個(gè)n端口網(wǎng)絡(luò)的輸入—輸出關(guān)系由積分微分算子D確定，當(dāng)D既有齊次性又具有可加性時(shí)，此網(wǎng)絡(luò)稱為線性網(wǎng)絡(luò)反之，若算子D不具有齊次性或可加性，則此網(wǎng)絡(luò)稱為端口性非線性網(wǎng)絡(luò)——1.3網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一、線性與非線性

——1.3網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一、線性與非線性-算子D是指一組含積分運(yùn)算、微分運(yùn)算的關(guān)系式-滿足算子D所示方程組的輸入量和輸出量，實(shí)際上就是網(wǎng)絡(luò)的容許信號(hào)偶-根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成元件及其聯(lián)結(jié)關(guān)系，用KCL、KVL和元件u-i關(guān)系可寫出網(wǎng)絡(luò)的輸入-輸出方程，即可得到相應(yīng)的積分微分算子D——1.3網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一、線性與非線性

——1.3網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一、線性與非線性1.端口型線性網(wǎng)絡(luò)的齊次性和可加性可加性網(wǎng)絡(luò)的積分微分算子D，對(duì)于任意的兩對(duì)容許信號(hào)偶

和當(dāng)和必有則稱該網(wǎng)絡(luò)的輸入-輸出關(guān)系存在可加性可加性還可表示為當(dāng)和，必有則稱算子D具有可加性——1.3網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)二、時(shí)不變性與時(shí)變性1.定義-傳統(tǒng)時(shí)不變的網(wǎng)絡(luò)的定義：若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)不含任何非源時(shí)變網(wǎng)絡(luò)元件，則稱該網(wǎng)絡(luò)為時(shí)不變的，反之，凡含有非源時(shí)變網(wǎng)絡(luò)元件的網(wǎng)絡(luò)，為時(shí)變網(wǎng)絡(luò)。-端口型時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)的定義：V（t）和y（t）為n端口網(wǎng)絡(luò)的任一輸入輸出信號(hào)偶，當(dāng)v(t)-y(t)，必有v(t-T)—y(t-T)成立，則該網(wǎng)絡(luò)為端口型時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)。二、時(shí)不變性與時(shí)變性2.二者關(guān)系--傳統(tǒng)時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)，如果其中不含時(shí)變獨(dú)立源，則必定為端口型時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)。--端口型時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)卻不一定是傳統(tǒng)的時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)。三、有源性與無源性1.網(wǎng)絡(luò)元件的有源性與無源性定義：元件在任一時(shí)間區(qū)間[t0,t]中，經(jīng)其二端傳送至電路其他部分的能量不大于它在t0時(shí)的儲(chǔ)能。-電阻元件-電容元件-電感元件-憶阻元件三、有源性與無源性2.網(wǎng)絡(luò)的有源性與無源性定義：

-傳統(tǒng)定義：若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)僅由無源網(wǎng)絡(luò)元件構(gòu)成，則該網(wǎng)絡(luò)無源。

-端口型無源性定義：無源網(wǎng)絡(luò)在任意一段時(shí)間內(nèi)，通過各端口而傳遞給外部電路的能量，不可能大于在此之前它所存儲(chǔ)的能量。二者關(guān)系：

-傳統(tǒng)的無源網(wǎng)絡(luò)僅含無源元件，必為端口型無源網(wǎng)絡(luò)；

-端口型無源網(wǎng)絡(luò)可能是傳統(tǒng)無源網(wǎng)絡(luò)，也可能不是；

-端口型有