電路基礎(chǔ)所有知識點

關(guān)于電路基礎(chǔ)所有知識點第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五燈泡電池開關(guān)負載電源UUSIR+_控制環(huán)節(jié)手電筒電路模型電路模型第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)：1.實際電路或?qū)嶋H電路元件可以用理想電路元件或理想電路元件組合的電路模型來表示。2.電流、電壓均有實際方向和參考方向之分，后者原則上可任意規(guī)定。同一支路二者參考方向有關(guān)聯(lián)參考方向和非關(guān)聯(lián)參考方向之分，一般無源元件取前者，有源元件取后者。

3.判斷元件吸收還是發(fā)出功率，應(yīng)先根據(jù)其電壓、電流參考方向是否關(guān)聯(lián)來正確地表達功率運算式，然后由算出的結(jié)果進行判斷。第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五關(guān)于參考方向幾點說明：（1）電流、電壓的實際方向是客觀存在的，而參考方向是人為選定的。（2）當電流、電壓的參考方向與實際方向一致時，電流、電壓值取正號，反之取負號。（3）分析計算每一電流、電壓時，都要先選定其各自參考方向，否則計算得出的電流、電壓正負值是沒有意義的。（4）電路中某一支路或某一元件上的電壓與電流的參考方向的選定，可以選一致的參考方向，稱關(guān)聯(lián)參考方向；也可選擇不一致的參考方向，稱非關(guān)聯(lián)參考方向。第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五說明：1.選用哪一種，原則上任意。習慣上：無源元件取一致方向；有源元件取不一致方向。2.u、i

參考方向一經(jīng)確定，計算過程中不得改變。3.電路圖中標出的方向均為參考方向。第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五3.電源特點?理想電壓源的電壓恒定不變，電流隨外電路而變化。?理想電流源的電流恒定不變，電壓隨外電路而變化。?實際電源的電路模型有兩種：實際電壓源和實際電流源，它們分別為理想電壓源和電阻串聯(lián)組成、理想電流源和電阻并聯(lián)組成。第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)：1.基爾霍夫定律2.

電路的三種狀態(tài)電路有開路、短路和有載運行三種狀態(tài)。有載運行又有輕載、過載和額定工作三種狀態(tài)。選用電路元件時應(yīng)重點注意其額定值，使電路工作在額定工作狀態(tài)。電路在工作時應(yīng)防止發(fā)生短路故障。?基爾霍夫電流定律（KCL）Σi=0?基爾霍夫電壓定律（KVL）Σu=0第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五第2章

直流電阻性電路的分析第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五一、電阻的串聯(lián)電路中若干個電阻依次聯(lián)接，各電阻流過同一電流，這種聯(lián)接形式稱為電阻的串聯(lián)。

設(shè)n個電阻串聯(lián)UIReq+-UIR1R2Rn+-1.等效電阻2-2電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五電阻串聯(lián)時，每電阻上的電壓2.分壓作用說明:在串聯(lián)電路中，當外加電壓一定時，各電阻端電壓的大小與它的電阻值成正比。第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五二、電阻的并聯(lián)電路中若干個電阻聯(lián)接在兩個公共點之間，每個電阻承受同一電壓，這樣的聯(lián)接形式稱為電阻的并聯(lián)。設(shè)n個電阻并聯(lián)UIReq+-IInI2R2IR1Rn+U－第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五1.等效電阻IInI2R2IR1Rn+U－UIReq+-兩個電阻并聯(lián)時的等效：第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五二、兩種實際電源模型的等效變換＋Us－IRs1＋U－外電路I′Rs2Is外電路＋U′－①②實際電流源模型實際電壓源模型Rs1=Rs2=Rs

或1.推證若兩個電路相互等效，即U=U、I=I則有第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五1.當實際電壓源等效變換為實際電流源時2.當實際電流源等效變換為實際電壓源時4.利用電源等效變換可以簡化電路。結(jié)論：另外，兩種電源模型等效變換時，還應(yīng)注意：2.理想電壓源（Rs=0）與理想電流源（Rs=∞）之間不能等效變換。3.等效變換時應(yīng)注意電壓源的Us和電流源的Is參考方向相反。Rs2=Rs1Rs1=Rs21.電源等效變換是對外電路而言，電路內(nèi)部并不等效。第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五二、兩種實際電源模型的等效變換＋Us－IRs1＋U－外電路I′Rs2Is外電路＋U′－①②實際電流源模型實際電壓源模型Rs1=Rs2=Rs

或1.推證若兩個電路相互等效，即U=U、I=I則有第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五1.當實際電壓源等效變換為實際電流源時2.當實際電流源等效變換為實際電壓源時4.利用電源等效變換可以簡化電路。結(jié)論：另外，兩種電源模型等效變換時，還應(yīng)注意：2.理想電壓源（Rs=0）與理想電流源（Rs=∞）之間不能等效變換。3.等效變換時應(yīng)注意電壓源的Us和電流源的Is參考方向相反。Rs2=Rs1Rs1=Rs21.電源等效變換是對外電路而言，電路內(nèi)部并不等效。第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五特例對稱三角形聯(lián)結(jié)或星形聯(lián)結(jié)：若

Ra=Rb=Rc=RY，則有若R12=R23=R31=RΔ，則有R12=R23=R31=RΔ=3RY注：電阻星形聯(lián)結(jié)有時又稱為T形電阻，電阻三角形聯(lián)結(jié)也稱為Π形電路。第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五練習：若將Y→△（如下圖），情況如何。aR5R4R3R2R1dcbadReqRbdRadRabR2R5abdReqadReqab

說明:使用△-Y等效變換公式前，應(yīng)先標出3個端子標號，再套用公式計算,切記在△-Y變換時標出的3個端子不要變沒了。第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五1.定義：取電路中某一點為參考點，則電路中點a

到參考點的電壓稱為a點的電位。表為Va?！镫娢坏膯挝慌c電壓的單位相同。2-4

電位３.電壓與電位的關(guān)系：２.方向：電位的參考方向規(guī)定為從某點指向參考點。說明：電位是可正、可負的。例如：Vａ>0

，表示ａ點電位高于參考點電位。說明：參考點的選擇是任意的。參考點的電位為零。工程上常選大地或機殼為參考點。第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)2.串聯(lián)電路的等效電阻等于各電阻之和；并聯(lián)電路的等效電導等于各電導之和；混聯(lián)電路的等效電阻可由電阻串并聯(lián)計算得出。1.等效網(wǎng)絡(luò)的概念：一個N端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓電流關(guān)系與另一個N端口網(wǎng)絡(luò)的端口電壓電流關(guān)系相同，這兩個網(wǎng)絡(luò)對外部而言稱為等效網(wǎng)絡(luò)。第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五3.串聯(lián)電阻具有分壓作用，電阻越大，分壓越高；并聯(lián)電阻具有分流作用，電阻越小，分流越大。5.實際電壓源和實際電流源可以相互等效變換,其等效變換關(guān)系式為4.電阻Y聯(lián)接和△聯(lián)接可以等效變換，對稱情況下等效變換條件：R△=3RY第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五確定電路中各點的電位時必須選定參考點。若參考點不同，則各點的電位值就不同。在一個電路中只能選一個參考點。電路中任意兩點間的電壓值不隨參考點而變化，即與參考點無關(guān)。6.

電位分析第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五2-6網(wǎng)孔電流法

方法：以假想的網(wǎng)孔電流為未知量，應(yīng)用KVL列出網(wǎng)孔方程，聯(lián)立方程求得各網(wǎng)孔電流，再根據(jù)網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系式，求得各支路電流。

第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五I2R2baI1I3＋Us1－＋Us3－R1R3Il1Il2電路分析網(wǎng)孔電流Il1、Il2是假想的，網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系?選取網(wǎng)孔繞行方向與網(wǎng)孔電流參考方向一致，根據(jù)KVL可列網(wǎng)孔方程：?整理得：?可以概括為如下形式第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五規(guī)律：（1）R11、R12分別稱為網(wǎng)孔1、2的自電阻之和，其值等于各網(wǎng)孔中所有支路的電阻之和，它們總?cè)≌?，R11=R1+R2，R22=R2+R3。（2）R12、R21

稱為網(wǎng)孔1、2之間的互電阻，R12=-R2，R21=-R2，可以看出，R12=R21，其絕對值等于這兩個網(wǎng)孔的公共支路的電阻。當兩個網(wǎng)孔電流流過公共支路的參考方向相同時，互電阻取正號，否則取負號。（3）Us11、Us22分別稱為網(wǎng)孔1、2中所有電壓源的代數(shù)和，Us11=Us1、Us22=-Us3。當電壓源電壓的參考方向與網(wǎng)孔電流方向一致時取負號，否則取正號。

一般形式：第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五網(wǎng)孔電流法的一般步驟如下：（1）選定網(wǎng)孔電流的參考方向，標明在電路圖上，并以此方向作為網(wǎng)孔的繞行方向。m個網(wǎng)孔就有m個網(wǎng)孔電流。（2）按上述規(guī)則列出網(wǎng)孔電流方程。（3）聯(lián)立并求解方程組，求得網(wǎng)孔電流。（4）根據(jù)網(wǎng)孔電流與支路電流的關(guān)系式，求得各支路電流或其他需求的電量。第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五例2-13

用網(wǎng)孔電流法求圖示電路電流I。電路中含有電流源，選取網(wǎng)取電流Il1、Il2如圖示。Il1唯一流過含電流源的網(wǎng)孔電流，且參考方向與電流源電流方向相反，所以Il2=－1A。列左邊網(wǎng)孔方程為將Il2代入，并整理得1A+10V－4ΩIl2IIl16Ω4Ω例2-13電路圖解:第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)1.支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。以支路電流為未知量，直接應(yīng)用基爾霍夫定律列方程求解。2.網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流為未知量，應(yīng)用KVL列回路電壓方程，求出網(wǎng)孔電流后再利用支路電流與網(wǎng)孔電流的關(guān)系求支路電流及其他。第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五3.結(jié)點電位法是以結(jié)點電位為未知量，應(yīng)用KCL列回路電壓方程，求出結(jié)點電位后再利用支路電流與結(jié)點電位的關(guān)系求支路電流及其他。4.結(jié)點電位的特例是彌爾曼定理，它適用于只有一個獨立結(jié)點的電路。第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五三種方法的比較支路：b=4，結(jié)點：n=2，網(wǎng)孔：m=3?支路電流法直接應(yīng)用基爾霍夫定律列方程求解，方法簡單。但對于多支路情況所需方程的個數(shù)較多，求解麻煩。如：?網(wǎng)孔電流法應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列回路電壓方程，適合回路數(shù)少的電路。?結(jié)點電位法應(yīng)用基爾霍夫電流定律列結(jié)點電流方程，適合結(jié)點數(shù)少的電路。支路法：方程數(shù)b=4結(jié)點法：方程數(shù)=n-1=1網(wǎng)孔法：方程數(shù)m=3ab第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五第3章

電路的基本定理第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五（1）疊加定理僅適用于線性電路，不適用于非線性電路。（2）當一個獨立電源單獨作用時，其他的獨立電源不起作用，即獨立電壓源用短路代替，獨立電流源用開路代替，其他元件的聯(lián)接方式都不應(yīng)有變動。應(yīng)用疊加定理時要注意以下幾點：第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五（3）疊加時要注意電流和電壓的參考方向。若分電流（或電壓）與原電路待求的電流（或電壓）的參考方向一致時，取正號；相反時取負號。（4）疊加定理不能用于計算電路的功率，因為功率是電流或電壓的二次函數(shù)。第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五二、戴維南定理注意：“等效”是指對端口外等效概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)用實際電壓源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)RbaUocReq+_Rba第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，都可以用一個理想電壓源和電阻串聯(lián)的電路模型來等效替代。理想電壓源的電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電路Uoc；電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)變成無源二端網(wǎng)絡(luò)后的等效電阻Req，這就是戴維南定理，該電路模型稱為戴維南等效電路。表述:第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五有源二端網(wǎng)絡(luò)RabUOCReq+_Rab

電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后的等效電阻Req

。（方法：電壓源短路線替代，電流源斷路替代）無源二端網(wǎng)絡(luò)（N0）ab理想電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓Uoc；有源二端網(wǎng)絡(luò)（Ns）ab第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五（1）戴維南定理只適用線性電路。（2）應(yīng)用戴維南定理分析電路時，一般需要畫出求Uoc、Req及戴維南等效電路圖，并注意電路變量的標注。注意：第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)1.疊加定理只適用于線性電路，任一支路電流或電壓都是電路中各獨立電源單獨作用時在該支路產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。當獨立電源不作用時，理想電壓源短路，理想電流源開路。內(nèi)電阻要保留，同時注意疊加是代數(shù)和。2.戴維南定理說明了線性有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用一個實際電壓源等效替代，該電壓源的電壓等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，而等效電阻Req等于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨立電源不起作用時從端口上看進的等效電阻，該實際電壓源又稱戴維南等效電路。諾頓定理可以用兩種實際電源等效變換從戴維南定理中推得。3.最大功率傳輸定理表達了有源二端網(wǎng)絡(luò)Ns向負載RL傳輸功率，當RL=Req時，負載RL才能獲得最大功率，其功率4.替代定理說明具有唯一解的電路，某支路的電壓或電流可用同值的理想源來替代。第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五第4章

正弦交流電路第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五

3.幾個重要關(guān)系4.正弦量可以用解析式（瞬時值）、波形圖、相量、相量圖四種表達方式。對于同頻率的正弦量用相量表示后可以應(yīng)用復數(shù)計算方法對其進行計算。2.

同頻率的正弦量可以比較相位差。正弦量的三要素（幅值、頻率、初相位）可以唯一確定一個正弦量。第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五3.初相位與相位差

?初相位：t

=0時的相位，稱為初相位說明：Im反映了正弦量變化的幅度，ω反映了正弦量變化的快慢,ψ反映了正弦量在t

=0時的狀態(tài)，要完整的確定一個正弦量，必須知道它的Im

、ω、ψ，稱這三個量為正弦量的三要素。

?相位：正弦波的相位?相位差

：兩個同頻率

正弦量間的初相位之差。

第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五注意：1.只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。2.只有同頻率的正弦量才能畫在一張相量圖上，不同頻率不行。3.在符號使用上要遵循規(guī)定：瞬時值

---小寫u、i有效值

---大寫U、I最大值

---大寫+下標相量

---大寫+點第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五單一元件的電壓電流關(guān)系表相量關(guān)系U=LIU=RI有效值關(guān)系瞬時值關(guān)系CLR元件第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五3.單一元件的功率?電阻、電感、電容的瞬時功率?電阻消耗能量其功率為有功功率：W?電感進行能量交換的規(guī)模為無功功率：Var?電容進行能量交換的規(guī)模為無功功率：Var第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五復阻抗電抗電阻阻抗的單位為歐姆（）相量形式的歐姆定律其中：結(jié)論：Ｚ的模為電路總電壓和總電流有效值之比，而Ｚ的幅角則為總電壓和總電流的相位差。第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五電路性質(zhì)的分析阻抗角當XL>XC時，>0

表示u

超前i

－－電路呈感性當XL<XC時，<0

表示u

滯后i

－－電路呈容性當XL=XC時，=0

表示u

、i

同相－－電路呈純阻性（諧振）一定時，電路性質(zhì)由參數(shù)決定第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五功率三角形

QPSjXR∣Z∣j阻抗三角形

電壓三角形

電壓乘電流

電壓除電流

分析RLC串聯(lián)電路相量圖第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五2.功率在RLC

串聯(lián)電路中，設(shè)i=Imsint，u=Umsin（t+u）。(1)瞬時功率因為i=0，所以=u-i

=

u(2)平均功率總電壓總電流u與i

的相位差或該電路的阻抗角-----功率因數(shù)第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五(3)無功功率(4)視在功率（單位：伏安）QPSj功率三角形有助記憶視在功率也稱功率容量，交流電氣設(shè)備是按照規(guī)定了的額定電壓UN和額定電流IN來設(shè)計使用的。變壓器的容量就是以額定電壓和額定電流的乘積來表示的即SN=UNIN。

第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五（1）阻抗串聯(lián)Z1Z2Z等效復阻抗等于各個串聯(lián)復阻抗之和，而阻抗值的關(guān)系不成立。或其中注意：第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五Z1Z2+-+-復阻抗串聯(lián)分壓公式第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五（2）阻抗并聯(lián)Z1Z2Z注意：等效復阻抗的倒數(shù)等于各個并聯(lián)復阻抗倒數(shù)之和，而阻抗值的關(guān)系不成立。復阻抗并聯(lián)分流公式第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五??由RLC串聯(lián)電路的分析引出復阻抗小結(jié)阻抗角決定電路性質(zhì)>0，感性；<0，容性；…第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五

?阻抗串聯(lián)

?阻抗并聯(lián)

?阻抗串聯(lián)分壓，阻抗并聯(lián)分流。

??阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)?由并聯(lián)電路引出復導納的概念第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五相量法的一般步驟：

（1）作出相量模型圖，將電路中的電壓、電流都寫成相量形式，每個元件或無源二端網(wǎng)絡(luò)都用復阻抗或復導納表示。（2）應(yīng)用第二章所介紹的定律、定理、分析方法進行計算，得出正弦量的相量值。（3）根據(jù)需要，寫出正弦量的解析式或計算出其它量。相量法舉例：第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五QPSj功率有功功率W無功功率

Var視在功率VA1.功率因數(shù)感性負載并聯(lián)電容器可提高功率因數(shù)。小結(jié)第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五2.相量法將正弦電路的激勵和響應(yīng)用相量表示,每一個無源的二端網(wǎng)絡(luò)(包含無源的二端元件)用阻抗或?qū)Ъ{表示,那么直流電路的分析計算方法可以類推到正弦交流電路。首先要把正弦電路的模型用相量模型表示。然后選用合適的方法分析計算。第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五第5章

三相交流電路第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期五三相四線制供電將三個末端接在一起，從始端引出三根導線，這種聯(lián)結(jié)方法稱為星形