電工學復習1課件

第1、2章電路的根本概念與分析方法1.電源與負載的判別2.基爾霍夫定律3.電源等效3.支路電流法4.疊加原理5.戴維楠定理與諾頓定理U和I兩者的參考方向選得一致電源

P＝UI＜0負載

P＝UI＞0

電源

P＝UI＞0

負載

P＝UI＜0U和I兩者的參考方向選得相反返回〔1〕如下圖電路中，U<0〔V〕，I>0〔A〕，方框表示電源的是〔〕。IUAIUBIUC1.電源與負載的判別2.基爾霍夫電流定律如圖I1＋I2＝I3或I1＋I2－I3＝0

即

I＝0在任一瞬時，流向某一結點的電流之和應該等于流出該結點的電流之和。即在任一瞬時，一個結點上電流的代數(shù)和恒等于零?；鶢柣舴螂妷憾蓮幕芈分腥我庖稽c出發(fā)，沿順時針方向或逆時針方向循行一周，那么在這個方向上的電位升之和等于電位降之和.或電壓的代數(shù)和為0。U1＋U4＝U2＋U3U1－U2－U3＋U4＝0即

U＝0注意轉換前后E與Is的方向(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI(3)恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabIsaE+-bI〔不存在〕一般不限于內阻，只要一個電動勢為E的理想電壓源和某個電阻R串聯(lián)的電路，都可以化為一個電流為的理想電流源和這個電阻并聯(lián)的電路。4.支路電流法凡不能用電阻串并聯(lián)化簡的電路，一般稱為復雜電路。在計算復雜電路的各種方法中，支路電流法是最根本的。它是應用基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對節(jié)點和回路列出方程，求出未知量。解題步驟：1.對每一支路假設一未知電流〔I〕4.解聯(lián)立方程組對每個結點有2.列電流方程對每個回路有3.列電壓方程一般地說，假設一個電路有b條支路，n個節(jié)點，可列n-1個獨立的電流方程和b-(n-1)個電壓方程。五條支路三個節(jié)點5.疊加原理在多個電源同時作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數(shù)和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABE2I3''R3+_E2單獨作用+_AE1BI2'R1I1'R2I3'R3E1單獨作用*所謂電路中各個電源單獨作用，就是將電路中其它電源置0，即電壓源短路，電流源開路。應用疊加定理要注意的問題1.疊加定理只適用于線性電路〔電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變〕。2.疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應予以短路，即令E=0；暫時不予考慮的恒流源應予以開路，即令Is=0。3.解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。(轉下頁)=+5.運用迭加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。=+注意“代數(shù)和”含義,如:=+從數(shù)學上看，疊加原理就是線性關系的可加性。所以功率的計算不能用疊加原理。注意返回〔1〕.應用疊加原理計算以下圖所示電路中的電流I。_+1Ω2Ω5Ω10V4Ω15AI電流源獨立作用時

電壓源獨立作用時

共同作用時

5.戴維寧定理與諾頓定理計算復雜電路中的某一支路時，為使計算簡便些，常常應用等效電源的方法。其中包括戴維寧定理和諾頓定理。

戴維南定理

任何一個線性有源二端網絡都可以用一個電動勢為的理想電壓源和一個電阻的串聯(lián)來等效。電壓源的電壓等于有源二端網絡的開路電壓，即將負載斷開后a、b兩端之間的電壓。所串電阻等于該有源二端網絡除源后所得到的無源網絡a、b兩端之間的等效電阻。等效電壓源有源二端網絡REdRd+_R注意：“等效〞是指對端口外等效有源二端網絡可以用電壓源模型等效。等效電壓源的內阻等于有源二端網絡相應無源二端網絡的輸入電阻?！灿性淳W絡變無源網絡的原那么是：電壓源短路，電流源斷路〕等效電壓源的電動勢〔Ed〕等于有源二端網絡的開端電壓；有源二端網絡R有源二端網絡AB相應的無源二端網絡ABABEdRd+_RAB諾頓定理

任何一個有源二端線性網絡都可以用一個電流為的理想電流源和內阻為并聯(lián)的電源來代替。理想電流源的電流就是有源二端網絡的短路電流，即將a、b兩端短接后其中的電流。等效電源的內阻等于有源二端網絡中所有電源均除去后所得無源網絡a、b之間的等效電阻。第3章電路的暫態(tài)分析2.1換路定那么及初始值確實定2.2一階線性電路的三要素法

換路定那么:在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。設：t=0時換路---換路前瞬間---

換路后瞬間那么：)()(=CCuu)()(=LLii初始值確實定求解要點：1.2.根據(jù)電路的基本定律和換路后的等效電路，確定其它電量的初始值。初始值：電路中

u、i

在

t=0+時的大小。小結1.換路瞬間，不能突變。其它電量均可能突變；3.換路瞬間，電感相當于恒流源，其值等于，電感相當于斷路。2.換路瞬間，電容相當于恒壓電容相當于短源，其值等于路；一階電路的三要素法根據(jù)經典法推導的結果：一階電路微分方程解的通用表達式：只適用于一階線性電路的暫態(tài)分析三要素：初始值穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)可以是電路中的任一電壓和電流。初始值的計算:步驟:

(1)求換路前的(2)根據(jù)換路定則得出：(3)根據(jù)換路后的等效電路，求未知的或。三要素法分析要點：步驟:

(1)畫出換路后的等效電路（注意:在直流激勵的情況下,令C開路,L短路）； (2)根據(jù)電路的定理和規(guī)則，求換路后所求未知數(shù)的穩(wěn)態(tài)值。穩(wěn)態(tài)值的計算:原則:要由換路后的電路結構和參數(shù)計算。(同一電路中各物理量的

是一樣的)時間常數(shù)

的計算:電路中只有一個儲能元件時，將儲能元件以外的電路視為有源二端網絡，然后求其無源二端網絡的等效內阻

R0，則:步驟:或例1電路如圖所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)，試求換路后〔t≥0〕的uc。解：確定初始值確定穩(wěn)定值確定時間常數(shù)正弦交流電第4章交流電路如果在電路中電動勢的大小與方向均隨時間按正弦規(guī)律變化，由此產生的電流、電壓也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。

正弦量的數(shù)值表示:三要素法

i ：

電流幅值（最大值）：

角頻率（弧度/秒）：

初相角三要素:則有（均方根值）可得當

時，交流直流熱效應相當電量必須大寫如：U、I有效值有效值概念正弦量的相量表示方法

瞬時值表達式

相量必須小寫前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。

波形圖i正弦量的表示方法：重點相量的復數(shù)表示ab+1將復數(shù)放到復平面上，可如下表示：

代數(shù)式

指數(shù)式

極坐標形式ab結論KCL的相量形式為：若對正弦電壓和運算進行考察，則有：KVL的相量形式為：1.單一參數(shù)電路中的根本關系電路參數(shù)基本關系復阻抗L復阻抗電路參數(shù)基本關系C電路參數(shù)R基本關系復阻抗小結在正弦交流電路中，若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復數(shù)阻抗（)表示，則直流電路中介紹的基本定律、公式、分析方法都能用。2.單一參數(shù)電路中復數(shù)形式的歐姆定律

電阻電路電感電路電容電路復數(shù)形式的歐姆定律Z：復數(shù)阻抗實部為阻虛部為抗容抗感抗令則R-L-C串聯(lián)交流電路中的

復數(shù)形式歐姆定律復數(shù)形式的歐姆定律RLC〔２〕Z和電路性質的關系

一定時電路性質由參數(shù)決定

當

時，表示u領先i－－電路呈感性當時，

表示u、i同相－－電路呈電阻性當

時，表示u落后i

－－電路呈容性阻抗角4.視在功率S：電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：伏安、千伏安PQ（有助記憶）S注：S＝UI可用來衡量發(fā)電機可能提供的最大功率〔額定電壓×額定電流〕視在功率5.功率三角形：無功功率有功功率電壓三角形SQP功率三角形R阻抗三角形RLC正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。？RLC在R-L-C串聯(lián)電路中1、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖〔電路結構不變〕2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖〔二〕一般正弦交流電路的解題步驟3、用復數(shù)符號法或相量圖求解4、將結果變換成要求的形式串聯(lián)諧振特征：(1)電路的阻抗模最小，電流最大。(2)電壓與電流同相，電路對外呈電阻性。此時，電路外部（電源）供給電路的能量全部被電阻消耗，電路不與外部發(fā)生能量互換。能量的互換只發(fā)生在電感與電容之間。并聯(lián)諧振：(1)電路的阻抗模最大，電流最小。(2)電壓與電流同相，電路對外呈電阻性。2.在圖中R1=3Ω，X1=4Ω，R2=8Ω，X2=6Ω，u=220√2sin314tV，試求i1，i2和i。解：Z1=R1+jx1=3+j4=5∠53.10ΩZ2=R2+jx2=8+j6=10∠36.90Ω第5章三相電路5.1三相電壓5.2負載星形聯(lián)接的三相電路5.3負載三角形聯(lián)接的三相電路5.4三相功率5.1三相電壓三相電壓是由三相發(fā)電機產生的頻率相同、幅值相等、相位互差120的三相對稱正弦電壓，假設以uA為參考正弦量那么，也可用相量表示5.1三相電壓三相電源的星形聯(lián)結–

+uCA–

+uANABCN–

+uAB+–

uBCuB–

+uC–

+線、相電壓之間的關系線、相電壓間相量關系式相量圖UA?UC?UB?30o30o30o5.2負載星形聯(lián)接的三相電路1.星形聯(lián)接–

+uANuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN設為參考正弦量那么有每相負載中的電流每相負載中的電流Ip稱為相電流電路及電壓和電流的參考方向如圖示每根相線中的電流Il稱為線電流負載為星形聯(lián)接時，負載線、相電流相等即5.2負載星形聯(lián)接的三相電路1.星形聯(lián)接–

+uANuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN設為參考正弦量那么有每相負載中的電流的有效值為各相負載的電壓與電流的相位差為中性線中的電流為1.星形聯(lián)接–

+uAuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN負載不對稱電壓、電流相量圖圖中，假設負載對稱，即ABCNUA?UC?UB?IA?IB?IC?IN?或因為電壓對稱，負載電流也對稱，即因此。中線電流為零，即5.3負載三角形聯(lián)接的三相電路三角形聯(lián)接iCABCiBiAiABiBCiCA–

+uAB–

+uBC–

+uCA(2)負載線、相電流之間的關系線、相電壓對應相等(1)負載線、相電壓之間的關系負載三角形聯(lián)接電路如圖示，各電壓電流參考方向已在圖中標出。各相負載相電流有效值分別為各相負載的電壓與電流相位差分別為三相功率不管負載是何種聯(lián)接方式，總的有功功率必定等于各相功率之和。當負載對稱時，三相總功率為注意

是相電壓與相電流的相位差角當對稱負載是星形聯(lián)接時，當對稱負載是三角形聯(lián)接時，由上述關系可得對稱負載的三相功率為注意仍是相電壓與相電流的相位差角同理，可得2.在圖中，電源線電壓UL=380V?！?〕如果圖中各相負載的阻抗都等于10Ω，是否可以說負載是對稱的？〔2〕試求