彩色版電路復(fù)習(xí)ppt課件

1、1,1. 電路和電路模型,1.電流和電壓的參考方向,建立電路模型后，首先應(yīng)規(guī)定電壓、電流的參考方向。,參考方向:,任意假定的電流（電壓）的正方向。,i 0,i 0,實(shí)際方向,實(shí)際方向,2,元件或支路的u，i 采用相同的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考 方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。,2.關(guān)聯(lián)參考方向,u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向,P=ui 表示元件吸收的功率,P吸0 (實(shí)際吸收),P吸0 (實(shí)際發(fā)出),P = ui 表示元件發(fā)出的功率,u, i 取非關(guān)聯(lián)參考方向,3,3. 電壓源和電流源,理想電壓源:,兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與流過它的電流無關(guān)。,理想電流源:,輸出電流總能保持定值或一定的

2、時(shí)間函 數(shù)，其值與它兩端電壓無關(guān),4,4. 受控電源(非獨(dú)立源),電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓(或電流)控制的電源。,注意：表示電流，而非電壓值,5. 基爾霍夫定律,5,KCL方程按電流參考方向列寫，與實(shí)際方向無關(guān)。,KVL方程是按電壓參考方向列寫。,第2章 電阻電路的等效變換,兩個(gè)二端電路，端口具有相同的電壓、電流關(guān)系,則稱它們是等效的電路。,6,對(duì)A電路中的電流、電壓和功率而言，滿足：,注意：對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效,A中的電壓、電流和功率不變（B和C內(nèi)部不等效）,1.電阻的串、并聯(lián),2. 電阻的Y-變換,7,Y的變換條件：,Y的變換條件,8,3.電壓源

3、、電流源的串聯(lián)和并聯(lián),理想電壓源的并聯(lián),理想電壓源的串聯(lián),9,理想電壓源與支路的并聯(lián),相同的理想電流源才能串聯(lián), 每個(gè)電流源的端電壓不能確定。,電流源與支路的串聯(lián)等效,10,4.實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換,iS=uS /RS,等效變換的條件,5. 輸入電阻,11,如果一端口內(nèi)部僅含電阻，則應(yīng)用電阻的串、并聯(lián)和Y變換等方法；,對(duì)含有受控源和電阻的兩端電路，用外加激勵(lì)法求輸入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口加電流源，求得電壓，得其比值。,12,1. 網(wǎng)孔電流法,第3章 電阻電路的一般分析,以網(wǎng)孔電流作為獨(dú)立變量列寫KVL方程求解電路的方法。它僅適用于平面電路。,+ : 流過互阻的兩個(gè)

4、網(wǎng)孔電流方向相同；,- : 流過互阻的兩個(gè)網(wǎng)孔電流方向相反；,自阻：,互阻：相鄰網(wǎng)孔間公共電阻之和,網(wǎng)孔中所有電阻之和,(總為正),13,uS11網(wǎng)孔1中所有電壓源電壓的代數(shù)和。,uS22網(wǎng)孔2中所有電壓源電壓的代數(shù)和。,當(dāng)電壓源參考電壓方向與該網(wǎng)孔電流方向一致時(shí)，取負(fù)號(hào)；反之取正號(hào)。,1） 電路中含有理想電流源時(shí)對(duì)電流源的處理,設(shè)電流源電壓為ux并視為電壓源計(jì)入方程，增加聯(lián)系回路電流和電流源電流的KCL關(guān)系方程 (加變量),14,2) 有受控源的電路，方程列寫分兩步：,先將受控源看作獨(dú)立源列方程； 將控制量用網(wǎng)孔電流表示，稱為約束方程。,2. 結(jié)點(diǎn)電壓法,以結(jié)點(diǎn)電壓為未知量列寫KCL方程分析

5、電路的方法,G11un1+G12un2 G13un3 = iSn1,G21un1+G22un2 G23un3 = iSn2,G31un1+G32un2 G33un3 = iSn3,流入取正，流出為負(fù),結(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)等于接在該結(jié)點(diǎn)上所有支路的電導(dǎo)之和。,互導(dǎo)為接在相鄰兩結(jié)點(diǎn)間的公共電導(dǎo)之和，總為負(fù),流入結(jié)點(diǎn)的電流源電流的代數(shù)和。,15,列寫結(jié)點(diǎn)方程時(shí)，如遇到與理想電流源串聯(lián)的電阻，不計(jì)入自導(dǎo)或互導(dǎo)中,無伴電壓源支路的處理,以電壓源電流為變量，增補(bǔ)結(jié)點(diǎn)電壓與電壓源間的關(guān)系方程。,選擇合適的參考點(diǎn)，使某un恰好為us，則該變量已知，其KCL方程可略。,16,第4章 電路定理,4.1 疊加定理,使用要領(lǐng):

6、,1)當(dāng)考慮某一電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)令其他電源中US0，IS0，即應(yīng)將其他理想電壓源短路、電流源開路。,2)疊加原理只能用來計(jì)算電流和電壓，不能用來計(jì)算功率。,3)含受控源(線性)電路亦可用疊加，但受控源應(yīng)始終保留。,齊性定理,線性電路中，當(dāng)所有激勵(lì)(獨(dú)立源)都增大(或減小)K倍時(shí)，電路中的響應(yīng)(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù),17,4.3 戴維寧定理和諾頓定理,戴維寧定理和諾頓定理適合于求解電路中某一支路電壓、電流和功率問題。,應(yīng)用戴維南定理和諾頓定理求解電路，一般按以下步驟進(jìn)行：,1、計(jì)算開路電壓Uoc,外電路斷開后二端紐之間的電壓為開路電壓Uoc，此時(shí)端口電流為0。計(jì)算Uoc的方法

7、視電路形式選擇前面學(xué)過的任意方法（網(wǎng)孔、節(jié)點(diǎn)電壓法、基爾霍夫定律等）。,18,將含源一端口網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源置零，求解其對(duì)應(yīng)的無源一端口Req或Geq。,2、求解一端口的輸入電阻（電導(dǎo)）,開路電壓，短路電流法。,若無源一端口網(wǎng)絡(luò)不含受控源，可用電阻的串并聯(lián)或Y-變換求得Req或Geq；若無源一端口含受控源，則采用外加電源法求解,3、畫出等效電路，求解電路。,應(yīng)用戴維寧定理和諾頓定理必須注意，在移去待求支路即對(duì)電路進(jìn)行分割時(shí)，受控源和控制量應(yīng)劃分在同一網(wǎng)絡(luò)中。,19,4.4 最大功率傳輸定理,一個(gè)實(shí)際電源模型（Uo、Ro）向負(fù)載RL傳輸能量，當(dāng)且僅當(dāng)RL= Ro時(shí)，才可獲最大功率Pmax。,適用場

8、合：RL可調(diào)，R0一定的場合,20,分析運(yùn)放時(shí)必須牢記一點(diǎn)：運(yùn)放電路的輸出總是依賴于某種輸入，因此，分析運(yùn)放電路的目的是要得到用輸入量表示的輸出表達(dá)式。分析運(yùn)放電路的一種好的方法是從運(yùn)放的輸入端開始分析。,記?。悍治鲞\(yùn)放電路時(shí)幾乎都要使用“虛短路”和“虛斷路”2個(gè)規(guī)則。,1. 運(yùn)算放大器的靜特性,線性工作區(qū)：,uo=Aud=A(u+-u-),2. 電路模型,21,輸入電阻,輸出電阻,+,3.含有理想運(yùn)算放大器的電路分析,根據(jù)理想運(yùn)放的性質(zhì)，抓住以下兩條規(guī)則： （a）倒向端和非倒向端的輸入電流均為零 “虛斷（路）”； （b）對(duì)于公共端（地），倒向輸入端的電壓與 非倒向輸入端的電壓相等 “虛短（路

9、）”。,合理地運(yùn)用這兩條規(guī)則，并與結(jié)點(diǎn)電壓法相結(jié)合。,22,第6章 儲(chǔ)能元件,1. 電容的電壓電流關(guān)系,u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向,當(dāng) u 為常數(shù)(直流)時(shí)，i =0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；,實(shí)際電路中通過電容的電流 i 為有限值，則電容電壓 u 必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。,23,2.線性電感的電壓、電流關(guān)系,當(dāng)i為常數(shù)(直流)時(shí)，u =0。電感相當(dāng)于短路；,24,電容串聯(lián),電容的并聯(lián),以上串并聯(lián)等效以2個(gè)元件為例，可推廣用于n個(gè)元件,電感串聯(lián),電感的并聯(lián),25,第7章 一階電路和二階電路,1.初始條件定理,uC (0+) = uC (0),iL(0)= iL(0),注意：換路瞬間電容可

10、視為一個(gè)電壓值為U0的電壓源,電感可視為一個(gè)電流值為I0的電流源,求初始值的步驟:,1）由換路前電路（穩(wěn)定狀態(tài)）求uC(0)和iL(0)；,2）由換路定律得 uC(0+) 和 iL(0+)。,3）畫0+等效電路。,4.由0+電路求所需各變量的0+值。,26,2. 三要素法分析一階電路,用0+等效電路求解,用t的穩(wěn)態(tài)電路求解,Req是電路換路后從動(dòng)態(tài)元件兩端看進(jìn)去的戴維寧等效電路的等效電阻,Req,電路結(jié)構(gòu)參數(shù)與三種狀態(tài)關(guān)系,3. RLC串聯(lián)電路,27,過阻尼,臨界阻尼,欠阻尼,第8、9章 相量法及正弦穩(wěn)態(tài)電路,1. 正弦量的基本概念：三要素、相位差。 2. 相量的概念 3. 用相量法求解正弦穩(wěn)

11、態(tài)電路 相量圖 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率,重點(diǎn)和要求:,28,1.R 、 L 、 C元件小結(jié)：,29,2.復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納及其等效變換,1）復(fù)阻抗Z,正弦激勵(lì)下,純電阻 Z=R,純電感 Z=jwL=jXL,純電容 Z=1/jwC=-jXC,30,2）復(fù)導(dǎo)納Y,31,3）復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納等效關(guān)系,32,4）阻抗串聯(lián)、并聯(lián)的電路,等效阻抗,33,3.用相量法分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng),1）電阻電路與正弦電流電路相量法分析比較,電阻電路,相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路,34,2）相量法分析電路,步驟：1) 畫相量模型,4) 由相量求出對(duì)應(yīng)正弦量,2) 仿電阻電路分析方法列相量方程,3) 解相量方程,35,有功功率: P=

12、UIcos 單位：W,無功功率: Q=UIsinj 單位：var,視在功率: S=UI 單位：VA,4.正弦電流電路中的功率,36,定義：,也可表示為：,5 .復(fù)功率,37,有功守恒,無功守恒,38,并聯(lián)電容后，原負(fù)載的電壓和電流不變，吸收的有功功率和無功功率不變，即：負(fù)載的工作狀態(tài)不變。但電路的功率因數(shù)提高了。,特點(diǎn)：,下 頁,上 頁,返 回,6 .并聯(lián)電容提高電路的功率因數(shù)(感性負(fù)載),39,7.最大功率傳輸,討論正弦電流電路中負(fù)載獲得最大功率Pmax的條件。,Zi= Ri + jXi， ZL= RL + jXL,ZL=?可獲最大功率Pmax,負(fù)載獲得最大功率Pmax,40,1.互感線圈的

13、同名端,當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子流入，其所產(chǎn)生 的磁場相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱為同名端。,*,*,第10章 含耦合電感的電路,41,2. 耦合電感上的電壓、電流關(guān)系,互感電壓,在正弦交流電路中，其相量形式的方程為：,42,3.互感線圈的連接,1) 互感線圈的串聯(lián),(1) 順串,43,(2) 反串,互感不大于兩個(gè)自感的算術(shù)平均值。,44,* 順接一次，反接一次，就可以測出互感：,* 全耦合,當(dāng) L1=L2 =L時(shí) , M=L,4M 順接,0 反接,Leq=,互感的測量方法：,45,(1) 同名端在同側(cè),2) 互感線圈的并聯(lián),(2) 同名端在異側(cè),46,4、空心變壓器,方程法分析,

14、令Z11=R1+j L1,Z22=(R2+R)+j( L2+X),47,等效電路法分析副邊,1）開路電壓,2）等效阻抗,48,5 理想變壓器,1）理想變壓器的主要性能,變壓關(guān)系,49,變流關(guān)系,若i1、i2一個(gè)從同名端流入，一個(gè)從同名端流出，則：,50,變阻抗關(guān)系,51,11 電路的頻率響應(yīng),11.1 RLC串聯(lián)電路的諧振,含R、L、C的一端口電路，在特定條件下出現(xiàn)端口電壓、電流同相位的現(xiàn)象時(shí)，稱電路發(fā)生了諧振。,1. 諧振的定義,1.諧振的條件,52,2. 串聯(lián)電路諧振時(shí)的特點(diǎn),(1)入端阻抗為純電阻，Z=R，阻抗值|Z|最小。,(2)電流I 和電阻電壓UR達(dá)到最大I0=U/R (U一定)。

15、,(3) LC上的電壓大小相等，相位相反，串聯(lián)總電壓為零，也稱電壓諧振，即,53,3.品質(zhì)因數(shù)：諧振時(shí)電感電壓（電容電壓）與電源 電壓的比。,11.4 RLC并聯(lián)諧振電路,諧振角頻率,54,諧振特點(diǎn)：,入端導(dǎo)納為純電導(dǎo)，導(dǎo)納值|Y|最小。, LC上的電流大小相等，相位相反，并聯(lián)總電流為零，也稱電流諧振。,品質(zhì)因數(shù),IL =IC=QIS,55,第12章 三相電路,1.三相電路及其電壓電流關(guān)系,（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接),56,（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接),這種接法只有三相三線制。,注意,57,對(duì)三相電源電壓、電流關(guān)系分析的結(jié)果也適用于同樣接法的三相負(fù)載。,2.對(duì)稱三相電路的計(jì)算(單相計(jì)算法),(1)Y

16、Y聯(lián)接(三相三線制）,因N，N兩點(diǎn)等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計(jì)算化為單相電路的計(jì)算。,58,計(jì)算電流：,為對(duì)稱電流,電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。有無中線對(duì)電路情況沒有影響。,對(duì)稱情況下，各相電壓、電流都是對(duì)稱的，可采用一相（A相）等效電路計(jì)算。其它兩相的電壓、電流可按對(duì)稱關(guān)系直接寫出。,結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,59,Y形聯(lián)接的對(duì)稱三相負(fù)載，根據(jù)相、線電壓、電流的關(guān)系得：,(2) Y聯(lián)接,下 頁,上 頁,返 回,60,(3) 電源為聯(lián)接時(shí)的對(duì)稱三相電路的計(jì)算,將電源用Y電源替代，保證其線電壓相等。,下 頁,上 頁,返 回,61,(1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值YY接電路；,(2)連接負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計(jì)；,(3)畫出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：,(4)根據(jù)接、Y接時(shí)線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。,(5) 由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。,對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方法:,一相電路中的電壓為Y接時(shí)的相電壓。,一相電路中的電流為線電流。,小結(jié),下 頁,上 頁,返 回,62,負(fù)載各相電壓：,A,3. 不對(duì)稱三相電路的概念,中性點(diǎn)位移,當(dāng)中點(diǎn)位移較大時(shí)，會(huì)造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。,63,不對(duì)稱負(fù)載必須采用三相四線制供電方式，且中線上不允許接保險(xiǎn)絲和刀開關(guān)。,注意,