大学电路复习.

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1、电路复习,第1章 教学重点,1.2 电路变量 1.3 基尔霍夫定律,I,I,原则上参考方向可任意选择。,在分析某一个电路元件的电压与电流的关系 时，需要将它们联系起来选择，这样设定的 参考方向称为关联参考方向。, ,U,电源,负载, ,U,知识点一、电压电流关联参考方向,电压电流相一致的方向，即电流从高电位流向低电位。,小结：,(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。,(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。,u = Ri,u = Ri,（3）参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际 方向不变。,1. 理想电压源（恒压源）,US

2、,定义：,其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。,电路符号：,对任意的i,知识点二、理想有源元件,2. 理想电流源（恒流源）,IS,定义：,电激流,其输出电流总能保持定值或一定 的时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。,电路符号：,对任意的u,电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是 受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源，称受控源。,3 受控电源 (非独立源) (controlled source or dependent source),受控电压源,受控电流源,定义：,电路符号：,第2章 电阻电路的等效电路,2.

3、6实际电源的两种模型及等效变换,等效变换概念、实质；,思考,什么是线性电路？ 为什么等效变换？目的是什么？ 何时等效？如何代替？ 实际电压源与实际电流源等效？,？,1、定义：若N1和N2的端口伏安关系完全一致，则N1 和N2互为等效。,R等效= U / I,一个无源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来等效。,2、目的：化简电路。,3、对外等效：其外部特性等效。,知识点一、等效,知识点二、电压源、电流源的串联和并联,一、 理想电压源的串并联,串联:,uS= uSk ( 注意参考方向),电压相同的电压源才能并联，且每个电源的电流不确定。,并联:,二、理想电流源的串并联,可等效成一个理想电流源 i S

4、（ 注意参考方向）.,电流相同的理想电流源才能串联,并且每个电流源的端电压不能确定。,串联:,并联：,知识点三、电源的等效变换,本小节将说明实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换，所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。,u=uS Ri i,i =iS Giu,i = uS/Ri u/Ri,通过比较，得等效的条件：,iS=uS/Ri , Gi=1/Ri,例6.,网孔电流法 节点电压法,第3章,写出网孔电流法、节点电压法实质及其公式。,网孔 节点 回路 实质： 公式：,知识点一、网孔电流法,网孔分析法的步骤：,1选定一组网孔，并假设各网孔电流的参考方向。 2以网孔电流的方向为

5、网孔的巡行方向，列写各网孔的KVL方程。 3由网孔方程解出网孔电流。原电路非公共支路的电流就等于网孔电流，公共支路的电流等于网孔电流的代数和。,例,本例是含有受控源的情况。如图3.2.5所示电路，利用网孔分析法求电压u。,图3.2.5,解 先将受控源看成独立电源。如图中所标网孔方向，可知i1=0.1u, i3 =4A，对网孔2列方程为,26i2-2i1-20i3=12,其中,可以解得i2=3.6A, u=8V。,含有受控源,实质： 公式：,知识点二、节点电压法,（ 1 ）首先将电路中所有电压源模型转换为电流源模型。 （ 2 ）在电路中选择一合适的参考点，以其余独立节点电压为待求量（有的可能已知

6、）。 （ 3 ）列出所有未知节点电压的节点方程，其中电导恒为正，互电导恒为负。 （ 4）联立求解节点电压，继而求出其余量。,节点分析法的步骤：,举例说明：,(2) 列KCL方程：, iR出= iS入,i1+i2+i3+i4=iS1-iS2+iS3,-i3-i4+i5=-iS3,un1,un2,(1) 选定参考节点，标明其余n-1个独立节点的电压,代入支路特性：,本例研究含有受控源的情况。如图所示电路，利用节点分析法求i1和i2。,第4章,叠加定理 戴维宁（戴维南）定理 最大功率传输定理,叠加定理的应用说明如下： 1. 叠加定理只适用于线性电路，不适用于非线性电路。 2. 不同电源所产生的电压或

7、电流，叠加时要注意按参考方向求其代数和。 3. 若运用叠加定理计算功率，必须在求出某支路的总电流或总电压后进行。因为若某电阻支路电流i是两个电源分别作用时产生电流i 和i 之和，即i = i + i，则功率应为 P = Ri2 = R( i + i )2 但不能按下式计算 P R i 2+ R i 2,知识点一、叠加定理,定理的示意如图4-10所示。,图4-10,知识点二、戴维南定理,引例： 如图4-9所示，把图(a)所示电路等效变换为图(b)所示电路。,图4-9,例如图所示电路，试用戴维南定理求电压u2。,解 首先断开2支路，求开路电压，如图4-11(b) 所示。由于i0 = 0，故受控源2

8、 i0也为零，故,联立解之，消去i1和i2，得 u = 6i 故 最后，将待求支路接入戴维宁电源，如图4-12所示，可得,4-12,电容、电感伏安关系 一阶动态三要素,第6、7章,：代表一阶电路中任一电压、电流函数,式中,利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法。 一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得 、 和 的基础上,可直接写出电路的响应(电压或电流)。,任何形式的一阶电路的零输入响应、阶 跃零状态响应和阶跃全响应可归纳为,第8章正弦稳态电路分析,正弦三要素 正弦量和相量是一一对应 有效值向量、最大值相量 会画相量图 相量法求解正弦稳态电路,(1) 幅值 (amplitude) (振幅

9、、 最大值)Im：反映正弦量变化幅度的大小。,(2) 角频率(angular frequency)w ：每秒变化的角度(弧度)， 反映正弦量变化快慢。,知识一：正弦量的三要素：,(3) 初相位(initial phase angle)y ：反映了正弦量的计时起点。,(wt+y )表示正弦量随时间变化的进程,称之为相位角。它的大小决定该时刻正弦量的值。,2,t,单位： rad/s ，弧度 / 秒,i(t)=Imsin(w t+y),峰-峰值：2 Im,(1)相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。,注意:,？,(2)只有正弦量才能用相量表示， 非正弦量不能用相量表示。,(3)只有同频率的正弦量才能画

10、在同一相量图上。,相量,(5)相量的书写方式, 模用最大值表示 ，则用符号：,(4)相量的两种表示形式,相量图: 把相量表示在复平面的图形, 实际应用中，模多采用有效值，符号：,可不画坐标轴,如：已知,解: (1) 相量式,(2) 相量图,例1: 将 u1、u2 用相量表示,知识二：两类约束的相量形式,一、基尔霍夫定律的相量形式,二、元件伏安关系的相量形式,1. 电阻元件,2. 电感元件,3. 电容元件,正弦交流电路的分析和计算,若正弦量用相量 表示，电路参数用复数阻抗（ )表示，则直流电路中介绍的基本定律、定理及各种分析方法在正弦交流电路中都能使用。,相量形式的基尔霍夫定律,相量（复数）形式

11、的欧姆定律,一般正弦交流电路的解题步骤,1. 根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变),2. 根据相量模型列出相量方程式或画相量图,3. 用相量法或相量图求解,4. 将结果变换成要求的形式,有功功率 P,有功功率等于电路中各电阻有功功率之和， 或各支路有功功率之和。,无功功率等于电路中各电感、电容无功功率之 和，或各支路无功功率之和。,无功功率 Q,或,或,第十章 耦合电感电路,互感,含有耦合电感电路的计算,空心变压器,理想变压器,耦合电感电路模型： L1、L2和M描述,同名端：用圆点或“*”表示。,L1、L2自感系数；M 互感,1=L1i1+Mi2 2=L2i2+Mi1,当两个电流分别从两

12、个线圈的对应端子同时流入或流出，若所产生的磁通相互加强时，则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。,同名端,四、 耦合系数,用耦合系数k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度。,k=1 称全耦合: 漏磁 F s1 =Fs2=0,F11= F21 ，F22 =F12,耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关。,下 页,上 页,注意,返 回,10. 2 含有耦合电感电路的计算,要注意的问题：,正弦稳态分析采用相量法,KVL方程时，耦合电感上的电压要包含互感电压（使用同名端）,耦合电感上的互感电压与其它支路电流有关，可以用CCVS来代替,10. 3 理想变压器,理想变压器的电路模型,前提：参考方向和同名端,(a) 阻抗变换性质,理想变压器的性质：,第11章 谐振电路,含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。,1. 谐振的定义,2.串联谐振的条件,谐振角频率,谐振频率,谐振条件,下 页,上 页,返 回,品质因数,特性阻抗,品质因数,下 页,上 页,返 回,第12章 三相电路,本章重点,4. 三相电路,三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：,当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。,注意,下 页,上 页,返 回,