大学电路复习

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1、电路复习电路复习电路复习电路复习2021/6/161第1章 教学重点 1.2 1.2 电路变量电路变量电路变量电路变量1.3 1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律教学难点1、电路中电位的计算；2、电流、电压的参考方向与实际方向的关系；3、二端元件吸收能量的公式及有源元件与无源元件的规定。2021/6/162II原则上参考方向可任意选择。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，这样设定的时，需要将它们联系起来选择，这样设定的参考方向称为参考方向称为关联参考方向关联参考方向。 U电电源源负

2、负载载 U知识点一、电压电流关联参考方向知识点一、电压电流关联参考方向 电压电流相一致的方向，即电流从高电压电流相一致的方向，即电流从高电位流向低电位。电位流向低电位。2021/6/163小结：小结：(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向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参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包包括方向和括方向和符号符号），在计算过程中不得任意改变。），在计算过程中不得任意改变。+Riuu = Ri+Riuu = Ri（3）参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际 方

3、向不变。方向不变。2021/6/1641. 1. 理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源） US I U定值定值USU O I 定义定义： 其两端电压总能保持定值或一定的时间函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数，其值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想无关的元件叫理想电压源。电压源。 电路符号：电路符号：+_i对任意的对任意的i 知识点二、理想有源元件知识点二、理想有源元件 2021/6/1652. 2. 理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）IS U I定值定值ISU O I 定义：定

4、义：电激电激流流 其输出电流总能保持定值或一定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。无关的元件叫理想电流源。 电路符号：电路符号：iS+_u对任意的对任意的u 2021/6/166+ 电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是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受电路中某个地方的电压( (或电流或电流) )控制的电源，称受控源。控制的电源，称受控源。3 3 受控电源受控电源受控电源受控电源 ( (非独立源非独立源非独立源非独立源) )(controlled source or de

5、pendent source)(controlled source or dependent source)受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源 定义：定义： 电路符号：电路符号：2021/6/167 第第2章章 电阻电路的等效电路电阻电路的等效电路2.62.6实际电源的两种模型及等效变换实际电源的两种模型及等效变换教学难点等效方法和KCL、KVL方法的综合运用。等效变换概念、实质；等效变换概念、实质；2021/6/168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？2021/6/1691 1、定义：、定义：若若N1和和N2的端口伏安关系完

6、全一致，则的端口伏安关系完全一致，则N1 和和N2互为等效。互为等效。等效等效R等效等效= U / I 一个无源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来一个无源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来等效等效。无无源源+U_IR等效等效+U_I2 2、目的：、目的：化简电路。化简电路。3 3、对外等效：、对外等效：其外部特性等效。其外部特性等效。知识点一、等效知识点一、等效2021/6/1610知识点二、知识点二、知识点二、知识点二、电压源、电流源的串联和并联电压源、电流源的串联和并联 一、一、 理想电压源的串并联理想电压源的串并联串联串联:uS= uSk ( 注意参考方向注意参考方向)电压相同的电压源才

7、能并电压相同的电压源才能并联，且每个电源的电流不联，且每个电源的电流不确定。确定。uSn+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI并联并联:2021/6/1611二、理想电流源的串并联二、理想电流源的串并联可等效成一个理想电流源可等效成一个理想电流源 i S（ 注意参考方向）注意参考方向）.电流相同的理想电流源才能串联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并且每个电流源的端电压不能确定。确定。串联串联:并联：并联：iS1iS2iSkiS2021/6/1612知识点三、知识点三、知识点三、知识点三、电源的等效变换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

8、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，所谓的以进行等效变换，所谓的等效等效是指是指端口的电压、电流在端口的电压、电流在转换过程中保持不变。转换过程中保持不变。u=uS Ri ii =iS Giui = uS/Ri u/Ri 通过比较，得等效的条件：通过比较，得等效的条件： iS=uS/Ri , Gi=1/RiiGi+u_iSi+_uSRi+u_2021/6/1613ba6A2A6V+_10 ab66V10 ab6V60V10 例例6.2021/6/1614网孔电流法网孔电流法节点电压法节点电压法第第3 3章章教学难点熟练掌握用视察方法列写网孔方程。熟练掌握用视察方法列写节

9、点方程。写出写出网孔电流法网孔电流法、节点电压法实质及其公式。、节点电压法实质及其公式。 2021/6/1615网孔网孔节点节点回路回路实质：实质：公式：公式：知识点一、知识点一、网孔电流法网孔电流法2021/6/1616网孔分析法的步骤：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。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网孔的巡行方向，列写各网孔以网孔电流的方向为网孔的巡行方向，列写各网孔的的KVL方程。方程。 3由网孔方程解出网孔电流。原电路非公共支路的电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

10、数和。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。2021/6/1617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2021/6/1618实质：实质：公式：公式：知识点二、知识点二、知识点二、知识点二、节点电压法节点电压法 （ 1 1 ）首先将电路中所有电压源模型转换为电流源模型。）首先将电路中所有电压源模型转换为电流源模型。）首先将电路中所有电压源模型转换

11、为电流源模型。）首先将电路中所有电压源模型转换为电流源模型。 （ 2 2 ）在电路中选择一合适的参考点，以其余独立节点电压为）在电路中选择一合适的参考点，以其余独立节点电压为）在电路中选择一合适的参考点，以其余独立节点电压为）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）。待求量（有的可能已知）。待求量（有的可能已知）。待求量（有的可能已知）。 （ 3 3 ）列出所有未知节点电压的节点方程，其中电导恒为正，）列出所有未知节点电压的节点方程，其中电导恒为正，）列出所有未知节点电压的节点方程，其中电导恒为正，）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。互

12、电导恒为负。互电导恒为负。互电导恒为负。 （ 4 4）联立求解节点电压，继而求出其余量。）联立求解节点电压，继而求出其余量。）联立求解节点电压，继而求出其余量。）联立求解节点电压，继而求出其余量。节点分析法的步骤：节点分析法的步骤：节点分析法的步骤：节点分析法的步骤：2021/6/1619举例说明：举例说明： (2) 列列KCL方程：方程： iR出出= iS入入i1+i2+i3+i4=iS1- -iS2+iS3- -i3- -i4+i5=- -iS3un1un2iS1iS2iS3R1i1i2i3i4i5R2R5R3R4012(1) 选选定定参参考考节节点点，标标明明其其余余n-1个独立节点的电

13、压个独立节点的电压代入支路特性：代入支路特性：2021/6/1620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。2021/6/1621第第4 4章章叠加定理叠加定理戴维宁（戴维南）定理戴维宁（戴维南）定理最大功率传输定理最大功率传输定理教学难点1、各定理的应用。2、戴维南和诺顿定理中如何正确求出开路电压uoc与入端等效电阻Rin。2021/6/1622叠加定理的应用叠加定理的应用说明说明如下：如下：1. 叠加定理只适用于线性电路，不适用于非线性电路。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电流，叠加时要注意按参考不同电源所产生的电压或电

14、流，叠加时要注意按参考方向求其代数和。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流或总电压后进行。因为若某电阻支路电流i是两个电源是两个电源分别作用时产生电流分别作用时产生电流i 和和i 之和，即之和，即i = i + i ，则功率应为则功率应为P = Ri2 = R( i + i )2 但不能按下式计算但不能按下式计算P R i 2+ R i 2知识点一、叠加定理知识点一、叠加定理2021/6/1623 定理的示意如图定理的示意如图定理的示意如图定理的示意如图4-104-10所示。所

15、示。所示。所示。 图图图图4-104-10知识点二、戴维南定理知识点二、戴维南定理2021/6/1624引例：引例： 如图如图如图如图4-94-9所示，把图所示，把图所示，把图所示，把图(a)(a)所示电路等效变换为图所示电路等效变换为图所示电路等效变换为图所示电路等效变换为图(b)(b)所示所示所示所示电路。电路。电路。电路。 图图图图4-94-92021/6/1625 例例例例如图所示电路，试用戴维南定理求电压如图所示电路，试用戴维南定理求电压如图所示电路，试用戴维南定理求电压如图所示电路，试用戴维南定理求电压u u2 2。 2021/6/1626 解解解解 首先断开首先断开首先断开首先断

16、开2 2 支路，求开路电压，如图支路，求开路电压，如图支路，求开路电压，如图支路，求开路电压，如图4-11(b)4-11(b)所示。由于所示。由于所示。由于所示。由于i i0 0 = 0 = 0，故受控源，故受控源，故受控源，故受控源2 2 i i0 0也为零，故也为零，故也为零，故也为零，故 再求等效电阻再求等效电阻再求等效电阻再求等效电阻R R0 0，令独立源为零，因电路中含受，令独立源为零，因电路中含受，令独立源为零，因电路中含受，令独立源为零，因电路中含受控源，无法用串并联求控源，无法用串并联求控源，无法用串并联求控源，无法用串并联求R R0 0，要用外加电压法，如图，要用外加电压法，

17、如图，要用外加电压法，如图，要用外加电压法，如图(c)(c)所示。注意这时受控源的控制量是所示。注意这时受控源的控制量是所示。注意这时受控源的控制量是所示。注意这时受控源的控制量是i i，可列回路方程，可列回路方程，可列回路方程，可列回路方程u u = 3 = 3 i i + 4 + 4i i1 1 + 2 + 2i i = 5 = 5i i + 4 + 4i i1 1 又又又又 u u = 3 = 3i i + 4 + 4i i2 2 i i1 1 = = i i i i2 22021/6/1627 联立解之，消去联立解之，消去联立解之，消去联立解之，消去i i1 1和和和和i i2 2，得

18、，得，得，得u u = 6 = 6i i 故故故故 最后，将待求支路接入戴维宁电源，如图最后，将待求支路接入戴维宁电源，如图最后，将待求支路接入戴维宁电源，如图最后，将待求支路接入戴维宁电源，如图4-124-12所示，可得所示，可得所示，可得所示，可得4-124-122021/6/1628电容、电感伏安关系电容、电感伏安关系一阶动态三要素一阶动态三要素第第6 6、7 7章章教学难点1、动态元件的储能及其有源与无源的判别。2、计算电容元件的电压应按 ，当iC(t)不能用一个函数表示时，应分段计算。 2021/6/1629：代表一阶电路中任一电压、电流函数：代表一阶电路中任一电压、电流函数：代表一

19、阶电路中任一电压、电流函数：代表一阶电路中任一电压、电流函数式中式中式中式中, ,初始值初始值初始值初始值-（三要素）（三要素）（三要素）（三要素） 稳态值稳态值-时间常数时间常数时间常数时间常数 - 利用求三要素的方法求解暂态过程，称为利用求三要素的方法求解暂态过程，称为三要素法三要素法。 一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，一阶电路都可以应用三要素法求解，在求得在求得在求得在求得 、 和和和和 的基础上的基础上的基础上的基础上, ,可直接写出电路的响应可直接写出电路的响应可直接写出电路的响应可直接写出电路的响应( (电压或电流电压

20、或电流电压或电流电压或电流) )。任何形式的一阶电路的零输入响应、阶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跃零状态响应和阶跃全响应可归纳为f ( t ) = f ( ) f ( 0 0 ) f ( ) et 2021/6/1630第第8 8章正弦稳态电路分析章正弦稳态电路分析正弦三要素正弦三要素正弦量和相量是一一对应正弦量和相量是一一对应有效值向量、最大值相量有效值向量、最大值相量会画相量图会画相量图相量法求解正弦稳态电路相量法求解正弦稳态电路2021/6/1631(1) 幅幅值值 (amplitude) (振振幅幅、 最最大大值值)Im：反反映映正正弦弦量量变化幅

21、度的大小。变化幅度的大小。(2) (2) 角角频频率率(angular frequency) ：每每秒秒变变化化的的角角度度( (弧弧度度) )， 反映正弦量变化快慢。反映正弦量变化快慢。 知识一：知识一：知识一：知识一：正弦量的正弦量的三要素三要素：tiO / / T(3) 初相位初相位(initial phase angle) ：反映了正弦量的：反映了正弦量的计时起点计时起点。 ( t+ )表表示示正正弦弦量量随随时时间间变变化化的的进进程程,称称之之为为相相位位角角。它它的的大大小小决决定定该时刻正弦量的值。该时刻正弦量的值。Im2 t单位：单位： rad/s ，弧度弧度 / 秒秒i(t

22、)=Imsin( t+ )峰峰-峰值：峰值：2 Im2021/6/1632电压的幅值相量电压的幅值相量电压的幅值相量电压的幅值相量(1)(1)相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意注意注意注意: :？=(2)(2)只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示， 非正弦量不能用相量表示。非正弦量不能用相量表示。(3)(3)只有只有同频率同频率的正弦量才能画在同一相量图上。的正弦量才能画在同一相量图上。 相量的模相量的模相量的模相量

23、的模= =正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值 相量辐角相量辐角相量辐角相量辐角= =正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角或：或：相量相量2021/6/1633(5)(5)相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式 模模用最大值表示用最大值表示 ，则用符号：，则用符号：(4)(4)相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式 相量图相量图: 把相量表示在复平面的图形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：实际应用中，模多采用有效值，符号：可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴如：已知

24、如：已知则则或或相量式相量式:2021/6/1634 落后于落后于超前超前落后落后？解解解解: : ( (1) 1) 相量式相量式相量式相量式(2) (2) 相量图相量图相量图相量图例例例例1:1: 将将将将 u u1 1、u u2 2 用相量表示用相量表示用相量表示用相量表示+1+j2021/6/1635知识二：两类约束的相量形式知识二：两类约束的相量形式一、基尔霍夫定律的相量形式一、基尔霍夫定律的相量形式一、基尔霍夫定律的相量形式一、基尔霍夫定律的相量形式二、元件伏安关系的相量形式二、元件伏安关系的相量形式二、元件伏安关系的相量形式二、元件伏安关系的相量形式1. 1. 电阻元件电阻元件电阻

25、元件电阻元件2. 2. 电感元件电感元件电感元件电感元件3. 3. 电容元件电容元件电容元件电容元件2021/6/1636正弦交流电路的分析和计算正弦交流电路的分析和计算 若正弦量用相量若正弦量用相量 表示，电路参数用复数阻抗表示，电路参数用复数阻抗（ ) )表示，则直流电路中表示，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。路中都能使用。 相量形式的基尔霍夫定律相量形式的基尔霍夫定律相量形式的基尔霍夫定律相量形式的基尔霍夫定律 电阻电路电阻电路 纯电感电路纯电感电路纯电容电路纯电容电路一般电路一般电路相量（复数）形式的

26、欧姆定律相量（复数）形式的欧姆定律相量（复数）形式的欧姆定律相量（复数）形式的欧姆定律2021/6/1637一般正弦交流电路的解题步骤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根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变电路结构不变)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用相量法或相量图求解4. 将结果变换成要求的形式将结果变换成要求的形式2021/6/1638有功功率有功功率 P 有功功率等于电路中各电阻有功功率之和，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。或各支路有功功率之和。 无功功率等于电

27、路中各电感、电容无功功率之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。和，或各支路无功功率之和。无功功率无功功率无功功率无功功率 Q Q或或或或2021/6/1639第十章第十章 耦合电感电路耦合电感电路互感互感含有耦合电感电路的计算含有耦合电感电路的计算空心变压器空心变压器理想变压器理想变压器2021/6/1640耦合电感耦合电感电路模型：电路模型： L1、L2和和M描述描述i1u1L1+- -11L2i2u2+- -22M同名端：同名端：用圆点或用圆点或“*”表示。表示。L1、L2自感系数；自感系数；M 互感互感1=L1i1+Mi22=L2i2+Mi1 当两个电流分别

28、从两个线圈的对应端子同当两个电流分别从两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。这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。 同名端同名端2021/6/1641四、四、 耦合系数耦合系数 用耦合系数用耦合系数k 表示两个线表示两个线圈磁耦合的紧密程度。圈磁耦合的紧密程度。k=1 称全耦合称全耦合: : 漏磁漏磁 F s1 =Fs2=0F11= F21 ，F22 =F12 耦合系数耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关。空间磁介质有关。下 页上 页注意 返 回2

29、021/6/164210. 2 含有耦合电感电路的计算含有耦合电感电路的计算要注意的问题：要注意的问题：正弦稳态分析采用相量法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方程时，耦合电感上的电压要包含互感电压（使用同名端）压（使用同名端）耦合电感上的互感电压与耦合电感上的互感电压与其它支路电流有关，可以用其它支路电流有关，可以用CCVS来代替来代替*j L1j L2j M+j L1j L2+2021/6/164310. 3 理想变压器理想变压器*+n : 1N1N2理想变压器的电路模型理想变压器的电路模型前提：参前提：参考方向和考方向和同名端同名端*+n : 1N1N220

30、21/6/1644 (a) 阻抗变换性质阻抗变换性质 理想变压器的性质：理想变压器的性质：*+n : 1Z+n2Z2021/6/1645第第1111章章 谐振电路谐振电路 含含R、L、C的的一一端端口口电电路路，在在特特定定条条件件下下出出现现端端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。1. 1. 谐振的定义谐振的定义2021/6/16462.2.串联谐振的条件串联谐振的条件谐振角频率谐振角频率谐振频率谐振频率谐振条件谐振条件下 页上 页返 回品质因数品质因数2021/6/1647特性阻抗特性阻抗品质因数品质因数下 页上 页返 回2021/6/1648第12章 三相电路三相电路12.1线电压(电流)与相电压(电流)的关系12.2对称三相电路的计算12.3不对称三相电路的概念12.4三相电路的功率12.5首 页本章重点2021/6/16504. 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：电源YY负载电源Y负载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2021/6/1651 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！