电路及分析方法一.ppt

电工学多媒体课件,徐彦凯89733294综合楼424,参考教材：,内容简介,电路,模拟电路,数字电路,电机,考核方法,总成绩,作业30%,=,+,期末80%,第1章电路及分析方法,1.1电路的作用与组成部分,1.2电路模型,*1.3电压和电流的参考方向,1.4电源有载工作、开路与短路,*1.5基尔霍夫定律,1.6电阻串并联,*1.9电压源与电流源及其等效变换,1.7支路电流法,*1.8叠加原理,*1.10戴维宁定理,*1.11电路中电位计算,*1.12电路的暂态分析,负载,电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。,电源,1.1电路的作用与组成部分,1.电能的传输与转换,电路的作用,2.信号的传递与处理存储,发电机,升压变压器,输电线,降压变压器,电灯电动机,放大器,话筒,扬声器,电路的组成,信号源,负载,负载,电源,发电机,升压变压器,输电线,降压变压器,电灯电动机,放大器,话筒,扬声器,信号源,负载,电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。,由激励在电路中产生的电压和电流称为响应,激励,响应,电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨论,与,的关系,电路实体,电路模型,1.2电路模型,用理想电路元件组成的电路，称为实际电路的电路模型。,理想电源元件,理想无源元件,理想电压源,理想电流源,电阻R,电感L,电容C,各式各样的电阻,RJ13.14.15型金属膜电阻器RJ13.14.15MetalfilmResistor,厚膜片式电阻器,几种常见的电感元件,带有磁心的电感,陶瓷电感,铁氧体电感,半导体型陶瓷电容器,温度补偿型陶瓷电容器,各式各样的电容,1.3电流和电压的参考方向,电流：带电粒子(电子、离子)有规则的定向运动,电流大小：,方向：正电荷运动的方向,单位：A，mA,，uA,一、电流和电流的参考方向,任意规定一个电流参考方向,用箭头标在电路图上。,电流参考方向的表示：,1.用箭头表示(常用),2.用双下标表示,若电流实际方向与参考方向相同,电流取正值；,若电流实际方向与参考方向相反,电流取负值。,二、电压和电压的参考方向,电压:单位正电荷由电路中a点移动到b点所失去或获得的能量，称为ab两点的电压,电压大小：,方向：从高电位指向低电位,单位：V,mV,若该时刻a点的电位比b点电位高,电压u0;若该时刻a点的电位比b点电位低,电压u0,电压参考方向的表示：,u,_,+,1.正负号,Uab（高电位在前，低电位在后）,3.双下标,2.箭头,u,Uab=,Ua-Ub,规定电压的参考方向,如图为关联方向定义的电压和电流,当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。,关联方向：,如图为非关联方向定义的电压和电流,a,b,I,U,a,b,I,U,通过电阻的电流与电压成正比,表达式,U=IR,U、I参考方向相同,U、I参考方向相反,图C中若I=2A，R=3，则U=(2)3=6V,3.方程U/I=R只适用于R中U、I参考方向一致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，当U、I参考方向一致时为正，否则为负。,2.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方向”，然后再列方程求解。习惯假设I与U的参考方向一致（关联方向）。,1.电压电流“实际方向”是客观存在的，“参考方向”是人为假设的方向。U、I为代数量，有正负之分。当参考方向与实际方向一致时为正，否则为负。,功率：设电路任意两点间的电压为U,流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为:,电压电流参考方向一致,电压电流参考方向相反,P=UI,例,已知：UAB=3V,解：P=UI=(2)3=6W,I=2A,求：N的功率，并说明它是电源还是负载,电压电流参考方向相同,P为负值，N发出功率,是电源,例:所示电路中，供出功率的电源是()。理想电压源(b)理想电流源(c)理想电压源与理想电流源,a,吸收功率或消耗功率（起负载作用）,若P0,输出功率（起电源作用）,若P0,电阻消耗功率肯定为正,电源的功率可能为正（吸收功率），也可能为负（输出功率）,功率有正负,P=UI,P=UI,P0,P0,负载,电源,E,I,U,1.4电源有载工作、开路与短路,1.4.1电源有载工作,1.U-I,R0,R,A,B,C,D,U=RI,U=ER0I,电源的外特性曲线,说明电源带负载能力强,1.4.1电源有载工作,U=ER0I,2.功率与功率平衡,UI=EIR0I2,电源产生功率,内阻消耗功率,电源输出功率,功率的单位：瓦特(W)或千瓦(KW),负载取用功率,E,I,U,R0,R,A,B,C,E,I,U0,1.5.2电源开路,R0,R,A,B,C,D,I=0,U=U0=E,P=0,E,U,I,R1,1.5.3电源短路,R2,R0,U=0,I=IS=E/R0,P=0,作业B基本题：1.4.5,分析图中的i1,i2?,(a),(b),（1）、电路中u、i受两类约束：,（2）、元件约束关系与联接方式约束关系是互为独立的。,1、个体（元件约束）,2、整体（联接方式约束）,R3,a,b,E1,结点电路中三条或三条以上支路联接的点,支路电路中的每一分支,c,d,回路由一条或多条支路组成的闭合路径,如acbabadb,如abcaadbaadbca,1.5基尔霍夫定律,E2,如a,b,R2,R1,基尔霍夫定律:用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。,1.5.1基尔霍夫电流定律KCL,1、内容：在电路中，任何时刻，对任一结点，所有与之相连支路电流的代数和恒等于零。,2、公式：,KCL是电荷守恒的体现,它是对连接到该结点的各支路电流约束关系。,3、步骤规定电流的参考方向规定参考方向流入结点的电流前面取“+”号，流出结点的电流前面取“-”号。3.列KCL方程,例：若I1=9A，I2=2A，I4=8A。求：I3,KCL,电流的参考方向与实际方向相反,I1I2+I3+I4=0,解：,I1+I3+I4=I2,-I1+I2-I3-I4=0,对结点B,对结点C,=-3+4-2=-1A,IA,IB,IAB,IBC,ICA,KCL推广应用,IC,IA+IB+IC=0,在任一瞬间通过任一封闭合面的电流的代数和也恒等于零。,广义节点,包围部分电路的任意封闭面,思考题,I=?,1、内容：在电路中，任何时刻，从回路中任意一点出发，以顺时针或逆时针方向循行一周，回路中各段电压的代数和恒等于零.,1.5.2基尔霍夫电压定律（KVL）,2、公式：,3、步骤：1任意指定回路的绕行方向2凡元件电压的参考方向与绕行方向一致者，该电压前面取“+”号，元件电压的参考方向与绕行方向相反者，该电压前面取“-”号。,U1+U2U3U4+U5=0,+-,对回路1,=0,+,+,-,对回路2,+,-,-,=0,i1R1,i3R3,例:,列KVL方程,KVL推广应用于假想的闭合回路,E+IRUAB=0,UAB=E+IR,根据KVL可列出,U2,U1,UAB,UAB=U1U2,电路中任两结点间电压uab等于从a点到b点的任一路径上各段电压的代数和。,作业A选择题：1.5.1、1.5.2B基本题：1.5.3,1.6电阻串并联,1.6.1电阻的串联,分压公式,等效电阻,R=R1+R2,1.6.2电阻的并联,分流公式,等效电阻,支路电流法是以支路电流为求解对象，直接应用KCL和KVL列出所需方程组，而后解出各支路电流。再用欧姆定律求出各支路电压。,1.7支路电流法,2应用KCL对结点列方程,3应用KVL列出余下的b(n