《电路分析》期末总复习.ppt

第一部分电阻电路的分析也是动态电路 正弦稳态电路的分析基础 一 参考方向 关联参考方向 I 2A Pi 4W 复习要点 U 2V PV 4W 二 解题的基本依据 两类约束 元件 拓扑 1 元件约束 电阻 电压源 电流源 受控源 理想变压器 理想运放 电感 电容 例求a b两点的开路电压Uab Uab 2 2 2 6v 2 拓扑约束 KCL KVL包含相量形式 1 电路中任意两点之间的电压 2 单口网络的开路电压和VCR 例 求下图单口的Uoc和VCR Uoc 2 2 4V u 2 2 i 2i 4 作为KVL的应用 再根据KVL求得b点的电位 例l 5电路如图所示 试求开关S断开后 电流i和b点的电位 作为KCL的应用 另 分压公式和分流公式 例 I 26 8 1 1 1 3 1 6 18 2 3 12A 例 U 9 6 9 6v 2 运用独立电流 电压变量的分析法 网孔法 节点法 三 电阻电路的解题方法 1 直接利用两类约束 分析法 例用节点法求U1和U2 解 设I如图 1 6 U1 9 I 1 4 1 2 U2 17 I 以及U1 U2 3Ia U1 3 U2 2 消去I 解得 U1 120 7V 17 14VU2 48 7V 6 86V 几点注意 1 网孔方程 不要漏写电流源两端的电压节点方程 不要漏写电压源支路的电流 2 用网孔法时 可用等效变换尽量减少网孔数 在用节点法时 可用等效变换尽量减少节点数 3 含受控源时 补充方程用网孔电流或节点电压表示受控源的控制变量 3 叠加定理分析法 I 2 2 6 3 1A 4 等效变换法 1 等效的定义 若N1与N2的VCR完全相同 则N1与N2对外电路完全等效 例 所涉及的内容 2 无源单口网络的等效化简 求等效电阻R a 不含受控源的无源单口可直接用串 并联公式或等电位点概念化简 b 含受控源的无源单口只能用VCR法 在端口处加i求u 或加u求i 则R u i 例 求Rab 化简方法 a 观察是否有多余元件 b 模型的等效变换 3 含源单口网络的化简 c 列写端口的VCR 若u Ai B 若i u A C 方法 加i由KVL求u 加u由KCL求i d 用戴维南定理或诺顿定理化简 例 用戴维南定理计算电流i 解 将2 电阻以外的单口化简 1 求uoc 2 4 8 16V 2 求Ro 2 求Ro 加i求u 4i 2i 6i Ro u i 6 3 原电路等效为 i 16V 8 2A 例求图4 13 a 电路中电流I1和I2 图4 13 解 图 a 是一个非线性电阻电路 但去掉两个理想二极管支路后的图 b 电路是一个含源线性电阻单口网络 可用戴维宁等效电路代替 由图 b 求得开路电压 由图 c 求得等效电阻 用3V电压源与8 电阻的串联代替图 b 所示单口网络 得到图 d 所示等效电路 由于理想二极管D2是反向偏置 相当于开路 即I2 0 理想二极管D1是正向偏置 相当于短路 得到图 e 所示等效电路 由图 e 求得 P184 5 3求题图5 3所示单口网络的等效电路 解 5 最大功率传输定理 戴氏诺氏定理的应用 2 则当RL Ro时 RL有PLmax 且PLmax uoc2 4Ro isc2Ro 4 在什么条件下 RL获得最大功率 且PLmax 1 求出含源单口的uoc 或isc 和Ro 一 动态元件及其VCR 定义 q t cu t VCR i t Cdu dt 隔直和uc连续性 u t 1 c i d uc记忆性 u 0 1 c i d 贮能 Wc t cu t 第二部分动态电路的分析 定义 t Li t VCR u t Ldi dt 通直和iL连续性 贮能 WL t Li t i t 1 L u d iL的记忆性 i 0 1 L u d 从C和L的VCR看出 直流稳态时 C相当于开路 L相当于短路 2 在t 0换路时 若ic 0 为有限值 则uc 0 不跃变 即 uc 0 uc 0 若uL 0 为有限值 则iL 0 不跃变 即 iL 0 iL 0 二 直流激励下一阶电路 1 求初始值f 0 2 求直流稳态值f 3 求时间常数 在t 0的电路中 求出动态元件两端的戴维宁等效电阻R0 则 R0C RC电路 L R0 RL电路 1 完全响应 三要素法 2 零输入响应和零状态响应 也可由三要素法公式求 例 任意变量的零输入响应 uc和iL的零状态响应 例 图示电路 t 0以前电路已处于稳态 求i t t 0 解 用三要素法 求i 0 由t 0 的电路得 t 0 用3A电流源置换L 画出t 0 的等效电路 并由叠加定理得 由t 的等效电路求i t Ro 3 3 1 5 3 若t 1s 断开 响应又如何 三 二阶电路 RLC串联电路 1 时 为不相等的实根 过阻尼情况 2 时 为两个相等的实根 临界阻尼情况 3 时 为共轭复数根 欠阻尼情况 RLC并联电路 1 时 s1 s2为两个不相等的实根 过阻尼情况 2 时 s1 s2为两个相等的实根 临界阻尼情况 3 时 s1 s2为共轭复数根 欠阻尼情况 四正弦稳态分析 1 正弦量及其相量 1 同频率正弦量的相位关系 例i1 t 10cos 100t 30 A i2 t 5sin 100t 15 所以i1对i2的相位差为 30 75 45 即i1滞后i245 5cos 100 75 A 相量的定义 相量与正弦量的关系 为何引出相量 几个特殊的相量 2 正弦量的相量 1 90 j 1 180 1 2 阻抗与导纳 相量模型 Z Z z 式中 Z U I z u i 1 Z和Y不仅能建立相量模型 而且能表征电路的性质 例 电路工作于正弦稳态 1rad s 求u与i的相位差 Y Y Y 式中 Y I U Y z i u j1 j2 u超前i45 端口性质为 2 由相量模型分析正弦稳态电路 画出相量模型后 其分析方法与直流电阻电路的分析方法完全相同 参看例10 14 3 正弦稳态功率 Z R jXY G jB 1 平均功率P功率因数 P UIcos I R GU cos 如何提高 到1 2 三种基本元件的P R P UI S L P 0 C P 0 正弦稳态最大功率传输定律 不同频率正弦激励作用于电路 1 任一支路的响应是各频率正弦响应的叠加 由不同 的相量模型求各分量 2 平均功率等于各频率正弦平均功率的叠加 3 不同频率正弦量叠加后的有效值为 例11 4已知单口网络的电压和电流为 将这些平均功率相加得到单口网络吸收的平均功率