大学电路复习提纲ppt课件.ppt

1 1 电路和电路模型 1 电流和电压的参考方向 建立电路模型后 首先应规定电压 电流的参考方向 参考方向 任意假定的电流 电压 的正方向 i 0 i 0 实际方向 实际方向 2 元件或支路的u i采用相同的参考方向称为关联参考方向 反之 称为非关联参考方向 2 关联参考方向 u i取关联参考方向 P ui表示元件吸收的功率 P吸 0 实际吸收 P吸 0 实际发出 P ui表示元件发出的功率 u i取非关联参考方向 3 3 电压源和电流源 理想电压源 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无关 理想电流源 输出电流总能保持定值或一定的时间函数 其值与它两端电压无关 4 4 受控电源 非独立源 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 注意 表示电流 而非电压值 5 基尔霍夫定律 5 KCL方程按电流参考方向列写 与实际方向无关 KVL方程是按电压参考方向列写 第2章电阻电路的等效变换 两个二端电路 端口具有相同的电压 电流关系 则称它们是等效的电路 6 对A电路中的电流 电压和功率而言 满足 注意 对外等效 对内不等效 A中的电压 电流和功率不变 B和C内部不等效 1 电阻的串 并联 2 电阻的Y 变换 7 Y 的变换条件 Y的变换条件 8 3 电压源 电流源的串联和并联 理想电压源的并联 理想电压源的串联 9 理想电压源与支路的并联 相同的理想电流源才能串联 每个电流源的端电压不能确定 电流源与支路的串联等效 10 4 实际电源的两种模型及其等效变换 iS uS RS 等效变换的条件 5 输入电阻 11 如果一端口内部仅含电阻 则应用电阻的串 并联和 Y变换等方法 对含有受控源和电阻的两端电路 用外加激励法求输入电阻 即在端口加电压源 求得电流 或在端口加电流源 求得电压 得其比值 12 1 网孔电流法 第3章电阻电路的一般分析 以网孔电流作为独立变量列写KVL方程求解电路的方法 它仅适用于平面电路 流过互阻的两个网孔电流方向相同 流过互阻的两个网孔电流方向相反 自阻 互阻 相邻网孔间公共电阻之和 网孔中所有电阻之和 总为正 13 uS11网孔1中所有电压源电压的代数和 uS22网孔2中所有电压源电压的代数和 当电压源参考电压方向与该网孔电流方向一致时 取负号 反之取正号 1 电路中含有理想电流源时对电流源的处理 设电流源电压为ux并视为电压源计入方程 增加联系回路电流和电流源电流的KCL关系方程 加变量 14 2 有受控源的电路 方程列写分两步 先将受控源看作独立源列方程 将控制量用网孔电流表示 称为约束方程 2 结点电压法 以结点电压为未知量列写KCL方程分析电路的方法 G11un1 G12un2 G13un3 iSn1 G21un1 G22un2 G23un3 iSn2 G31un1 G32un2 G33un3 iSn3 流入取正 流出为负 结点的自导等于接在该结点上所有支路的电导之和 互导为接在相邻两结点间的公共电导之和 总为负 流入结点的电流源电流的代数和 15 列写结点方程时 如遇到与理想电流源串联的电阻 不计入自导或互导中 无伴电压源支路的处理 以电压源电流为变量 增补结点电压与电压源间的关系方程 选择合适的参考点 使某un恰好为us 则该变量已知 其KCL方程可略 16 第4章电路定理 4 1叠加定理 使用要领 1 当考虑某一电源单独作用时 应令其他电源中US 0 IS 0 即应将其他理想电压源短路 电流源开路 2 叠加原理只能用来计算电流和电压 不能用来计算功率 3 含受控源 线性 电路亦可用叠加 但受控源应始终保留 齐性定理 线性电路中 当所有激励 独立源 都增大 或减小 K倍时 电路中的响应 电压或电流 也增大 或减小 同样的倍数 17 4 3戴维宁定理和诺顿定理 戴维宁定理和诺顿定理适合于求解电路中某一支路电压 电流和功率问题 应用戴维南定理和诺顿定理求解电路 一般按以下步骤进行 1 计算开路电压Uoc 外电路断开后二端纽之间的电压为开路电压Uoc 此时端口电流为0 计算Uoc的方法视电路形式选择前面学过的任意方法 网孔 节点电压法 基尔霍夫定律等 18 将含源一端口网络中所有独立源置零 求解其对应的无源一端口Req或Geq 2 求解一端口的输入电阻 电导 开路电压 短路电流法 若无源一端口网络不含受控源 可用电阻的串并联或Y 变换求得Req或Geq 若无源一端口含受控源 则采用外加电源法求解 3 画出等效电路 求解电路 应用戴维宁定理和诺顿定理必须注意 在移去待求支路即对电路进行分割时 受控源和控制量应划分在同一网络中 19 4 4最大功率传输定理 一个实际电源模型 Uo Ro 向负载RL传输能量 当且仅当RL Ro时 才可获最大功率Pmax 适用场合 RL可调 R0一定的场合 20 分析运放时必须牢记一点 运放电路的输出总是依赖于某种输入 因此 分析运放电路的目的是要得到用输入量表示的输出表达式 分析运放电路的一种好的方法是从运放的输入端开始分析 记住 分析运放电路时几乎都要使用 虚短路 和 虚断路 2个规则 1 运算放大器的静特性 线性工作区 uo Aud A u u 2 电路模型 21 输入电阻 输出电阻 3 含有理想运算放大器的电路分析 根据理想运放的性质 抓住以下两条规则 a 倒向端和非倒向端的输入电流均为零 虚断 路 b 对于公共端 地 倒向输入端的电压与非倒向输入端的电压相等 虚短 路 合理地运用这两条规则 并与结点电压法相结合 22 第6章储能元件 1 电容的电压 电流关系 u i取关联参考方向 当u为常数 直流 时 i 0 电容相当于开路 电容有隔断直流作用 实际电路中通过电容的电流i为有限值 则电容电压u必定是时间的连续函数 23 2 线性电感的电压 电流关系 当i为常数 直流 时 u 0 电感相当于短路 24 电容串联 电容的并联 以上串并联等效以2个元件为例 可推广用于n个元件 电感串联 电感的并联 25 第7章一阶电路和二阶电路 1 初始条件定理 uC 0 uC 0 iL 0 iL 0 注意 换路瞬间电容可视为一个电压值为U0的电压源 电感可视为一个电流值为I0的电流源 求初始值的步骤 1 由换路前电路 稳定状态 求uC 0 和iL 0 2 由换路定律得uC 0 和iL 0 3 画0 等效电路 4 由0 电路求所需各变量的0 值 26 2 三要素法分析一阶电路 用0 等效电路求解 用t 的稳态电路求解 Req是电路换路后从动态元件两端看进去的戴维宁等效电路的等效电阻 Req 电路结构参数与三种状态关系 3 RLC串联电路 27 过阻尼 临界阻尼 欠阻尼 第8 9章相量法及正弦稳态电路 1 正弦量的基本概念 三要素 相位差 2 相量的概念3 用相量法求解正弦稳态电路相量图正弦稳态电路的功率 重点和要求 28 1 R L C元件小结 29 2 复阻抗 复导纳及其等效变换 1 复阻抗Z 正弦激励下 纯电阻Z R 纯电感Z jwL jXL 纯电容Z 1 jwC jXC 30 2 复导纳Y 31 3 复阻抗和复导纳等效关系 32 4 阻抗串联 并联的电路 等效阻抗 33 3 用相量法分析电路的正弦稳态响应 1 电阻电路与正弦电流电路相量法分析比较 电阻电路 相量法分析正弦稳态电路 34 2 相量法分析电路 步骤 1 画相量模型 4 由相量求出对应正弦量 2 仿电阻电路分析方法列相量方程 3 解相量方程 35 有功功率 P UIcos 单位 W 无功功率 Q UIsinj单位 var 视在功率 S UI单位 VA 4 正弦电流电路中的功率 36 定义 也可表示为 5 复功率 37 有功守恒 无功守恒 38 并联电容后 原负载的电压和电流不变 吸收的有功功率和无功功率不变 即 负载的工作状态不变 但电路的功率因数提高了 特点 下页 上页 返回 6 并联电容提高电路的功率因数 感性负载 39 7 最大功率传输 讨论正弦电流电路中负载获得最大功率Pmax的条件 Zi Ri jXi ZL RL jXL ZL 可获最大功率Pmax 负载获得最大功率Pmax 40 1 互感线圈的同名端 当两个电流分别从两个线圈的对应端子流入 其所产生的磁场相互加强时 则这两个对应端子称为同名端 第10章含耦合电感的电路 41 2 耦合电感上的电压 电流关系 互感电压 在正弦交流电路中 其相量形式的方程为 42 3 互感线圈的连接 1 互感线圈的串联 1 顺串 43 2 反串 互感不大于两个自感的算术平均值 44 顺接一次 反接一次 就可以测出互感 全耦合 当L1 L2 L时 M L 4M顺接 0反接 Leq 互感的测量方法 45 1 同名端在同侧 2 互感线圈的并联 2 同名端在异侧 46 4 空心变压器 方程法分析 令Z11 R1 j L1 Z22 R2 R j L2 X 47 等效电路法分析副边 1 开路电压 2 等效阻抗 48 5理想变压器 1 理想变压器的主要性能 变压关系 49 变流关系 若i1 i2一个从同名端流入 一个从同名端流出 则 50 变阻抗关系 51 11电路的频率响应 11 1RLC串联电路的谐振 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 1 谐振的条件 52 2 串联电路谐振时的特点 1 入端阻抗为纯电阻 Z R 阻抗值 Z 最小 2 电流I和电阻电压UR达到最大I0 U R U一定 3 LC上的电压大小相等 相位相反 串联总电压为零 也称电压谐振 即 53 3 品质因数 谐振时电感电压 电容电压 与电源电压的比 11 4RLC并联谐振电路 谐振角频率 54 谐振特点 入端导纳为纯电导 导纳值 Y 最小 LC上的电流大小相等 相位相反 并联总电流为零 也称电流谐振 品质因数 IL IC QIS 55 第12章三相电路 1 三相电路及其电压电流关系 1 星形联接 Y联接 56 2 三角形联接 联接 这种接法只有三相三线制 注意 57 对三相电源电压 电流关系分析的结果也适用于同样接法的三相负载 2 对称三相电路的计算 单相计算法 1 Y Y联接 三相三线制 因N N 两点等电位 可将其短路 且其中电流为零 这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算 58 计算电流 为对称电流 电源中点与负载中点等电位 有无中线对电路情况没有影响 对称情况下 各相电压 电流都是对称的 可采用一相 A相 等效电路计算 其它两相的电压 电流可按对称关系直接写出 结论 下页 上页 返回 59 Y形联接的对称三相负载 根据相 线电压 电流的关系得 2 Y 联接 下页 上页 返回 60 3 电源为 联接时的对称三相电路的计算 将 电源用Y电源替代 保证其线电压相等 下页 上页 返回 61 1 将所有三相电源 负载都化为等值Y Y接电路 2 连接负载和电源中点 中线上若有阻抗可不计 3 画出单相计算电路 求出一相的电压 电流 4 根据 接 Y接时线量 相量之间的关系 求出原电路的电流电压 5 由对称性 得出其它两相的电压 电流 对称三相电路的一般计算方法 一相电路中的电压为Y接时的相电压 一相电路中的电流为线电流 小结 下页 上页 返回 62 负载各相电压 A 3 不对称三相电路的概念 中性点位移 当中点位移较大时 会造成负载相电压严重不对称 使负载的工作状态不正常 63 不对称负载必须采用三相四线制供电方式 且中线上不允许接保险丝和刀开关 注意 负载不对称 中线中有电流 各相电压 电流不存在对称关系 64 1 对称三相电路功率的计算 4 三相电路的功率 P 3UpIpcos 1 为相电压与相电流的相位差 阻抗角 不要误以为是线电压与线电流的相位差 2 cos 为每相的功率因数 在对称三相制中有cos A cos B cos C cos 注意 65