电路分析基础(谢建志)电路复习

,q,Em,Ee,id,变化磁场集中在电感器内部，其余电路附近空间无磁场作用，只有电感中有磁链存在,位移电流集中在电容器内部，只在电容器内部有电荷积累,能量的损耗集中于电阻器中，电能转换为热能,电源中集中外电场，将其他形式能量变为电场能量,ic,当电磁场变化相对较慢时，电路的尺寸可以忽略，电磁过程视为集中在器件内部，电路的大小和形状不影响电路的特性可以近似用集中参数电路作为模型。,集中参数电路,电路经典分析方法知识要点,分析对象,分析依据,分析方法,电路模型与电路变量,元件约束与拓扑约束,等效法，系统法，电路定理,知识要点,电路元件：,2.电源电压源电流源,1.电阻线性电阻非线性电阻,3.受控源,4.理想变压器,5.电容,6.电感,7.耦合电感,(1)受控源与独立源不同，其电源值依赖于其他变量，一般不能单独作为电路的激励源。,(2)受控源可以是有源元件，在一定条件下可以向电路提供能量。,(3)受控源在特定条件下又表现出线性元件的性质。,(4)在列写电路方程时受控源可以先作为独立源处理。,(5)受控源可以构成实际电子器件和集成运算放大器等的小信号模型。,受控源,已知：us=10(V)，R1=1(K)，R2=100()，r=0.2()求：i2=?,解：,解题思路,讨论：受控源的发出功率p=u2i2,例,=i22R2=4x108(W),受控源是有源元件,求输入端等效电阻,等效分析方法,独立方程与解变量,网孔分析方法,以直流电路为例，方法适用于所有线性电路的直流和正弦稳态分析,结点分析方法,电路分析方法,任意网络与电压源并联,任意网络与电流源串联,考察各端口VAR,可以证明等效关系成立,注意当us=0或is=0以及当N为理想源时的特例,端口电压为一个定值电流取决于外电路,端口电流为一个定值电压取决于外电路,任一元件与开路串联，与短路并联,网孔法对电源的处理(关键是保证变量数与独立方程数一致),归纳,独立源,电流源,电压源,利用等效变换转换为电压源,(1)设其上电压后按独立电压源处理(多出一个变量),(2)增加一个该电流源电流与网孔电流的关系方程(保持变量数与方程数一致),尽量选为网孔电流,放在方程右侧,电压升为正,归纳,受控源,依独立源方法处理,首先看成独立源,不是多出一个变量增加一个控制量与网孔电流的关系方程(保持变量数与方程数一致),控制量是否为网孔电流,是变量数与方程数一致,结点法对电源的处理(关键是保证变量数与独立方程数一致),归纳,独立源,电压源,电流源,利用等效变换转换为电流源,(1)设其上电流后按独立电流源处理(多出一个变量),(2)增加一个该电压源电压与节点电压的关系方程(保持变量数与方程数一致),尽量选为节点电压,放在方程右侧,流入为正,归纳,受控源,依独立源方法处理,首先看成独立源,不是多出一个变量增加一个控制量与结点电压的关系方程(保持变量数与方程数一致),控制量是否为结点电压,是变量数与方程数一致,等效分析方法,戴维宁与诺顿定理,最大功率传输定理,线性性质是所有线性电路的重要特性叠加定理，戴维宁和诺顿定理是分析线性电路的重要工具替代定理适用于所有集中参数电路,替代定理,叠加定理,电路分析定理,戴维宁等效电路与诺顿等效电路的关系,注意电流参考方向,等效电路的求法,1.Uoc和Isc,断开外电路，用简单电路法，等效变换法求解,2.R0有多种求法,(1)外施电源法：内部独立源置零，外加电源,(2)公式法：内部独立源置零，电阻串并联，Y变换,(3)开短路法：间接计算，保留内部独立源,R0=U/I,(4)测量法*：外加电阻法，保留内部独立源,分别测得开路电压Uoc和有载电压UL,等效分析方法,完全响应的分解,一阶电路三要素法,一阶动态电路的时域分析,一阶电路阶跃响应,动态方程和动态响应,动态元件与动态电路,动态电路分析,三要素公式,(1)由动态元件的换路特性，做出t=0+等效电路，求y(0+)(2)由t=等效电路，求y()(3)求从动态元件两端看进去的戴维宁等效电阻，计算值(4)按三要素公式写出y(t),公式中的，y(0+)和y()称为三要素,三要素法,直接写出响应，不必列微分方程,等效分析方法,阻抗与导纳,相量分析,对于线性非时变电路在单一频率正弦激励下稳态响应的相量分析,正弦稳态功率,相量,正弦信号与正弦稳态,正弦稳态分析,欧姆定律的相量形式,1.阻抗:无源二端网络端口上电压相量与电流相量之比。,X：电抗（分量,电压超前电流：N0为感性.,电压落后电流：N0为容性.,Z：阻抗角,R：电阻（分量,Z0,Z0,Z：阻抗模,阻抗三角形,2导纳：,B：电纳分量,3阻抗与导纳的关系,同一对端口,4阻抗与导纳的串并联等效,串联：,并联：,G：电导分量,基本元件的阻抗与导纳,电阻：,电感：,电容：,相量电路模型,将电路中电流，电压用相量表示；将基本元件用他们的阻抗或导纳来标出，得到的电路模型称为相量模型。,基本元件伏安相量关系,Z,(3)将结果表示为时间函数,线性电路，单一频率正弦激励下的稳态电路,条件,工具,(1)引入相量形式欧姆定律，将微分积分化为复代数运算。,(2)由于KCL和KVL相量形式成立，前面直流电路分析中等效方法，规范化方法及线性电路的定理可直接应用于相量模型。,(3)相量图作为辅助工具,正弦稳态电路分析的一般步骤,(1)将电路时域模型变为相量模型,(2)按直流电路的分析方法求出相量解,无功功率,二端网络功率不仅与U，I有关，还与它们相位差有关,对无源二端网络,0cos1,当网络中只含电阻时=0，P=UI,当只含L和C时,P=0,的正负，用超前或滞后说明，以电压为相位参考,功率因数,有功功率,二端网络的功率,(超前/滞后)(容性/感性）,功率因数角,功率三角形可用来表示P、Q、S、之间关系,视在功率,S=UI（单位伏安VA）,S表示电器设备在额定U，I下所容许的最大功率,Cos:反映了设备容量的利用程度,复功率：,最大功率传输定理,含源二端网络，外接负载，设,负载功率：,1.共轭匹配：负载模与幅角均可变,令,即,负载获最大功率,2.模匹配：负载阻抗模可变，幅角不变。,P最大条件为,此时负载功率小于共轭匹配时,等效分析方法,含互感元件电路,含变压器电路,几种常见的正弦稳态电路的分析方法及其特性介绍,互感元件,三相电路,正弦稳态应用电路分析,三相电路,丫形连接,YY形接法,对称三相电路总的瞬时功率是恒定的。,负载对称时注意利用公式：,谐振条件为,第十二章RLC串联谐振电路,通频带带宽,结论：带宽与Q成反比。Q