电子电工高等教育出版社总复习PPT课件

第1章电路分析基础,1.电路的组成部分,电源负载中间环节,激励：电源或信号源的电压或电流，推动电路工作;响应:由激励所产生的电压和电流;,二、理想电路元件,1)电阻R表示耗能过程,3)电感L表示建立磁场,2)电容C表示建立电场,无源元件,空气电容器、纸介质电容器、云母介质电容器、陶瓷电容器、电解电容,有源元件,电流源,电压源,4)电源(有源元件),(2)参考方向的表示方法,电流：,电压：,(1)参考方向,在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。,三.电路基本物理量的参考方向,关联参考方向,负载U、I参考方向相同；,电源I参考方向与E方向相同。,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,(3)实际方向与参考方向的关系,注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。,若I=5A，则电流从a流向b；,例：,若I=5A，则电流从b流向a。,若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；,若U=5V，则电压的实际方向从b指向a。,四、电源与负载的判别,根据U、I的实际方向判别,电源：U、I实际方向相反，即电流从U“+”端流出，（发出功率）；,负载：U、I实际方向相同，即电流从U“+”端流入，（吸收功率）。,例：,已知：U1=9V，I=-1A，R=3求：元件1、2分别是电源还是负载，并验证电路功率是否平衡？,解：,因为U2=-RI+U1=12V,所以电流从元件1的“+”流入，从元件2的“+”流出，,故元件1为负载，元件2为电源。,电源产生功率：,P2=U2I=12W,负载取用功率：,P1+PR=U1I+RI2=9+3=12W,因为P2=P1+PR，,所以电路的功率平衡。,五、电气设备的额定值,额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值,六、基尔霍夫电流定律(KCL定律),1定律,即:入=出,在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。,实质:电流连续性的体现。,或:=0,对结点a：,I1+I2=I3,或I1+I2I3=0,基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。,在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。,基尔霍夫电压定律（KVL定律),1定律,即：U=0,在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则电位升之和等于电位降之和。即：U升=U降,对回路1：,对回路2：,E1=I1R1+I3R3,E2=I2R2+I3R3,或I1R1+I3R3E1=0,或I2R2+I3R3E2=0,基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。,七、电路中电位的概念及计算,电位：单位正电荷在某点的电势（位）能，即电路中某点至参考点的电压，记为“VX”。通常设参考点的电位为零，又称接地，表示。,1.电位的概念,电位的计算步骤:(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)标出各电流参考方向并计算；(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。,某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。,举例,求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd。,解：设a为参考点，即Va=0V,Vb=Uba=106=60VVc=Uca=420=80VVd=Uda=65=30V,设b为参考点，即Vb=0V,Va=Uab=106=60VVc=Ucb=E1=140VVd=Udb=E2=90V,b,a,Uab=106=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V,Uab=106=60VUcb=E1=140VUdb=E2=90V,一、支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫定律（KCL、KVL）列方程组求解。,对上图电路支路数：b=3结点数：n=2,回路数=3单孔回路（网孔）=2,若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程,第2章电路分析方法,二、结点电压法,结点电压：,任选电路中某一结点为零电位参考点，其他各结点对参考点的电压。结点电压的参考方向从该结点指向参考结点。,结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。,结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解。,在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求出各支路的电流或电压。,在左图电路中只含有两个结点，若设b为参考结点，则电路中只有一个未知的结点电压Uab。,三、叠加原理,叠加原理：对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别单独作用时在此支路中所产生的电流的代数和。,叠加原理,例：,电路如图，已知E=10V、IS=1A，R1=10R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。,(b)E单独作用将IS断开,(c)IS单独作用将E短路,解：由图(b),例：电路如图，已知E=10V、IS=1A，R1=10R2=R3=5，试用叠加原理求流过R2的电流I2和理想电流源IS两端的电压US。,(b)E单独作用,(c)IS单独作用,解：由图(c),电压源（戴维宁定理）,电流源（诺顿定理）,无源二端网络可化简为一个电阻,有源二端网络可化简为一个电源,四、戴维宁定理与诺顿定理,稳定状态：在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。,暂态过程：电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。,稳态,暂态,新的稳态,换路,换路:电路状态的改变。如：,电路接通、切断、短路、电压改变或参数改变,第3章电路的暂态分析,电容电路：,注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中uC、iL初始值。,换路定则,电感电路：,稳态值,初始值,一阶线性电路暂态分析的三要素法,仅含一个储能元件或可等效为一个储能元件的线性电路,且由一阶微分方程描述，称为一阶线性电路。,据经典法推导结果,全响应,1.正弦量：随时间按正弦规律做周期变化的量。,+,_,正弦交流电的优越性：便于传输；易于变换便于运算；有利于电器设备的运行；.,正半周,负半周,第4章正弦交流电路,设正弦交流电流：,幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。,2.正弦量的相量表示,设A为复数，其表示形式有:,复数的模,复数的辐角,实质：用复数表示正弦量,式中:,(2)三角式,由欧拉公式:,可得:,(3)指数式,设正弦量:,相量:表示正弦量的复数称相量,电压的有效值相量,相量表示:,相量的模=正弦量的有效值,相量辐角=正弦量的初相角,解:(1)相量式,(2)相量图,例1:将u1、u2用相量表示,设：,则,(1)瞬时值表达式,根据KVL可得：,1.电流、电压的关系,RLC串联的交流电路,(2)相量法,则,总电压与总电流的相量关系式,1)相量式,令,则,Z的模Z表示u、i的大小关系，辐角（阻抗角）为u、i的相位差。,Z是一个复数，不是相量，上面不能加点。,阻抗,复数形式的欧姆定律,注意,根据,电路参数与电路性质的关系：,阻抗模：,阻抗角：,2)相量图,(0感性),XLXC,参考相量,电压三角形,(0容性),XLV阴或UD为正，二极管导通若V阳V阴或UD为负，二极管截止,若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。,6.3特殊二极管,1.符号,UZ,IZ,IZM,UZ,IZ,2.伏安特性,稳压管正常工作时加反向电压,使用时要加限流电阻,稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。,一、稳压二极管,二、发光二极管,有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似，正向电压较一般二极管高，为1.5V3V，电流为几十几mA,三、光电二极管,反向电压作用下工作。无光照时为暗电流；有光照时为光电流。光电流随光照强度的增加而上升，但一般很小，只有