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文档简介
1.6.1 kirchhoff电流定律(KCL定律),1 .定律(:i进入=I出)在任意时刻,流向任意节点的电流等于离开该节点的电流。实现实际:电流连续性。或:i=0,节点a:i1i2=i3或i1i 2-i3=0,kirchhoff电流定律(KCL)反映了电路中任一节点的分支电流之间的相互约束关系。在某一时刻,电路中每个段的电压的对数和常数等于0。1.6.2 kirchhoff电压定律(KVL定律),1 .定律:u=0,在某一瞬间电路中的某一点沿电路走一周,则在此方向上,电势之和等于电位降之和。电路1:的电路2: E1=i1r1 i3r3、I2R2 I3R3-E2=0 E2或i1r 1 i3r 3-E1=0或I2R2 I3R3-E2=0,kirchhoff电压规则(,2.2阻力星连接与该端的进出电流(Ia、Ib、Ic)相同且该端之间的电压(Uab、Ubc、Uca)各对应于相同条件的三角形相关联的等效转换。等效转换后不影响其他部分的电压和电流。2.2电阻星形连接是与三角形关联的等效变换,2.2电阻星形连接是与三角形关联的等效变换,y,y,y连接等效变换转换为类型联接时,rab=RBC=RC=ry,rab=RBC=RCA=r=r=3ry,上面回路的分支数:b=3节点数:n=2,回路数=3单孔回路(网络孔)=2,需要使用分支电流方法为每个分支电流列出3个表达式时为1。在图形中显示每个分支电流的参考方向,并显示选定回路的回路方向。2 .应用KCL对节点列出(n-1)个单独节点电流方程。3 .将KVL应用于回路以列出b-(n-1)个单独的回路电压方程式(通常是所需网络孔的列表)。4 .联立解b方程,求出各支电流。节点a:示例1:i1i 2-i3=0,网络孔1:网络孔2:i1r1 i3r 3=E1,i2r 2 i3r 3=E2,分支电流方法故障排除步骤3360,2.5节点电压方法,节点电压的参考方向是节点上的参考节点。节点电压方法适用于分支数多、节点数少的电路。节点电压法:以节点电压未知的量求解热方程。每个分支的电流或电压可以通过获取节点电压后使用基尔霍夫定律或欧姆定律获得。左侧回路中只有两个节点,如果将b设置为参考节点,则回路中只有一个未知节点电压。Vb=0V节点电压为u,参考方向设置为a到b的两个节点的节点电压表达式推导。2 .应用欧姆定律找出每个分支电流,1 .要在KCL表达式中替换节点a列表达式i1 I2i3i4=0中的每个电流,请按如下方式进行整理:(1)常识仅适用于两个节点的电路。(2)分母是每个分支的电导之和,是一定的正值。分子内的每一项都可以是正数或负数。(3)电动势e与节点电压的参考方向相反时,如果取正号,则无论每个分支电流的参考方向如何,均取负号。节点电压公式,2.6叠加原理,叠加原理:对于线性电路,所有分支中的电流(或电压)可以视为电路中每个电源(电压源或电流源)分别工作时在此分支中产生的电流(或电压)的对数总和。原始电路,=,嵌套原理,E2独占作用时间(c)度,E1独占作用时间(b)度),原始电路,=,同样,分支电流法对教材p50的证明,非活动电源处理:E=0,即E段;Is=0,Is将打开。线性电路的电流或电压可以通过叠加原理计算,但功率p不能通过叠加原理计算。例如:注意事项:应用嵌套原理时,可以将电源分组解决。也就是说,每个分割电路的电源数量可以是一个或多个。在解决问题时,显示每个分支电流和电压的参考方向。如果分断电流、分断电压与原始回路的电流和电压的基准方向相反,则在嵌套时,该项前面必须有负号。2.7.1 Thevenin定理,所有活动的双端线性网络可以等价地替换为emf为e的理想电压源和内部电阻R0串行电源。等效电源的内部电阻R0等于主动双端网络中的所有电源被移除(理想电压源短路,理想电流源打开)的被动双端网络a,b两端之间的等效电阻。等效电源的电动势e是活动双端网络的开路电压U0,即负载断开后a和b的两端之间的电压。等效电源、2.7.2诺顿定理、所有活动双端线性网络均可被电流为IS的理想电流源和内部电阻R0并行电源同等替代。等效电源的内部电阻R0等于主动双端网络中的所有电源被移除(理想电压源短路,理想电流源打开)的被动双端网络a,b两端之间的等效电阻。等效电源中的电流是在a,b两端具有短连接的活动双端网络中的短路电流。描述线圈通过电流时产生磁场和存储磁场的能量特性的等效电源。1 .物理意义,3.1.2诱导因素,2 .磁电感:3。电感元件能量存储,根据基尔霍夫定律:I乘以自上而下,积分:即电感可以将电力转换为磁场存储在线圈中,电流增加时磁场增加,电感元件从电源供电。电流减少,磁场减少,感应元件向电源释放能量。在磁场能量、3.1.3电容分量、电源两端的电容器两端,在每个板上聚集等量的电荷,在介质上设置电场,存储电场能量的特性。电容:如果电压u发生变化,则电路中电流:电容分量能量存储,向上和统一乘以u,即电容器可以通过将电流转换为电场来存储电容,随着电压的增加,电场会增加,电容分量可以从电源中获取电能;电压降低时,电场减少,电容器给电源提供能量。电场能量,电容元素能量存储,本节介绍线性元素,即r,l,c。瞬态过程生成的必要条件:l能量存储:路径:回路状态更改。例如,电路连接、切断、短路、电压变更或参数变更、c储能:瞬变的原因:由于物体所具有的能量不能变更,改变路径的瞬间能量储存元件的能量也不能变更,(1)电路中的能量储存元件(内部原因)(2),2 .开关规则,电感电路:3。确定初始值,解决点:(2)其他功率初始值方法。初始值:电路中每个u,t=0的I的数值。使用,(1)uC(0),iL(0)的方法。1)UC(0),il(0)最初在t=0-电路中找到;2)根据道路变化规律求uC(0)、iL(0)。1)在t=0电路中寻找其他电力的初始值。2)在t=0的电压方程式中,在uC=uC(0),t=0的电流方程式中,iL=iL(0)。结论,1 .改变路线的瞬间,uC,iL不能跳跃,但其他电力可以跳跃。3 .路径变更前的uc(0-) 0,路径变更瞬间(对于t=0等效电路)电容器组件可以替换为使用uc(0)的电压的理想电压源。如果在更换导线之前存在iL(0-) 0,则t=0等效回路中的电感元件可以替换为电流为iL(0)的理想电流源。2 .如果在改变路径之前能量存储组件没有能量存储,则在改变瞬间(t=0的等效电路中),视觉电容组件短路,电感组件打开。3.3RC电路的响应,一次电路瞬态的解决方法,1 .经典方法:根据此(电源电压或电流)解电路的微分方程,导出电路的响应(电压和电流)。包含一个能量存储元件(由一阶微分方程描述)或线性电路(可与一个能量存储元件等价)的三要素方法(称为一阶线性电路)。,主回路,解决方案,自下而上,全变前回路正常状态(1) KVL表达式,1。电容电压uC的变分规则(t0),零输入响应:没有电源这里,输入信号0,仅由电容组件初始能量存储引起的电路的响应。图标电路,本质:RC电路的放电过程,3.3.1RC电路的零输入响应,(2)求解方程:特性方程,初始值对积分常数a,同阶微分方程的一般解:电容电压uC从初始值衰减到指数定律,衰减速度由RC确定。(3)电容器电压uC的变化规律,(2)方程:3,变化曲线,电阻电压:放电电流,电容器电压,2。电流和电阻电压的变化规律,4 .时间常数,(2)物理意义,单位:s,(1)尺寸,当时的时间常数决定电路瞬变的变化速度,越大,曲线变化越慢,达到正常状态所需的时间越长。时间常数的物理意义,U,3.3.2RC电路的零状态响应,零状态响应:储能元件的初始能量为零,仅由电源激励产生的电路的响应。本质:RC电路充电过程,分析:t=0,关闭开关s。此时,回路实际上输入了阶跃电压u,如图所示。与固定电压不同,电压u表达式,R,I,一阶线性常系数非齐次微分方程,方程的一般解=方程的特殊解是同阶方程的一般解,1.uC的变分定律,(1) KVL方程,3.3.2RC电路的零状态响应,(2)方程的求解,特殊解根据电路达到稳定状态时的电压等确定积分常数a,仅在瞬态过程中,3,波动曲线,t=,表示电容电压uC从初始值上升到正常状态值的63.2%所需的时间。2 .电流iC的变化规律,4 .时间常数的物理意义,t=0中电流最大的原因是什么?3.3.3RC电路的总响应,1.uC的变化规律,总响应:电源激励,当储能元件的初始能量不为零时电路的响应。基于嵌套清理的完整响应=0输入响应0状态响应,正常状态组件,0输入响应,0状态响应,待定组件,结论2:完整响应=正常状态组件瞬态组件,完整响应,结论1:完整响应=0输入响应0状态响应,根据经典方法,采用全响应、一阶电路中所有电压、电流函数、形式、直流功率激励、表示一阶线性电路微分方程解的正则表达式:用三要素方法求解瞬态过程的方法称为三要素方法。可以根据、和使用三因素方法直接写入回路的响应(电压或电流)来解决主回路。电路响应的变化曲线,三元素方法解决临时过程的要点,(1)查找初始值、稳态值和时间常数。(3)绘制瞬态电路电压,电流随时间变化的曲线。(2)用过渡过程的正则表达式替换得到的三要素结果。改变电路的电压和电流。其中电容器c为开放,电感l为短路,即直流电阻电路的电压和电流。(1)计算稳态值,响应中“三要素”的确定,例如,1) t=0-由回路查找,路径更改瞬间t=(0)在等效回路中注意:(2)计算初始值,1,2)对于更复杂的主电路,R0是在路径变更后消除电路的电源和能量存储元素后,在能量存储元素的两端获得的手动双级网络的等效电阻。(3)对于主RC回路,对于主RL回路,注释:R0的计算类似于应用Thevenin定理解决问题时计算回路等效电阻的方法。如图所示,能量存储元素两端可见的等效电阻。,3.6RL电路的响应,3.6.1RL电路的零输入响应,1 .RL短连接,(1)的过渡规则,(3因子公式),1)确定初始值,2)确定稳态值,3)确定回路的时间常数,(2)可变曲线,2。直接从RL直流电源断开,(1)可能发生的现象,1)在工具闸产生弧,2)电压计瞬时过电压,2)解决,2)连续流二极管VD,1)连接放电电阻,3.6.2RL电路的零状态响应,1。变异规律,3元素法,2,变异曲线,3.6.3RL电路的整体回应,使用3元素法,2。与过渡曲线、过渡曲线、4.1.2进制值和有效值、有效值:AC热效应相同的直流被定义为AC的有效值。振幅:Im、Um、Em、yes、AC、DC、振幅大写、下标m、相等:4.1.3初始相位和相位差、相位:注意:AC电压、电流表测量数据有效,反映了正弦变化的过程。正弦(sine)的计时不同于初始值(t=0)的值与到达或特定时间点的值不同。例如,在图中,电压领先于电流,相同频率正弦量之间的初始相位差异。4.1.3相位差,I,u,2,1,或I延迟u,角度,如果电流等于电流,如果电流等于电流,电流等于前电压,如果电压与电流相反,4.2正弦的呼机,波形图,1 .正弦的显示方法、焦点、相位、正弦量表示为旋转转向段,如果设定正弦量:并且:具有方向段长度=,则:具有表示每个瞬时方向段垂直轴的投影为该时刻正弦量的瞬时值。乳香线段和水平轴之间的角度=步骤1,u0,2。以正弦量表示的复数形式将a设置为复数:实体:用复数表示正弦,在表达式中,(2)三角,(3)指数,相位3360表示正弦的复数分页,如上所述。复数是由模块和真角两个特征决定的,正弦是由振幅、角频率和一阶角三个特征决定的。分析线性电路时,正弦激励和响应都是相同频率的正弦量,频率已知,可以不考虑。因此,正弦量由振幅(或有效值)和初始相位确定。根据复数形式和正弦量,正弦量可以用复数形式表示。(1)相位量不是正弦量,只是正弦量。(2)只能用淡入度表示正弦量。正弦(:),设定电压的有效值相位(相位),电流量为:正弦是时间的函
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