邱关源电路教学课件

12024-01-31邱关源电路教学课件目录contents电路基本概念与定律电阻电路分析动态电路时域分析正弦稳态电路分析频率特性及谐振现象三相电路及安全用电常识301电路基本概念与定律电路是由电气设备和元器件按一定方式联接，并为电荷流通提供路径的总体。电路定义电路模型电路分类用理想元件或理想元件的组合去代替实际电路中的器件或设备，以简化电路的分析和计算。根据电路的不同特点和功能，电路可分为直流电路、交流电路、数字电路等。030201电路与电路模型电荷的定向移动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电荷量称为电流强度。电流定义电场中两点间的电位差称为电压，它是单位正电荷移动的势能差。电压定义在电路中，电流和电压的实际方向是未知的，需要设定一个参考方向以便于分析和计算。参考方向电流、电压及其参考方向

功率和能量功率定义单位时间内电场力所做的功称为电功率，它表示了电场中能量转换的速率。能量定义电场中储存的电能或消耗的电能称为电能，它表示了电场中能量的总量。功率与能量的关系功率是能量的时间变化率，即功率等于能量对时间的导数。03电阻元件的伏安特性电阻元件的伏安特性是一条通过原点的直线，表示其电压与电流成正比。01电阻定义导体对电流的阻碍作用称为电阻，它表示了导体导电性能的好坏。02欧姆定律在同一电路中，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。电阻元件与欧姆定律保持两端电压不变的电源称为电压源。电压源定义保持输出电流不变的电源称为电流源。电流源定义电源具有两个基本性质，即电动势和内阻。电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的能力，内阻表示电源内部的电阻。电源性质电压源、电流源及其性质基尔霍夫电流定律（KCL）在集总电路中，任何时刻，对任意节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律（KVL）在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路电压的代数和恒等于零。基尔霍夫定律302电阻电路分析电阻并联电阻两端分别相连，电压相同，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。电阻串联电阻依次相连，电流相同，总电阻等于各电阻之和。等效变换通过电阻的串并联，可以将复杂电路简化为简单电路，便于分析计算。电阻串并联及等效变换三个电阻的一端相连，另一端分别接到三个节点上，形似星形。电阻星形连接三个电阻依次首尾相连，形成闭合回路，形似三角形。电阻三角形连接星形连接和三角形连接可以通过公式进行相互转换，实现电路的简化。等效变换电阻星形连接与三角形连接等效变换电压源和电流源在一定条件下可以相互转换，同时保持电路的其他部分不变。电压源与电流源等效变换实际电源可以等效为理想电源与内阻的串联或并联，便于电路的分析和设计。实际电源模型及其等效变换电源等效变换123以支路电流为未知量，列写电路方程求解的方法。支路电流法概述标出支路电流方向，列写KCL和KVL方程，求解支路电流。支路电流法解题步骤通过具体电路实例，演示支路电流法的应用。支路电流法应用举例支路电流法网孔电流法01以网孔电流为未知量，列写网孔方程求解的方法。适用于平面电路。回路电流法02以回路电流为未知量，列写回路方程求解的方法。适用于复杂电路。网孔电流法与回路电流法比较03分析两种方法的优缺点和适用范围。网孔电流法与回路电流法结点电压法概述以结点电压为未知量，列写电路方程求解的方法。结点电压法解题步骤选定参考结点，标出结点电压方向，列写KCL方程，求解结点电压。结点电压法应用举例通过具体电路实例，演示结点电压法的应用。同时，可以进一步讨论含源电路的结点电压法求解方法。结点电压法303动态电路时域分析电感元件定义、性质、电压电流关系、储能特性电容电感元件的串并联等效电路、电压电流分配、储能计算电容元件定义、性质、电压电流关系、储能特性电容元件与电感元件无外施激励，仅由储能元件初始储能引起的响应零输入响应定义电容放电过程、时间常数、响应曲线RC电路零输入响应电感放电过程、时间常数、响应曲线RL电路零输入响应一阶动态电路零输入响应RC电路零状态响应电容充电过程、时间常数、响应曲线RL电路零状态响应电感充电过程、时间常数、响应曲线零状态响应定义储能元件初始储能为零，仅由外施激励引起的响应一阶动态电路零状态响应全响应定义既包含储能元件初始储能又包含外施激励引起的响应三要素法初始值、稳态值、时间常数一阶动态电路全响应求解利用三要素法求解全响应表达式一阶动态电路全响应及三要素法单位阶跃函数、幅值阶跃函数阶跃函数定义电路对阶跃函数的响应阶跃响应定义RC、RL电路对阶跃函数的响应过程、时间常数、响应曲线一阶动态电路阶跃响应阶跃函数和阶跃响应304正弦稳态电路分析正弦量及其相量表示正弦量的三要素振幅、频率、初相位正弦量的相量表示法复数表示、相量图正弦量的运算加、减、微分、积分电阻、电感和电容元件伏安关系相量形式电阻元件电感元件电容元件伏安关系、相量形式、感抗概念伏安关系、相量形式、容抗概念伏安关系、相量形式阻抗定义及计算复数阻抗、阻抗模与阻抗角导纳定义及计算复数导纳、导纳模与导纳角阻抗与导纳的关系互为倒数阻抗与导纳电路分析方法正弦稳态电路特点电路元件的伏安关系功率因数提高方法正弦稳态电路分析KCL、KVL、叠加定理、戴维南定理等电阻、电感、电容的伏安关系及其相量形式电压、电流均为正弦量，频率相同并联电容、调整负载等有功功率无功功率视在功率功率因数正弦稳态电路功率01020304电阻消耗的平均功率电感与电容间交换的功率电压与电流的乘积有功功率与视在功率之比，反映电路的功率效率305频率特性及谐振现象网络函数的定义描述线性时不变电路在单一频率正弦激励下稳态响应与激励之间关系的函数。频率特性的概念网络函数随频率变化而变化的特性，反映了电路对不同频率信号的传输和选频能力。频率特性的表示方法通常采用幅频特性和相频特性来表示，分别描述网络函数模值和相位随频率变化的情况。网络函数与频率特性030201允许低频信号通过而衰减高频信号的电路，其频率特性表现为幅频特性随频率增加而逐渐减小，相频特性则表现为相位滞后。允许高频信号通过而衰减低频信号的电路，其频率特性与低通电路相反，幅频特性随频率增加而逐渐增大，相频特性也表现为相位滞后。RC电路频率特性RC高通电路RC低通电路串联谐振的概念在具有电感和电容的串联电路中，当电路两端施加一定频率的正弦交流电压时，如果调节电路参数使得电感和电容的感抗和容抗相等，则电路将发生谐振现象。串联谐振的特点在谐振频率下，电路的阻抗最小，电流最大，且电感和电容上的电压相位相同并远大于电源电压。此时电路呈现纯电阻性，对外呈现最大的阻抗。串联谐振的应用常用于选频电路、振荡电路以及滤波电路等。串联谐振并联谐振的概念在具有电感和电容的并联电路中，当电路两端施加一定频率的正弦交流电压时，如果调节电路参数使得电感和电容的感抗和容抗相等且远大于电阻的阻抗时，则电路将发生并联谐振现象。并联谐振的特点在谐振频率下，电路的导纳最小，电流最小，且电感和电容上的电流相位相反并远大于总电流。此时电路对外呈现最大的导纳。并联谐振的应用常用于信号选择、放大以及滤波等电路中。并联谐振306三相电路及安全用电常识三相电源由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。负载连接方式包括星形连接（Y接）和三角形连接（△接），星形连接时负载的每一相都直接与电源的一相相连，而三角形连接时负载的每一相都与另外两相相连。三相电源及负载连接方式三个相电压和三个相电流均对称的电路。对称三相电路采用一相计算法，即先计算出一相的电压、电流和功率，然后乘以3即可得到三相电路的总电压、总电流和总功率。计算方法对称三相电路计算不对称三相电路由于电源或负载的不对称，或者由于传输线路的不平衡等因素引起。产生原因影响可能导致电机运转不正常，照明灯亮度不稳定等问题。三个相电压和三个相电流不完全对称的电路。不对称三相电路概念因为水能够导电，用潮湿的手接触电器容易发生触电事故。不用潮湿的手接触电器例如可以在