哈工大电路分析课件45-46学时

哈工大电路分析课件45-46学时目录CONTENTS第45学时：电路分析的基本概念第46学时：线性电阻电路的分析第45-46学时：一阶动态电路的分析第45-46学时：二阶动态电路的分析第45-46学时：三相交流电路的分析01第45学时：电路分析的基本概念CHAPTER电路分析是研究电路中电流、电压以及功率等物理量分布和变化规律的科学。通过对电路的建模、分析和计算，理解电路的基本原理，为电子系统设计和优化提供理论支持。电路分析的定义与目的目的定义元件电阻、电容、电感、电压源、电流源等。模型理想元件模型、实际元件模型。电路元件与电路模型欧姆定律基尔霍夫定律叠加定理戴维南定理电路分析的基本定律电流等于电压除以电阻。线性电路中，多个电源共同作用产生的响应等于各个电源单独作用于电路产生的响应之和。包括电流定律和电压定律，分别描述了电路中电流和电压的约束关系。任何一个线性有源二端网络都可以等效为一个电压源和一个电阻串联的形式。02第46学时：线性电阻电路的分析CHAPTER123线性电阻电路中的欧姆定律是指流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比。定义$I=frac{V}{R}$，其中$I$表示流过电阻的电流，$V$表示电阻两端的电压，$R$表示电阻的阻值。公式欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一，可用于计算电流和电压，以及分析电路的工作状态。应用线性电阻电路的欧姆定律010203定义基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电流定律是指对于电路中的任意节点，流入和流出该节点的电流代数和为零；基尔霍夫电压定律是指对于电路中的任意回路，沿回路绕行一周的电压代数和为零。公式基尔霍夫电流定律用公式表示为$I_1+I_2+I_3=0$，基尔霍夫电压定律用公式表示为$U_1+U_2+U_3=0$。应用基尔霍夫定律是电路分析中非常重要的定律之一，可用于解决复杂电路中的电流和电压问题。线性电阻电路的基尔霍夫定律节点分析法节点分析法是一种求解电路中支路电流的方法，通过列写节点电流方程来求解未知电流。对于具有n个节点的电路，需要列出n个方程来求解n个未知电流。网孔分析法网孔分析法是一种求解电路中支路电压的方法，通过列写网孔电压方程来求解未知电压。对于具有m个网孔的电路，需要列出m个方程来求解m个未知电压。应用节点和网孔分析法是解决复杂电路问题的重要方法之一，可以用于解决具有多个支路和节点的电路问题。线性电阻电路的节点和网孔分析法03第45-46学时：一阶动态电路的分析CHAPTER定义一阶动态电路的微分方程是描述电路中电压和电流随时间变化的数学模型。建立方法根据电路的元件参数和连接关系，列出电路的KCL和KVL方程，然后通过求解得到微分方程。形式一阶动态电路的微分方程通常为RC电路的电压方程或RL电路的电流方程，形式为i(t)=f(v(t))。一阶动态电路的微分方程定义零输入响应是指当电路中没有输入信号时，仅由电路的初始状态引起的响应。计算方法根据电路的初始状态和时间常数，利用三要素法计算零输入响应。特点零输入响应是暂态响应的一部分，随着时间的推移，零输入响应将逐渐消失。一阶动态电路的零输入响应030201定义零状态响应是指当电路的初始状态为零时，仅由输入信号引起的响应。计算方法根据电路的输入信号和时间常数，利用三要素法计算零状态响应。特点零状态响应是暂态响应的一部分，随着时间的推移，零状态响应将逐渐消失。与零输入响应不同，零状态响应与输入信号有关，因此对于不同的输入信号，零状态响应也会有所不同。一阶动态电路的零状态响应04第45-46学时：二阶动态电路的分析CHAPTER要点三定义二阶动态电路的微分方程是描述电路中电压和电流随时间变化的数学模型。要点一要点二形式二阶动态电路的微分方程通常表示为(L(t)frac{d^2}{dt^2}+R(t)frac{d}{dt}+C(t)frac{d}{dt}=E(t))，其中(L(t))、(R(t))、(C(t))和(E(t))分别表示动态电路中的电感、电阻、电容和电压源。解法求解二阶动态电路的微分方程需要使用数值方法，如欧拉法、龙格-库塔法等。要点三二阶动态电路的微分方程二阶动态电路的固有频率(f_0)是指无阻尼自由振荡的频率，计算公式为(f_0=frac{1}{2pisqrt{LC}})。固有频率阻尼比(zeta)是衡量阻尼效果的参数，计算公式为(zeta=frac{R}{2sqrt{LC}})。阻尼比固有频率和阻尼比是二阶动态电路的重要参数，它们决定了电路的振荡特性和稳定性。影响二阶动态电路的固有频率与阻尼比自由振荡在阻尼比(zeta)较大时，二阶动态电路的振荡会逐渐衰减，最终趋于静止。阻尼振荡强迫振荡在外部激励作用下，二阶动态电路会产生强迫振荡，其振幅和频率取决于外部激励和电路参数。在无阻尼或弱阻尼情况下，二阶动态电路会产生自由振荡，其振荡频率为固有频率(f_0)。二阶动态电路的响应分析05第45-46学时：三相交流电路的分析CHAPTER三相交流电是由三个相位差为120度的正弦电压组成的电源供电方式。三相交流电的电压和电流具有对称性，即三个相位的电压和电流大小相等，相位互差120度。三相交流电的优点包括：能够平衡负载、提高供电可靠性、减小线路损耗等。010203三相交流电的基本概念03星形展开法将三相交流电的电压和电流表示为星形展开形式，利用星形的性质进行电路分析。01相量法将三相交流电的电压和电流表示为复数形式的相量，利用相量图进行电路分析。02三角形展开法将三相交流电的电压和电流表示为三角形展开形式，利用三角形的性质进行电路分析。三相交流电路的分析方法有功功率01三相交流电路中的有功功率等于各相电压和电流的乘积之和再除以√3，即P=1.732*U*I*cosθ。无功