第17讲 复习.ppt

1、第 十七讲 复习,2,第一篇 电阻电路的分析 第一章 集中参数电路中电压、电流的约束关系 第二章 网孔分析法和节点电位法 第三章 叠加方法与网络函数 第四章 分解方法与单口网络,3,教学要求,（1）掌握电路元件的伏安特性、参考方向、KCL、KVL, 电阻串并联、分流分压公式 （2）掌握网孔分析法和节点电位法分析计算电路 （3）掌握用叠加定理化简分析电路。 （4）掌握电路的化简与等效、戴维南定理、诺顿定理和最大功率传输定理,4,关联参考方向,第一章 集中参数电路中电压、 电流的约束关系,5,功率,功率:电荷传输过程中电路吸收能量的速率。,消耗功率,发出功率,在非关联参考方向下：,在关联参考方向下

2、：,6,两类约束,两类约束,拓扑约束：来自电路的相互连接方式（即几何结构） 电流受KCL约束 电压受KVL约束,2. 元件约束：来自元件的性质 VCR约束关系,7,基尔霍夫电流定律,KCL：,对节点 对节点,8,KVL :,注意：先设回路方向，沿回路 方向电压降为正，电压 升为负,基尔霍夫电压定律,回路：,回路：,9,支路分析,1b分析法,1、 1b法的步骤 KCL：n-1个方程 KVL：b-(n-1)个方程,（1）先求得各支路电流（或支路电压）；,（2）再利用电阻支路的VCR关系求得电阻支路电压（或支路电流）。,10,2、1b法分类,支路电流法：以支路电流为变量，建立联立方程组求解电路。,支

3、路电压法：以支路电压为变量，建立联立方程组求解电路。,11,电压源,特征：,端电压始终保持规定的电压Us或us(t)； 流过电压源的电流要由外电路决定，即是任意的； 电压源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。,12,电流源,电流源的符号及伏安特性,特征： 电流源流出的电流保持规定的值Is 或is(t)； 电流源两端电压要由外电路决定，即是任意的； 电流源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。,13,受 控 源,定义 受控电压源： 产生规定的电压值，与其中的电流无关。但电压受电路中另一支路电流或电压的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。 受控电流源： 产生规定的电流值，与两端的电压无关。

4、但电流受电路中另一支路电流或电压的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。 计算方法：与独立源相同，即把受控电源看作独立电源。但是，在电路变换中，一定要注意保持控制量不变。,14,分压公式,串联电路分压公式,两个电阻串联的分压公式：,若n个电阻串联，则第k个电阻电压为：,等效电阻为：,15,分流公式,并联电路分流公式,或,16,第二章 网孔分析和节点分析,熟练掌握网孔分析法; 了解互易定理及在电路分析计算中的应用; 熟练掌握节点分析法; 掌握含运算放大器的电阻电路的计算； 了解电路对偶性。,17,2.1 网孔分析法,网孔分析法: 以网孔电流为求解对象列写电路方程，从而完成电路分析计算的方法。,适

5、用场合: 平面电路。,方程的独立变量,网孔电流沿网孔流动的假想电流,18,举例,用网孔电流法求如图所示电路中流过5 W电阻的电流I 。,解 (1)选取网孔电流Im1、Im2,(2)列网孔电流方程,(10+5)Im15Im2 = 10+30=40 5Im1 + (5+15)Im2 = 30+35=5,19,节点分析,节点电压法: 以节点电压为求解对象列写电路方程，从而完成电路分析计算的方法。,方程的独立变量,20,例,列写如图所示电路的节点电压方程。,解 选取参考节点如 图所示，则节点的方程为,节点的方程为,21,例,如图所示电路，列写此电路的节点电压方程。,解 选取参考节点如图中所示，则节点电

6、压方程为,22,对偶电路,23,第三章 叠加方法与网络函数,1、掌握激励与响应、网络函数的概念； 2、理解齐性定理（线性电路的比例性）； 3、熟练掌握叠加原理及其应用； 4、掌握电路的功率关系；,24,叠加原理（叠加定理）,叠加定理的描述,在线性电路中，任一元件的电压或电流，都是该电路中各个独立电源单独作用时，在该元件上产生的电压或电流的叠加。,25,例如：,+,26,叠加定理的应用,（1）叠加定理只适用于线性电路，不适用于非线性电路。 （2）在使用叠加定理计算电路时，应画出各分电路。在分电路中，所有电阻都不予改动，受控源保留，不作用的电压源代之以短路，不作用的电流源代之以开路。 （3）叠加时

7、各分电路中的电压和电流的参考方向可以取与原电路中相同。取和时，应注意各分量前的“+”、“-”号。,27,第四章 分解方法与单口网络,1、掌握分解方法的基本步骤； 2、熟练掌握单口网络的电压电流关系； 3、掌握置换定理、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传递定理等电路基本定理； 4、掌握单口网络的等效电路； 5、掌握T型网络和型网络的等效变换。,28,分解的示意图,分解后，对于N1网络有：u=f1(i)，对于N2网络有：u=f2(i) ；,两个未知数，两个方程，端口电压u和电流i可以确定。,29,单口网络的电压和电流关系,单口网络定义: 对外只有两个端钮的网络整体称为单口网络或二端网络。,注意：单口

8、网络VCR是由单口网络本身决定的，与外接电路无关,单口网络的VCR：端口电压u和电流i的关系。 伏安特性曲线：在直角坐标系中描述端口电压u和电流i的关系的图像。,30,单口网络的置换置换定理,置换定理（替代定理）,若网络N由两个单口网络N1和N2组成且已知端口电压和电流值分别为和，则N2（或N1）可用一个电压为 的电压源或用一个电流为 的电流源置换，不影响N1（N2）内支路电压、电流原有数值。,31,（a）原网络,（b）N2为电压源所置换,（c）N2为电流源所置换,置换定理,32,单口网络的等效电路,等效的定义,等效电路：伏安特性完全相同的各单口网络。 等效单口网络在u-i平面上的伏安特性曲线

9、完全重叠。,单口网络的等效变换：电路结构改变但伏安特性不变的电路变换，即将N1单口网络变换成一个VCR相同的N2单口网络， N2一般是较为简单的单口网络。,33,一些简单的等效规律和公式,1、电压源的串联和并联,电压源的串联,电压源的并联,并联条件：(1)Us1 =Us2，(2)极性一致,34,2、电流源的并联和串联,电流源并联,电流源串联,串联条件：(1)Is1 =Is2，(2)方向一致,35,3、电压源与其它元件并联,表示其它元件及其组合 或是一个子电路等。,与电压源并联的单口网络，对外电路都是多余的。,36,电流源与其它元件串联,表示其它元件及其组合 或是一个子电路等。,与电流源串联的单

10、口网络，对外电路都是多余的。,37,戴维南定理,戴维南定理的描述,戴维南定理：含源线性单口网络（含电源和线性电阻、受控源的单口网络）中，不论其结构如何复杂，就其端口来说，可等效为一个电压源串联电阻的支路。电压源的电压等于该网络的开路电压uoc ，电阻等于该网络中所有独立电源置零后的等效电阻Req。,38,戴维南定理,39,诺顿定理,诺顿定理的描述,含源线性单口网络中，就其端口来说，可以等效为一个电流源并联电导的组合。电流源的电流等于该网络的短路电流isc，电导等于该网络中所有独立电源置零后所得等效电导Geq。,uoc、Req（Geq）、isc 3个参数，uoc=Req isc,40,诺顿定理,

11、41,注意事项：,（1）当电路含受控电源时，若控制量在端口，则可以把受控电源当作独立电源列电路方程；,（2）当Req = 0时，戴维南等效电路成为一个无伴电压源，此时对应的诺顿等效电路不存在；,（3）当Req = 时，诺顿等效电路成为一个无伴电流源，此时对应的戴维南等效电路不存在。,（4）在通常情况下，有源单口网络的等效电路有戴维南、诺顿两种形式的等效电路 。,42,最大功率传输定理,最大功率传输定理的描述,含源线性单口网络中，外接负载为RL，当RL = Req（戴维南（或诺顿）等效电阻）时，负载可获得最大功率，此负载最大功率为,或,43,T形网络与形网络的等效变换,T形形网络等效变换的公式,

12、T形形变换也称为Y形形变换，属于无源三端电路的等效变换。,44,结论, T形网络变换为形网络的公式, 形网络变换为T形网络的公式,45,练习题目,电路如下图所示， 请按要求完成分析计算任务。,46,1、标明各支路电流参考方向，用KCL、KVL列出以支路电流为未知量的方程组。 解：各支路电流参考方向如图所示，支路电流方程如右：,47,2、标明网孔电流参考方向，列出标准的网孔电流方程。 解：各网孔电流参考方向如图所示，网孔电流方程如下：,48,3、标明节点电压，列出节点电压方程。 解：节点电压如图所示，节点电压方程如下：,49,4、用戴维南定理求电路中I的值，要求用叠加定理求戴维南等效电路的电源电

13、压。 解：,50,5、如果R4是可调电阻，问此电阻为多大时可获得最大功率？最大功率为多少？。 解：,W,51,6、求两个电压源的功率，说明是吸收还是发出功率。 解：,52,7、分析R1对电路的影响，当R1增大时，电流源的功率如何变化？ 解：R1仅对电流源产生影响，对电路的其它部分无任何影响。当R1增大时，电流源的端电压增大，故输出功率相应增大。,53,第二篇 动态电路的时域分析 第五章 电容元件与电感元件 第六章 一阶电路 第七章 二阶电路,54,教学要求,（1）掌握电路中电容和电感的VCR （2）掌握三要素法分析直流一阶电路的瞬态响应 （3）理解零输入响应、零状态响应的概念,55,第五章 电

14、容元件和电感元件,1、掌握电容元件的VCR ； 2、掌握电容电压的连续性、记忆性质； 3、掌握电容的储能； 4、掌握电感元件的VCR ； 5、了解电容与电感的对偶性。,56,电容元件的VCR及储能,1、VCR,上式表明，电容的电流与其端电压的变化率成正比，与其电压的数值大小无关。 电容对直流电压相当于开路，即有隔直作用。,2、电容的储能,57,电感元件的VCR及储能,1、VCR,上式表明，电感的电压与其流过的电流的变化率成正比，与其电流的数值大小无关。 对于直流电流，电感相当于短路。,2、电感的储能,58,第六章 一阶电路,1、掌握一阶电路的一般分析方法， 熟悉零输入响应、零状态响应、全响应；

15、 2、理解线性动态电路响应的叠加（全响应）； 3、掌握阶跃响应和冲击响应； 4、熟练掌握一阶电路的三要素分析法 ； 5、理解瞬态和稳态的概念；,59,分解方法在动态电路分析中的运用,1、一阶电路的分解,单一电容元件电路,戴维南简化电路,诺顿简化电路,60,2、一阶电路的微分方程,单一电容元件电路,对于戴维南等效电路,最后，我们有,这是一个一阶常系数线性微分方程。,61,f(t)电路的零输入响应； f(0+)响应的初始值； 时间常数 对于RC电路， = RC； 对于RL电路，=L/R,一阶电路零状态响应的一般表达式,一阶电路零输入响应的一般表达式,62,求解一阶电路三要素法,1、一阶电路响应的三要素通式,式中y(0+)、 y() 、 称为三要素，把按三要素公式求解响应的方法称为三要素法。,如用 y (t) 表示电路的响应，y(0+)表示该电压或电流的初始值，y() 表示响应的稳态值， 表示电路的时间常数，则电路的响应可表示为：,全响应=瞬态响应+稳态响应,全响应=零输入响应+零状态响应,63,2、解题步骤！,用三要素法求解直流电源激励的一阶电路，其求解步骤如下：,三要素公式适用于求一阶电路的任一种响应，具有普遍适用性。,（1）确定初始值 f (0+),（2）确定稳态值f(),（3）求时间常数,（4）根据所求的三要素，代入公式,