邱關源電路筆記1-7章

第一章 電路模型和電路定律1. 實際電路：有電工設備和電氣器件按預期目的連接構成的電流的通路。功能：a.能量的傳輸、分配與轉換 b.信息的傳遞、控制與處理共性：建立在同一電路理論基礎上2. 電路模型：反應實際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想元件5種基本的理想電路元件： 電阻元件：表示消耗電能的元件 電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件 電容元件：表示產(chǎn)生的電場，儲存電場能量的元件 電壓源和電流源：表示將其他形式的能量轉變成電能的元件3. u, i 關聯(lián)參考方向+iup = ui 表示元件吸收的功率P0 吸收正功率 (吸收)P0 發(fā)出正功率 (發(fā)出)P0 發(fā)出負功率 (吸收)注：對一完整的電路，發(fā)出的功率=消耗的功率a. 分析電路前必須選定電壓和點流的參考方向b. 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應位置標注（包括方向和符號）c. 參考方向不同時，其表達式相差一負號，但電壓、電流的實際方向不變5.理想電壓源和理想電流源理想電壓源：其兩端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與流過它的電流i無關的元件叫理想電壓源。理想電壓源的電壓、電流關系：a. 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關；與流經(jīng)它的電流方向、大小無關b. 通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定理想電流源：其輸出電流總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u無關的元件叫理想電流源。理想電流源的電壓、電流關系：a. 電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關；與它的兩端電壓的方向、大小無關b. 電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定6.受控電源（非獨立電源）：電壓或電流大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某處的電壓或電流控制的電源稱為受控電源7.基爾霍夫定律基爾霍夫電壓定律（KCL）：在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任一結點流出（或流入）該節(jié)點電流的代數(shù)和為零基爾霍夫電壓定律（KVL）:在集總參數(shù)電路中，任意時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零注：a.kcl是對支路電流的線性約束，kvl是對回路電壓的線性約束。b.kcl、kvl與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關c.kcl表明在每一結點上電荷是守恒的；kvl是能量守恒的具體體現(xiàn)（電壓與 路徑無關）d.kcl、kvl只適用于集總參數(shù)電路第二章 電阻電路的等效變換1.兩端電路等效概念：兩個兩端電路，端口具有相同的電壓，電流關系2. 等效電路是對外等效，對內(nèi)不等效。3. 星型-三角型變換：記住P39頁公式，特例：若三個電阻相等(對稱)，則有三角型電阻是星型電阻的3倍。4. 一般情況下多個電流源不能串聯(lián)，多個電壓源不能并聯(lián)。5.輸入電阻計算方法： a.如果一端口內(nèi)部僅含電阻，則應用電阻的串、并聯(lián)和-Y變換等方法求它的等效電阻 b.對含有受控源和電阻的二端電路，用端口電壓，電流法術輸入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口外加電流源，求得電壓，得其比值 6.實際電壓模型注：實際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。7.實際電流模型注：實際電流源也不允許短路。若開路，可能產(chǎn)生很高的電壓，可能燒毀電源。第三章 電阻電路的一般分析1.網(wǎng)孔數(shù)=基本回路數(shù)=連支數(shù)單連支回路組=基本回路組支路數(shù)=樹支數(shù)+連支數(shù)=結點數(shù)-1+基本回路數(shù)2.支路電流法：以各支路電流為未知量列寫電路方程分析電路的方法3.網(wǎng)孔電流法：以沿網(wǎng)孔連續(xù)流動的假想電流為未知量列電路方程分析電路的方法，它適用于平面電路。注：a.自電阻總為正b.當兩個網(wǎng)孔電流流過相關支路方向相同時，互電阻取正號，否則取負號c.當電壓源電壓方向與該網(wǎng)孔電流方向一致時，取負號，反之取正號4.回路電流法：以基本回路中沿回路連續(xù)流動的假想電流為未知量列寫電路分析電路的方法，它適用于平面和非平面電路。5.結點電壓法：以結點電壓為未知量列寫電路方程分析電路的方法，適用于結點較少的電路。一般步驟：a.選定參考結點，標定n-1個獨立結點 b.對n-1個獨立結點，以節(jié)點電壓為未知量，列寫kcl方程 c.求解上述方程，得到n-1個結點電壓 d.通過結點電壓求各支路電流注：a.流入為正，流出為負 b.與電流源串聯(lián)的電阻不參與方程6. 結點電壓法優(yōu)點是結點電壓容易選擇，不存在選取獨立回路的問題，但缺點是要求 每個支路電流都能以支路電壓表示，對于無伴電壓源就需要另行處理；6. 回路有b條支路，n個結點：a.用支路電流法分析時，需要列n-1個KCL方程，列b-(n-1)個KVL方程b. 用回路電流法分析時，需要列b-(n-1)個KVL方程，KCL方程不用列寫c. 用結點電壓法分析時，需要列n-1個KCL方程，KVL方程不用列寫第四章 電路定理1.疊加定理：在線性電路中，任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。注：a、疊加定理適用于線性電路，不適用于非線性電路； b、在疊加的各分電路中，不作用的電壓源置零，在電壓源處用短路代替；不作用的電流源置零，在電流源處用開路代替。電路中所有電阻都不予更動，受控源則保留在各分電路中。 c、疊加時各分電路中的電壓和電流的參考方向可以取為與原電路中的相同。取代數(shù)和 時，應注意各分量前的正負號。 d、原電路的功率不等于按各分電路計算所得功率的疊加，這是因為功率是電壓和電流 的乘積，與激勵不成線性關系。2.替代定理：替代定理又稱為置換定理，是指給定一個線形電阻電路，其中第k支路的電壓Uk 和電流ik為已知，那么此支路可以用一個電壓等于Uk 的電壓源Us，或一個電流等于ik的電流源is替代，替代后電路中全部電壓和電流均將保持原來值。個網(wǎng)絡，而使另一個網(wǎng)絡的內(nèi)部電壓、電流均維持不變。3.戴維寧和諾頓定理：對于任意含源一端口（含有線性電阻、受控源和獨立電源的一端口），其端口電壓 U 和 電流 I 呈現(xiàn)線性函數(shù)關系，可以等效變換（簡化）為帶內(nèi)阻的電壓源或電流源，前者稱為戴 維寧等效電路；后者稱為諾頓等效電路。4.最大傳輸功率定理：由線性二端口網(wǎng)絡傳輸給可變負載 的功率為最大的條件是：負載 應等于代氏（或諾頓）等效電路的等效電阻。最大功率為Pmax，且 （或 ）。注：a.功率最大時， =Req，此時認為Req固定不變， 可調(diào)b.若Req可調(diào)， 固定不變，則隨著Req減小， 獲得的功率增大，當Req=0時，負載 獲得最大功率Pmax。c.理論上，傳輸?shù)男?，但實際上二端網(wǎng)絡和它的等效電路就它的內(nèi)部而言功率不等效，因此，Req 算得的功率一般不等于網(wǎng)絡內(nèi)部消耗的功率，即50%。第五章 含有運算放大器的電阻電路1.運算放大器簡稱運放。是由許多晶體管組成，并能把輸入電壓放大一定倍數(shù)后再輸送出的集成電路2.電壓放大倍數(shù)也叫電壓增益，是輸出電壓與輸入電壓的比值。3.輸出電阻R0趨向于0時，帶負載能力比較強4.輸入電阻Ri趨向于無窮大，i+=0，i-=0。即從輸入端看進去，元件相當于開路（虛斷路）。第六章 儲能元件1.電容元件2.電感元件第七章 一階電路和二階電路的時域分析1. 換路定律：（1）若ic為有限值，則換路前后Uc，q保持不變（2）若Ul為有限值，則換路前后il，保持不變（理想電路）2. 一階電路的零輸入響應：所謂RC電路的零輸入，是指無電源激勵，輸入信號為零。在此條件下，由電容元件的初始值uC(0+)作用下所產(chǎn)生的電路響應，稱為零輸入響應。3.一階電路的零狀態(tài)的響應：所謂RC電路的零狀態(tài)，是指換路前電容元件未儲有能量，即 。在此條件下，由直流電源激勵所產(chǎn)生的電路響應，稱為零狀態(tài)響應。4. 一階電路的全響應：當一個非零初始狀態(tài)的一階電路受到激勵時，電路的響應稱為全響應。全響應的分解：全響應穩(wěn)態(tài)響應暫態(tài)響應全響應