大學(xué)電路復(fù)習(xí)提綱 (適用于工科學(xué)生的復(fù)習(xí));

1、1. 電路和電路模型,1.電流和電壓的參考方向,建立電路模型后，首先應(yīng)規(guī)定電壓、電流的參考方向。,參考方向:,任意假定的電流（電壓）的正方向。,i 0,i 0,實際方向,實際方向,元件或支路的u，i 采用相同的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考 方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。,2.關(guān)聯(lián)參考方向,u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向,p=ui 表示元件吸收的功率,p吸0 (實際吸收),p吸0 (實際發(fā)出),p = ui 表示元件發(fā)出的功率,u, i 取非關(guān)聯(lián)參考方向,3. 電壓源和電流源,理想電壓源:,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無關(guān)。,理想電流源:,輸出電流總能保持定值或一定的時間函 數(shù)，

2、其值與它兩端電壓無關(guān),4. 受控電源(非獨立源),電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某個地方的電壓(或電流)控制的電源。,注意：表示電流，而非電壓值,5. 基爾霍夫定律,kcl方程按電流參考方向列寫，與實際方向無關(guān)。,kvl方程是按電壓參考方向列寫。,第2章 電阻電路的等效變換,兩個二端電路，端口具有相同的電壓、電流關(guān)系,則稱它們是等效的電路。,對a電路中的電流、電壓和功率而言，滿足：,注意：對外等效，對內(nèi)不等效,a中的電壓、電流和功率不變（b和c內(nèi)部不等效）,1.電阻的串、并聯(lián),2. 電阻的y-變換,y的變換條件：,y的變換條件,3.電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián),理想電壓源

3、的并聯(lián),理想電壓源的串聯(lián),理想電壓源與支路的并聯(lián),相同的理想電流源才能串聯(lián), 每個電流源的端電壓不能確定。,電流源與支路的串聯(lián)等效,4.實際電源的兩種模型及其等效變換,is=us /rs,等效變換的條件,5. 輸入電阻,如果一端口內(nèi)部僅含電阻，則應(yīng)用電阻的串、并聯(lián)和y變換等方法；,對含有受控源和電阻的兩端電路，用外加激勵法求輸入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口加電流源，求得電壓，得其比值。,1. 網(wǎng)孔電流法,第3章 電阻電路的一般分析,以網(wǎng)孔電流作為獨立變量列寫kvl方程求解電路的方法。它僅適用于平面電路。,+ : 流過互阻的兩個網(wǎng)孔電流方向相同；,- : 流過互阻的兩個網(wǎng)孔電流方向

4、相反；,自阻：,互阻：相鄰網(wǎng)孔間公共電阻之和,網(wǎng)孔中所有電阻之和,(總為正),us11網(wǎng)孔1中所有電壓源電壓的代數(shù)和。,us22網(wǎng)孔2中所有電壓源電壓的代數(shù)和。,當(dāng)電壓源參考電壓方向與該網(wǎng)孔電流方向一致時，取負號；反之取正號。,1） 電路中含有理想電流源時對電流源的處理,設(shè)電流源電壓為ux并視為電壓源計入方程，增加聯(lián)系回路電流和電流源電流的kcl關(guān)系方程 (加變量),2) 有受控源的電路，方程列寫分兩步：,先將受控源看作獨立源列方程； 將控制量用網(wǎng)孔電流表示，稱為約束方程。,2. 結(jié)點電壓法,以結(jié)點電壓為未知量列寫kcl方程分析電路的方法,g11un1+g12un2 g13un3 = isn1

5、,g21un1+g22un2 g23un3 = isn2,g31un1+g32un2 g33un3 = isn3,流入取正，流出為負,結(jié)點的自導(dǎo)等于接在該結(jié)點上所有支路的電導(dǎo)之和。,互導(dǎo)為接在相鄰兩結(jié)點間的公共電導(dǎo)之和，總為負,流入結(jié)點的電流源電流的代數(shù)和。,列寫結(jié)點方程時，如遇到與理想電流源串聯(lián)的電阻，不計入自導(dǎo)或互導(dǎo)中,無伴電壓源支路的處理,以電壓源電流為變量，增補結(jié)點電壓與電壓源間的關(guān)系方程。,選擇合適的參考點，使某un恰好為us，則該變量已知，其kcl方程可略。,第4章 電路定理,4.1 疊加定理,使用要領(lǐng):,1)當(dāng)考慮某一電源單獨作用時，應(yīng)令其他電源中us0，is0，即應(yīng)將其他理想電

6、壓源短路、電流源開路。,2)疊加原理只能用來計算電流和電壓，不能用來計算功率。,3)含受控源(線性)電路亦可用疊加，但受控源應(yīng)始終保留。,齊性定理,線性電路中，當(dāng)所有激勵(獨立源)都增大(或減小)k倍時，電路中的響應(yīng)(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù),4.3 戴維寧定理和諾頓定理,戴維寧定理和諾頓定理適合于求解電路中某一支路電壓、電流和功率問題。,應(yīng)用戴維南定理和諾頓定理求解電路，一般按以下步驟進行：,1、計算開路電壓uoc,外電路斷開后二端紐之間的電壓為開路電壓uoc，此時端口電流為0。計算uoc的方法視電路形式選擇前面學(xué)過的任意方法（網(wǎng)孔、節(jié)點電壓法、基爾霍夫定律等）。,將含源一端口

7、網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源置零，求解其對應(yīng)的無源一端口req或geq。,2、求解一端口的輸入電阻（電導(dǎo)）,開路電壓，短路電流法。,若無源一端口網(wǎng)絡(luò)不含受控源，可用電阻的串并聯(lián)或y-變換求得req或geq；若無源一端口含受控源，則采用外加電源法求解,3、畫出等效電路，求解電路。,應(yīng)用戴維寧定理和諾頓定理必須注意，在移去待求支路即對電路進行分割時，受控源和控制量應(yīng)劃分在同一網(wǎng)絡(luò)中。,4.4 最大功率傳輸定理,一個實際電源模型（uo、ro）向負載rl傳輸能量，當(dāng)且僅當(dāng)rl= ro時，才可獲最大功率pmax。,適用場合：rl可調(diào)，r0一定的場合,分析運放時必須牢記一點：運放電路的輸出總是依賴于某種輸入，因此，分

8、析運放電路的目的是要得到用輸入量表示的輸出表達式。分析運放電路的一種好的方法是從運放的輸入端開始分析。,記?。悍治鲞\放電路時幾乎都要使用“虛短路”和“虛斷路”2個規(guī)則。,1. 運算放大器的靜特性,線性工作區(qū)：,uo=aud=a(u+-u-),2. 電路模型,輸入電阻,輸出電阻,+,3.含有理想運算放大器的電路分析,根據(jù)理想運放的性質(zhì)，抓住以下兩條規(guī)則： （a）倒向端和非倒向端的輸入電流均為零 “虛斷（路）”； （b）對于公共端（地），倒向輸入端的電壓與 非倒向輸入端的電壓相等 “虛短（路）”。,合理地運用這兩條規(guī)則，并與結(jié)點電壓法相結(jié)合。,第6章 儲能元件,1. 電容的電壓電流關(guān)系,u、i 取

9、關(guān)聯(lián)參考方向,當(dāng) u 為常數(shù)(直流)時，i =0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；,實際電路中通過電容的電流 i 為有限值，則電容電壓 u 必定是時間的連續(xù)函數(shù)。,2.線性電感的電壓、電流關(guān)系,當(dāng)i為常數(shù)(直流)時，u =0。電感相當(dāng)于短路；,電容串聯(lián),電容的并聯(lián),以上串并聯(lián)等效以2個元件為例，可推廣用于n個元件,電感串聯(lián),電感的并聯(lián),第7章 一階電路和二階電路,1.初始條件定理,uc (0+) = uc (0),il(0)= il(0),注意：換路瞬間電容可視為一個電壓值為u0的電壓源,電感可視為一個電流值為i0的電流源,求初始值的步驟:,1）由換路前電路（穩(wěn)定狀態(tài)）求uc(0)和il(

10、0)；,2）由換路定律得 uc(0+) 和 il(0+)。,3）畫0+等效電路。,4.由0+電路求所需各變量的0+值。,2. 三要素法分析一階電路,用0+等效電路求解,用t的穩(wěn)態(tài)電路求解,req是電路換路后從動態(tài)元件兩端看進去的戴維寧等效電路的等效電阻,req,電路結(jié)構(gòu)參數(shù)與三種狀態(tài)關(guān)系,3. rlc串聯(lián)電路,過阻尼,臨界阻尼,欠阻尼,第8、9章 相量法及正弦穩(wěn)態(tài)電路,1. 正弦量的基本概念：三要素、相位差。 2. 相量的概念 3. 用相量法求解正弦穩(wěn)態(tài)電路 相量圖 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率,重點和要求:,1.r 、 l 、 c元件小結(jié)：,2.復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納及其等效變換,1）復(fù)阻抗z,正弦激勵下,純

11、電阻 z=r,純電感 z=jwl=jxl,純電容 z=1/jwc=-jxc,2）復(fù)導(dǎo)納y,3）復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納等效關(guān)系,4）阻抗串聯(lián)、并聯(lián)的電路,等效阻抗,3.用相量法分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng),1）電阻電路與正弦電流電路相量法分析比較,電阻電路,相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路,2）相量法分析電路,步驟：1) 畫相量模型,4) 由相量求出對應(yīng)正弦量,2) 仿電阻電路分析方法列相量方程,3) 解相量方程,有功功率: p=uicos 單位：w,無功功率: q=uisinj 單位：var,視在功率: s=ui 單位：va,4.正弦電流電路中的功率,定義：,也可表示為：,5 .復(fù)功率,有功守恒,無功守恒,并聯(lián)電容后

12、，原負載的電壓和電流不變，吸收的有功功率和無功功率不變，即：負載的工作狀態(tài)不變。但電路的功率因數(shù)提高了。,特點：,下 頁,上 頁,返 回,6 .并聯(lián)電容提高電路的功率因數(shù)(感性負載),7.最大功率傳輸,討論正弦電流電路中負載獲得最大功率pmax的條件。,zi= ri + jxi， zl= rl + jxl,zl=?可獲最大功率pmax,負載獲得最大功率pmax,1.互感線圈的同名端,當(dāng)兩個電流分別從兩個線圈的對應(yīng)端子流入，其所產(chǎn)生 的磁場相互加強時，則這兩個對應(yīng)端子稱為同名端。,*,*,第10章 含耦合電感的電路,2. 耦合電感上的電壓、電流關(guān)系,互感電壓,在正弦交流電路中，其相量形式的方程為

13、：,3.互感線圈的連接,1) 互感線圈的串聯(lián),(1) 順串,(2) 反串,互感不大于兩個自感的算術(shù)平均值。,* 順接一次，反接一次，就可以測出互感：,* 全耦合,當(dāng) l1=l2 =l時 , m=l,4m 順接,0 反接,leq=,互感的測量方法：,(1) 同名端在同側(cè),2) 互感線圈的并聯(lián),(2) 同名端在異側(cè),4、空心變壓器,方程法分析,令z11=r1+j l1,z22=(r2+r)+j( l2+x),等效電路法分析副邊,1）開路電壓,2）等效阻抗,5 理想變壓器,1）理想變壓器的主要性能,變壓關(guān)系,變流關(guān)系,若i1、i2一個從同名端流入，一個從同名端流出，則：,變阻抗關(guān)系,11 電路的頻率

14、響應(yīng),11.1 rlc串聯(lián)電路的諧振,含r、l、c的一端口電路，在特定條件下出現(xiàn)端口電壓、電流同相位的現(xiàn)象時，稱電路發(fā)生了諧振。,1. 諧振的定義,1.諧振的條件,2. 串聯(lián)電路諧振時的特點,(1)入端阻抗為純電阻，z=r，阻抗值|z|最小。,(2)電流i 和電阻電壓ur達到最大i0=u/r (u一定)。,(3) lc上的電壓大小相等，相位相反，串聯(lián)總電壓為零，也稱電壓諧振，即,3.品質(zhì)因數(shù)：諧振時電感電壓（電容電壓）與電源 電壓的比。,11.4 rlc并聯(lián)諧振電路,諧振角頻率,諧振特點：,入端導(dǎo)納為純電導(dǎo)，導(dǎo)納值|y|最小。, lc上的電流大小相等，相位相反，并聯(lián)總電流為零，也稱電流諧振。,

15、品質(zhì)因數(shù),il =ic=qis,第12章 三相電路,1.三相電路及其電壓電流關(guān)系,（1）星形聯(lián)接(y聯(lián)接),（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接),這種接法只有三相三線制。,注意,對三相電源電壓、電流關(guān)系分析的結(jié)果也適用于同樣接法的三相負載。,2.對稱三相電路的計算(單相計算法),(1)yy聯(lián)接(三相三線制）,因n，n兩點等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為單相電路的計算。,計算電流：,為對稱電流,電源中點與負載中點等電位。有無中線對電路情況沒有影響。,對稱情況下，各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（a相）等效電路計算。其它兩相的電壓、電流可按對稱關(guān)系直接寫出。,結(jié)論,下 頁,

16、上 頁,返 回,y形聯(lián)接的對稱三相負載，根據(jù)相、線電壓、電流的關(guān)系得：,(2) y聯(lián)接,下 頁,上 頁,返 回,(3) 電源為聯(lián)接時的對稱三相電路的計算,將電源用y電源替代，保證其線電壓相等。,下 頁,上 頁,返 回,(1)將所有三相電源、負載都化為等值yy接電路；,(2)連接負載和電源中點，中線上若有阻抗可不計；,(3)畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流：,(4)根據(jù)接、y接時線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。,(5) 由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流。,對稱三相電路的一般計算方法:,一相電路中的電壓為y接時的相電壓。,一相電路中的電流為線電流。,小結(jié),下 頁,上 頁,返 回,負載各相電壓：,a,3. 不對稱三相電路的概念,中性點位移,當(dāng)中點位移較大時，會造成負載相電壓嚴重不對稱，使負載的工作狀態(tài)不正常。,不對稱負載必須采用三相四線制供電方式，且中線上不允許接保險絲和刀開關(guān)。,注意,負載不對稱，中線中有電流，各相電壓、電流不存在對稱關(guān)系；,1）對稱三相電路功率的計算,4.三相電路的功率,p=3upipcos,(1) 為相電壓與相電流的相位差(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。,(2) cos為每相的功率因數(shù)，