電路原理(最全考試復(fù)習(xí)課件)

1、第第1-41-4章章 直流電路分析直流電路分析 元件約束、拓樸約束；元件約束、拓樸約束； 電路等效（電阻等效、電源等效）電路等效（電阻等效、電源等效） 系統(tǒng)分析方法（回路法、結(jié)點法）系統(tǒng)分析方法（回路法、結(jié)點法） 電路定理（疊加、戴維寧定理）電路定理（疊加、戴維寧定理）1.1 1.1 元件約束（關(guān)聯(lián)方向）元件約束（關(guān)聯(lián)方向）Ri+_u電阻元件電阻元件Riu uSiu+電壓源電壓源無無關(guān)關(guān)與與iuuS iSiu+電流源電流源無無關(guān)關(guān)與與uiiS +u1+u1受控源受控源受控源可以是電壓或電受控源可以是電壓或電流源，控制量也可以是流源，控制量也可以是電壓或電流。電壓或電流。1.2 1.2 結(jié)構(gòu)約束

2、結(jié)構(gòu)約束(又稱拓樸約束又稱拓樸約束)1、基爾霍夫電流定律：（、基爾霍夫電流定律：（KCL）在集總電路中，任意一結(jié)點上，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零：在集總電路中，任意一結(jié)點上，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零：0 i2、基爾霍夫電壓定律：（、基爾霍夫電壓定律：（KVL） 在集總電路中，沿任一回路各段支路電壓的代數(shù)和恒等于零：在集總電路中，沿任一回路各段支路電壓的代數(shù)和恒等于零：0 u2.1 2.1 電路等效變換概念電路等效變換概念由此得出電路等效的條件是相互代換的兩部分相同的由此得出電路等效的條件是相互代換的兩部分相同的伏安特性。等效的對象是外接電路中的電壓、電流和伏安特性。等效的對象是外接電路中

3、的電壓、電流和功率。等效變換的目的是簡化電路，方便地求出待求功率。等效變換的目的是簡化電路，方便地求出待求量。量。兩個電路等效是指兩個電路等效是指(1)(1)兩個結(jié)構(gòu)完全不同的電路在端兩個結(jié)構(gòu)完全不同的電路在端子上有相同的電壓、電流關(guān)系，因而可以互相代換；子上有相同的電壓、電流關(guān)系，因而可以互相代換；(2)(2)代換的結(jié)果是不改變外電路代換的結(jié)果是不改變外電路( (電路中未被代換的部電路中未被代換的部分分) )中的電壓、電流和功率。即中的電壓、電流和功率。即“對外等效對外等效”， “ “對對內(nèi)不等效內(nèi)不等效”。2.2 2.2 電源的等效變換電源的等效變換Rs= Rs us= Rsis受控源的電

4、壓源模型和電流源模型可以像獨立源一樣互相轉(zhuǎn)換。受控源的電壓源模型和電流源模型可以像獨立源一樣互相轉(zhuǎn)換。 理想電壓源和理想電流源之間不能等效變換。理想電壓源和理想電流源之間不能等效變換。isiuRs電流源電流源圖圖(a)usuRsi電壓源電壓源圖圖(b)無無源源網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)+u11i任一無源一端口網(wǎng)絡(luò)一定可以用一個任一無源一端口網(wǎng)絡(luò)一定可以用一個電阻來代替，此電阻稱為一端口網(wǎng)絡(luò)電阻來代替，此電阻稱為一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻（入端電阻）的輸入電阻（入端電阻）+u11iRiniuRin 通常有兩種求入端電阻的方法通常有兩種求入端電阻的方法 等效變換法等效變換法 加流求壓法加流求壓法2.3 2.3 無源網(wǎng)絡(luò)的

5、等效變換無源網(wǎng)絡(luò)的等效變換二二. .基本思想：以假想的回路電流為未知量。選擇基基本思想：以假想的回路電流為未知量。選擇基本回路作為獨立回路，列本回路作為獨立回路，列KVL方程分析電路。方程分析電路。回路方程的一般形式：回路方程的一般形式： 對于具有對于具有 l=b-(n-1) 個回路的電路，有個回路的電路，有R11il1+R12il2+ +R1l ill=uSl1 R21il1+R22il2+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+ +Rll ill=uSll3.1 3.1 回路電流法回路電流法(1) (1) 選定選定l=bl=b-(-(n n-1)-1)個獨立回路，標明回路電

6、流及方向；個獨立回路，標明回路電流及方向；(2) (2) 對對l l個獨立回路，以回路電流為未知量，列寫其個獨立回路，以回路電流為未知量，列寫其 KVL KVL方程；方程；(3) (3) 求解上述方程，得到求解上述方程，得到l l個回路電流；個回路電流；(5) (5) 其它分析。其它分析。(4) (4) 求各支路電流求各支路電流( (用回路電流表示用回路電流表示) )；回路法的一般步驟：回路法的一般步驟：回路電流法中特殊問題的處理：回路電流法中特殊問題的處理：1. 1. 當電路中含有理想電流源時，可盡量選已知電流為網(wǎng)孔當電路中含有理想電流源時，可盡量選已知電流為網(wǎng)孔電流，以減少變量數(shù)。或設(shè)電流

7、源兩端電壓為變量列入方程電流，以減少變量數(shù)。或設(shè)電流源兩端電壓為變量列入方程求解，并再加列輔助方程。求解，并再加列輔助方程。回路電流法反映出電流的連續(xù)性，回路電流方程是網(wǎng)孔的回路電流法反映出電流的連續(xù)性，回路電流方程是網(wǎng)孔的KVLKVL，每項的量綱是電壓；，每項的量綱是電壓；電流源在工作時，兩端有電壓，不能漏記。電流源在工作時，兩端有電壓，不能漏記。2. 2. 當電路中含有受控源時，先按獨立源列入方程，再用網(wǎng)當電路中含有受控源時，先按獨立源列入方程，再用網(wǎng)孔電流來表示控制量，整理合并。孔電流來表示控制量，整理合并。注：注：節(jié)點電壓方程的一般形式：節(jié)點電壓方程的一般形式：3.2 3.2 節(jié)點電壓

8、法節(jié)點電壓法（設(shè)電路具有（設(shè)電路具有n個結(jié)點）個結(jié)點）G11un1+G12un2+G1,n-1un,n-1=iSn1G21un1+G22un2+G2,n-1un,n-1=iSn2Gn-1,1un1+Gn-1,2un2+Gn-1,nun,n-1=iSn,n-1(1) (1) 選定參考結(jié)點，標定選定參考結(jié)點，標定n n-1-1個獨立結(jié)點；個獨立結(jié)點；(2) (2) 對對n n-1-1個獨立結(jié)點，以結(jié)點電壓為未知量，列寫個獨立結(jié)點，以結(jié)點電壓為未知量，列寫其其KCLKCL方程；方程；(3) (3) 求解上述方程，得到求解上述方程，得到n n-1-1個結(jié)點電壓；個結(jié)點電壓；(5) (5) 其它分析。其

9、它分析。(4) (4) 求各支路電流求各支路電流( (用結(jié)點電壓表示用結(jié)點電壓表示) )；結(jié)點法的一般步驟：結(jié)點法的一般步驟： 對于含恒流源支路的電路，列節(jié)點電壓方程對于含恒流源支路的電路，列節(jié)點電壓方程 時不考慮恒流時不考慮恒流源支路的電阻。源支路的電阻。在線性電路中，任一支路電流在線性電路中，任一支路電流(或電壓或電壓)都是電路中各個獨都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該支路產(chǎn)生的電流立電源單獨作用時，在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓或電壓)的代數(shù)和。的代數(shù)和。331211SSSabuKuKiKu uS1uab+iS1uS2+_+_無源電路無源電路4.1 4.1 疊加定理疊加定理 Nsabab

10、RiUo+- -任何一個含有獨立電源、線性電阻和線性受控源的一端口網(wǎng)絡(luò)任何一個含有獨立電源、線性電阻和線性受控源的一端口網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一個獨立電壓源，對外電路來說，可以用一個獨立電壓源Uo和電阻和電阻Ri的串聯(lián)組的串聯(lián)組合來等效替代；其中電壓合來等效替代；其中電壓Uo等于端口開路電壓，電阻等于端口開路電壓，電阻Ri等于端等于端口中所有獨立電源置零后端口的入端等效電阻。口中所有獨立電源置零后端口的入端等效電阻。4.24.2戴維寧定理戴維寧定理例例1 計算圖示電路各元件的功率計算圖示電路各元件的功率解解V5)510(RuA155RuiRW5152 RiPRW1011010iuPSVW5

11、155iuPSV發(fā)出發(fā)出吸收吸收吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)發(fā)）P（吸吸）5Ri+_Ru+_10V5V-+i1=i2UA =UB例AB+_13V+_2Vi111111i2解解A155102IV2225532222IIIIU10V+-3I2U=?I =055-+2I2 I25+-例例3求開路電壓求開路電壓 U第第2 2章章 電阻電路的等效變換電阻電路的等效變換例例1計算圖示電路中各支路的電壓和電流計算圖示電路中各支路的電壓和電流i1+-i2i3i4i51865412165Vi1+-i2i31895165V6 A15111651iV90156612 iuA518902iA105153iV6010663

12、3 iuV30334 iuA5 . 74304iA5 . 25 . 7105ii1+-i2i3i4i51865412165V斷路斷路例例2求求: Rab對稱電路對稱電路 c、d等電位等電位ii1ii22121iiiiRRiiRiRiuab)2121(21RiuRababRRab短路短路根據(jù)電流分配根據(jù)電流分配bacdRRRRbacRRRRbacdRRRR利用電源轉(zhuǎn)換簡化電路計算利用電源轉(zhuǎn)換簡化電路計算例例3I=0.5AU=20V+15V_+8V775A3472AI？1.6A+_U=？5510V10V+_2.+_U2.52A6A例例4把電路轉(zhuǎn)換成一個電壓源和一個電阻的串連把電路轉(zhuǎn)換成一個電壓源和

13、一個電阻的串連10V1010V6A+_1.70V10+_66V10+_2A6V106A+_2.例例5把電路轉(zhuǎn)換成一個電壓源和一個電阻的串連把電路轉(zhuǎn)換成一個電壓源和一個電阻的串連101500 102000500IIIU2k10V500I+_U+_+- II1.5k10V+_U+_1k1k10V0.5I+_UI+_例例 受控源和獨立受控源和獨立源一樣可以進行電源轉(zhuǎn)源一樣可以進行電源轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換過程中注意不換；轉(zhuǎn)換過程中注意不要丟失控制量。要丟失控制量。求電流求電流 i1 132321RRRRRRSURriRRRi31321/)/(3321/)/(RrRRRUiS注意+_US+_R3R2R1i1ri1

14、US+_R1i1R2/R3ri1/R3第第3 3章章 電阻電路的一般分析電阻電路的一般分析回路電流法回路電流法結(jié)點電壓法結(jié)點電壓法本章重點本章重點一一. .回路電流法回路電流法基本思想：以假想的回路電流為未知量。選擇基基本思想：以假想的回路電流為未知量。選擇基本回路作為獨立回路，列本回路作為獨立回路，列KVL方程分析電路。方程分析電路。回路方程的一般形式：回路方程的一般形式： 對于具有對于具有 l=b-(n-1) 個回路的電路，有個回路的電路，有R11il1+R12il2+ +R1l ill=uSl1 R21il1+R22il2+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+ +Rl

15、l ill=uSllR11il1+R12il2+ +R1l ill=uSl1 R21il1+R22il2+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+ +Rll ill=uSll其中：其中：+ : + : 流過互阻兩個回路電流方向相同流過互阻兩個回路電流方向相同0 : 0 : 無關(guān)無關(guān)Rjk:互電阻互電阻特例：不含受控源的線性網(wǎng)絡(luò)特例：不含受控源的線性網(wǎng)絡(luò) Rjk=Rkj , 系數(shù)矩陣為系數(shù)矩陣為對稱陣。對稱陣。Rkk:自電阻自電阻(為正為正) ，k=1,2,l 。- : - : 流過互阻兩個回路電流方向相反流過互阻兩個回路電流方向相反(1) (1) 選定選定l=bl=b-(-(n

16、 n-1)-1)個獨立回路，標明回路電流及方向；個獨立回路，標明回路電流及方向；(2) (2) 對對l l個獨立回路，以回路電流為未知量，列寫其個獨立回路，以回路電流為未知量，列寫其 KVL KVL方程；方程；(3) (3) 求解上述方程，得到求解上述方程，得到l l個回路電流；個回路電流；(5) (5) 其它分析。其它分析。(4) (4) 求各支路電流求各支路電流( (用回路電流表示用回路電流表示) )；回路法的一般步驟：回路法的一般步驟：回路電流法中特殊問題的處理：回路電流法中特殊問題的處理：1. 1. 當電路中含有理想電流源時，可盡量選已知電流為網(wǎng)孔當電路中含有理想電流源時，可盡量選已知

17、電流為網(wǎng)孔電流，以減少變量數(shù)。或設(shè)電流源兩端電壓為變量列入方程電流，以減少變量數(shù)。或設(shè)電流源兩端電壓為變量列入方程求解，并再加列輔助方程。求解，并再加列輔助方程?；芈冯娏鞣ǚ从吵鲭娏鞯倪B續(xù)性，回路電流方程是網(wǎng)孔的回路電流法反映出電流的連續(xù)性，回路電流方程是網(wǎng)孔的KVLKVL，每項的量綱是電壓；，每項的量綱是電壓；電流源在工作時，兩端有電壓，不能漏記。電流源在工作時，兩端有電壓，不能漏記。2. 2. 當電路中含有受控源時，先按獨立源列入方程，再用網(wǎng)當電路中含有受控源時，先按獨立源列入方程，再用網(wǎng)孔電流來表示控制量，整理合并?？纂娏鱽肀硎究刂屏浚砗喜?。注：注：二二. 節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法節(jié)點電

18、壓法解題思路節(jié)點電壓法解題思路 假設(shè)一個參考點，令其電位為零，假設(shè)一個參考點，令其電位為零， 求求其它各節(jié)點電位，其它各節(jié)點電位，求各支路的電流或電壓。求各支路的電流或電壓。 節(jié)點電壓方程的一般形式：節(jié)點電壓方程的一般形式：（設(shè)電路具有（設(shè)電路具有n個結(jié)點）個結(jié)點）G11un1+G12un2+G1,n-1un,n-1=iSn1G21un1+G22un2+G2,n-1un,n-1=iSn2Gn-1,1un1+Gn-1,2un2+Gn-1,nun,n-1=iSn,n-1其中其中Gii 自電導(dǎo)，等于接在結(jié)點自電導(dǎo)，等于接在結(jié)點i上所有支路的電導(dǎo)之上所有支路的電導(dǎo)之和和(包括電壓源與電阻串聯(lián)支路包括電

19、壓源與電阻串聯(lián)支路)?？倿檎？倿檎?當電路含受控源時，系數(shù)矩陣一般不再為對稱陣。當電路含受控源時，系數(shù)矩陣一般不再為對稱陣。iSni 流入結(jié)點流入結(jié)點i的所有電流源電流的代數(shù)和的所有電流源電流的代數(shù)和(包括包括由電壓源與電阻串聯(lián)支路等效的電流源由電壓源與電阻串聯(lián)支路等效的電流源)。Gij = Gji互電導(dǎo)，等于接在結(jié)點互電導(dǎo)，等于接在結(jié)點i與結(jié)點與結(jié)點j之間的所之間的所支路的電導(dǎo)之和，總為負號。（無受控源）支路的電導(dǎo)之和，總為負號。（無受控源）(1) (1) 選定參考結(jié)點，標定選定參考結(jié)點，標定n n-1-1個獨立結(jié)點；個獨立結(jié)點；(2) (2) 對對n n-1-1個獨立結(jié)點，以結(jié)點電壓為

20、未知量，列寫個獨立結(jié)點，以結(jié)點電壓為未知量，列寫其其KCLKCL方程；方程；(3) (3) 求解上述方程，得到求解上述方程，得到n n-1-1個結(jié)點電壓；個結(jié)點電壓；(5) (5) 其它分析。其它分析。(4) (4) 求各支路電流求各支路電流( (用結(jié)點電壓表示用結(jié)點電壓表示) )；結(jié)點法的一般步驟：結(jié)點法的一般步驟： 對于含恒流源支路的電路，列節(jié)點電壓方程對于含恒流源支路的電路，列節(jié)點電壓方程 時不考慮恒流時不考慮恒流源支路的電阻。源支路的電阻。例例用網(wǎng)孔電流法求解電流用網(wǎng)孔電流法求解電流 i解解選網(wǎng)孔為獨立回路：選網(wǎng)孔為獨立回路：i1i3i2SSUiRiRiRRR3421141)(0)(3

21、5252111iRiRRRiR0)(35432514iRRRiRiR 無受控源的線性網(wǎng)絡(luò)無受控源的線性網(wǎng)絡(luò)Rjk=Rkj , , 系數(shù)矩陣為對稱陣。系數(shù)矩陣為對稱陣。 當網(wǎng)孔電流均取順（或逆）時當網(wǎng)孔電流均取順（或逆）時針方向時，針方向時，Rjk均為負。均為負。32iiiRSR5R4R3R1R2US+_i表明例例 列出圖示列出圖示(a)(a)、(b)(b)電路的結(jié)點電壓方程電路的結(jié)點電壓方程 。4A2 2 2 3 10A(a)3S2S6S解解(a) ：選選結(jié)點為參考結(jié)點，結(jié)點為參考結(jié)點，列寫結(jié)點電壓方程：列寫結(jié)點電壓方程： 1104212312121 nnuu 210612113212121

22、nnuu整理以后得：整理以后得： 16507021 nnu.u. 21055021 nnuu.本題注意：本題注意：1)圖中電阻的單圖中電阻的單位不同，列寫方程時要注意位不同，列寫方程時要注意自電導(dǎo)和互電導(dǎo)的計算；自電導(dǎo)和互電導(dǎo)的計算；2)與與4A電流源串聯(lián)的電流源串聯(lián)的2 電阻電阻不計入自電導(dǎo)中。不計入自電導(dǎo)中。例例列出圖示列出圖示(a)(a)、(b)(b)電路的結(jié)點電壓方程電路的結(jié)點電壓方程 。+_10V1 5 5 20V(b)2A+_5 10 解解(b) ：選選結(jié)點為參考結(jié)點，列寫結(jié)點電壓方程：結(jié)點為參考結(jié)點，列寫結(jié)點電壓方程： 15201105151515151121 nnuu 2520

23、21015151515121 nnuu第第4 4章章 電路定理電路定理本章重點本章重點疊加定理疊加定理1戴維寧定理和諾頓定理戴維寧定理和諾頓定理2最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理31.1.疊加定理疊加定理 在線性電路中，任一支路電流在線性電路中，任一支路電流(或電壓或電壓)都是電路中各個獨都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該支路產(chǎn)生的電流立電源單獨作用時，在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓或電壓)的代數(shù)和。的代數(shù)和。331211SSSabuKuKiKu uS1uab+iS1uS2+_+_無源電路無源電路注：注： 疊加定理僅適用于線性電路；疊加定理僅適用于線性電路； 電壓、電流疊加時要注意方向；電壓、

24、電流疊加時要注意方向； 功率不符合疊加定理。功率不符合疊加定理。 疊加方式是任意的疊加方式是任意的NsababRiUo+- -任何一個含有獨立電源、線性電阻和線性受控源的一端口網(wǎng)絡(luò)任何一個含有獨立電源、線性電阻和線性受控源的一端口網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一個獨立電壓源，對外電路來說，可以用一個獨立電壓源Uo和電阻和電阻Ri的串聯(lián)組的串聯(lián)組合來等效替代；其中電壓合來等效替代；其中電壓Uo等于端口開路電壓，電阻等于端口開路電壓，電阻Ri等于端等于端口中所有獨立電源置零后端口的入端等效電阻。口中所有獨立電源置零后端口的入端等效電阻。.戴維寧定理戴維寧定理4. 諾頓定理諾頓定理 任何一個含獨立電源、

25、線性電阻和線性受控源的一端口，對外任何一個含獨立電源、線性電阻和線性受控源的一端口，對外電路來說，可以用一個電流源電路來說，可以用一個電流源IS和電阻和電阻Ri的并聯(lián)來等效替代；的并聯(lián)來等效替代；其中電流源的電流等于該一端口的短路電流，而電阻其中電流源的電流等于該一端口的短路電流，而電阻Ri等于把等于把該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電導(dǎo)。該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電導(dǎo)。戴維寧定理和諾頓定理間的關(guān)系：戴維寧定理和諾頓定理間的關(guān)系：戴維寧等效電路和諾頓等效電路是對偶的，可用電源等效戴維寧等效電路和諾頓等效電路是對偶的，可用電源等效轉(zhuǎn)換互相推出。轉(zhuǎn)換互相推出。戴維寧和諾頓等效電路共有戴維

26、寧和諾頓等效電路共有uoc、Req、isc 3個參數(shù)，其關(guān)系個參數(shù)，其關(guān)系為：為：uoc=Req isc。求出其中任意。求出其中任意2個就可求得另一量。個就可求得另一量。一個端口電路不一定同時存在戴維寧和諾頓等效電路。當一個端口電路不一定同時存在戴維寧和諾頓等效電路。當端口的開路電壓端口的開路電壓uoc 0 ，而等效電阻，而等效電阻Req=0時，電路的等效時，電路的等效模型為一理想電壓源，即只有戴維寧等效電路。當端口的模型為一理想電壓源，即只有戴維寧等效電路。當端口的短路電流短路電流isc 0，而等效電導(dǎo)，而等效電導(dǎo)Geq=0時，電路的等效模型為理時，電路的等效模型為理想電流源，即只有諾頓等效

27、電路。只有當想電流源，即只有諾頓等效電路。只有當Req不等于不等于0和和 時時，電路才同時存在戴維寧和諾頓等效電路，電路才同時存在戴維寧和諾頓等效電路 。例例1求電壓源的電流及功率求電壓源的電流及功率42A70V1052+I解：解：畫出分電路圖畫出分電路圖I (1)42A1052470V1052+I (2）2A電流源作用，電橋平衡：電流源作用，電橋平衡：0)1(I70V電壓源作用：電壓源作用：A157/7014/70)2(IA15)2()1(III1050W1570PI (1)42A1052470V1052+I (2）例例2封裝好的電路如圖，已知下列實驗數(shù)據(jù)：封裝好的電路如圖，已知下列實驗數(shù)據(jù)

28、：A2 A 1 ,V1 iiuSS響響應(yīng)應(yīng)時時當當，？，iiuSS A 5 ,V3 響響應(yīng)應(yīng)時時求求研究激研究激勵和響勵和響應(yīng)關(guān)系應(yīng)關(guān)系的實驗的實驗方法方法1A 2A ,V1 iiuSS響響應(yīng)應(yīng)時時當當，解解根據(jù)疊加定理根據(jù)疊加定理SSukiki21代入實驗數(shù)據(jù)：代入實驗數(shù)據(jù)：221 kk1221kk1121kkA253SSiui無源無源線性線性網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)uSiiS例例 圖示電路的負載電阻圖示電路的負載電阻RL可變，試問可變，試問RL為何值時吸收最大功為何值時吸收最大功率？并求此功率。率？并求此功率。6V+_4i14 RL2 +_i12i12 求負載以外的一端口的等效電路，求負載以外的一端口的等

29、效電路，1. 求求uOC: 如圖如圖(a1)。解解:6V+_4i14 uOC2 +_i12i12 +_(a1)AiVii5 . 06522111 ViiuOC652211 例例 圖示電路的負載電阻圖示電路的負載電阻RL可變，試問可變，試問RL為何值時吸收最大功為何值時吸收最大功率？并求此功率。率？并求此功率。6V+_4i14 RL2 +_i12i12 2. 求求Req : 電路如圖電路如圖(a2)。解解:1111604:iIIiiiKCL 11124224iiiIU 4i14 U2 +_i12i12 +_(a2)i1I 462411iiIUReq例例 圖示電路的負載電阻圖示電路的負載電阻RL可

30、變，試問可變，試問RL為何值時吸收最大功為何值時吸收最大功率？并求此功率。率？并求此功率。3. 用等效電路求最大功率用等效電路求最大功率. 如圖如圖(a3)。WRuPeqoc25. 243642max 6V+_4 RL(a3)當當RL=4時，可獲得最大功率：時，可獲得最大功率：第第6 6章章 儲能元件儲能元件本章重點本章重點1. 1. 電容元件的特性電容元件的特性3. 3. 電容、電感的串并聯(lián)等效電容、電感的串并聯(lián)等效2. 2. 電感元件的特性電感元件的特性1. 電容元件電容元件 tuCtCutqidddddd(1)(1) 電壓電壓電流關(guān)系電流關(guān)系電容元件電容元件VCR的微分形式的微分形式u、

31、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向Cui )()(00d1 ttiCuutt 研究某一初始時刻研究某一初始時刻t0 以后的電容電壓，以后的電容電壓，需要知道需要知道t0時刻開始作用的電流時刻開始作用的電流 i 和和t0時刻時刻的電壓的電壓 u（t0）。）。電容元件電容元件VCR的積的積分形式分形式2. 電感元件電感元件 (1)(1) 電壓電壓電流關(guān)系電流關(guān)系ttiLttu d)(d dd)(u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向電感元件電感元件VCR的微分關(guān)系的微分關(guān)系+-u (t)iL根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律 d1)( tuLti電感元件電感元件VCR的積分關(guān)系的積分

32、關(guān)系 00d1d1 tttuLuL )(00d1 ttuLit 研究某一初始時刻研究某一初始時刻t0 以后的電感電流，需知以后的電感電流，需知道道t0時刻開始作用的電壓時刻開始作用的電壓 u 和和t0時刻的電流時刻的電流 i（t0）。3. 電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)(1) (1) 電容的串聯(lián)電容的串聯(lián) C 2121CCCCiu+-C等效等效u1uC2C1u2+-ii2i1u+-C1C2i CCC 21iu+-C(2) (2) 電容的并聯(lián)電容的并聯(lián)等效等效(3) (3) 電感的串聯(lián)電感的串聯(lián)21 LLLu1uL2L1u2+-iiu+-L等效等效(4) (4) 電感的并聯(lián)

33、電感的并聯(lián)u+-L1L2i2i1iu+-L等效等效212111111LLLLLLLs2 0s21 1s 10 10 0)(ttttti21t /s1i/A-1已知電容電流如圖，求電容電壓。已知電容電流如圖，求電容電壓。 220d11d01)(s 1000tttCCtcu t tCtutu124d) 1(5 . 01) 1 ()(s21tt 2tCutu20d05 .01)2()(0一一. 正弦量的相量表示正弦量的相量表示 任意一個正弦時間函數(shù)都有唯一與其對任意一個正弦時間函數(shù)都有唯一與其對應(yīng)的復(fù)數(shù)函數(shù)。應(yīng)的復(fù)數(shù)函數(shù)。 ) cos(2)(IItIti相量的模表示正弦量的有效值相量的模表示正弦量的

34、有效值相量的幅角表示正弦量的初相位相量的幅角表示正弦量的初相位二二.相量法的應(yīng)用相量法的應(yīng)用 同頻率正弦量的加減同頻率正弦量的加減21UUU相量關(guān)系為：相量關(guān)系為：同頻正弦量的加減運算變?yōu)閷?yīng)相量的加減同頻正弦量的加減運算變?yōu)閷?yīng)相量的加減運算。運算。二二.相量法的應(yīng)用相量法的應(yīng)用 正弦量的微分、積分運算正弦量的微分、積分運算微分運算微分運算 積分運算積分運算2 jddiIIti2 jdiIIti 把時域問題變?yōu)閺?fù)數(shù)問題；把時域問題變?yōu)閺?fù)數(shù)問題； 把微積分方程的運算變?yōu)閺?fù)數(shù)方程運算；把微積分方程的運算變?yōu)閺?fù)數(shù)方程運算； 可以把直流電路的分析方法直接用于交流電路?？梢园阎绷麟娐返姆治龇椒ㄖ苯佑糜?/p>

35、交流電路。相量法的優(yōu)點三三.元件元件VCR的相量形式的相量形式相量模型相量模型有效值關(guān)系有效值關(guān)系相位關(guān)系相位關(guān)系R+-RU I相量關(guān)系：相量關(guān)系：IRURUR=RIu=i1.1.電阻元件電阻元件VCRVCR的相量形式的相量形式三三.元件元件VCR的相量形式的相量形式相量模型相量模型相量關(guān)系：相量關(guān)系：IXILULLjj2. 2. 電感元件電感元件VCR的相量形式的相量形式有效值關(guān)系有效值關(guān)系： U= L I相位關(guān)系：相位關(guān)系： u=i +90 j L+-LU I三三.元件元件VCR的相量形式的相量形式相量模型相量模型 UC I+- -Cj1相量關(guān)系：相量關(guān)系：IXICUCj1j3. 3. 電

36、容元件電容元件VCR的相量形式的相量形式有效值關(guān)系：有效值關(guān)系： IC= CU相位關(guān)系：相位關(guān)系： i=u+90 四四.基爾霍夫定律的相量形式基爾霍夫定律的相量形式 0)(tiKCL和和KVL可用相應(yīng)的相量形式表示：可用相應(yīng)的相量形式表示： 流入某一結(jié)點的所有正弦電流用相量表示流入某一結(jié)點的所有正弦電流用相量表示時仍滿足時仍滿足KCL；而任一回路所有支路正弦電壓用；而任一回路所有支路正弦電壓用相量表示時仍滿足相量表示時仍滿足KVL。0 2Re)( j21teIIti 0I 0)(tu 0U表明例例1已知電流表讀數(shù)：已知電流表讀數(shù)：A18A6AA2A1A0Z1Z2UA2CXZRZj , . 1

37、21若若A0?為何參數(shù)為何參數(shù)21 , 2. ZRZ I0max=?A0為為何何參參數(shù)數(shù)2L1 ,j 3. ZXZ A0I0min=?為為何何參參數(shù)數(shù)2L1 ,j . 4 ZXZ ?A2A0A1解解A1068 1. 220IA1468 2. max02IRZ，A268 ,j 3. min0C2IXZA16 ,A8 ,j . 4 210C2IIIXZ1,IU2I0I五五. . 復(fù)阻抗復(fù)阻抗IUZ 復(fù)復(fù)阻阻抗抗RZRLLjXLZ jCCjXCjZ 1|Z|Z|R RX X阻抗三角形阻抗三角形iu 單位：單位： IUZ 阻抗模阻抗模阻抗角阻抗角 ZXRZj( (用相量法分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)用相量法

38、分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)) )六六. . 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 0 :KVL 0 :KCL UYIIZU:UI:或或元件約束關(guān)系元件約束關(guān)系依據(jù)依據(jù)正弦電路相量分析理論正弦電路相量分析理論畫相量運算電路：畫相量運算電路： R , L , C 復(fù)阻抗復(fù)阻抗列相量代數(shù)方程列相量代數(shù)方程 ，求出待求量的相量；，求出待求量的相量； IU,u , i 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析步驟：正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析步驟：將待求量的相量形式還原為時域形式。將待求量的相量形式還原為時域形式。 七七. . 正弦電流電路中的功率正弦電流電路中的功率無源一端口網(wǎng)絡(luò)吸收的功率無源一端口網(wǎng)絡(luò)吸收的功率( ( u, i u,

39、i 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)) )sin(2)( sin2)( tItitUtu 無無源源+ +u ui i_ _1. 1. 瞬時功率瞬時功率 )tcos(UIcosUIui 2tp 2. 2. 平均功率平均功率P P： = = u u- - i i：功率因數(shù)角。對無源網(wǎng)絡(luò)，為其等效：功率因數(shù)角。對無源網(wǎng)絡(luò)，為其等效阻抗的阻抗角。阻抗的阻抗角。cos cos ：功率因數(shù)。：功率因數(shù)。 cosUIP 單位：單位：W（瓦）（瓦）平均功率實際上是電阻消耗的功率，亦稱為有功功率。平均功率實際上是電阻消耗的功率，亦稱為有功功率。表示電路實際消耗的功率，它不僅與電壓電流有效值有關(guān)，表示電路實際消耗的功率，它不僅與電壓電流有效值有關(guān)，而且與而且與 cos 有關(guān)，這是交流和直流的很大區(qū)別有關(guān)，這是交流和直流的很大區(qū)別, 主要由于主要由于電壓、電流存在相位差。電壓、電流存在相位差。3. 3.