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1、注冊(cè)電氣工程師考試輔導(dǎo)注冊(cè)電氣工程師考試輔導(dǎo)電路基礎(chǔ)部分電路基礎(chǔ)部分一、電路的基本概念一、電路的基本概念和基本定律和基本定律考試點(diǎn)考試點(diǎn) 1、掌握掌握電阻、獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、電阻、獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、受控源、電容、電感、耦合電感、理想受控源、電容、電感、耦合電感、理想變壓器諸元件的定義、性質(zhì)變壓器諸元件的定義、性質(zhì) 2、掌握掌握電流、電壓參考方向的概念電流、電壓參考方向的概念 3、熟練掌握基爾霍夫定律熟練掌握基爾霍夫定律1.1 1.1 掌握諸元件的掌握諸元件的定義、性質(zhì)定義、性質(zhì)電阻元件電阻元件一、歐姆定律一、歐姆定律流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電
2、壓成正比。根據(jù)歐姆定律,電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫成:根據(jù)歐姆定律,電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫成:u=iR在電壓和電流的在電壓和電流的關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)方向下方向下u=iR在電壓和電流在電壓和電流非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)方向下方向下u= - iRRi+_uRi+_u1、定義、定義G=1/R2、單位、單位S(西門子)(西門子)電阻的單位為電阻的單位為(歐姆歐姆),計(jì)量高電阻時(shí),則以計(jì)量高電阻時(shí),則以k 和和M 為單位。為單位。二、電導(dǎo)二、電導(dǎo)三、電阻元件的伏安特性三、電阻元件的伏安特性以電壓和電流為坐標(biāo),以電壓和電流為坐標(biāo),畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。Oui電容元件電容元件一、
3、電容的定義一、電容的定義 uqC + u -+q -qCi二、電容的特性方程二、電容的特性方程dtdqi dtduCi 三、電容元件的特性方程的積分式三、電容元件的特性方程的積分式diCutut)(1)0()(0ti(t)O t1 t2 t3 tOu(t)tu(t)Ott1 t2 t3i(t)O四、電容元件儲(chǔ)存的能量四、電容元件儲(chǔ)存的能量)(21)(2tCutWc電容元件在任何時(shí)刻電容元件在任何時(shí)刻t 所儲(chǔ)存的所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量電場(chǎng)能量 電感元件電感元件+-uiLL,一、線圈的磁通和磁通鏈一、線圈的磁通和磁通鏈dttdu)(如果如果u的參考方向與電流的參考方向與電流i 的參考方向一致的參考方向一
4、致線性電感元件的自感磁通鏈與元件中電流有以下關(guān)系線性電感元件的自感磁通鏈與元件中電流有以下關(guān)系LiL二、電感元件的特性方程二、電感元件的特性方程+-uiLdtdiLu 三、電感元件特性方程的積分形式三、電感元件特性方程的積分形式tduLiti0)(1)0()(四、電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量四、電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量)(212tLiWLdttdu)(LiL 電壓源和電流源電壓源和電流源一、電壓源一、電壓源1、特點(diǎn)、特點(diǎn)(1)電壓)電壓u(t)的函數(shù)是的函數(shù)是固定固定的,不會(huì)因它所聯(lián)接的,不會(huì)因它所聯(lián)接的外電路的不同而改變。的外電路的不同而改變。(2)電流電流則隨與它聯(lián)接的外電路的不同而則隨與它聯(lián)接的
5、外電路的不同而不同不同。2、圖形符號(hào)、圖形符號(hào)+-SuSU只用來(lái)表只用來(lái)表示直流示直流Ot)(tust)(tusO既可以表示直流既可以表示直流也可以表示交流也可以表示交流+-Su+-suu i = 0+-suu i+-Su外電路外電路3、電壓源的不同狀態(tài)、電壓源的不同狀態(tài)空載空載有載有載4、特殊情況、特殊情況0su電壓為零的電壓源相當(dāng)于短路。電壓為零的電壓源相當(dāng)于短路。伏安特性伏安特性電壓源模型電壓源模型oIREUIUEUIRO+-ERo越大越大斜率越大斜率越大理想電壓源理想電壓源 (恒壓源)(恒壓源): : RO= 0 時(shí)的電壓源時(shí)的電壓源.特點(diǎn)特點(diǎn):( (1)輸出電)輸出電 壓不變,其值恒
6、等于電動(dòng)勢(shì)。壓不變,其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。 即即 Uab E; (2)電源中的電流由外電路決定。)電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決定設(shè)設(shè): E=10VIE+_abUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí):同時(shí)接入時(shí): I=10AR22 例例 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) : I=5A則:則:REI 恒壓源特性中不變的是:恒壓源特性中不變的是:_E恒壓源特性中變化的是:恒壓源特性中變化的是:_I_ 會(huì)引起會(huì)引起 I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變I 的變化可能是的變化可能是 _ 的變化,的變化, 或者是或者是_
7、 的變化。的變化。大小大小方向方向+_I恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性小結(jié)EUababR1、特點(diǎn)、特點(diǎn)(1)電流)電流i(t)的函數(shù)是的函數(shù)是固定固定的,不會(huì)因它所聯(lián)接的外的,不會(huì)因它所聯(lián)接的外電路的不同而改變。電路的不同而改變。(2)電壓則隨與它所聯(lián)接的外電路的不同而不同電壓則隨與它所聯(lián)接的外電路的不同而不同。2、圖形符號(hào)、圖形符號(hào)si二、電流源二、電流源si+-u=0i外電路外電路sii短路短路有載有載4、特殊情況、特殊情況0si電流為零的電流源相當(dāng)于開(kāi)路。電流為零的電流源相當(dāng)于開(kāi)路。+-u3、電流源的不同狀態(tài)、電流源的不同狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)電流源標(biāo)準(zhǔn)電流源ISROabUabIoabSRUIIIsUabI
8、外特性外特性 電流源模型電流源模型RORO越大越大特性越陡特性越陡理想電流源理想電流源 (恒流源(恒流源):): RO= 時(shí)的電流源時(shí)的電流源. 特點(diǎn)特點(diǎn):(1)輸出電流不變,其值恒等于電)輸出電流不變,其值恒等于電 流源電流流源電流 IS; abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性(2)輸出電壓由外電路決定。)輸出電壓由外電路決定。恒流源兩端電壓由外電路決定恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時(shí),時(shí), U =10 V R=1 時(shí),時(shí), U =1 V則則:例例恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是:恒流源特性中不變的是:_Is恒流源特性中變化的是:
9、恒流源特性中變化的是:_Uab_ 會(huì)引起會(huì)引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變Uab的變化可能是的變化可能是 _ 的變化,的變化, 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向RIUsababIUabIsR恒流源舉例恒流源舉例IcIbUcebcII 當(dāng)當(dāng) I b 確定后,確定后,I c 就基本確定了。在就基本確定了。在 IC 基本恒定基本恒定的范圍內(nèi)的范圍內(nèi) ,I c 可視為恒流源可視為恒流源 (電路元件的抽象電路元件的抽象) 。cebIb+-E+-晶體三極管晶體三極管UceIc電壓源中的電流電壓源中的電流如何決定如何決定?電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少
10、?例例IE R_+abUab=?Is原則原則:I Is s不能變,不能變,E E 不能變。不能變。EIRUab電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量E+_abIUabUab = E (常數(shù))(常數(shù))Uab的大小、方向均為恒定,的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)影響。無(wú)影響。IabUabIsI = Is (常數(shù))(常數(shù))I 的大小、方向均為恒定,的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無(wú)影響。無(wú)影響。輸出電流輸出電流 I 可變可
11、變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定受控電源受控電源一、電源的分類一、電源的分類電源電源獨(dú)立電源獨(dú)立電源受控源受控源電壓源的電壓和電流源的電壓源的電壓和電流源的電流電流,不受外電路的影響。不受外電路的影響。作為電源或輸入信號(hào)時(shí),作為電源或輸入信號(hào)時(shí),在電路中起在電路中起“激勵(lì)激勵(lì)”作用。作用。受控電壓源的電壓和受控電壓源的電壓和受控電流源的電流不是受控電流源的電流不是給定的時(shí)間函數(shù),而是給定的時(shí)間函數(shù),而是受電路中某部分的電流受電路中某部分的電流或電壓控制的或電壓控制的。又稱
12、為非獨(dú)立電源。又稱為非獨(dú)立電源。二、以晶體管為例二、以晶體管為例BECBiCiBCii三、受控三、受控 源源 的類型的類型、電壓控制電壓源、電壓控制電壓源(VCVS)1u1u2、電壓控制電流源、電壓控制電流源(VCCS)1gu1u3、電流控制電壓源、電流控制電壓源(CCVS)1i1i1ri4、電流控制電流源(、電流控制電流源(CCCS)1iBECBiCiBiCiR1R2BCii11RUiB22RiUC等效電路模型受控源分類受控源分類U11 UE壓控電壓源壓控電壓源+-1 UE+-E壓控電流源壓控電流源U112 UgI I212 UgI 流控電流源流控電流源12 III2I112 III1+-1
13、 IrE流控電壓源流控電壓源1 IrE +-E含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算-預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)一、互感一、互感11211L1N2L2N1i1i+_ _21u112211211L1N2L2N1i1i+_ _21u11222i1、自感磁通鏈、自感磁通鏈 線圈線圈1中的電流產(chǎn)生的磁通在穿越自身的線圈時(shí),中的電流產(chǎn)生的磁通在穿越自身的線圈時(shí),所產(chǎn)生的磁通鏈。所產(chǎn)生的磁通鏈。中的一部分或全部交鏈線圈中的一部分或全部交鏈線圈2時(shí)產(chǎn)生的磁通鏈。時(shí)產(chǎn)生的磁通鏈。2、互感磁通鏈、互感磁通鏈11設(shè)為1121設(shè)為磁通(鏈)符號(hào)中磁通(鏈)符號(hào)中雙下標(biāo)雙下標(biāo)的含義:的含義:第第1個(gè)下標(biāo)表示該磁通(鏈)所
14、在線圈的編號(hào),個(gè)下標(biāo)表示該磁通(鏈)所在線圈的編號(hào),第第2個(gè)下標(biāo)表示產(chǎn)生該磁通(鏈)的施感電流所在個(gè)下標(biāo)表示產(chǎn)生該磁通(鏈)的施感電流所在線圈的編號(hào)。線圈的編號(hào)。同樣線圈同樣線圈2中的電流中的電流i2也產(chǎn)生自感磁通鏈也產(chǎn)生自感磁通鏈22和互感磁通鏈和互感磁通鏈12 (圖中未標(biāo)出)(圖中未標(biāo)出)11211L1N2L2N1i1i+_ _21u11222i這就是彼此這就是彼此耦合耦合的情況。的情況。耦合線圈中的磁通鏈等于自感磁通鏈和互感耦合線圈中的磁通鏈等于自感磁通鏈和互感磁通鏈兩部分的代數(shù)和,磁通鏈兩部分的代數(shù)和,如線圈如線圈1 和和2 中的磁通鏈分別為中的磁通鏈分別為21和則有則有1211122
15、21211211L1N2L2N1i1i+_ _21u11222i二、互感系數(shù)二、互感系數(shù)當(dāng)周圍空間是當(dāng)周圍空間是各向同性各向同性的線性磁介質(zhì)時(shí),每一的線性磁介質(zhì)時(shí),每一種磁通鏈都與產(chǎn)生它的施感電流成正比,種磁通鏈都與產(chǎn)生它的施感電流成正比,1111iL2222iL互感磁通鏈互感磁通鏈21212iM12121iM即有自感磁通鏈:即有自感磁通鏈:上式中上式中M12和和M21稱為互感系數(shù),簡(jiǎn)稱稱為互感系數(shù),簡(jiǎn)稱互感互感?;ジ杏梅?hào)互感用符號(hào)M表示,單位為表示,單位為H。可以證明,可以證明,M12=M21,所以當(dāng)只有兩個(gè)線圈有耦合時(shí),可以略去所以當(dāng)只有兩個(gè)線圈有耦合時(shí),可以略去M的下標(biāo),的下標(biāo),即可令
16、即可令M=M12=M21兩個(gè)耦合線圈的磁通鏈可表示為:兩個(gè)耦合線圈的磁通鏈可表示為:1211122212= L1i1 M i2= M i1 +L2i2上式表明,耦合線圈中的磁通鏈與施感電流上式表明,耦合線圈中的磁通鏈與施感電流成成線性線性關(guān)系,是各施感電流獨(dú)立產(chǎn)生的磁通鏈疊加關(guān)系,是各施感電流獨(dú)立產(chǎn)生的磁通鏈疊加的結(jié)果。的結(jié)果。M前的號(hào)是說(shuō)明磁耦合中,互感作用的兩種可能性。前的號(hào)是說(shuō)明磁耦合中,互感作用的兩種可能性?!?”號(hào)表示互感磁通鏈與自感磁通鏈方向一致,稱號(hào)表示互感磁通鏈與自感磁通鏈方向一致,稱為互感的為互感的“增助增助”作用;作用;“- -”號(hào)則相反,表示互感的號(hào)則相反,表示互感的“削
17、弱削弱”作用。作用。為了便于反映為了便于反映“增助增助”或或“削弱削弱”作用和簡(jiǎn)化圖形作用和簡(jiǎn)化圖形表示,采用同名端標(biāo)記方法。表示,采用同名端標(biāo)記方法。三、同名端三、同名端1、同名端的引入、同名端的引入1 = L1i1 M i22 = M i1 +L2i22、同名端、同名端對(duì)兩個(gè)有耦合的線圈各取一個(gè)端子,并用相同對(duì)兩個(gè)有耦合的線圈各取一個(gè)端子,并用相同的符號(hào)標(biāo)記,這一對(duì)端子稱為的符號(hào)標(biāo)記,這一對(duì)端子稱為“同名端同名端”。當(dāng)一對(duì)施。當(dāng)一對(duì)施感電流從同名端流進(jìn)(或流出)各自的線圈時(shí),互感感電流從同名端流進(jìn)(或流出)各自的線圈時(shí),互感起增助作用。起增助作用。*11211L1N2L2N1i1i+_ _
18、21u11222ii1i2L1L2u1u21122M1= L1 i1 + M i22= M i1 + L2 i2*11211L1N2L2N1i1i+_ _21u11222i四、互感電壓四、互感電壓如果兩個(gè)耦合的電感如果兩個(gè)耦合的電感L1和和L2中有變動(dòng)的電流,中有變動(dòng)的電流,各電感中的磁通鏈將隨電流變動(dòng)而變動(dòng)。各電感中的磁通鏈將隨電流變動(dòng)而變動(dòng)。設(shè)設(shè)L1和和L2的電壓和電流分別為的電壓和電流分別為u1、i1和和u2、i2,且都取關(guān)聯(lián)參考方向,互感為且都取關(guān)聯(lián)參考方向,互感為M,則有:,則有:dtdiMdtdiLdtdu21111dtdiLdtdiMdtdu22122令自感電壓令自感電壓dtdi
19、Lu1111dtdiLu2222互感電壓互感電壓dtdiMu121dtdiMu212u12是變動(dòng)電流是變動(dòng)電流i2在在L1中產(chǎn)生的互感電壓,中產(chǎn)生的互感電壓,u21是變動(dòng)電流是變動(dòng)電流i1在在L2中產(chǎn)生的互感電壓。中產(chǎn)生的互感電壓。所以耦合電感的電壓是自感電壓和互感電壓疊所以耦合電感的電壓是自感電壓和互感電壓疊加的結(jié)果。加的結(jié)果?;ジ须妷呵暗幕ジ须妷呵暗摹?”或或“- -”號(hào)的正確選取是寫出號(hào)的正確選取是寫出耦合電感端電壓的關(guān)鍵,耦合電感端電壓的關(guān)鍵,說(shuō)明說(shuō)明自感電壓自感電壓dtdiLu1111dtdiLu2222互感電壓互感電壓dtdiMu121dtdiMu212如果互感電壓如果互感電壓 “
20、+”極性端子與產(chǎn)生它的電流極性端子與產(chǎn)生它的電流流進(jìn)的端子為一對(duì)同名端,互感電壓前應(yīng)取流進(jìn)的端子為一對(duì)同名端,互感電壓前應(yīng)取 “+ ”號(hào),號(hào),反之取反之取 “- -”號(hào)。號(hào)。dtdiMu121Mi2u12dtdiMu212ML1L2u21i1選取原則選取原則可簡(jiǎn)明地表述如下:可簡(jiǎn)明地表述如下:五、互感電壓的等效受控源表示法五、互感電壓的等效受控源表示法當(dāng)施感電流為同頻正弦量時(shí),在正弦穩(wěn)態(tài)情況下,當(dāng)施感電流為同頻正弦量時(shí),在正弦穩(wěn)態(tài)情況下,電壓、電流方程可用電壓、電流方程可用相量形式相量形式表示表示:2111IMjILjU2212ILjIMjU1U1Lj2IMj1I2U2Lj2I1IMj六、耦合
21、系數(shù)六、耦合系數(shù)工程上為了定量地描述兩個(gè)耦合線圈的耦合工程上為了定量地描述兩個(gè)耦合線圈的耦合緊疏緊疏程度,把兩線圈的互感磁通鏈與自感磁通鏈的程度,把兩線圈的互感磁通鏈與自感磁通鏈的比值的幾何平均值定義為耦合因數(shù),記為比值的幾何平均值定義為耦合因數(shù),記為k22211112|defk121LLMkdefk的大小與兩個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)、相互位置以及周的大小與兩個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)、相互位置以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)。改變或調(diào)整它們的相互位置有可能圍磁介質(zhì)有關(guān)。改變或調(diào)整它們的相互位置有可能改變耦合因數(shù)的大小。改變耦合因數(shù)的大小。含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算一、兩個(gè)互感線圈的串聯(lián)一、兩個(gè)互感線圈的串聯(lián)1、反
22、向串聯(lián)(互感起、反向串聯(lián)(互感起“削弱削弱”作用)作用)dtdiMLiRdtdiMdtdiLiRu)( )(11111dtdiMLiRdtdiMdtdiLiRu)( )(22222R1L1R2L2Mu1u2udtdiMLLiRRuuu)2()(212121R1L1R2L2Mu1u2uu1u2R1R2L1-ML2-Mu無(wú)互感等效電路無(wú)互感等效電路dtdiMLLiRRuuu)2()(212121u1u2R1R2L1-ML2-Mu對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路,可采用對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路,可采用相量形式相量形式表示為表示為IMLLjRRU)2(2121IMLjRU)(222IMLjRU)(111IMLLjRRU)2(21
23、21為電流I)2(2121MLLjRRUIu1u2R1R2L1-ML2-Mu每一條耦合電感支路的阻抗和電路的輸入阻抗分別為:每一條耦合電感支路的阻抗和電路的輸入阻抗分別為:)2(212121MLLjRRZZZ)(222MLjRZ)(111MLjRZu1u2R1R2L1-ML2-Mu)2(212121MLLjRRZZZ反向串聯(lián)時(shí),每一條耦合電感支路阻抗和輸入反向串聯(lián)時(shí),每一條耦合電感支路阻抗和輸入阻抗都比無(wú)互感時(shí)的阻抗?。娍棺冃。@是由于阻抗都比無(wú)互感時(shí)的阻抗?。娍棺冃。@是由于互感的削弱作用,它類似于串聯(lián)電容的作用,常稱為互感的削弱作用,它類似于串聯(lián)電容的作用,常稱為互感的互感的“容性
24、容性”效應(yīng)。效應(yīng)。u1u2R1R2L1-ML2-Mu2、順向串聯(lián)、順向串聯(lián))2( 212121MLLjRRZZZ)(222MLjRZ)(111MLjRZ每一耦合電感支路的阻抗為:每一耦合電感支路的阻抗為:而而R1L1R2L2Mu1u2u二、并聯(lián)二、并聯(lián)UR11Lj2LjR23I2I1IMj01R1R23I11I2I1、同側(cè)并聯(lián)、同側(cè)并聯(lián)去耦等效電路去耦等效電路U01j(L1-M)jMj(L2-M)UR11Lj2LjR23I2I1IMj01R1R23I11I2I02、異側(cè)并聯(lián)、異側(cè)并聯(lián)去耦等效電路去耦等效電路U-jMj(L1+M)j(L2+M)支路支路3 3:同側(cè)取:同側(cè)取“+”+”支路支路1
25、1、2 2:MM前所取符號(hào)與支路前所取符號(hào)與支路3 3相反。相反。5j7.53j6j12.5KI+- -U例:電壓例:電壓U=50V,求當(dāng)開(kāi)關(guān),求當(dāng)開(kāi)關(guān)K打開(kāi)和閉合時(shí)的電流。打開(kāi)和閉合時(shí)的電流。解:當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)解:當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)兩個(gè)耦合電感是順向串聯(lián)兩個(gè)耦合電感是順向串聯(lián))2(2121MLLjRRUI=1.52 / -75.96A5j7.53j6j12.5KI+- -U當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)兩個(gè)耦合電感相當(dāng)于異側(cè)并聯(lián)兩個(gè)耦合電感相當(dāng)于異側(cè)并聯(lián)利用去耦法,原電路等效為利用去耦法,原電路等效為53I+- -Uj13.5- j6j18.5I7.79 / -51.50A53I+- -Uj13.5- j
26、6j18.55j7.53j6j12.5KI+- -U計(jì)算計(jì)算AB兩點(diǎn)間的電壓兩點(diǎn)間的電壓ABABB 理想變壓器理想變壓器一、理想變壓器的電路模型一、理想變壓器的電路模型u1u2n:1i1i2N1N21、電路模型、電路模型u1u2n:1i1i2N1N22211NuNu22211 nuuNNu或N1 i1 + N2 i2 = 0221211 iniNNi或2、原、副邊電壓和電流的關(guān)系、原、副邊電壓和電流的關(guān)系上式是根據(jù)圖中所示參考方向和同名端列出的上式是根據(jù)圖中所示參考方向和同名端列出的。n = N1 / N2,稱為理想變壓器的,稱為理想變壓器的變比變比。二、理想變壓器的功率二、理想變壓器的功率即
27、輸入理想變壓器的即輸入理想變壓器的瞬時(shí)功率等于零瞬時(shí)功率等于零,所以它既不耗能也不儲(chǔ)能,所以它既不耗能也不儲(chǔ)能,它將能量由原邊全部傳輸?shù)捷敵觯鼘⒛芰坑稍吶總鬏數(shù)捷敵?,在傳輸過(guò)程中,僅僅將電壓電流按變比作數(shù)值變換。在傳輸過(guò)程中,僅僅將電壓電流按變比作數(shù)值變換。2211NuNuN1 i1 + N2 i2 = 0將理想變壓器的兩個(gè)方程相乘將理想變壓器的兩個(gè)方程相乘得得u1 i1 + u2 i2 = 0空心變壓器如同時(shí)滿足下列空心變壓器如同時(shí)滿足下列3個(gè)條件,個(gè)條件,即經(jīng)即經(jīng)“理想化理想化”和和“極限化極限化”就演變?yōu)槔硐胱儔壕脱葑優(yōu)槔硐胱儔浩鳌F鳌#?)空心變壓器本身無(wú)損耗)空心變壓器本身無(wú)損
28、耗(2)耦合因數(shù))耦合因數(shù) k = 1(3)L1、L2和和M均為無(wú)限大,但保持均為無(wú)限大,但保持不變 21nLL三、空心變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐胱儔浩魅⒖招淖儔浩鬓D(zhuǎn)變?yōu)槔硐胱儔浩魉摹⒆杩棺儞Q四、阻抗變換理想變壓器對(duì)電壓、電流按變比變換的作用,理想變壓器對(duì)電壓、電流按變比變換的作用,還反映在阻抗的變換上。在正弦穩(wěn)態(tài)的情況下,當(dāng)還反映在阻抗的變換上。在正弦穩(wěn)態(tài)的情況下,當(dāng)理想變壓器副邊終端理想變壓器副邊終端2-2接入阻抗接入阻抗ZL時(shí),則變壓器時(shí),則變壓器原邊原邊1-1的輸入阻抗的輸入阻抗LZnIUnInUnIUZ22222211111n2ZL即為副邊折合至原邊的等效阻抗,即為副邊折合至原邊的等效阻抗,
29、如副邊分別接入如副邊分別接入R、L、C時(shí),折合至原邊將為時(shí),折合至原邊將為n2R、n2L、2nC也就是變換了元件的參數(shù)。也就是變換了元件的參數(shù)。1.2 1.2 電流和電壓電流和電壓的參考方向的參考方向 任意任意指定一個(gè)方向作為電流的方向。指定一個(gè)方向作為電流的方向。把電流看成代數(shù)量。把電流看成代數(shù)量。若電流的參考方向與它的實(shí)際方向若電流的參考方向與它的實(shí)際方向一致一致,則,則電流為電流為正值正值;若電流的參考方向與它的實(shí)際方向若電流的參考方向與它的實(shí)際方向相反相反,則,則電流為電流為負(fù)值負(fù)值。2、參考方向:、參考方向:1、實(shí)際方向:、實(shí)際方向:正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。一、電流一、電
30、流3、電流參考方向的表示方法、電流參考方向的表示方法ABiABi箭頭或雙下標(biāo)箭頭或雙下標(biāo)二、電壓二、電壓1、實(shí)際方向:、實(shí)際方向:高電位指向低電位的方向。高電位指向低電位的方向。2、參考方向:、參考方向:任意選定一個(gè)方向作為電壓的方向。任意選定一個(gè)方向作為電壓的方向。當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向一致一致時(shí),時(shí),電壓為電壓為正值正值;反之,當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向相反之,當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向相反時(shí),電壓為負(fù)值。反時(shí),電壓為負(fù)值。正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)u_+ABUAB(高電位在前,低電位在后)(高電位在前,低電位在后) 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭uAB3、電壓參考
31、方向的表示方法:、電壓參考方向的表示方法:UAB= A- B電流的參考方向與電壓電流的參考方向與電壓 的參考方向的參考方向一致一致,則把,則把電流和電壓的這種參考方向稱為電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向;否則為否則為非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向。元件i+_u三、關(guān)聯(lián)參考方向三、關(guān)聯(lián)參考方向1、“實(shí)際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的,是物理中規(guī)定的,而而“參考方向參考方向”是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。,任意假設(shè)的。2、在以后的解題過(guò)程中,注意一定要、在以后的解題過(guò)程中,注意一定要先假定先假定“正方向正方向” (即在圖中表明物理量的參考即在圖中
32、表明物理量的參考方向方向),然后再列方程計(jì)算然后再列方程計(jì)算。缺少缺少“參考方向參考方向”的物理量是無(wú)意義的。的物理量是無(wú)意義的。 注意注意1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系,其中包括基氏電流和基氏電壓兩個(gè)定律。系,其中包括基氏電流和基氏電壓兩個(gè)定律。名詞注釋名詞注釋結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)(node):三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路支路(branch):電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)分支回路回路(loop):電路中任一閉合路徑電路中任一閉合路徑支路數(shù)支路數(shù)b=5結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù)n=3回路數(shù)回路數(shù)
33、l =6R1R2R3R4R5+_+_uS1uS21、內(nèi)容:、內(nèi)容:在集總電路中,任何時(shí)刻,對(duì)任一結(jié)點(diǎn),所有與之相連在集總電路中,任何時(shí)刻,對(duì)任一結(jié)點(diǎn),所有與之相連支路電流的代數(shù)和恒等于零。支路電流的代數(shù)和恒等于零。2、公式:、公式:0i3、說(shuō)明:、說(shuō)明:規(guī)定規(guī)定流入流入結(jié)點(diǎn)的電流前面取結(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號(hào),號(hào),流出流出結(jié)點(diǎn)的電流前面取結(jié)點(diǎn)的電流前面取“-”號(hào)。號(hào)。電流是流出結(jié)點(diǎn)還是流入結(jié)點(diǎn)按電流的電流是流出結(jié)點(diǎn)還是流入結(jié)點(diǎn)按電流的參考方向參考方向來(lái)判斷來(lái)判斷。一、基爾霍夫電流定律(一、基爾霍夫電流定律(KCLKCL)R1R2R3R4R5+_+_uS1uS21i2i3i5i4i對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)a
34、:1i2i3i=0+-321iii任何時(shí)刻,流入任一結(jié)點(diǎn)的支路電流任何時(shí)刻,流入任一結(jié)點(diǎn)的支路電流必等于流出該結(jié)點(diǎn)的支路電流必等于流出該結(jié)點(diǎn)的支路電流對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)b:3i4i5i=0+- -I4=?+-10V335-3A4AI4ABCI1I2I3I5對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)B321IIIAI25101A5)3(2對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)C354III543IIIA154213IIIKCL對(duì)包圍幾個(gè)結(jié)點(diǎn)的閉合面也適用對(duì)包圍幾個(gè)結(jié)點(diǎn)的閉合面也適用?;鶢柣舴螂娏鞫墒请姾墒睾愕捏w現(xiàn)基爾霍夫電流定律是電荷守恒的體現(xiàn)。4、推廣形式、推廣形式5241IIII1524IIII= -3 + 4 -2 = -1A+-10V335-3A
35、4AI4ABCI1I2I3I51、內(nèi)容:、內(nèi)容:在集總電路中,任何時(shí)刻,沿任一回路,回路中各段電在集總電路中,任何時(shí)刻,沿任一回路,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。壓的代數(shù)和恒等于零。2、公式:、公式:0u3、說(shuō)明:、說(shuō)明:先任意指定一個(gè)回路的繞行方向,先任意指定一個(gè)回路的繞行方向,凡支路電壓的參考方向與回路的繞行方向凡支路電壓的參考方向與回路的繞行方向一致一致者,者,該電壓前面取該電壓前面取“+”號(hào),號(hào),支路電壓的參考方向與回路的繞行方向支路電壓的參考方向與回路的繞行方向相反相反者,者,該電壓前面取該電壓前面取“- -”號(hào)。號(hào)。二、基爾霍夫電壓定律(二、基爾霍夫電壓定律(KVLKVL)R1R
36、2R3R4R5+_+_uS1uS2+-2u4u+-12+ -5u對(duì)回路對(duì)回路12u1su=0+-對(duì)回路對(duì)回路22u+-4u+-=01112suRiu4332uRiu基爾霍夫電壓定律實(shí)質(zhì)上是基爾霍夫電壓定律實(shí)質(zhì)上是電壓與路徑無(wú)關(guān)電壓與路徑無(wú)關(guān)這一性質(zhì)的反映。這一性質(zhì)的反映。1i3ii1R1i3R3可應(yīng)用于回路的可應(yīng)用于回路的部分部分電路。電路。335-3A4AI4ABC+-ACuBAuACuBCu=0+_+BCBAACuuu= - (-10)+15=25VVuBC15534、推廣形式:、推廣形式:uAC=?KCL規(guī)定了電路中任一規(guī)定了電路中任一結(jié)點(diǎn)處電流結(jié)點(diǎn)處電流必須服從的約束關(guān)系,必須服從的約
37、束關(guān)系,KVL則規(guī)定了電路中任一則規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)電壓回路內(nèi)電壓必須服從的約束關(guān)系。必須服從的約束關(guān)系。這兩個(gè)定律僅與元件的相互這兩個(gè)定律僅與元件的相互聯(lián)接有關(guān)聯(lián)接有關(guān),而與元件的而與元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)性質(zhì)無(wú)關(guān)。3+-10V35-3A4AI4ABCI1I2I3I5321III三、基爾霍夫定律的性質(zhì)三、基爾霍夫定律的性質(zhì)1u3u2u14i2i1i231,1iuAi和電流求電壓Viu22113u1u7V-+= - 2 + 7= 5V3124uiu=1V222ui= - 0.5A受控電流源受控電流源 受控受控電壓電壓源源 2 2、電路的分析方法、電路的分析方法考試點(diǎn)考試點(diǎn) 1、掌握常用的電路等效變
38、換的方法掌握常用的電路等效變換的方法 2 2、熟練掌握節(jié)點(diǎn)電壓方程的列寫及求解、熟練掌握節(jié)點(diǎn)電壓方程的列寫及求解方法方法 3、了解回路電流的列寫方法、了解回路電流的列寫方法 4 4、熟練掌握疊加原理、戴維寧定理和諾、熟練掌握疊加原理、戴維寧定理和諾頓定理頓定理2.1 2.1 電路的等效變換電路的等效變換對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),有時(shí)可以把電對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),有時(shí)可以把電路中某一部分簡(jiǎn)化,即用一個(gè)較為簡(jiǎn)單的電路路中某一部分簡(jiǎn)化,即用一個(gè)較為簡(jiǎn)單的電路替代原電路。替代原電路。等效概念:等效概念:當(dāng)電路中某一部分用其等效電路替代后,當(dāng)電路中某一部分用其等效電路替代后,未被替代部分的電壓和電流均應(yīng)
39、保持不變。未被替代部分的電壓和電流均應(yīng)保持不變。對(duì)外等效:對(duì)外等效:用等效電路的方法求解電路時(shí),電壓和電用等效電路的方法求解電路時(shí),電壓和電流保持不變的部分僅限于流保持不變的部分僅限于等效電路以外等效電路以外。 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)一、電阻的串聯(lián)一、電阻的串聯(lián)1R2RnR1、特點(diǎn):、特點(diǎn):電阻串聯(lián)時(shí),通過(guò)各電阻的電流是電阻串聯(lián)時(shí),通過(guò)各電阻的電流是同一個(gè)電同一個(gè)電流流。+- -uineqRRRiuR 21nkkR1keqRR2、等效電阻:、等效電阻:eqR1R2RnR3、分壓公式、分壓公式uRRRu2111uRRRu21224、應(yīng)用、應(yīng)用分壓、限流。分壓、限流。ui2R1R+_+_
40、1u2u+_二、電阻的并聯(lián)二、電阻的并聯(lián)1RnR2R1、特點(diǎn)、特點(diǎn)電阻并聯(lián)時(shí),各電阻上的電壓是電阻并聯(lián)時(shí),各電阻上的電壓是同一個(gè)電壓同一個(gè)電壓。+- -uineqRRRR111121 nkkR11keqRR2、等效電阻、等效電阻1RnR2ReqR兩個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為兩個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為2121RRRRReq三個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為三個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為321321RRRRRRReq計(jì)算多個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻時(shí),利用公式計(jì)算多個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻時(shí),利用公式neqRRRR111121 3、分流公式:、分流公式:i+_u1R2R1i2iiRRRi2121iRRRi21124、應(yīng)用、應(yīng)用分
41、流或調(diào)節(jié)電流。分流或調(diào)節(jié)電流。5i5i求電流求電流i 和和 i5例例等效電阻等效電阻R = 1.5Ai111126125i- -A31 - -5i1i1ii = 2AB3523A33RAB = ? 電阻的Y形聯(lián)接與形聯(lián)接的等效變換一、問(wèn)題的引入一、問(wèn)題的引入求等效電阻求等效電阻要求它們的外部性能相同,要求它們的外部性能相同,即當(dāng)它們對(duì)應(yīng)端子間的電壓相同時(shí),即當(dāng)它們對(duì)應(yīng)端子間的電壓相同時(shí),流入對(duì)應(yīng)端子的電流也必須分別相等。流入對(duì)應(yīng)端子的電流也必須分別相等。1R2R3R12312312R31R23R二、星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換的條件二、星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換的條件星接(星接(Y接)接
42、)三角接(三角接(接)接)1R2R3R123星接(星接(Y接)接)三角接(三角接(接)接)Y3212112RRRRRR2133131RRRRRR1323223RRRRRR12312R31R23RY31231212311RRRRRR31231231233RRRRRR31231223122RRRRRR1R2R3R12312312R31R23R星接星接三角接三角接形電阻之和形相鄰電阻的乘積形電阻Y形不相鄰電阻形電阻兩兩乘積之和形電阻YY特別若星形電路的特別若星形電路的3 個(gè)電阻相等個(gè)電阻相等YRRRR321則等效的三角形電路的電阻也相等則等效的三角形電路的電阻也相等YRRRRR3312312RRY3
43、1,則反之1R2R3R12312312R31R23R星接星接三角接三角接DB3523A33CEB352ADE111B52CADE3R=3+1+(1+2)(1+5) =6電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)一、電壓源串聯(lián)一、電壓源串聯(lián)+-su+-+-+-1susnu2susnsssuuuu 21nksku1二、電流源并聯(lián)二、電流源并聯(lián)sisni2si1sisnsssiiii 21nkski1三、電壓源的并聯(lián)三、電壓源的并聯(lián)只有電壓相等的電壓源才允許并聯(lián)。只有電壓相等的電壓源才允許并聯(lián)。四、電流源的串聯(lián)四、電流源的串聯(lián)+-+-5V3Vii只有電壓相等的電壓源才允許并聯(lián)。只有電壓相等
44、的電壓源才允許并聯(lián)。2A4A只有電流相等的電流源才允許串聯(lián)只有電流相等的電流源才允許串聯(lián)五、電源與支路的串聯(lián)和并聯(lián)五、電源與支路的串聯(lián)和并聯(lián)+-suRi+-sui+-susii1iRiiis1等效是對(duì)外而言等效是對(duì)外而言等效電壓源中的電流不等于替代前的電壓源的等效電壓源中的電流不等于替代前的電壓源的電流,而等于外部電流電流,而等于外部電流 i 。+-susiiR+-sui+-susi+-usiR+-usi+-u等效電流源的電壓不等于替代前的電流源的等效電流源的電壓不等于替代前的電流源的電壓,而等于外部電壓電壓,而等于外部電壓 u 。實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換一
45、、電壓源和電阻的串聯(lián)組合一、電壓源和電阻的串聯(lián)組合R+-sui+-uOuiRiuus外特性曲線外特性曲線suRus二、電流源和電阻的并聯(lián)組合二、電流源和電阻的并聯(lián)組合0Ruiis外特性曲線外特性曲線Ouisi0Rissi+-ui0R三、電源的等效變換三、電源的等效變換0RR ssiRu電壓源、電阻的串聯(lián)組合與電流源、電阻的電壓源、電阻的串聯(lián)組合與電流源、電阻的并聯(lián)組合可以相互等效變換。并聯(lián)組合可以相互等效變換。R+-sui+-usi+-ui0R注意電壓源和電流源的參考方向,注意電壓源和電流源的參考方向,電流源電流源的參考方向由電壓源的的參考方向由電壓源的負(fù)極指向正極負(fù)極指向正極。如果令如果令例
46、:求圖中電流例:求圖中電流 i。+-+-i =0.5A(1+2+7)i+4 -9=0受控電壓源、電阻的串聯(lián)組合和受控電流源、電導(dǎo)受控電壓源、電阻的串聯(lián)組合和受控電流源、電導(dǎo)的并聯(lián)組合也可以用上述方法進(jìn)行變換。的并聯(lián)組合也可以用上述方法進(jìn)行變換。此時(shí)應(yīng)把受控電源當(dāng)作獨(dú)立電源處理,但應(yīng)注意在此時(shí)應(yīng)把受控電源當(dāng)作獨(dú)立電源處理,但應(yīng)注意在變換過(guò)程中變換過(guò)程中保存控制量所在支路保存控制量所在支路,而不要把它消掉。,而不要把它消掉。四、有關(guān)受控源四、有關(guān)受控源suRuCiRusucRi+- -scRuRiRiusRRuuu42VuR2已知已知u uS S=12V=12V,R R =2 =2 ,i iC C
47、=2=2u uR R,求,求u uR R。2.2 2.2 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法一、結(jié)點(diǎn)電壓一、結(jié)點(diǎn)電壓1、定義:、定義:在電路中任意選擇某一結(jié)點(diǎn)為在電路中任意選擇某一結(jié)點(diǎn)為參考結(jié)點(diǎn)參考結(jié)點(diǎn),其他,其他結(jié)點(diǎn)與此結(jié)點(diǎn)之間的電壓稱為結(jié)點(diǎn)與此結(jié)點(diǎn)之間的電壓稱為結(jié)點(diǎn)電壓結(jié)點(diǎn)電壓。2、極性:、極性:結(jié)點(diǎn)電壓結(jié)點(diǎn)電壓 的參考極性是以的參考極性是以參考結(jié)點(diǎn)為負(fù)參考結(jié)點(diǎn)為負(fù),其余,其余獨(dú)立結(jié)點(diǎn)為正。獨(dú)立結(jié)點(diǎn)為正。二、結(jié)點(diǎn)電壓法二、結(jié)點(diǎn)電壓法1、結(jié)點(diǎn)電壓法以結(jié)點(diǎn)電壓為求解變量,用、結(jié)點(diǎn)電壓法以結(jié)點(diǎn)電壓為求解變量,用uni來(lái)來(lái)表示。表示。2、結(jié)點(diǎn)電壓方程:、結(jié)點(diǎn)電壓方程:1R6R3R2R5R4R7R1si6si3s
48、u032112301425361i5i6i4i2i3i對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)1,2,3應(yīng)用應(yīng)用KCL0641iii0542iii0653iii各支路方程各支路方程111111sniRiRuu2222iRuun33333snuiRuu44214iRuuunn55352iRuuunn)(666316snniiRuuu1R6R3R2R5R4R7R1si6si3su03211i5i6i4i2i3i613624164111)111(ssnnniiuRuRuRRR01)111(135254214nnnuRuRRRuR33636532516)111(11RuiuRRRuRuRssnnn整整理理后后,有有1R6R3R2
49、R5R4R7R1si6si3su03211i5i6i4i2i3iR7? G Un = Is1、G為結(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣為結(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣Gii-自電導(dǎo)自電導(dǎo),與結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)i相連的全部電導(dǎo)之和,相連的全部電導(dǎo)之和,恒為恒為正正。Gij-互電導(dǎo)互電導(dǎo),結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)i和結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)j之間的公共電導(dǎo),之間的公共電導(dǎo),恒為恒為負(fù)負(fù)。注意:注意:和電流源串聯(lián)的電導(dǎo)不計(jì)算在內(nèi)和電流源串聯(lián)的電導(dǎo)不計(jì)算在內(nèi)結(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式結(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式2、Un結(jié)點(diǎn)電壓列向量結(jié)點(diǎn)電壓列向量3、IsIsi -和第和第i個(gè)結(jié)點(diǎn)相聯(lián)的電源注入該結(jié)點(diǎn)的電流個(gè)結(jié)點(diǎn)相聯(lián)的電源注入該結(jié)點(diǎn)的電流之和。之和。電流源:電流源:流入為正流入為正。電壓源:
50、當(dāng)電壓源的參考電壓源:當(dāng)電壓源的參考正極正極性性聯(lián)到該結(jié)點(diǎn)聯(lián)到該結(jié)點(diǎn)時(shí),該項(xiàng)前取時(shí),該項(xiàng)前取正號(hào)正號(hào),否則取負(fù)。,否則取負(fù)。 G Un = Is結(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式結(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式1R8R7R6R5R4R3R2R4si3su13si7su+-+-04321列結(jié)點(diǎn)電壓方程列結(jié)點(diǎn)電壓方程對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)1:un1 un2 un3 un4=(G1+G4+G8)G1-+0G4-is13is4-+1R8R7R6R5R4R3R2R4si3su13si7su+-+-04321列結(jié)點(diǎn)電壓方程列結(jié)點(diǎn)電壓方程對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)2:un1un2 un3un4=-G1+(G1+G2+G5)-G2+001R8R7R6R5
51、R4R3R2R4si3su13si7su+-+-04321列結(jié)點(diǎn)電壓方程列結(jié)點(diǎn)電壓方程對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)3:un1 un2 un3 un4=0-G2+(G2+G3+G6)-G3is13G3us3-1R8R7R6R5R4R3R2R4si3su13si7su+-+-04321列結(jié)點(diǎn)電壓方程列結(jié)點(diǎn)電壓方程對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)4:un1 un2 un3 un4=-G4-G3+0+(G3+G4+G7)-is4+G3us3+G7us7un1 un2 un3 un4=un1un2 un3un4=un1 un2 un3 un4=un1 un2 un3 un4=(G1+G4+G8)G1-+0G4-is13is4-+-G1+(
52、G1+G2+G5)-G2+000-G2+(G2+G3+G6)-G3is13G3us3-G4-G3+0+(G3+G4+G7)-is4+G3us3+G7us7電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程:電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程:電路中含有理想(無(wú)伴)電壓源的處理方法電路中含有理想(無(wú)伴)電壓源的處理方法1G3G2G1su2si12設(shè)理想(無(wú)伴)電壓源支路的電流為設(shè)理想(無(wú)伴)電壓源支路的電流為 i,i電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程為電路的結(jié)點(diǎn)電壓方程為補(bǔ)充的約束方程補(bǔ)充的約束方程un1un2=(G1+G2)-G2iun1un2=-G2+(G2+G3)is2un1=us1電路中含有受控源的處理方法電路中含有受控源的處理方法1R3R2R2u1
53、si2gu021un1un2=(G1+G2)-G1is1un1un2=-G1+(G1+G3)-gu2 is1u2 = un1電路中含有受控源的處理方法電路中含有受控源的處理方法1R3R2R2u1si2gu021整理有:整理有:系數(shù)矩陣不對(duì)稱系數(shù)矩陣不對(duì)稱un1un2=(G1+G2)-G1is1un1un2=(g-G1)+(G1+G3)is11、指定參考結(jié)點(diǎn)、指定參考結(jié)點(diǎn)其余結(jié)點(diǎn)與參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓就是結(jié)點(diǎn)電其余結(jié)點(diǎn)與參考結(jié)點(diǎn)之間的電壓就是結(jié)點(diǎn)電壓。壓。2、列出結(jié)點(diǎn)電壓方程、列出結(jié)點(diǎn)電壓方程自導(dǎo)總是正的,互導(dǎo)總是負(fù)的,自導(dǎo)總是正的,互導(dǎo)總是負(fù)的,注意注入各結(jié)點(diǎn)的電流項(xiàng)前的正負(fù)號(hào)。注意注入各結(jié)點(diǎn)的
54、電流項(xiàng)前的正負(fù)號(hào)。3、如電路中含有受控電流源、如電路中含有受控電流源 把控制量用有關(guān)的結(jié)點(diǎn)電壓表示,把控制量用有關(guān)的結(jié)點(diǎn)電壓表示,暫把受控電流源當(dāng)作獨(dú)立電流源。暫把受控電流源當(dāng)作獨(dú)立電流源。4、如電路中含有無(wú)伴電壓源、如電路中含有無(wú)伴電壓源把電壓源的電流作為變量。把電壓源的電流作為變量。5、從結(jié)點(diǎn)電壓方程解出結(jié)點(diǎn)電壓、從結(jié)點(diǎn)電壓方程解出結(jié)點(diǎn)電壓可求出各支路電壓和支路電流??汕蟪龈髦冯妷汉椭冯娏鳌=Y(jié)點(diǎn)法的步驟歸納如下:結(jié)點(diǎn)法的步驟歸納如下: 2.3 2.3 回路電流法回路電流法( (了解了解) )網(wǎng)孔電流法僅適用于網(wǎng)孔電流法僅適用于平面電路平面電路,回路電流法則無(wú)此限制。回路電流法則無(wú)此限制
55、?;芈冯娏鞣ㄊ且砸唤M回路電流法是以一組獨(dú)立回路獨(dú)立回路電流為電路變量,電流為電路變量,通常選擇通常選擇基本回路基本回路作為獨(dú)立回路。作為獨(dú)立回路。對(duì)任一個(gè)樹,每加進(jìn)一個(gè)連支對(duì)任一個(gè)樹,每加進(jìn)一個(gè)連支便形成一個(gè)只包含該連支的回路,便形成一個(gè)只包含該連支的回路,這樣的回路稱為單連支回路,這樣的回路稱為單連支回路,又叫做基本回路。又叫做基本回路?;芈冯娏鞣匠痰囊话阈问交芈冯娏鞣匠痰囊话阈问絉 I = US 1R2R4R6R5R3R1su5su1234561lI2lI3lI選擇支路選擇支路4、5、6為樹。為樹。1lI2lI3lI=1lI2lI3lI)(4561RRRR)(54RR +)(65RR -
56、-1lI2lI3lI=)(54RR +)(542RRR+5R- -1lI2lI3lI=)(65RR - -5R- -)(653RRR+1su5su5su5su- -+ + +- -1R3R4R5R1su5su2si1 li2li3li1 li2li3li=1R)(431RRR4R1su2li3li=4R)(54RR 5su2si1li1、在選取回路電流時(shí),只讓、在選取回路電流時(shí),只讓一個(gè)回路電流一個(gè)回路電流通過(guò)電流源。通過(guò)電流源。理想(無(wú)伴)電流源理想(無(wú)伴)電流源的處理方法的處理方法1R3R4R5R1su5su2si2、把、把電流源的電壓電流源的電壓作為變量。作為變量。+-iu1i2i3ii
57、suuiR111iuiRiRR3423)(4535424)(suiRRiR再補(bǔ)充一個(gè)約束關(guān)系式再補(bǔ)充一個(gè)約束關(guān)系式221siii含含受控電壓源受控電壓源的電路的電路1ucu.,501方程寫出此電路的回路電流uuc1 li2li5100)10025(21lliiclluii21)10000100000100(100150uuc1125liu 整理后,得整理后,得510012521llii0110100135021llii2.4 2.4 熟練掌握疊加原理、熟練掌握疊加原理、戴維寧定理和諾頓定理戴維寧定理和諾頓定理疊加定理疊加定理一、內(nèi)容一、內(nèi)容在線性電阻電路中,任一支路電流(或支路電在線性電阻電路
58、中,任一支路電流(或支路電壓)都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路壓)都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)之疊加。產(chǎn)生的電流(或電壓)之疊加。二、說(shuō)明二、說(shuō)明1、疊加定理適用于線性電路,不適用于非線性電、疊加定理適用于線性電路,不適用于非線性電路;路;2、疊加時(shí),電路的聯(lián)接以及電路所有電阻和受控、疊加時(shí),電路的聯(lián)接以及電路所有電阻和受控源都不予更動(dòng);源都不予更動(dòng);以電阻為例:以電阻為例:RiiRip2212)(RiRi2221電壓源不作用電壓源不作用就是把該電壓源的電壓置零,就是把該電壓源的電壓置零,即在該電壓源處用即在該電壓源處用短路替代短路替代;電流源不作用電流
59、源不作用就是把該電流源的電流置零,就是把該電流源的電流置零,即在該電流源處用即在該電流源處用開(kāi)路替代開(kāi)路替代。3、疊加時(shí)要注意電流和電壓的、疊加時(shí)要注意電流和電壓的參考方向參考方向;4、不能用疊加定理來(lái)計(jì)算功率,、不能用疊加定理來(lái)計(jì)算功率,因?yàn)楣β什皇请娏骰螂妷旱囊淮魏瘮?shù)。因?yàn)楣β什皇请娏骰螂妷旱囊淮魏瘮?shù)。=+1i2i)1(1i)1(2i)2(1i)2(2i圖圖a圖圖b圖圖c例例)2(2)1(22iii)2(1)1(11iii在圖在圖b中中A14610)1(2)1(1ii在圖在圖c中中A6 . 14464)2(1iA4 . 24466)2(2i)1(1i)1(2i)2(1i)2(2i圖圖b圖圖
60、c所以所以A6 . 06 . 11)2(1)1(11iiiA4 . 34 . 21)2(2)1(22iii1i2i110i1i2i(a)3u=+) 1 (1i) 1 (110i) 1 (2i) 1 (3u(b)2(1i)2(2i)2(110i)2(3u(c)受控電壓源求求u3在圖在圖b中中A14610)1(2)1(1 iiV6410)1(2)1(1)1(3iiu在圖在圖c中中A6 . 14464)2(1iA4 . 24466)2(2iV6 .25410)2(2)2(1)2(3iiu所以所以V6 .19)2(3)1(33uuu) 1 (1i) 1 (110i) 1 (2i) 1 (3u)2(1i
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