大學(xué)電路復(fù)習(xí)

1、第1章 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)1、電路中電位的計(jì)算；2、電流、電壓的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系；3、二端元件吸收能量的公式及有源元件與無(wú)源元件的規(guī)定。II原則上參考方向可任意選擇。原則上參考方向可任意選擇。在分析某一個(gè)電路元件的電壓與電流的關(guān)系在分析某一個(gè)電路元件的電壓與電流的關(guān)系時(shí)，需要將它們聯(lián)系起來(lái)選擇，這樣設(shè)定的時(shí)，需要將它們聯(lián)系起來(lái)選擇，這樣設(shè)定的參考方向稱(chēng)為參考方向稱(chēng)為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。 U電電源源負(fù)負(fù)載載 U 電壓電流相一致的方向，即電流從高電壓電流相一致的方向，即電流從高電位流向低電位。電位流向低電位。小結(jié)：小結(jié)：(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向分析電路前必須選定

2、電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號(hào)符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。+Riuu = Ri+Riuu = Ri（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式符號(hào)也不同，但實(shí)際參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式符號(hào)也不同，但實(shí)際 方向不變。方向不變。 US I U定值定值USU O I 定義定義： 其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與流過(guò)它的電流數(shù)，其值與流過(guò)它的電流 i 無(wú)關(guān)的元件叫理想無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。電壓源。 電路符號(hào)：電路符號(hào)：+_

3、iSuu對(duì)任意的對(duì)任意的i IS U I定值定值ISU O I 定義：定義：電激電激流流 其輸出電流總能保持定值或一定其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。 電路符號(hào)：電路符號(hào)：iS+_uSii對(duì)任意的對(duì)任意的u + 電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓受電路中某個(gè)地方的電壓( (或電流或電流) )控制的電源，稱(chēng)受控源?？刂频碾娫?，稱(chēng)受控源。受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源 定義：定義： 電路符號(hào)：電路符號(hào)：

4、教學(xué)難點(diǎn)等效方法和KCL、KVL方法的綜合運(yùn)用。等效變換概念、實(shí)質(zhì)；等效變換概念、實(shí)質(zhì)；思考什么是線性電路？為什么等效變換？目的是什么？何時(shí)等效？如何代替？實(shí)際電壓源與實(shí)際電流源等效？1 1、定義：、定義：若若N1和和N2的端口伏安關(guān)系完全一致，則的端口伏安關(guān)系完全一致，則N1 和和N2互為等效。互為等效。等效等效R等效等效= U / I 一個(gè)無(wú)源二端電阻網(wǎng)絡(luò)可以用端口的入端電阻來(lái)一個(gè)無(wú)源二端電阻網(wǎng)絡(luò)可以用端口的入端電阻來(lái)等效等效。無(wú)無(wú)源源+U_IR等效等效+U_I2 2、目的：、目的：化簡(jiǎn)電路?；?jiǎn)電路。3 3、對(duì)外等效：、對(duì)外等效：其外部特性等效。其外部特性等效。電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)

5、電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián) 一、一、 理想電壓源的串并聯(lián)理想電壓源的串并聯(lián)串聯(lián)串聯(lián):uS= uSk ( 注意參考方向注意參考方向)電壓相同的電壓源才能并電壓相同的電壓源才能并聯(lián)，且每個(gè)電源的電流不聯(lián)，且每個(gè)電源的電流不確定。確定。uSn+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI并聯(lián)并聯(lián):snssuuu.1二、理想電流源的串并聯(lián)二、理想電流源的串并聯(lián)可等效成一個(gè)理想電流源可等效成一個(gè)理想電流源 i S（ 注意參考方向）注意參考方向）.電流相同的理想電流源才能串聯(lián)電流相同的理想電流源才能串聯(lián),并且每個(gè)電流源的端電壓不并且每個(gè)電流源的端電壓不能確定。能確定。串聯(lián)串聯(lián):并聯(lián)：并聯(lián)：iS1iS2

6、iSkiSskssssksiiiiii 21 ,電源的等效變換電源的等效變換本小節(jié)將說(shuō)明實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源兩種模型可本小節(jié)將說(shuō)明實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源兩種模型可以進(jìn)行等效變換，所謂的以進(jìn)行等效變換，所謂的等效等效是指是指端口的電壓、電流在端口的電壓、電流在轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持不變。轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持不變。u=uS Ri ii =iS Giui = uS/Ri u/Ri 通過(guò)比較，得等效的條件：通過(guò)比較，得等效的條件： iS=uS/Ri , Gi=1/RiiGi+u_iSi+_uSRi+u_ba6A2A6V+_10 W Wab66V10W Wab6V60V10W W例例6. 網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法 節(jié)點(diǎn)

7、電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法教學(xué)難點(diǎn)熟練掌握用視察方法列寫(xiě)網(wǎng)孔方程。熟練掌握用視察方法列寫(xiě)節(jié)點(diǎn)方程。寫(xiě)出寫(xiě)出網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法實(shí)質(zhì)及其公式。、節(jié)點(diǎn)電壓法實(shí)質(zhì)及其公式。 網(wǎng)孔網(wǎng)孔 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 回路回路 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 公式：公式：網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法 網(wǎng)孔分析法的步驟：網(wǎng)孔分析法的步驟： 1選定一組網(wǎng)孔，并假設(shè)各網(wǎng)孔電流的參考方向。選定一組網(wǎng)孔，并假設(shè)各網(wǎng)孔電流的參考方向。 2以網(wǎng)孔電流的方向?yàn)榫W(wǎng)孔的巡行方向，列寫(xiě)各網(wǎng)孔以網(wǎng)孔電流的方向?yàn)榫W(wǎng)孔的巡行方向，列寫(xiě)各網(wǎng)孔的的KVL方程。方程。 3由網(wǎng)孔方程解出網(wǎng)孔電流。原電路非公共支路的電由網(wǎng)孔方程解出網(wǎng)孔電流。原電路非公共支路的電流就等于網(wǎng)孔電流，公共

8、支路的電流等于網(wǎng)孔電流的代數(shù)和。流就等于網(wǎng)孔電流，公共支路的電流等于網(wǎng)孔電流的代數(shù)和。例 本例是含有受控源的情況。如圖3.2.5所示電路，利用網(wǎng)孔分析法求電壓u。圖3.2.5 解解 先將受控源看成獨(dú)立電源。如圖中所標(biāo)網(wǎng)孔方向，可知i1=0.1u, i3 =4A，對(duì)網(wǎng)孔2列方程為26i2-2i1-20i3=12其中可以解得i2=3.6A, u=8V。含有受控源 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 公式：公式：節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法舉例說(shuō)明：舉例說(shuō)明： (2) 列列KCL方程：方程： iR出出= iS入入i1+i2+i3+i4=iS1- -iS2+iS3- -i3- -i4+i5=- -iS3un1un2iS1iS2iS

9、3R1i1i2i3i4i5R2R5R3R4012(1) 選定參考節(jié)點(diǎn)，標(biāo)明其余選定參考節(jié)點(diǎn)，標(biāo)明其余n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電壓個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電壓代入支路特性：代入支路特性：S3S2S14n2n13n2n12n11n1iiiRuuRuuRuRuS35n24n2n13n2n1iRuRuuRuu 本例研究含有受控源的情況。如圖所示電路，利用節(jié)點(diǎn)分析法求i1和i2。 疊加定理疊加定理 戴維寧（戴維南）定理戴維寧（戴維南）定理 最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理教學(xué)難點(diǎn)1、各定理的應(yīng)用。2、戴維南和諾頓定理中如何正確求出開(kāi)路電壓uoc與入端等效電阻Rin。疊加定理的應(yīng)用疊加定理的應(yīng)用說(shuō)明說(shuō)明如下：如下：1. 疊

10、加定理只適用于線性電路，不適用于非線性電路。疊加定理只適用于線性電路，不適用于非線性電路。2. 不同電源所產(chǎn)生的電壓或電流，疊加時(shí)要注意按參考不同電源所產(chǎn)生的電壓或電流，疊加時(shí)要注意按參考方向求其代數(shù)和。方向求其代數(shù)和。3. 若運(yùn)用疊加定理計(jì)算功率，必須在求出某支路的總電若運(yùn)用疊加定理計(jì)算功率，必須在求出某支路的總電流或總電壓后進(jìn)行。因?yàn)槿裟畴娮柚冯娏髁骰蚩傠妷汉筮M(jìn)行。因?yàn)槿裟畴娮柚冯娏鱥是兩個(gè)電源是兩個(gè)電源分別作用時(shí)產(chǎn)生電流分別作用時(shí)產(chǎn)生電流i 和和i 之和，即之和，即i = i + i ，則功，則功率應(yīng)為率應(yīng)為P = Ri2 = R( i + i )2 但不能按下式計(jì)算但不能按下式計(jì)算

11、P R i 2+ R i 2V9V12444)13(OCUW60iuRV25. 2V92622u 電容、電感伏安關(guān)系電容、電感伏安關(guān)系 一階動(dòng)態(tài)三要素一階動(dòng)態(tài)三要素教學(xué)難點(diǎn)1、動(dòng)態(tài)元件的儲(chǔ)能及其有源與無(wú)源的判別。2、計(jì)算電容元件的電壓應(yīng)按 ，當(dāng)iC(t)不能用一個(gè)函數(shù)表示時(shí)，應(yīng)分段計(jì)算。 )(tf-)( f穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值-)0( f - 利用求三要素的方法求解暫態(tài)過(guò)程，稱(chēng)為利用求三要素的方法求解暫態(tài)過(guò)程，稱(chēng)為三要素法三要素法 )0( f)( f任何形式的一階電路的零輸入響應(yīng)、階任何形式的一階電路的零輸入響應(yīng)、階躍零狀態(tài)響應(yīng)和階躍全響應(yīng)可歸納為躍零狀態(tài)響應(yīng)和階躍全響應(yīng)可歸納為f ( t ) = f

12、 ( ) f ( 0 0 ) f ( ) et 正弦三要素正弦三要素 正弦量和相量是一一對(duì)應(yīng)正弦量和相量是一一對(duì)應(yīng) 有效值向量、最大值相量有效值向量、最大值相量 會(huì)畫(huà)相量圖會(huì)畫(huà)相量圖 相量法求解正弦穩(wěn)態(tài)電路相量法求解正弦穩(wěn)態(tài)電路(1) 幅值幅值 (amplitude) (振幅、振幅、 最大值最大值)Im：反映正弦量變反映正弦量變化幅度的大小?；鹊拇笮　?2) (2) 角頻率角頻率(angular frequency)w w ：每秒變化的角度：每秒變化的角度( (弧度弧度) )， 反映正弦量變化快慢。反映正弦量變化快慢。 正弦量的正弦量的三要素三要素：tiO / /w wT(3) 初相位初相

13、位(initial phase angle) ：反映了正弦量的：反映了正弦量的計(jì)時(shí)起點(diǎn)計(jì)時(shí)起點(diǎn)。 (w wt+ )表示正弦量隨時(shí)間變化的表示正弦量隨時(shí)間變化的進(jìn)程進(jìn)程,稱(chēng)之為相位角。它的大小決定該稱(chēng)之為相位角。它的大小決定該時(shí)刻正弦量的值。時(shí)刻正弦量的值。Im2 w wtTf w w22 單位：?jiǎn)挝唬?rad/s ，弧度弧度 / 秒秒i(t)=Imsin(w w t+ )峰峰-峰值：峰值：2 Im)(sinmtIi？= 非正弦量不能用相量表示。非正弦量不能用相量表示。只有只有同頻率同頻率的正弦量才能畫(huà)在同一相量圖上。的正弦量才能畫(huà)在同一相量圖上。 IU UeUUmjmm 或：或：IeImjm

14、相量相量UU 模模用最大值表示用最大值表示 ，則用符號(hào)：，則用符號(hào)：mmI U、 相量圖相量圖: 把相量表示在復(fù)平面的圖形把相量表示在復(fù)平面的圖形 實(shí)際應(yīng)用中，模多采用有效值，符號(hào)：實(shí)際應(yīng)用中，模多采用有效值，符號(hào)：I U、IU如：已知如：已知220 cos(45 )Vu tVe220j45m UVe2220j45 U則則或或)jsincos(ejUUUU 相量式相量式:1U 202U 452U1U 落后于落后于1U2U超前超前落后落后？2110 2cos(45 ) Vu t1220 2cos(20 ) Vu t+1+jV202201 UV451102 U0 KCL I0 KVL U正弦交流電

15、路的分析和計(jì)算正弦交流電路的分析和計(jì)算IU、 若正弦量用相量若正弦量用相量 表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（ ) )表示，則直流電路中表示，則直流電路中介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電路中都能使用。路中都能使用。 C CL LRR1jj、0 KCL I0 KVL U 電阻電路電阻電路RIU)(jLXIU純電感電路純電感電路)j(CXIU純電容電純電容電路路一般電路一般電路ZIU1. 根據(jù)原電路圖畫(huà)出相量模型圖根據(jù)原電路圖畫(huà)出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變電路結(jié)構(gòu)不變)Ee 、Ii 、UuX C 、XL 、 RRCLjj2.

16、 根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫(huà)相量圖根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫(huà)相量圖3. 用相量法或相量圖求解用相量法或相量圖求解4. 將結(jié)果變換成要求的形式將結(jié)果變換成要求的形式有功功率有功功率 P 有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，或各支路有功功率之和?；蚋髦酚泄β手?。ii12iRIP 無(wú)功功率等于電路中各電感、電容無(wú)功功率之無(wú)功功率等于電路中各電感、電容無(wú)功功率之和，或各支路無(wú)功功率之和。和，或各支路無(wú)功功率之和。)(iii12iCLXXIQ 的相位差的相位差與與為為iiiIU i1iisin iIUQ 或或i1iicos iIUP或或第十章第十章

17、耦合電感電路耦合電感電路互感互感含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算空心變壓器空心變壓器理想變壓器理想變壓器耦合電感耦合電感電路模型：電路模型： L1、L2和和M描述描述i1u1L1+- -11L2i2u2+- -22M同名端：同名端：用圓點(diǎn)或用圓點(diǎn)或“*”表示。表示。L1、L2自感系數(shù)；自感系數(shù)；M 互感互感1=L1i1+Mi22=L2i2+Mi1 當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子同當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子同時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱(chēng)為兩互感線圈的同名端。則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱(chēng)為兩互感線圈的同名端。 同名

18、端同名端四、四、 耦合系數(shù)耦合系數(shù) 用耦合系數(shù)用耦合系數(shù)k 表示兩個(gè)線表示兩個(gè)線圈磁耦合的緊密程度。圈磁耦合的緊密程度。121defLLMkk=1 稱(chēng)全耦合稱(chēng)全耦合: : 漏磁漏磁 F s1 =Fs2=0F11= F21 ，F(xiàn)22 =F12 耦合系數(shù)耦合系數(shù)k與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、空間磁介質(zhì)有關(guān)?？臻g磁介質(zhì)有關(guān)。下 頁(yè)上 頁(yè)注意 返 回10. 2 含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算要注意的問(wèn)題：要注意的問(wèn)題：正弦穩(wěn)態(tài)分析采用相量法正弦穩(wěn)態(tài)分析采用相量法KVL方程時(shí)，耦合電感上的電壓要包含互感電方程時(shí)，耦合電感上的電壓要包含互感電壓（使用同名端）壓（使

19、用同名端）耦合電感上的互感電壓與耦合電感上的互感電壓與其它支路電流有關(guān)，可以用其它支路電流有關(guān)，可以用CCVS來(lái)代替來(lái)代替*jw w L11 I2 Ijw w L2jw w M+2 U+1 Ujw w L11 I2 Ijw w L2+2 j IM1 j IM+2 U+1 U12222111 w w w w w w w w IMjILjUIMjILjU10. 3 理想變壓器理想變壓器*1 I2 I+2 U+1 Un : 1N1N2理想變壓器的電路模型理想變壓器的電路模型 21UnU 211InI 變比變比212121LLLMMLNNn 前提：參前提：參考方向和考方向和同名端同名端*1 I2 I+2