第1章電網(wǎng)絡(luò)特性

電網(wǎng)絡(luò)理論第一章電網(wǎng)絡(luò)特性第二章圖論及應(yīng)用第三章網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程分析方法第四章網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程分析方法第五章網(wǎng)絡(luò)基本定理及其應(yīng)用第六章信號(hào)流圖及應(yīng)用第七章梯形網(wǎng)絡(luò)第八章無(wú)源濾波網(wǎng)絡(luò)第九章有源濾波網(wǎng)絡(luò)(電路理論基礎(chǔ)上的深入和發(fā)展)一.網(wǎng)絡(luò)、電路與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電路系統(tǒng)（a）(b)He(t)r(t)N

e(t)r(t)功能：1、能量轉(zhuǎn)換2、信號(hào)處理第一章

電網(wǎng)絡(luò)特性第一節(jié)

網(wǎng)絡(luò)的基本概念二.二端網(wǎng)絡(luò)與單口網(wǎng)絡(luò)ii’二端網(wǎng)絡(luò)、單口網(wǎng)絡(luò)N三.多端網(wǎng)絡(luò)與多端口網(wǎng)絡(luò)

四端網(wǎng)絡(luò)：二端口網(wǎng)絡(luò)：

i1≠i1’i1=i1’i2≠i2’i2=i2’

二端口一定是四端網(wǎng)絡(luò)，四端網(wǎng)絡(luò)不一定是二端口。均滿足KCLi1-i1’+i2-i2’=0

i1i1’i2i2’N多端口：ik=ik’k

=1,2,….,nikinin`ij`

i1ik’`i1’`ij`N…………

第二節(jié)

網(wǎng)絡(luò)中的二端元件

元件有二端、多端之分：電阻、電容、電感、運(yùn)放、變壓器、三極管等。集總參數(shù)假設(shè)：電路尺寸<<電磁波長(zhǎng).

可假設(shè)電磁現(xiàn)象發(fā)生在元件內(nèi)部，且不考慮電子運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

如：二端元件電流的流入和流出發(fā)生在同時(shí)。一.電阻元件1.線性時(shí)不變iuoiR

+Us-

+u

－Usioui+

u-R(元件特性完全可由u-i平面上一條曲線確定)u(t)=R(t)i(t)

2.

線性時(shí)變ioR2R1α2α1u

3.非線性時(shí)不變

單調(diào)遞增函數(shù)uoioui電壓不能作為自變量

u=f(i)單值函數(shù)ouii=g(u)單值函數(shù)流控型單值函數(shù)壓控型靜態(tài)電阻：即時(shí)電壓與電流比，不是常數(shù)；何時(shí)Rs=Rd？動(dòng)態(tài)電阻：取決于某點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)（變化率）,不是常數(shù)。例

u=10+3i2流控型非線性電阻為了描述非線性電阻的參數(shù),引出靜態(tài)

/動(dòng)態(tài)電阻的概念.4.

非線性時(shí)變

ot1t2二.電容元件(理想)

二端電容元件定義：由q-u平面上一條曲線決定其特性——庫(kù)伏特性。

1.線性時(shí)不變i+-+-uqquo無(wú)源、無(wú)損、儲(chǔ)能（電場(chǎng)能）、記憶、慣性等元件

物理上講:參考方向非關(guān)聯(lián)時(shí)：2.線性時(shí)變

3.非線性時(shí)不變oquoq

uoqu

q=f(u)u=h(q)單調(diào)型q=f(u)單值壓控型u=h(q)單值荷控型

由其中是電壓函數(shù)。一般講何時(shí)如壓控：靜態(tài)電容：，動(dòng)態(tài)電容：不同時(shí)刻

Cd

不同

4.非線性時(shí)變uqt1t2三.電感元件

無(wú)源、無(wú)損、儲(chǔ)能（磁場(chǎng)能）、記憶、慣性元件。由物理：ψαio1.線性時(shí)不變ui定義：特性曲線由Ψ-i平面上一條曲線所決定—韋安特性。iψ+u－iiψψ單增uiiiψψ流控磁控3.非線性時(shí)不變2.線性時(shí)變4.非線性時(shí)不變(略)第三節(jié)多端元件及受控源

i3i1i2u31u23u12共有四個(gè)獨(dú)立變量一、多端元件三端元件：n端元件:njk21端口必須滿足KCL，KVL二、受控源（不獨(dú)立電源）不能向外部提供能量，僅反映不同支路的電流、電壓關(guān)系。例+u2=μu1-+u1-四種：三、運(yùn)算放大器（高增益直流放大器）-+Au+u-uo理想運(yùn)放：-+uiuoRSRfai四、負(fù)阻抗變換器NIC1.電壓反向型i2i1u2u1VNICRL2.電流反向型i2i1u2u1CNICRL3.有源性五、回轉(zhuǎn)器或r=1/gi2i1u2u1zL無(wú)損性無(wú)源性元件功能六、理想變壓器zLn:1i2i1u2u1阻抗匹配：無(wú)源無(wú)損元件線性與非線性時(shí)變與時(shí)不變線性時(shí)不變的微分特性因果與非因果有源與無(wú)源互易與非互易第四節(jié)網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)一．線性與非線性指具有線性特性。

線性網(wǎng)絡(luò)：線性特性:指均勻性，疊加性。均勻性(齊次性)：1.定義疊加性：線性特性先線性運(yùn)算，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)＝先經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，再線性運(yùn)算2.

判斷方法若注意：外加激勵(lì)與系統(tǒng)非零狀態(tài)單獨(dú)處理則網(wǎng)絡(luò)是線性網(wǎng)絡(luò),否則是非線性網(wǎng)絡(luò).

例判斷下述微分方程所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)是否為線性的?分析：根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的定義，證明此網(wǎng)絡(luò)是否具有均勻性和疊加性。可以證明：因此為非線性的。

請(qǐng)看下面證明過(guò)程不滿足均勻性不具有疊加性證明均勻性設(shè)輸入e(t)作用網(wǎng)絡(luò)，響應(yīng)為r(t)若將原方程兩端乘A：

(1),(2)兩式矛盾。故此網(wǎng)絡(luò)不滿足均勻性當(dāng)Ae(t)作用時(shí)，若此網(wǎng)絡(luò)具有線性，則證明疊加性(5)、(6)式矛盾，該網(wǎng)絡(luò)不具有疊加性假設(shè)有兩個(gè)輸入信號(hào)分別激勵(lì)，則由所給微分方程式分別有：

當(dāng)同時(shí)作用時(shí)，若該網(wǎng)絡(luò)為線性的，應(yīng)有而由(3)+(4)得二．時(shí)變與時(shí)不變一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在零初始條件下，其輸出響應(yīng)與輸入信號(hào)施加于網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，稱為非時(shí)變網(wǎng)絡(luò)，否則稱為時(shí)變網(wǎng)絡(luò)。認(rèn)識(shí):電路分析上看:元件的參數(shù)值是否隨時(shí)間而變;

從方程看:系數(shù)是否隨時(shí)間而變;從輸入輸出關(guān)系看:1.定義時(shí)不變性先時(shí)移，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)＝先經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，再時(shí)移2.

判斷方法若則系統(tǒng)是時(shí)不變網(wǎng)絡(luò),否則是時(shí)變網(wǎng)絡(luò).例判斷下列網(wǎng)絡(luò)是否為時(shí)不變網(wǎng)絡(luò).網(wǎng)絡(luò)作用是對(duì)輸入信號(hào)作余弦運(yùn)算。此網(wǎng)絡(luò)為時(shí)不變的。例判斷網(wǎng)絡(luò)是否為線性時(shí)不變的.是否為線性網(wǎng)絡(luò)？可見(jiàn),先線性運(yùn)算，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)＝先經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，再線性運(yùn)算此網(wǎng)絡(luò)是線性的.可見(jiàn),先時(shí)移、再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)先經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、再時(shí)移，所以此網(wǎng)絡(luò)是時(shí)變的。是否為時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)？時(shí)不變?cè)?gòu)成的網(wǎng)絡(luò)一定是時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)。三．線性時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)的微分特性線性時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)滿足微分特性、積分特性利用線性證明，可推廣至高階。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)四.因果與非因果1.

定義因果網(wǎng)絡(luò)是指當(dāng)且僅當(dāng)輸入信號(hào)激勵(lì)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)輸出（響應(yīng)）。也就是說(shuō)，因果網(wǎng)絡(luò)的（響應(yīng)）不會(huì)出現(xiàn)在輸入信號(hào)激勵(lì)的以前時(shí)刻。網(wǎng)絡(luò)的這種特性稱為因果特性。符合因果性的網(wǎng)絡(luò)稱為因果網(wǎng)絡(luò)(非超前網(wǎng)絡(luò))。輸出不超前于輸入2.判斷方法現(xiàn)在的響應(yīng)=現(xiàn)在的激勵(lì)+以前的激勵(lì)

該網(wǎng)絡(luò)為因果的。該系統(tǒng)為非因果系統(tǒng).例

未來(lái)的激勵(lì)例3.實(shí)際的物理可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)均為因果網(wǎng)絡(luò)4.因果信號(hào)表示為：非因果網(wǎng)絡(luò)的概念與特性也有實(shí)際的意義，在非物理系統(tǒng)建模中的應(yīng)用,如信號(hào)的壓縮、擴(kuò)展等?；蛟谛盘?hào)的自變量不是時(shí)間，如位移、距離…為變量的物理系統(tǒng)中研究因果性顯得不很重要。t=0接入網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)稱為因果信號(hào).五、有源與無(wú)源無(wú)源網(wǎng)絡(luò)：有源網(wǎng)絡(luò)：設(shè)端口電壓u與電流i參考方向關(guān)聯(lián)多端口網(wǎng)絡(luò)：其中六、互易性與非互易性u(píng)s

Pius

Pi若滿足此關(guān)系則為互易二端口，無(wú)受控源網(wǎng)絡(luò)一定是互易網(wǎng)絡(luò)。對(duì)n端口，若任一端口均具有互易性，則稱為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是互易網(wǎng)絡(luò)?；ヒ拙W(wǎng)絡(luò)滿足:二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)第五節(jié)電網(wǎng)絡(luò)理論研究的內(nèi)容

電網(wǎng)絡(luò)理論：1.分析——已知結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)和激勵(lì)求響應(yīng)；2.綜合——已知激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系求結(jié)構(gòu)和元件參數(shù).R(s)E(s)H(s)如由習(xí)題1.

判斷以下網(wǎng)絡(luò)是否為時(shí)不變的.2.

判斷以下網(wǎng)絡(luò)的因果性.3.

判斷網(wǎng)絡(luò)的線性,時(shí)變和因果的性質(zhì).4.

證明NIC的有源性.5.

圖示曲線表示何元件?什么類型?uio6.求圖示電路中工作點(diǎn)上的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)元件值.已知R1=R2=2,=iL3,q=uc2/4,E=4VuCER2R1iLq第一章結(jié)束題解1.判斷以下系統(tǒng)是否為時(shí)不變系統(tǒng).解

（1）為時(shí)不變系統(tǒng)解

（2）為時(shí)變系統(tǒng).He(t)r(t)He1(t)=e(t-td)re1(t)re(t-td)若re(t-td)=re1(t)則為時(shí)不變系統(tǒng)理解re(t)=e(2t)-2e(t)2-11He1(t)=e(t-2)re1(t)=e(2t-2)42re(t-2)=e[2(t-2)]1輸出延時(shí)2不等、故為時(shí)變系統(tǒng)理解2.判斷以下系統(tǒng)的因果性解

(1)、(3)和(4)為因果系統(tǒng)，(2)為非因果系統(tǒng)3.判斷系統(tǒng)的線性,時(shí)變和因果的性質(zhì).解---線性的不等---時(shí)變的輸入與輸出同時(shí)發(fā)生---因果的4