第1章 電路及其分析方法-tm

電工學(xué)與電子技術(shù)電工技術(shù)電子技術(shù)郝海青2013年9月課前提示郝海青電話mail：hqhao@QQ：3020450作業(yè)提交時(shí)間：每周一（過(guò)期不侯）答疑時(shí)間：每周二下午1：50～3：20或課前課后答疑地點(diǎn)：工程北樓606房間*特別提示：上課期間請(qǐng)關(guān)閉所有通訊工具一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)考試大綱八、電工學(xué)8.1電場(chǎng)與磁場(chǎng)：庫(kù)侖定律高斯定理環(huán)路定律電磁感應(yīng)定律（大學(xué)物理）8.2直流電路：電路基本元件歐姆定律基爾霍夫定律疊加原理戴維南定理（戴維寧定理）8.3正弦交流電路：正弦量三要素有效值復(fù)阻抗單相和三相電路計(jì)算功率及功率因數(shù)串聯(lián)與并聯(lián)諧振安全用電常識(shí)（建筑設(shè)備）8.4RC和RL電路暫態(tài)過(guò)程：三要素分析法8.5變壓器與電動(dòng)機(jī)：變壓器的電壓、電流和阻抗變換三相異步電動(dòng)機(jī)的使用常用繼電－－－接觸器控制電器8.6二極管用整流、濾波、穩(wěn)壓電路8.7三極管用單管放大電路8.8運(yùn)算放大器：理想運(yùn)放組成的比例加、減和積分運(yùn)算電路8.9門電路和觸發(fā)器：基本門電路

，RS、D、JK觸發(fā)器內(nèi)容安排上篇電工技術(shù)（22h）第1章電路及其分析方法第2章正弦交流電路第3章磁路和變壓器第4章電動(dòng)機(jī)第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)內(nèi)容安排下篇電子技術(shù)（10h）第9章二極管和晶體管第10章基本放大電路第11章運(yùn)算放大器第12章直流穩(wěn)壓電路第13章門電路和組合邏輯電路第14章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路第1章電路及其分析方法1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4電源有載工作、開路與短路1.5基爾霍夫定律1.7支路電流法1.8疊加定理1.9電壓源與電流源及其等效變換1.10戴維寧定理1.11電路中電位的計(jì)算1.12電路的暫態(tài)分析基本要求了解電路模型及理想電路元件的意義；理解電壓、電流參考方向的意義；了解電源的有載工作、開路與短路狀態(tài)，并能理解電功率和額定值的意義；理解電路基本定律并能正確應(yīng)用；掌握分析與計(jì)算電路中各點(diǎn)電位的方法；掌握用支路電流法、疊加定理和戴維寧定理分析電路的方法；了解電源的兩種模型；理解電路的穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)以及電路時(shí)間常數(shù)的物理意義。1.1電路的作用及組成部分本節(jié)要點(diǎn)：電路概念電路的兩種作用以及對(duì)應(yīng)組成電路分析概念；激勵(lì)和響應(yīng)1.1電路的作用及組成部分電路：電流的通路；由某些電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來(lái)滿足某種需要。電路舉例：日光燈電路；手機(jī)電路；計(jì)算機(jī)電路；風(fēng)扇電路；收音機(jī)和電視機(jī)電路1.1電路的作用及組成部分電路的作用1——電能的傳輸和轉(zhuǎn)換電工電路的組成：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)1.1電路的作用及組成部分電路的作用2——傳遞和處理信號(hào)電子電路的組成：信號(hào)源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)、電源1.1電路的作用及組成部分電路分析：在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下討論電路激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。激勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流，推動(dòng)電路工作；響應(yīng)：在電路各部分產(chǎn)生的電壓或電流；電路分析內(nèi)容：電壓電流之間關(guān)系能量轉(zhuǎn)換關(guān)系1.2電路模型本節(jié)要點(diǎn)電路模型常用的理想電路元件1.2電路模型實(shí)際電路的組成：實(shí)際電路元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電池、晶體管、電阻器、電容器）實(shí)際電路元件的電磁性質(zhì)實(shí)際電路元件的理想化：目的：便于分析和用數(shù)學(xué)描述方法：在一定條件下突出其主要電磁性質(zhì)，忽略其次要因素，近似為理想電路元件1.2電路模型實(shí)際電路的電路模型：由一些理想電路元件所組成的電路常見(jiàn)的理想電路元件：電源：電壓源和電流源負(fù)載：電阻、電容、電感、二極管、晶體管參數(shù)及表示1.2電路模型手電筒電路的模型化1.3電壓和電流的參考方向本節(jié)要點(diǎn)電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的參考方向表示方法實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系參考方向定義下的歐姆定律1.3電壓和電流的參考方向電路分析實(shí)例標(biāo)出電量方向列出電路方程求解結(jié)果分析電壓電流關(guān)系分析能量轉(zhuǎn)換過(guò)程1.3電壓和電流的參考方向物理學(xué)中電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV電源內(nèi)部1.3電壓和電流的參考方向參考方向的提出：復(fù)雜的直流電路交流電路電流的參考方向：分析與計(jì)算電路時(shí)任意假設(shè)的電流的方向電流的實(shí)際方向的確定：計(jì)算參考方向定義下的電流值；若電流值為正，則實(shí)際方向?yàn)閰⒖挤较?；若電流值為?fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反1.3電壓和電流的參考方向電壓（電動(dòng)勢(shì)）參考方向的表示方法：Iab

雙下標(biāo)箭標(biāo)abRI電流參考方向的表示方法：Uab

雙下標(biāo)正負(fù)極性+–abU(E)箭標(biāo)UabR(Eba)abEU1.3電壓和電流的參考方向特別提醒：在今后的電路分析中，電路圖中標(biāo)示的電量的方向均為參考方向；而實(shí)際方向的確定則取決于電路分析結(jié)果1.3電壓和電流的參考方向例1.3.1應(yīng)用歐姆定律對(duì)圖示電路列出式子，并求電阻R。1.3電壓和電流的參考方向歐姆定律：通過(guò)電阻R的電流I與電阻兩端的電壓U成正比。1.3電壓和電流的參考方向參考方向定義下歐姆定律的表達(dá)式U、I參考方向相同時(shí)U、I參考方向相反時(shí)RU+–IRU+–I

表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：①式前的正負(fù)號(hào)由U、I

參考方向的關(guān)系確定；②U、I

值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考方向之間的關(guān)系。U=IR

U=–IR1.4電源有載工作、開路與短路本節(jié)要點(diǎn)電源有載工作、開路與短路的電路特征電源與負(fù)載的判別方法功率平衡的驗(yàn)證額定值與實(shí)際值的關(guān)系1.4.1電源有載工作電壓與電流關(guān)系電源的帶負(fù)載能力U=IRU=E–IR0電源的外特性EUI01.4.1電源有載工作功率與功率平衡功率平衡式功率平衡：電路中所有電源產(chǎn)生的功率之和與所有負(fù)載取用的功率之和以及內(nèi)阻消耗的功率是平衡的。U=E–IR0UI=EI–I2RoP=PE

–

P1.4.1電源有載工作電源與負(fù)載的判別電源元件與負(fù)載元件電源作用與負(fù)載作用判別方法：根據(jù)計(jì)算結(jié)果及參考方向判斷元件電壓及電流的實(shí)際方向；電源：

U、I

實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出，發(fā)出功率；負(fù)載：U、I

實(shí)際方向相同，即電流從“+”端流入，取用功率；

1.4.1電源有載工作IUab+-IRUabIRUab電源負(fù)載1.4.1電源有載工作額定值與實(shí)際值額定值：制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常容許值；通常標(biāo)在銘牌或?qū)懺谄渌f(shuō)明中。額定值舉例：UN，IN，PN，nN實(shí)際值：實(shí)際運(yùn)行值在使用電氣設(shè)備或元件時(shí)，電壓、電流、功率的實(shí)際值不一定等于它們的額定值1.4電源有載工作、開路與短路實(shí)際值≠額定值？外界影響在一定電壓下，電源輸出的功率決定于負(fù)載的大小負(fù)載與電源連接條件額定電壓相同P電源≥P負(fù)載電源通常不一定處于額定狀態(tài)；1.4.2電源開路電壓與電流關(guān)系功率關(guān)系1.開路處的電流等于零；

I

=02.開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時(shí)的特征:I+–U有源電路1.4.3電源短路

特征:U

=0

PE=

P=I2R0P

=01.

短路處的電壓等于零；

U

=02.短路處的電流I視電路情況而定。電路中某處短路時(shí)的特征:I+–U有源電路1.4.3電源短路短路的預(yù)防和利用短路原因短路預(yù)防經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況接入保護(hù)設(shè)備：熔斷器或自動(dòng)斷路器短路利用（短接）短路實(shí)驗(yàn)去除元件1.5基爾霍夫定律本節(jié)要點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)的分析基爾霍夫電流定律KCL（Kirchhoff’sCurrentLaw）的不同表達(dá)式及推廣基爾霍夫電壓定律KVL（Kirchhoff’sVoltageLaw）的不同表達(dá)式及推廣基爾霍夫定律的普遍性1.5基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律：結(jié)點(diǎn)電流定律基爾霍夫電壓定律：回路電壓定律電路結(jié)構(gòu)參數(shù)支路：電路中的每一個(gè)分支，一個(gè)支路流過(guò)一個(gè)電流（支路電流）結(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上的支路相連接的點(diǎn)回路：由一條或多條支路所組成的閉合電路網(wǎng)孔：?jiǎn)慰谆芈罚瑑?nèi)部不含支路的回路基爾霍夫定律是基于電路結(jié)構(gòu)的基本定律，與元件無(wú)關(guān)。1.5基爾霍夫定律電路結(jié)構(gòu)分析支路數(shù)b結(jié)點(diǎn)數(shù)n回路數(shù)網(wǎng)孔數(shù)m1.5.1基爾霍夫電流定律定律：在任一瞬時(shí)，流入某一結(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。表達(dá)式：

Ｉ入=Ｉ出變形：在任一瞬時(shí)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零。表達(dá)式：

Ｉ=0實(shí)質(zhì)：電流連續(xù)性的體現(xiàn)應(yīng)用：確定連接在同一結(jié)點(diǎn)上的各支路電流間的關(guān)系推廣：應(yīng)用于廣義結(jié)點(diǎn)（包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面）1.5.1基爾霍夫電流定律I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11.5.2基爾霍夫電壓定律定律：在任一瞬時(shí)，如果從回路的任意一點(diǎn)出發(fā)，以順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蜓鼗芈费幸恢?，則在這個(gè)方向上的電位降之和應(yīng)該等于電位升之和。表達(dá)式：

V降=V升變形1：在任一瞬時(shí)，沿任一回路循行方向（CLKW，CCKW），回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。表達(dá)式：

U=01.5.2基爾霍夫電壓定律實(shí)質(zhì)：電路中任意一點(diǎn)的瞬時(shí)電位具有單值性應(yīng)用：確定回路中各段電壓間關(guān)系1.5基爾霍夫定律基爾霍夫定律的普遍性由于基爾霍夫定律是從電路結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)推導(dǎo)的定律，是適用于電路結(jié)構(gòu)的定律，與元件無(wú)關(guān)基爾霍夫定律適用于由各種不同元件所構(gòu)成的電路，基爾霍夫定律適用于任一瞬時(shí)任何變化的電壓和電流?；鶢柣舴蚨墒请娐贩治龅淖罨径芍?。1.5基爾霍夫定律應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律進(jìn)行電路分析的注意事項(xiàng)首先要在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向。這也是電路分析的前提。參考方向標(biāo)注的慣例對(duì)于電壓源，一般標(biāo)注電動(dòng)勢(shì)參考方向，而電流默認(rèn)為從電源“+”端流出；對(duì)于電流源，一般標(biāo)注電流參考方向，而電壓的“+”為電流流出的一端；對(duì)于負(fù)載，則一般標(biāo)注電流方向，而電壓的參考方向默認(rèn)為與電流方向一致；總的原則，盡量與實(shí)際方向一致，以便計(jì)算結(jié)果為正。1.6電阻的串聯(lián)與并聯(lián)本節(jié)要點(diǎn)電路等效的概念電阻串聯(lián)與并聯(lián)的特征及應(yīng)用電阻串并聯(lián)等效電阻的求解電阻串聯(lián)分壓公式和并聯(lián)分流公式1.6電阻的串聯(lián)與并聯(lián)等效電路的概念電路A與電路B等效是指這兩電路對(duì)外電路具有相同的伏安特性。等效負(fù)載電路等效電源電路等效電阻的概念電阻等效的條件：在同一電壓U的作用下電流I保持不變。1.6.1電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)：兩個(gè)或多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)順序相連，且各電阻中流過(guò)同一電流的連接方式。電路：電阻串聯(lián)的特點(diǎn)：等效電阻：電流：各個(gè)電阻流過(guò)同一電流電壓：分壓公式功率：1.6.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)：兩個(gè)或多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間，且各個(gè)電阻受到同一電壓的連接方式。電路：電阻并聯(lián)的特點(diǎn)：等效電阻：1.7支路電流法本節(jié)要點(diǎn)支路電流法求解復(fù)雜電路的步驟；獨(dú)立電流方程和獨(dú)立電壓方程的概念；電路分析結(jié)果的驗(yàn)證1.7支路電流法簡(jiǎn)單電路：能夠用電阻串并聯(lián)等效變換化簡(jiǎn)的電路復(fù)雜電路：不能用電阻串并聯(lián)等效變換化簡(jiǎn)的電路復(fù)雜電路的分析方法：支路電流法★★★★★電壓源和電流源等效變換方法疊加定理戴維寧定理和諾頓定理結(jié)點(diǎn)電壓法1.7支路電流法支路電流法：以支路電流為未知量，應(yīng)用KVL和KCL分別對(duì)結(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程組，而后解出各未知支路電流的方法。支路電流法的步驟：1.分析電路結(jié)構(gòu)：支路數(shù)b、結(jié)點(diǎn)數(shù)n、回路、網(wǎng)孔數(shù)m2.在電路圖上選定好未知支路電流以及電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向；3.應(yīng)用KCL對(duì)n個(gè)結(jié)點(diǎn)列（n-1)個(gè)獨(dú)立電流方程；4.應(yīng)用KVL對(duì)網(wǎng)孔列m個(gè)獨(dú)立電壓方程，m=b-(n-1)；5.求解方程組，根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流實(shí)際方向。6.驗(yàn)算求解結(jié)果：選用求解時(shí)未用過(guò)的回路KVL；功率平衡1.7支路電流法例1.7.1

在圖示電路中，設(shè)E1=140V，E2=90V，R1=20W，R2=5W，R3=6W，試求各支路電流。I1I2E1E2I3R1R2R3ab1.8疊加定理本節(jié)要點(diǎn)疊加定理電源的單獨(dú)作用除源方法1.8疊加定理疊加定理：對(duì)于線性電路，任何一條支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。1.8疊加定理一個(gè)電源單獨(dú)作用：假設(shè)將其余電源均除去，但它們的內(nèi)阻保留。除源方法：除掉電壓源：將理想電壓源（恒壓源）短接，使其電動(dòng)勢(shì)為零，而其內(nèi)阻保留；除掉電流源：將理想電流源開路，使其電流為零，而其內(nèi)阻保留用疊加定理計(jì)算復(fù)雜電路，就是把一個(gè)多電源的復(fù)雜電路化為幾個(gè)單電源電路來(lái)進(jìn)行計(jì)算。1.8疊加定理疊加定理的應(yīng)用只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）疊加定理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)求功率。疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。疊加定理是分析與計(jì)算線性問(wèn)題的普遍定理。1.8疊加定理例1.8.1

在圖示電路中，設(shè)E1=140V，E2=90V，R1=20W，R2=5W，R3=6W，試用疊加定理計(jì)算各支路電流。1.9電壓源與電流源及其等效變換本節(jié)要點(diǎn)電壓源和理想電壓源的外特性電流源和理想電流源的外特性電壓源與電流源的等效變換方法1.9電壓源與電流源及其等效變換電源：激勵(lì)電路工作的元件。根據(jù)電源提供電量的性質(zhì)不同，電源可分為：電壓源：以電壓的形式提供電能電流源：以電流的形式提供電能1.9.1電壓源電壓源模型：由電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源與內(nèi)阻R0串聯(lián)的電路模型來(lái)表示的電源模型。實(shí)際電壓源：發(fā)電機(jī)、電池、各種信號(hào)源電路：外特性方程：U=E－IR0開路特征：I=0,U=UO=E短路特征：U=0,I=IS=E/R01.9.1電壓源電壓源的外特性曲線：理想電壓源（恒壓源）：R0=0實(shí)際的理想電壓源：R0<<R穩(wěn)壓電源1.9.2電流源電流源模型：由電流為IS的理想電流源與內(nèi)阻R0并聯(lián)的電路模型來(lái)表示的電源模型。模型推導(dǎo)：U=E－IR0電路：即1.9.2電流源電流源的外特性方程：外特性曲線：開路特征：I=0,U=UO=ISR0短路特征：U=0,I=IS1.9.2電流源理想電流源（恒流源）：R0=∞實(shí)際的理想電流源：R0>>R1.9.3電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源等效變換的條件：兩個(gè)電源具有相同的外特性，即接相同的負(fù)載時(shí)端電壓U和端電流I均相同兩個(gè)電源極性對(duì)應(yīng)相同IS=E/R0

R0E=IS

R0

R01.9.3電壓源與電流源的等效變換電壓源和電流源等效的條件IS=E/R0

R0E=IS

R0

R01.9.3電壓源與電流源的等效變換注意事項(xiàng)實(shí)際電源可以用兩種電路模型表示

——電壓源和電流源。電壓源與電流源之間可以相互等效變換。E與IS的方向保持不變、內(nèi)阻R0的數(shù)值保持不變；電源變換只對(duì)外電路等效，而對(duì)內(nèi)電路則不等效。如同一電源在兩種等效電路中，內(nèi)阻R0

上消耗的功率就不同。恒壓源與恒流源之間不能進(jìn)行變換；R0為0或∞都無(wú)意義。1.9.3電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換的推廣應(yīng)用：E，R串聯(lián)的電路與Is，R并聯(lián)的電路的等效變換1.9.3電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的對(duì)照關(guān)系1.10戴維寧定理本節(jié)要點(diǎn)有源二端網(wǎng)絡(luò)的概念等效電源定理戴維寧定理，等效電動(dòng)勢(shì)和等效內(nèi)阻的求解1.10戴維寧定理戴維寧定理的提出：計(jì)算復(fù)雜電路中一個(gè)支路的電流。二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個(gè)出線端的部分電路有源二端網(wǎng)絡(luò)：含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：不含電源的二端網(wǎng)絡(luò)ABAB1.10戴維寧定理等效電源定理：有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)待求支路相當(dāng)于一個(gè)電源，因而一定可以化簡(jiǎn)為一個(gè)等效電源。戴維寧定理：任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源（電壓源）來(lái)等效代替。1.10戴維寧定理等效電源的電動(dòng)勢(shì)E：有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，即將負(fù)載斷開后的端口電壓。等效電源的內(nèi)阻R0

：有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的端口等效電阻。除源方法：理想電壓源短路，使其電動(dòng)勢(shì)為零；理想電流源開路，使其電流為零1.10戴維寧定理應(yīng)用戴維寧定理進(jìn)行電路分析步驟：在電路圖中標(biāo)示電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向；將待求支路劃出，其余部分看作有源二端網(wǎng)絡(luò)，用等效電壓源代替，畫出等效電路對(duì)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電路分析求解其開路電壓，即等效電壓源的等效電動(dòng)勢(shì)E；畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，求解端口間等效電阻，即等效電壓源的等效內(nèi)阻R0；利用等效電路求解未知電量。1.10戴維寧定理例1.9.1

試用戴維寧定理計(jì)算圖示電路中6W電阻上的電流I3。1.10戴維寧定理練習(xí)與思考1.10.1應(yīng)用戴維寧定理將圖示各電路化為等效電壓源。1.11電路中電位的計(jì)算本節(jié)要點(diǎn)參考點(diǎn)、參考電位的概念使用電位簡(jiǎn)化電路的條件和方法電位的計(jì)算1.11電路中電位的計(jì)算電路中某一點(diǎn)的電位：該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。參考點(diǎn)：假設(shè)電位為參考電位的點(diǎn)，通常設(shè)參考電位為零。參考點(diǎn)的表示：⊥（接地符號(hào)）參考點(diǎn)選得不同，電路中各點(diǎn)的電位值隨著改變，但是任意兩點(diǎn)間的電位差是不變的。各點(diǎn)電位的高低是相對(duì)的，而兩點(diǎn)間電位的差值是絕對(duì)的。1.11電路中電位的計(jì)算電位的計(jì)算選定參考點(diǎn)（任意假設(shè)，一般選結(jié)點(diǎn)）利用電路基本定律進(jìn)行求解1.11電路中電位的計(jì)算電路的簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化條件：理想電壓源直接與參考點(diǎn)相連簡(jiǎn)化方法：理想電壓源可用電位值代替注意：若理想電壓源非直接與參考點(diǎn)相連，則不能簡(jiǎn)化1.11電路中電位的計(jì)算例1.11.1

計(jì)算圖示電路中B點(diǎn)的電位。1.12電路的暫態(tài)分析本節(jié)要點(diǎn)R、L、C的電路特征；暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因；換路定則；RC電路的暫態(tài)分析；零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)；一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法；RL電路的暫態(tài)分析1.12.1電阻元件、電感元件和電容元件電阻元件電壓、電流關(guān)系u＝Ri參數(shù)－－電阻R電阻的主要物理性質(zhì)：對(duì)電流起阻礙作用。能量轉(zhuǎn)換關(guān)系電能全部消耗在電阻元件上，轉(zhuǎn)換為熱能?！哪茉?.12.1電阻元件、電感元件和電容元件電感元件參數(shù)－－電感法拉第電磁感應(yīng)定律：無(wú)論是磁場(chǎng)的變化，還是電路的位置或形狀的變化，只要電路中的磁通量變了，其上就必有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。楞次定律：感應(yīng)電流的方向總是使它自己激發(fā)的磁場(chǎng)通過(guò)電路的磁通量反抗原磁通量的變化。1.12.1電阻元件、電感元件和電容元件電感元件電壓、電流關(guān)系能量轉(zhuǎn)換關(guān)系能量轉(zhuǎn)換過(guò)程→儲(chǔ)能元件1.12.1電阻元件、電感元件和電容元件電容元件參數(shù)－－電容C電壓與電流關(guān)系能量轉(zhuǎn)換關(guān)系能量轉(zhuǎn)換過(guò)程→儲(chǔ)能元件1.12.1電阻元件、電感元件和電容元件元件R元件L元件C元件電壓電流關(guān)系式u＝Ri參數(shù)意義能量特征1.12.2儲(chǔ)能元件和換路定則換路：電路的接通、斷開、短路、電壓改變或參數(shù)改變。電路的暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生原因：外因：換路內(nèi)因：儲(chǔ)能元件的能量不能躍變換路定則：從t＝0-到t＝0+瞬間，電感元件中的電流和電容元件上的電壓不能躍變。t＝0-：換路前的終了瞬間t＝0+：換路后的初始瞬間1.12.2儲(chǔ)能元件和換路定則換路定則的應(yīng)用僅適用于換路瞬間；用于確定t＝0+時(shí)電路中電壓和電流之值，即暫態(tài)過(guò)程的初始值。確定各個(gè)電壓和電流的初始值步驟：由t＝0-時(shí)的電路求出iL(0-)或uC(0-)；由換路定則求得iL(0+)或uC(0+)；由t＝0+時(shí)的電路求出其它電壓和電流的初始值。1.12.2儲(chǔ)能元件和換路定則換路定則應(yīng)用注意事項(xiàng)：計(jì)算t＝0+時(shí)電壓和電流的初始值，只需計(jì)算t＝0-時(shí)的iL和uC

，因?yàn)橹挥兴鼈儾荒苘S變，而t＝0-時(shí)的其余電壓和電流都與初始值無(wú)關(guān)（包括iC和uL

），不必去求；換路前，如果儲(chǔ)能元件沒(méi)有儲(chǔ)能，即iL(0-)＝０，uC(0-)＝０，則在t＝0-和t＝0+的電路中，可將電容元件短路，電感元件開路。換路前，如果儲(chǔ)能元件儲(chǔ)有能量，并設(shè)電路已處于穩(wěn)態(tài)，則在t＝0-的電路中：電容元件可視作開路，其上電壓為uC(0-)≠０；電感元件可視作短路，其中電流為iL(0-)≠０。在t＝0+時(shí)的電路中，電容元件可用一理想電壓源代替，其電壓為uC(0+)＝uC(0-)；電感元件可用一理想電流源代替，其電流為iL(0+)＝iL(0-)；換路定則僅適用于換路瞬間。1.12.2儲(chǔ)能元件和換路定則例1.12.1

確定圖示電路中各電流和電壓的初始值。設(shè)開關(guān)S閉合前電感元件和電容元件均未儲(chǔ)能。1.12.3RC電路的暫態(tài)分析零狀態(tài)響應(yīng)RC電路的零狀態(tài)：換路前電容元件未能儲(chǔ)有能量，即uC(0-)=0。RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)：零狀態(tài)條件下，由電源激勵(lì)所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)的實(shí)質(zhì)：電容的充電過(guò)程。1.12.3RC電路的暫態(tài)分析零狀態(tài)響應(yīng)電路分析：1.12.3RC電路的暫態(tài)分析零狀態(tài)響應(yīng)RC電路的時(shí)間常數(shù)：t=RC，具有時(shí)間量綱時(shí)間常數(shù)的物理意義：t1.12.3RC電路的暫態(tài)分析零狀態(tài)響應(yīng)1.12.3RC電路的暫態(tài)