石群電路課件講義

石群電路課件講義演講人：xxx電路基本概念與定律電阻電路分析方法動態(tài)電路時域分析技巧正弦穩(wěn)態(tài)電路特性剖析三相電路原理及實踐應(yīng)用耦合電感和諧振電路探討目錄contents電路基本概念與定律01電路金屬導(dǎo)線和電氣、電子部件組成的導(dǎo)電回路，輸入電源產(chǎn)生電勢差，電路連通即可工作。電路的作用實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換，還可以實現(xiàn)信號的傳輸與處理。電路的基本元件電源、負載、導(dǎo)線、開關(guān)等。電路的分類直流電路和交流電路，串聯(lián)電路和并聯(lián)電路等。電路組成及作用功率功率是指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量，單位瓦特（W）。電流電磁學(xué)上把單位時間里通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流，符號為I，單位是安培（A）。電壓電壓（voltage），也被稱作電勢差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量，單位伏特（V）。電流、電壓與功率定義歐姆定律及其應(yīng)用歐姆定律在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律的表達式I=U/R，其中I表示電流，U表示電壓，R表示電阻。歐姆定律的應(yīng)用可以計算電路中的電流、電壓和電阻值，分析電路中的功率分配和能量轉(zhuǎn)換等。歐姆定律的局限性只適用于線性電阻和直流電路，對于非線性電阻和交流電路不適用。基爾霍夫定律介紹基爾霍夫定律01熱輻射定律，描述了在一個電路中，電流、電壓和功率之間的關(guān)系，是德國物理學(xué)家古斯塔夫·基爾霍夫于1859年提出的?；鶢柣舴虻谝欢桑ü?jié)點定律）02在電路中，流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。基爾霍夫第二定律（回路定律）03在電路中，沿著任意一個閉合回路，電勢降的總和等于電勢升的總和?；鶢柣舴蚨傻膽?yīng)用04分析復(fù)雜電路中的電流、電壓和功率分布，求解未知量等。電阻電路分析方法02在保證電路效果不變的情況下，將電路中的某一部分用其他電路替代，使電路分析簡化的方法。基于替代定理，保證替代前后電路對外特性不變。復(fù)雜電路簡化、電路等效替換等。替代后的電路應(yīng)與原電路在效果上具有一致性。等效變換法原理及應(yīng)用等效變換法定義等效變換法原理應(yīng)用場景注意事項支路電流法定義以支路電流為未知量，通過列寫KCL和KVL方程，求解電路的方法。支路電流法步驟確定支路電流，列寫KCL和KVL方程，求解方程得出支路電流。技巧合理選擇電流參考方向，簡化方程求解過程；利用電路對稱性，減少未知量。注意事項支路電流法適用于支路數(shù)較少的電路，對于復(fù)雜電路求解過程較為繁瑣。支路電流法步驟與技巧節(jié)點電壓法特點與解題思路節(jié)點電壓法定義以節(jié)點電壓為未知量，通過列寫KCL方程和歐姆定律，求解電路的方法。01020304節(jié)點電壓法特點只需列出（n-1）個方程（n為節(jié)點數(shù)），適用于節(jié)點數(shù)較少的電路。解題思路選定參考節(jié)點，標出各節(jié)點電壓；列寫KCL方程；利用歐姆定律表示支路電流；求解方程得出節(jié)點電壓。注意事項參考節(jié)點的選擇應(yīng)使方程求解簡化，避免出現(xiàn)復(fù)雜方程。注意事項網(wǎng)孔電流法和回路電流法適用于平面電路，對于立體電路需進行適當變形。網(wǎng)孔電流法步驟選定網(wǎng)孔并假設(shè)網(wǎng)孔電流方向；列寫KVL方程；求解方程得出網(wǎng)孔電流。回路電流法步驟選定基本回路并假設(shè)回路電流方向；列寫KVL方程；求解方程得出回路電流?；芈冯娏鞣ǘx以回路電流為未知量，列寫KVL方程求解電路的方法。網(wǎng)孔電流法定義以網(wǎng)孔電流為未知量，按KVL列寫方程求解電路的方法。網(wǎng)孔電流法及回路電流法動態(tài)電路時域分析技巧03電感元件電感是一種能夠儲存磁場能量的元件，其電流與儲存的磁場能量成正比，電感元件的特性方程為ψ=Li。動態(tài)元件的儲能特性電容和電感都是動態(tài)元件，它們可以在電路中儲存能量，并在一定條件下釋放能量。電容元件電容是一種能夠儲存電荷的元件，其電壓與儲存的電荷量成正比，電容元件的特性方程為q=Cu。動態(tài)元件介紹及性質(zhì)分析初始條件計算根據(jù)電路中的初始條件，求出電容或電感的初始值。一階動態(tài)電路零輸入響應(yīng)求解方法01列出微分方程根據(jù)基爾霍夫定律和元件特性，列出一階線性微分方程。02求解微分方程利用初始條件和微分方程，求解出電路中的電流或電壓隨時間的變化規(guī)律。03繪制響應(yīng)曲線根據(jù)求解結(jié)果，繪制出電路中的電流或電壓隨時間變化的曲線。04一階動態(tài)電路零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)解析零狀態(tài)響應(yīng)指電路在初始狀態(tài)為零的條件下，由外部激勵引起的響應(yīng)。完全響應(yīng)指電路在初始狀態(tài)不為零的條件下，由外部激勵和初始條件共同引起的響應(yīng)。求解方法利用疊加原理，將零狀態(tài)響應(yīng)和由初始條件引起的響應(yīng)疊加起來，得到完全響應(yīng)。注意事項在求解完全響應(yīng)時，需要注意初始條件和外部激勵的共同作用。含有兩個獨立的動態(tài)元件，需要用二階微分方程描述。根據(jù)基爾霍夫定律和元件特性，列出二階線性微分方程。利用二階微分方程的通解形式，求解出電路中的電流或電壓隨時間的變化規(guī)律。根據(jù)求解結(jié)果，分析電路的穩(wěn)定性和動態(tài)性能等特性。二階動態(tài)電路分析方法二階電路的特點列出微分方程求解微分方程分析電路特性正弦穩(wěn)態(tài)電路特性剖析04頻率成分最為單一的信號，波形為正弦曲線。正弦量定義數(shù)學(xué)表達式y(tǒng)=sinX，坐標系中畫出對應(yīng)的點。正弦量表示方法頻率、幅值、相位。正弦量重要參數(shù)正弦量基本概念及表示方法010203電壓與電流同相位，遵循歐姆定律。電阻、電感、電容元件上電壓與電流關(guān)系電阻元件電壓超前電流90度，電能轉(zhuǎn)化為磁能儲存。電感元件電壓滯后電流90度，電能轉(zhuǎn)化為電場能儲存。電容元件在正弦穩(wěn)態(tài)電路中應(yīng)用阻抗、電流、電壓等計算。復(fù)數(shù)表示法正弦量用復(fù)數(shù)表示，簡化計算。復(fù)數(shù)運算規(guī)則加減運算、乘法運算、除法運算。復(fù)數(shù)表示法及在正弦穩(wěn)態(tài)電路中應(yīng)用功率因數(shù)定義并聯(lián)電容補償無功功率。提高功率因數(shù)方法提高功率因數(shù)意義降低線路損耗，提高電能利用率。有功功率與視在功率之比。功率因數(shù)提高方法和意義三相電路原理及實踐應(yīng)用05Y型連接（星形接法）將三相電源的三個末端連接在一起，形成一個中性點，從中性點引出中性線（N線），分別與三相負載的始端相連。Δ型連接（三角形接法）將三相負載的首尾依次相連，形成一個閉合的三角形，然后從三角形的三個頂點引出三根火線，分別與三相電源的三個相位相連。三相電源與負載連接方式相電壓與線電壓的關(guān)系在對稱三相電路中，線電壓是相電壓的√3倍，且相位差為120°。電流計算在對稱三相電路中，各相電流相等，且相位差為120°，可通過總功率或線電壓計算單相電流。功率計算三相總功率等于各相功率之和，對于對稱負載，單相功率等于總功率的三分之一。對稱三相電路計算方法將不對稱三相電路轉(zhuǎn)化為對稱三相電路進行分析，通過引入虛擬元件使電路達到對稱狀態(tài)。等效對稱法利用矢量圖表示各相電壓、電流的大小和相位關(guān)系，通過矢量運算求解不對稱分量。矢量圖法從電路的某一節(jié)點開始，逐點分析電壓、電流的大小和相位，直至求解整個電路。逐點分析法不對稱三相電路分析方法010203三相電路功率測量技術(shù)兩表法測量三相三線制電路功率適用于對稱三相電路，通過測量兩線之間的電壓和電流，再乘以功率因數(shù)即可得到功率。三表法測量三相四線制電路功率適用于不對稱三相電路，通過測量三相電壓、電流，并分別計算各相的功率，最后求和得到總功率。功率因數(shù)測量功率因數(shù)是反映負載特性的重要參數(shù)，可通過測量有功功率和無功功率并計算得到，對于提高電力設(shè)備的效率具有重要意義。耦合電感和諧振電路探討0601互感現(xiàn)象定義一個線圈中的電流變化時，在臨近的另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。互感系數(shù)描述兩個線圈間互感程度的物理量，與兩線圈的結(jié)構(gòu)、相對位置及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。同名端判斷方法根據(jù)互感現(xiàn)象中感應(yīng)電動勢的極性來判斷，當一線圈中的電流增大時，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的極性若與原線圈中電流通過的極性相同，則這兩個端點稱為同名端?；ジ鞋F(xiàn)象及同名端判斷方法0203耦合電感的等效電路包含互感元件的電路可以等效為包含互感系數(shù)的電路，方便進行電路分析和計算。去耦等效電路推導(dǎo)通過電路變換和等效原理，將包含耦合電感的電路轉(zhuǎn)化為多個獨立的電感元件組成的電路，從而簡化電路分析。去耦后電路特性去耦后的電路中，各電感元件之間不再存在互感，電路分析更加簡便。耦合電感去耦等效電路推導(dǎo)f=1/(2π√LC)，其中L為電感，C為電容。諧振頻率計算公式諧振頻率與電感L和電容C的乘積成反比，與電感L或電容C單獨變化無關(guān)。諧振頻率與電路參數(shù)關(guān)系電路發(fā)生諧振時，電路端口的電壓U和電流I同相位，即電路呈電阻性。諧振條件諧振條件和諧振頻率計算諧振電路中，表征電路儲能與耗能之比的物理量，用Q表示。品質(zhì)因數(shù)定義品質(zhì)因數(shù)對諧振電路影響