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文檔簡介

1、自路理論總結(jié)第一章、重點(diǎn):1、電流和電壓的參考方向2、電功率的定義:吸收、釋放功率的計(jì)算3、電路元件:電阻、電感、電容4、基爾霍夫定律5、電源元件、電流和電壓的參考方向:1、電流(Current)廠直流:I 符號(hào)Y交流:i 計(jì)算公式定義:i單位時(shí)間內(nèi)通過/導(dǎo)線橫截面的電荷(電流是矢量)單位:安培A1A=1C/1s1kA=1 x 103A1A=1 x 10-3mA=1 x 10-6 A=1 x 10-9nA參考方向a、說明:電流的參考方向是 人為假定的電流方向,與實(shí)際電流方向無關(guān),當(dāng)實(shí)際電流方向與參考方向一致時(shí)電流取正,相反地,當(dāng)實(shí)際電流方向與參考方向不一致時(shí)電流取負(fù)b、表示方法:在導(dǎo)線上標(biāo)示箭

2、頭 或用下標(biāo)表示c、例如:實(shí)際方向2、電壓(Voltage) 符號(hào):U 計(jì)算公式: 定義:兩點(diǎn)間的電対諂需確定零電位點(diǎn))差,即將單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功的大小。 單位:伏特V1V=1J/1C1kV=1 x 103V1V=1 x 10-3mV=1 x 10-6 V=1 x 10-9Nv 參考方向(極性)a、說明:電壓的實(shí)際方向是指向電位降低的方向,電壓的參考方向是 人為假定的,與實(shí)際方向無關(guān)。若參考方向與實(shí)際方向一致則電壓取正,反之取負(fù)b、表示方法:用正極性(+)表示高電位,用負(fù)極性(-) 表示低電位,則人為標(biāo)定后,從正極 指向負(fù)極的方向即為電壓的參考方向 或用下標(biāo)表示(Uab )。

3、C、例如:參考方向參考方向i實(shí)際方向?qū)嶋H方向U 03、關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向 說明:一個(gè)元件的電流或電壓的參考方向可以獨(dú)立的任意的人為指定。無論是關(guān)聯(lián)還是非關(guān)聯(lián)參考方向,對(duì)實(shí)際 方向都無影響。 關(guān)聯(lián)參考方向:電流和電壓的參考方向一致,即電流從所標(biāo)的正極流出。非關(guān)聯(lián)參考方向:電流和電壓的參考方向不一致。 例如:R iR i14I i1U非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向U=iRU=- iR相關(guān)習(xí)題:課件上的例題,1-1,1-2 , 1-7三、電功率、符號(hào):p、計(jì)算公式:3、定義:單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。 、單位:瓦特(娥、廣關(guān)聯(lián)參考方向下:吸收功率p=ui0:吸收正功率(實(shí)際吸收)0: iiUslJ u

4、(i=0,u=us)開路電壓(u=0, i=us/Rs)短路電流.Us/Rs iU=Us+iR2、獨(dú)立電流源符號(hào):理想模型Is無關(guān)+Isa電流實(shí)際模型電壓由外電路決定3、電壓源和電流源間的等效變換iSRsUsUs=| sRsRs4、受控電源符號(hào)115、看做電流源處理+ 看做電壓源處理1gU1舟10,1-16,1-18,1-19,1-20,240, 2-11, 2-12,2-13 VCCS第二章cccs、重點(diǎn)1、電阻的串并聯(lián)2、Y- 等效、電路的等效改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)用等效電路的方法時(shí)是要 改變電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而且電壓和電 流不變的部分僅限于等效電路之外,即對(duì)外等效。三、電阻的串并聯(lián)1、串聯(lián):一

5、個(gè)電阻元件的輸出端與另一個(gè)電阻的輸入端連接在一起,則這兩個(gè)電阻元件串聯(lián)。RlRkR n i u Req Uk2、并聯(lián):iiUik 1Rk uRkRkRki生uReq兩個(gè)電阻元件同時(shí)加在兩個(gè)公共結(jié)點(diǎn)之間,則兩個(gè)電阻并Rk等效IkRninIh.tUUiGeqG1 +IkGJ3、相關(guān)習(xí)題:2-4IkUkGkuGk I IGeq四、橋形連接+InG?UnnGk Gkk 1其中R1 , R2, R3, R4所在的支路稱為橋臂,R5所在的支路稱為 對(duì)角線支路。當(dāng)滿足R1*R4=R3*R2時(shí),對(duì)角線支路電流為零,稱為電橋處于平 衡狀態(tài),上述等式也稱為電橋的平衡狀態(tài)。電橋平衡時(shí)可將 R5看做 斷路或者短路,然

6、后運(yùn)用串并聯(lián)規(guī)律解題。當(dāng)電橋不處于平衡狀態(tài)時(shí),不能簡單的應(yīng)用串并聯(lián)等效,要應(yīng)用Y- 等效。五、丫-等效變換1、圖示R12R312R233形聯(lián)結(jié)RiR2R323丫形聯(lián)結(jié)變形:i 1 =iii 2 =i2T形電路(丫/星型)i 3=i3;U12 =U 12YU23 =U23YU31 =U31Y3、互換公式SR2對(duì)于形,根據(jù)KCL,分別對(duì)1,2,3結(jié)點(diǎn):廠 i1 =il2-i31=U12 /Rl2 -U31 /R31卩3 =i31-i22=U23 /R31 二 U23 /R12i 1+根據(jù)端雖電壓和電流關(guān)系:U12=R2i2 -323對(duì)于Y形,根據(jù)KCL ,對(duì)A結(jié)點(diǎn):可得到如下結(jié)論:Y形形:形-Y形

7、:4、2R關(guān)習(xí)題:R12R23R31一23重點(diǎn)R12 R23 R31R31R23ii; i 2 =i2; i3=i32-5, 2-6, 2-8, 2-9第三章Y形電阻廠iii213U12& U31R2%23期瓦尺RR2 R2 R3 R3R1U3R U23R2Ri R2 R2R3 R3R1形相鄰電阻的乘積形電阻之和1、支路電流法不改變電路2、結(jié)點(diǎn)電壓法 3、回路電流法(網(wǎng)孔電流法)丿二、幾個(gè)基本概念要回顧一下第一章中支路,結(jié)點(diǎn),回路, KCL, KVL的內(nèi)容以及參考方向1、電路的圖:把電路圖中的各支路內(nèi)的內(nèi)容忽略不計(jì),而單純由結(jié)點(diǎn)和連接這些結(jié)點(diǎn)得支路構(gòu)成的圖。 若在圖中賦予支 路方向則稱為有向圖

8、;反之,稱為無向圖。(注:支路的端點(diǎn)必須是結(jié)點(diǎn),而結(jié)點(diǎn)可以是孤立結(jié)點(diǎn))c6條支路R圖中所有結(jié)點(diǎn) 但不包含任何回路 且連通,例如abdc,abcd樹支數(shù)+ 3、樹支:樹中所包圍的支路,例如對(duì)于樹abdc樹支有ab, bd, de。連支數(shù)= 支路數(shù) 匕4、連支(I):除樹支外的支路。5、單連支回路(基本回路):由一個(gè)樹加上一個(gè)連支構(gòu)成的回路(注:容易看出,一個(gè)連支對(duì)應(yīng)一個(gè)基本回路,所以基本回路數(shù)等于連支數(shù))例如對(duì)于樹abdc基本回路有abda, bdeb,abdea; adea不是基本回路因?yàn)樗藘蓚€(gè)連支。6、獨(dú)立結(jié)點(diǎn):對(duì)應(yīng)于一組獨(dú)立的 KCL方程的結(jié)點(diǎn)。7、獨(dú)立回路:對(duì)應(yīng)于一組獨(dú)立的 KVL

9、方程的回路。(注:一組基本回路即是一組獨(dú)立回路)8回路電流:在回路中連續(xù)流動(dòng)的假想電流。設(shè)某電路的圖結(jié)點(diǎn)有n個(gè),支路有b個(gè)8獨(dú)立的KCL方程數(shù)=獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)=n-19、樹支數(shù)=n-110、(連支數(shù)+樹支數(shù)=支路數(shù))連支數(shù)(I) =b- (n-1)=b-n+111、獨(dú)立KVL方程數(shù)=連支數(shù)(I)=b-n+1二、支路電流法1、運(yùn)用方法:以各支路的電流為未知數(shù),利用KCL和KVL列寫?yīng)毩⒎匠?,求解未知?shù)。2、步驟:選定各支路電流的參考方向確定一棵樹,并確定基本回路和基本回路的繞行方向任選(n-1)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列寫KCL方程對(duì)(b-n+1)聯(lián)立方程,求解未知數(shù)個(gè)基本回路列寫KVL方程R13、例題:支路的參

10、考方向如上圖I1R5為 abdaE3bdCb,abdya,均順R2I2R3I314R4選取abdcf乍為樹,基本回路員時(shí)針繞行E6*1If R6 I6KCL:對(duì)于結(jié)點(diǎn)廣a: li-l3-l6=0彳 b : ll+l2 + l5=0C: 12+16-14=0VKVL:對(duì)于回路廣 abda: 11 Ri-l 5R5-E3+R313=0 bdcb: I5R5- l2R2- 14R4=0abdca: I1R1-I5R5+ 14R4+ l6R6-E6=0求出 ll, l2, l3, l4, l5, l64、特殊情況: 電路中存在受控電壓源時(shí)將受控電壓源當(dāng)做電壓源處理; 電路中存在有伴電流源(即有并聯(lián)電阻

11、的電流源)將電流源通過電源的等效為等效電壓源處理,例如書上3 3例題; 電路中存在無伴電流源(即無并聯(lián)電阻的電流源)可以設(shè)無伴 電流源兩端的電壓為U,而此時(shí)含有無伴電流源的該條支路的電 流已經(jīng)確定,所以還是可以求解出所有的支路電流的。例如書上3 5的例3-3; 電路中存在受控電流源時(shí)將受控電流源當(dāng)做電流源處理。5、優(yōu)缺點(diǎn):從步驟可以看出該方法運(yùn)用時(shí)比較 簡單,而且對(duì)任何電路都適用, 但是由于是以各支路電流為未知數(shù),并且要列寫所有獨(dú)立的KCL和KVL的方程,所以最后列寫的方程數(shù)為b個(gè),求解未知數(shù)就比較 繁瑣所以當(dāng)碰到 比較簡單的電路時(shí)運(yùn)用這個(gè)方法比較好,若支路比較多或者比較復(fù)雜的電路這個(gè)方法不大

12、好。三、結(jié)點(diǎn)電壓法1、運(yùn)用方法:以結(jié)點(diǎn)電壓為未知數(shù),根據(jù)結(jié)點(diǎn)處的 KCL方程,求出未知數(shù)。2、例題:(1) 確定各支路的參考方向,并選取 C點(diǎn)為參考點(diǎn)即Uc=0(2) 對(duì)結(jié)點(diǎn)a,b,d列寫KCL方程a: 13+16-11=0V b: Ii+12+15=0d: I3+14+15=0(3)根據(jù)各支路的VCR及支路電壓與結(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系將支路電流用結(jié)點(diǎn)電壓表示Ud-UaE3Uc UaE6Ua UbUc=0R6R1R3U =Ud-Ua4)化簡、(G個(gè)概念3: G6)Ua GUb 宀丿丿bdabdca: 11R1-I5R5+ 14R4+ 16R6-E6=0(4) 根據(jù)支路的電流與回路電流關(guān)系列寫方程:I

13、1 = 1 m 1+I m3I2=-I m2I 3=I ml14 = 1 m3-I m2I 5=I m2-I mlI 6=1 m3(R什R3+R5) I m1-R5l m2+RlI m3=E3(5) 將(4)所列的方程帶入(3 )所列的方程中并化簡:V1 v1 _* -R5I m1+(R2 + R4+R5)-R4Im3=0V1 :R11 m1-R4l m2+(R 1+R5+R4+R6)m3 = E6V1 V1 3、三個(gè)概念:(1) 自阻:回路中所有的電阻之和,自阻一定為正。(2) 互阻:兩個(gè)回路共有支路上的電阻之和,互阻的正負(fù)由支路上兩回路電流的方向是否相同而決定,相同時(shí)取+,相反時(shí)取-。(3

14、) 回路中的電壓源:回路中所包括的電壓源電壓之和,當(dāng)電壓源的參考方向和回路電流方向一致取-,不一致取+。4、規(guī)律:自阻*Im+互阻* Im=電壓源之和5、步驟:選取一顆樹,確定基本回路;假設(shè)回路電流,規(guī)定基本回路電流方向;根據(jù)規(guī)律寫出關(guān)于基本回路的方程;求解出未知量6、特殊情況電路中的電壓源為受控電流源時(shí),將其當(dāng)做電壓源處理,例如3-5 的例 3-4;當(dāng)電路中有有伴電流源時(shí),將電流源和電阻進(jìn)行電源等效等效為 電壓源,例如3-5的例3-2 ;電路中存在無伴電流源,設(shè)無伴電流源兩端的電壓為U,此時(shí)含有無伴電流源的該條支路的電流確定,所以還是可以求解出所有的支路電流的。例如書上3-5的例3-3;當(dāng)電

15、路中有受控電流源時(shí),將其當(dāng)做電流源處理,例如3-5的例3-4 ;7、優(yōu)缺點(diǎn):該方法以回路電流為未知數(shù), 所以列寫的方程數(shù)為(b-n+1)個(gè), 當(dāng)電路中回路比較好找回路數(shù)比較少 的比較適用。五、網(wǎng)孔電流法1、網(wǎng)孔:一個(gè)自然地“孔”,它限定的區(qū)域內(nèi)沒有支路,電路的圖的全部網(wǎng)孔即為一組獨(dú)立回路。2、運(yùn)用方法:與回路電流法一樣,以網(wǎng)孔電流為未知數(shù),根據(jù)規(guī)律列寫方程,求解未知數(shù)。3、優(yōu)缺點(diǎn):該方法與回路電流法相比,其不需要再找一棵樹,構(gòu)成獨(dú)立回路, 一般電路中網(wǎng)孔比較明顯,所以可以直接通過網(wǎng)孔作為一組獨(dú)立回 路運(yùn)用回路電流法 簡化計(jì)算,并且由于網(wǎng)孔中不再包含支路,所以 更容易識(shí)別互阻,確定互阻的正負(fù)號(hào),

16、但網(wǎng)孔電流法只適用于平面電路。六、相關(guān)習(xí)題:習(xí)題與例題最好都做一下,可以結(jié)合第二章的等效方法簡化計(jì)算。第四章一、重點(diǎn)1、疊加定理2、戴維寧定理r等效法:改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3、輸入電阻一一二、疊加定理1、定理:在線性電阻電路中,某處電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí), 在該處分別產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。2、注意點(diǎn):疊加定理適用于線性電路,不適用于非線性電路。在各個(gè)分電路中,將 不作用的獨(dú)立電壓源短路,不作用的獨(dú)立 電流源斷路。電阻與受控源都保持不變。計(jì)算某個(gè)元件的功率時(shí)不能按各分電路計(jì)算所得功率疊加,即 功率不能疊加。分電路電壓和電流疊加時(shí)應(yīng) 注意參考方向 (即各個(gè)分量前的“ +”、“-”

17、號(hào)),為了方便可以將分電路中電流和電壓的參考方向 取為與原電路中的相同。該方法可以適用于電路中獨(dú)立電源數(shù)比較少或者經(jīng)過一定的電源等效后獨(dú)立電源數(shù)比較少的電路。5A3、例題1 :i10V+2i如上圖所示,計(jì)算電壓u和i,以及阻值為2Q的電阻的電功率p解:(1)畫出分電路(2)根據(jù)各分電路分別計(jì)算未知量僅10V電壓源作用時(shí): 根據(jù) KVL : 2*i(1)+1* i(1)+2 i(1)-10=0 i(1)=2A u(1)= 1* i(1)+2 i(1)=6V p(1)=4*2=8W僅5A電流源作用時(shí): 根據(jù)KCL對(duì)于結(jié)點(diǎn)a: i(2)+5-i(3)=0 根據(jù) KVL : 2* i(2)+1* i(

18、3)+2 i(2)=0 i(2)=-1A, i(3)=4A u(2)= 1* i(3)+2 i(2)=2V p( 2)=1*2=2W(3)根據(jù)疊加定理,將所計(jì)算的電流,電壓進(jìn)行疊加,電功率 根據(jù)總電流和總電壓計(jì)算求出。 i= i( 1)+ i(2)=2-1=1A u= u(1)+u(2)=6+2=8V p= i2*2=2W 豐 p( 1)+ p(2)例題2 :關(guān)于黑箱子Us 響應(yīng)如上圖所示,已知當(dāng)1V, is 1A 時(shí),i 2A解:由于未知電路是無源線性網(wǎng)路,所以當(dāng) Us1V, is 2A 時(shí),響應(yīng)i 1Ai的大小完全由乂和is決定假設(shè) i=kius+k2is根據(jù)已知條件:c一k計(jì) k2=2廠

19、_ki=1由此 i Us-ki+2*k2=12Ak2=1齊性原理:在線性電路中,當(dāng)所有激勵(lì)(獨(dú)立電壓源和獨(dú)立電流源)都同時(shí)增大或縮小K倍時(shí),貝V電路中響應(yīng)(電壓 和電流)也將同時(shí)增大或縮小 K倍。特別地,當(dāng)電路 中只有一個(gè)激勵(lì)(獨(dú)立電源或者獨(dú)立電流源)時(shí),則 響應(yīng)與激勵(lì)成正比。例題:如下圖,Ri=R2=1Q, Rl=2 Q, Us=51V,求電流 i解: 假設(shè)流過Rl的電流大小為i=1A 根據(jù)VCL關(guān)系,倒推得出u=34V (各倒推結(jié)果如上圖所示) 根據(jù)齊性原理:i Us即.Usi .51 1 15Ar UsUs345、相關(guān)習(xí)題:4-1中的所有例題,習(xí)題 4-1,4-2,4-3,4-4,4-6,4-7,4-8三、輸入電阻 二端網(wǎng)絡(luò):具有向外引出一對(duì)端子的電路或網(wǎng)絡(luò),例如下圖 輸入電阻:即下圖中的Rn輸入電阻-RnVI2、輸入電阻的計(jì)算方法當(dāng)A內(nèi)僅含

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