第1章電路的基本概念與定律第1章電路的基本概念與定律介紹概念:什么是電路?電路元件?電路模型?電路參數(shù)?參考方向?什么是什么是KCL?KVL?1.1電路和電路模型1.2電路的基本物理量及其參考方向1.4電壓源和電流源1.5受控電源1.6基爾霍夫定律1.7電功率和電位的計算1.3電阻、電感和電容HOME什么是電路?

由電路器件和電路元件(如電容、電感、電阻等）相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號、測量、控制、計算等功能

最簡單的電路由電源、負載、中間環(huán)節(jié)構(gòu)成觀看電流的通路

電壓源中間環(huán)節(jié)

負載電池中間環(huán)節(jié)負載實際電路電路模型HOME1.1電路和電路模型

下面是簡單電路和電路模型：實際的電路很復雜，本書只討論電路模型而非實際電路本身比如上圖的電池等效成了電壓源；而燈泡等效成了電阻。

電容電感電流源它從復雜實際電路中等效而來,是由電路元件構(gòu)成的。電阻

何為

電路模型？

何為電路元件？無源電路元件有源電路元件HOME電壓源1、電流在導體中，自由電子在電場力的作用下做有規(guī)則的移動形成電流正電荷移動的方向為電流的實際方向規(guī)定：電路理論中涉及的電路變量電流、電壓、電功率I

直流電流

電流的單位是安培1A=1000mA1mA=1000μA

i

交流電流HOME1.2電路的基本物理量及其參考方向2、電壓UABABI電場力把單位正電荷由A搬到B所做的功

表示為

UAB也叫電壓降或電位差單位

伏特V1V=1000mV,1mV=1000μV

與電壓代表的意義相同，可以說電位是電壓的一種特例定義：A點與參考點間的電壓，記做UA方向為從A至B

電場力將電位正電荷從電源的低電位點移到高電位點所做的功電動勢用E表示，實際方向為電位升的方向，與電壓方向相反電壓？電位？電動勢？電壓電位電動勢HOME電壓、電壓降、電位差、電位、電動勢它們的相同點它們的區(qū)別單位相同都是伏特（V）僅電動勢的方向與其它的相反注意電壓的名稱3.電功率

電功率與電壓和電流密切相關(guān)。當正電荷從元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移至“-”極時，電場力要對電荷作功，這時，元件吸收能量；反之，正電荷從“-”極到“+”極時，電場力作負功，元件向外釋放能量。功率用p來表示p(t)=u(t)i(t)單位為W

、mW

、kW定義HOME當電壓、電流均是直流量，應有

P=UI在直流電路中電阻元件

始終消耗功率電感和電容元件

不消耗功率電壓源和電流源

有時發(fā)出功率，也有時消耗功率，需要看I和U的方向。4.參考方向

電路變量的參考方向原則上可以任意假定,一般地，無源電路元件的電流參考方向一旦確定,則電壓的參考方向也隨之而定,即取與電流相關(guān)聯(lián)的參考方向。如：如此確定電流I如此確定電流才有如此的電壓IUABUBAHOME才有如此的電壓ABAB電壓降是有方向的abab從a到b從b到a有源元件上自有方向+US

Is電壓源電流源在這一節(jié)里要弄懂電路變量和變量的參考方向

無源電路元件：電阻R

、電感

L

、電容C

這里介紹1.電阻文字符號：R圖形符號（燈泡、電爐等均可視為電阻）當電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向時，任何時刻它兩端的電壓和電流關(guān)系服從歐姆定律u=Ri{伏安關(guān)系功率情況：p=ui直流電路中：永遠消耗功率2.電容{文字符號圖形符號伏安關(guān)系功率情況Cp=ui電流和電壓的變化率成正比在直流電路中P=0電容是儲能元件,不消耗有功功率3.電感文字符號圖形符號伏安關(guān)系功率情況Lp=ui電壓和電流的變化率成正比在直流電路中P=0電感是儲能元件,不消耗有功功率{1.3電阻、電感和電容HOME無內(nèi)阻的電壓源即是理想電壓源輸出電壓恒定,即特點外特性uULi特點有內(nèi)阻的電壓源即是實際電壓源

輸出電壓不再恒定！外特性iuUL1.4電壓源和電流源1.電壓源理想電壓源實際電壓源輸出電流任意（隨RL

而定）HOME無內(nèi)阻的電流源即理想電流源特點輸出電流恒定輸出電壓隨RL而定有內(nèi)阻的電流源即實際電流源特點輸出電壓和電流均隨RL而定2.電流源理想電流源實際電流源HOME實際電壓源與實際電流源的端口處具有相同的伏安特性:對外電路來說,電壓源和電流源可以互相等效兩種實際電源間的等效變換電流源電壓源開路時短路時開路時短路時HOME開路電壓對等短路電流對等即即對外電路來說,電壓源和電流源可以互相等效等效互換的條件HOME將下圖中的電壓源等效為電流源,并求兩種情況下負載的I、U、P.解：仍然有I=2AU=2VP=4WI=6/3=2AU=2VP=2*2=4W

解得等效為求圖示電路的開路電壓與短路電流。例1-1例1-2HOME與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流源串聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）化簡如下電路：（a）（b）切記例1-3（c）HOME獨立電源獨立電壓源，其電壓不受外電路影響和控制獨立電流源，其電流不受外電路影響和控制受控電源電壓控制的電壓源

VCVS電流控制的電壓源

CCVS電壓控制的電流源

VCCS電流控制的電流源

CCCS受控電壓源受控電流源HOME1.5受控電源支路（Branch）：電路中的每一條分支節(jié)點（Node）：三條以上支路的交叉點回路（Loop）由支路構(gòu)成的閉合路徑6條支路----b=64個節(jié)點----n=47個回路----L=7該電路擁有預備知識名詞解釋：1.6.1HOME1.6基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw）基爾霍夫電壓定律（Kirchhoff’sVoltageLaw）簡稱

KCL簡稱

KVLKCL內(nèi)容KVL內(nèi)容對任意節(jié)點，任意時刻，對任意閉合回路，任意時刻，沿一定方向繞行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。流入（或流出）該節(jié)點的電流代數(shù)和為零。即∑u=o即

∑i=o1.6.2HOME

基爾霍夫電流定律（KCL）詳解I1I2I3I4KCL的依據(jù)：電流的連續(xù)性

I=0即：例如在下圖節(jié)點中可以根據(jù)KCL列寫方程：流入為正，流出為負1.6.2定律內(nèi)容∑i=0I1I2I3KCL還可適用于任意封閉的面，對下面封閉面可列方程：I1+I2-I3

=0HOMEU2U3U1+_RR1R+_+_RI=?I=0

基爾霍夫電壓定律（KVL）詳解

回路#1

#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1回路#2：

#2回路#3

：#3第3個方程不獨立1.6.2即：對任意閉合回路，任意時刻，沿一定方向繞行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。對下圖中各回路列寫方程：HOME不要列寫不獨立的方程如何避免？？所選回路必須含有新支路??！

基爾霍夫電壓定律（KVL）詳解

回路#1

#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1回路#2

#2回路#3

#3第3個方程不獨立!1.6.2即：對任意閉合回路，任意時刻，沿一定方向繞行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。對下圖中各回路列寫方程HOME3個回路，2個方程獨立擴展：不僅適用于封閉的回路，也適用于形式上半封閉的回路

節(jié)點電流方程：節(jié)點a：節(jié)點b：獨立方程只有1個

回路電壓方程：獨立方程只有2個1.6.2HOMEaI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bU1

回路#1

回路#2

回路#3

設：電路中有N個節(jié)點，B個支路小結(jié)獨立的節(jié)點電流方程有(N-1)個則：歸納總結(jié)獨立的回路電壓方程有(B-N+1)個1.7.1電功率的計算在直流電路中電阻元件

始終消耗功率電感和電容元件

不消耗功率電壓源和電流源

有時發(fā)出功率，也有時消耗功率，需要看I

和U

的方向。IU1

發(fā)出功率+-U2

吸收功率當電源上的電壓和電流方向相反時，電源發(fā)出功率。當電源上的電壓和電流方向相同時，電源吸收功率。U1與I方向相反U2與I方向相同

在電路中，功率是平衡的HOME1.7電路中的功率和電位的計算1.7.2電位的計算a+-12V經(jīng)常這樣表示：12Vaa+12V0Va+12V-4V5030aUAUBR1R2HOME圖示電路：求U和I。例1-4解：3+1-2+I=0，I=-2（A）U1=3I=-6（V）U+U1+3-2=0，U=5（V）1A3A2A3V2V3UIU1HOME例1-510V55i1i2ii2S求下圖電路開關(guān)S打開和閉合時的i1和i2。S打開：i1=0i2=1.5(A)i2=i+2i5i+5i2=10S閉合：i2=0i1=i+2ii=10/5=2i1=6(A)第1章電路的基本概念和定律習題課學習要點

本章學習要點是理解和掌握下述基本概念和知識點：

1、電路和電路模型分析方法；

2、電路變量的參考方向；

3、一般激勵時的R、L、C電路特性；

4、電壓源和電流源；

5、受控電源；

6、電源的等效變換；

7、基爾霍夫定律；

8、電功率和電位的計算。HOME選擇題1、在下圖電路中，對負載電阻RL而言，虛線框中的電路可用一個等效電源代替，該等效電源是（）。理想電壓源b)理想電流源c)不能確定a2、已知電路中,則A、B間的電壓UAB為（）c-1Vb)0c)1VHOME3、在下圖電路中，已知則A、B兩點間的電壓UAB為（）。-18V18Vc)-6Va12V2A4、已知圖1中的電流源代替圖1所示的電路，該等效電流源的參數(shù)為（）。6A2Ac)–2A圖1圖2c用圖2所示的等效理想HOME5、在下圖電路中，當增大電阻R1的阻值時，電流I2將（）。a)減小b)增大c)不變c6、下圖電路的開路電壓為（）。4Vb)8.67Vc)6Vc+2VI？對回路列寫KVL：HOME7、在下圖的電路中，由（）供給功率。a)電壓源b)電流源c)電壓源和電流源b8、已知下圖電路中的電阻R1和R2消耗的功率由（）供給。a)電壓源b)電流源c)電壓源和電流源cHOMEc9、在圖示電路中，當開關(guān)S打開時，A

點的電位UA（）。-3V-6Vc）-9V10、在下圖的電路中，當開關(guān)S閉合時，A點的電位UA（）。a)-3Vb)-6Vc)-9VbHOME第2章電路分析方法

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第2章電路的分析方法2.1電源等效變換法HOME2.2支路電流法2.3節(jié)點電壓法2.4疊加原理2.5戴維寧定理I=I'

；Uab

=Uab'即：IRS+-UbaUabISabUab'I'RS'U=ISRS′RS=RS′IS=U/RS等效互換的條件：開路電壓對等，或短路電流對等。不難得出等效互換公式如下：HOME

2.1電源等效變換法例：電壓源與電流源的等效互換舉例I2

+-10VbaUab5AabI'10V/2

=5A2

5A

2

=10VU=ISRS′RS=RS′IS=U/RS2.1HOME等效變換的注意事項“等效”是指“對外”等效（等效互換前后對外伏--安特性一致），對內(nèi)不等效。(1)2.1注意轉(zhuǎn)換前后

Us與

Is

的方向(2)恒壓源和恒流源不能等效互換(3)(5)RS和

RS'不一定是電源內(nèi)阻。aUS+-bIRSIsaRS’bI'aIsRS'bI'US+-bIRSa(4)與恒壓源并聯(lián)的電路元件失效；與恒流源串聯(lián)的電路元件失效HOME應用舉例-+3A212V+-4454I=？16V43A454I2??6A4A3A54I??6+4=10A10A2//4//4=1Ω1+110V+412V5I--（負號表示實際方向與假設方向相反）2.1求I=？HOME10V+-2A2

I討論題哪個答案對???

2.110V+-2

I實際上HOME未知數(shù)：各支路電流解題思路：根據(jù)KCL，列節(jié)點電流方程

根據(jù)KVL，列回路電壓方程方程總數(shù)=未知電流數(shù)聯(lián)立求解解題步驟：1.假設各支路電流參考方向2.列寫“KCL”方程和“KVL”方程3.聯(lián)立求解2.2HOME

2.2支路電流法例1列寫3個節(jié)點電流方程：

？條支路，？個未知電流數(shù)dU+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxaI3s2.2電路如圖，求解各支路電流。解：要列5個方程56列寫回路電壓方程：聯(lián)立求解注意避免列寫含恒流源的回路方程！HOME0=0=0=3-SI6-I4I:c5-I4-I2I:b3+SI2-I1I:a例:U1=140V，U2=90VR1=20

，R2=5

，R3=6

求：各支路電流。I2I1I3R1U1R2U2R3+_+_解法1：支路電流法ABA節(jié)點：I1-I2-I3=0回路1：I1

R1+I3

R3

-U1=012回路2：I2R2-I3

R3

+U2

=0I1

-I2

-I3=020I1

+6I3=1405I2

-6I3

=-90I1=4AI2=-6AI3=10A負號表示與設定方向相反2.2整理得：解得假設電流參考方向列寫方程HOME例:U1=140V，U2=90V

R1=20

，R2=5

，R3=6

求：電流I3

。I3R1U1R2U2R3+_+_解法2：電壓源電流源的等效互換IS12R3R1225A6

4

I3IS1IS2R3R1R27A18A6

20

5

I32.2HOME

2.3節(jié)點電壓法、彌爾曼定理2.3R1R2+--+U1U2R3R4R5+-U5節(jié)點電壓法是以節(jié)點電壓為變量，應用KCL列出與獨立節(jié)點數(shù)相同的方程，從而解得節(jié)點電壓乃至支路電流。彌爾曼定理是針對只有兩個節(jié)點的電路。下圖中有？個節(jié)點①

②③3選擇一個節(jié)點作為參考節(jié)點另外兩個節(jié)點的電位或電壓為U1U2節(jié)點電壓法解題步驟：選定參考節(jié)點列寫節(jié)點電壓方程3.解方程求節(jié)點電壓如何列寫節(jié)點電壓方程？請看下頁HOME2.3節(jié)點電壓方程的推導先列寫兩個對應的節(jié)點電流方程：R1R2+--+Us1Us2R3R4R5I2I3I4I1①

U1U2②Is1將各電流用節(jié)點電壓表示：并將其代入上式整理得：節(jié)點電壓方程HOME找出列節(jié)點電壓方程的規(guī)律性2.3R1R2+--+Us1Us2R3R4R5I2I3I4I1①

U1U2②Is1流入節(jié)點①的電激流節(jié)點①與②的互電導節(jié)點①的自電導節(jié)點②的自電導流入節(jié)點②的電激流節(jié)點②與①的互電導HOME找出列節(jié)點電壓方程的規(guī)律性2.3I3R1R2+--+Us1Us2R3R4R5I2I4I1①

U1U2②Is1電激流互電導自電導與某節(jié)點相關(guān)聯(lián)的所有支路電阻倒數(shù)之和（取正）①與②間的互電導是指與①②均關(guān)聯(lián)的支路電阻倒數(shù)之和（取負）有幾個含源支路，就有幾項，流入為正，流出為負對于電壓源支路，若電源的正極對著節(jié)點，則取正HOME

節(jié)點電壓法適用于支路數(shù)多，節(jié)點少的電路。

在有多個獨立電源同時作用的線性電路中，任意支路的電流或任意兩點間的電壓，等于各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。疊加原理內(nèi)容一個電源單獨作用時，其它獨立源失效獨立源失效2.4獨立電壓源短路獨立電流源開路

2.4疊加原理HOME+BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABU2I3''R3+_U2單獨作用+_AU1BI2'R1I1'R2I3'R3U1單獨作用疊加原理這里，U2失效即令其短路；2.4U1失效即令其短路。HOME用疊加原理求I2BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I2''2

6

AB7.2V3

+_+_A12VBI2'2

6

3

已知：U1=12V，U2=7.2V，R1=2

，R2=6

，R3=3

解：I2′=根據(jù)疊加原理，I2=I2′+I2

1A–1A0A=+

I2=I2′+I2

=I2"=？？2.4HOME例1+-10

I4A20V10

10

用疊加定理求：I=?I'=2AI"=-1AI=I'+I"=1A+10

I′4A10

10

+-10

I"20V10

10

解：2.4“恒流源失效”即令其開路。HOME例2原電路分解為應用疊加定理要注意的問題1.只適用于線性電路。2.疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。2.4HOME3.疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率，即功率不能疊加.4.運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。=+名詞解釋：無源二端網(wǎng)絡：

二端網(wǎng)絡中沒有電源有源二端網(wǎng)絡：

二端網(wǎng)絡中含有電源2.5戴維南定理二端網(wǎng)絡：若一個電路只通過兩個輸出端與外電路相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡”。ABAB2.5HOME有源二端網(wǎng)絡用電壓源模型替代

---戴維南定理有源二端網(wǎng)絡用電流源模型替代---諾頓定理2.5有源二端網(wǎng)絡RUocR0+_R有源二端網(wǎng)絡R戴維南定理諾頓定理R0RIsc等效為等效為2.5戴維南定理和諾頓定理HOME等效電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡的開端電壓UOC；等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡對應無源二端網(wǎng)絡的輸入電阻RO

有源二端網(wǎng)絡RUocRO+_R2.5等效電壓源的電壓Uoc

等于有源二端網(wǎng)絡的開路電壓等效電壓源的內(nèi)阻Ro等于有源二端網(wǎng)絡中獨立源失效后的輸入電阻。有源二端網(wǎng)絡ocUAB相應的無源二端網(wǎng)絡ABR

OUoc=?RO=?掌握了求解Uoc

和RO的方法就是掌握了戴維南定理HOME2.5戴維南定理適用于求解復雜網(wǎng)絡中某一條支路的電流或某兩點間的電壓用戴維南定理求解電壓或電流的步驟：4

4

50

5

33AB1ARL+_8V_+10VCDEI移去待求支路，造一個二端網(wǎng)絡1求出Ro2求出Uoc3求出待求量5移回待求支路，畫出戴維南等效電路4UocRo+_RLIABHOME戴維南定理應用舉例（之一）已知：R1=R4=20

R3=R2=30

U=10V求：當R5=10時，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U2.5移去待求支路，造一個二端網(wǎng)絡1AB解：有源二端網(wǎng)絡未完，接下頁HOME求出Req2ReqR1R3R2R4AB求出Uoc3UocR1R3+_R2R4UABCD移回待求支路，畫出戴維南等效電路4求出待求量5R510UocRo+_I242V2.5HOME203010V電路如圖，試用戴維南定理求UL=?4

4

50

5

33AB1ARL+_8V_+10VCDEUL戴維南定理應用舉例（之二）2.5AB移去待求支路，造一個二端網(wǎng)絡1求出Ro24

4

50

5

ABCDEAB解：顯然，Ro=50+2+5=57Ω獨立源失效后的等效電路未完，接下頁HOME求出Uoc3移回待求支路，畫出戴維南等效電路4求出待求量54

4

50

5

33AB1ARL+_8V_+10VCDEULAB電流通路UocRL33UocRo+_579VABUL#續(xù)例2HOME第2章小結(jié)及習題舉例HOME1、電路、電路模型、支路、回路、節(jié)點；2、參考方向、參考節(jié)點和節(jié)點電壓。各電路分析方法的特點：5、戴維南定理：（適用于線性電路）該方法可求某一支路的響應。其關(guān)鍵問題是Uoc和Req的求解。1、電源等效變換：用于多個電源的場合，能將復雜電路轉(zhuǎn)換成簡單電路求解。2、支路電流法：直接利用基爾霍夫定律方程。它直觀、易懂，但方程數(shù)較多。3、節(jié)點電壓法和彌爾曼定理：特別適用于多支路、少節(jié)點的電路。4、疊加原理：（適用于線性電路）線性電路的一個重要定理。體現(xiàn)線性電路的比例性和疊加性。例1：用電源等效變換求圖示電路中的電流UAB則UAB=(10+8)×(1//5/3)=11.25VHOME例2：用支路電流法求圖示電路中的各支路電流。

解：依據(jù)題圖，電路有四條支路，其中電流源支路的電流已知，可見有三個未知電流。已知電路有1個獨立節(jié)點，故可列1個KCL方程和2個回路方程。KCL方程：KVL方程：I1=4AI2=10A

I3=12A圖2例2圖

I1-I2-I3+18=0（1）20I1+6I2=140（2）-6I2+5I3=0（3）

將式（1）~（3）聯(lián)立，求得各支路電流。#HOME例3：用疊加定理求圖示電路中支路電流Ix。IS單獨作用時：US單獨作用時：共同作用時：

圖3例3圖HOME例4：用戴維南定理求圖示電路中的電壓UAB。第三步求開路電壓Uoc第二步：求等效電阻RoRo=1+1//2=5/3Ω第一步去掉待求支路,造二端網(wǎng)絡Uoc=4.5*2/3

=3V+-5V2Ω3Ω2Ω1Ω1Ω1/3Ω2AABRo2Ω3Ω2Ω1Ω1ΩBA+-5V2Ω32112AABUOC2Ω112AABUOC2.5AHOME第四步：畫等效電路,求UABAB5/3Ω1/33V+AB例5：用戴維南定理求圖示電路中支路電流I2第一二步:造二端網(wǎng)絡.求開路電壓UOCUOC=6×4+10=34VHOME第三步：求等效電阻ROIsc=4+10/6=17/3A第四步:畫戴維寧等效電路,求I2I2=34/(6+4)=3.4A先求短路電流Isc.將端口處短路，則短路電流:等效電阻為:第3章正弦交流電路

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第三章正弦交流電路第一節(jié)正弦交流電的基本概念第二節(jié)正弦量的相量表示法第三節(jié)電阻元件的正弦交流電路第四節(jié)電感元件的正弦交流電路第五節(jié)電容元件的正弦交流電路第六節(jié)正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析第七節(jié)功率因數(shù)的提高第八節(jié)正弦交流電路的頻率特性

小結(jié)與習題第九節(jié)諧振電路第三章正弦交流電路一、概念1、什么是正弦交流電：

隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電壓、電流和電動勢等物理量，通稱為正弦量。它們在一個周期內(nèi)平均值為零。2、為什么要使用交流電：交流電容易獲得。3、交流電的正方向：實際方向與參考方向一致時取正。4、交、直流電路比較：①交、直流電的I、U、E、P

具有相同的物理意義②基本定律定理一樣，網(wǎng)絡分析的方法理論一樣。③交流電是變的，其瞬時值符合KCL、KVL

，但有效值不符合。3.1

正弦交流電路的基本概念二、正弦量描述角頻率初相位幅值三個要素可以描述一個正弦量：

頻率、幅值、初相位幅值amplitudeangularfrequencyinitialphaseangle3.12、幅值與有效值1、頻率

f

（周期Τ、角頻率ω）

周期T：變化一周所需的時間，用sms表示。

頻率f

：每秒重復變化的次數(shù)。單位：Hz赫(茲)

f=1/T角頻率ω

：每秒變化的角度(弧度)

，

ω=2πf=2π/Trad/s幅值

正弦量變化過程中呈現(xiàn)的最大值，電流

Im

，電壓Um如果一個交流電流

i

通過一個電阻R，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，而在相同的時間里產(chǎn)生相同的熱量需通入直流電為I，則稱I

為i

的有效值。即：I、U

表示有效值

Im

、Um

表示幅值有效值3.1初相位

是t=0時刻到波形起始點那段距離對應的角度相位差

兩個同頻正弦量相位角之差，表示為3、初相位與相位差3.1＜1800規(guī)定：|y|(180°)。特殊相位關(guān)系：

tu,iu

iO

tu,iu

iO

tu,iu

iOj=0同相j=(180o)反相

=p/2正交3.1例3-1解：1）已知2）3.2正弦量的相量表示法1.相量圖直角坐標系中有一有向線段相量圖可以描述一個正弦量正弦量表示法瞬時值（三角函數(shù)）波形圖相量圖相量式（復數(shù)）直觀，但不便于分析計算便于完成正弦量的加減乘除運算旋轉(zhuǎn)起來投影#3.2已知：求：解：采用相量圖法計算：瞬時值相加很繁瑣結(jié)果：#正弦量相量圖對應例3-23.22.相量式（復數(shù)表示法）將相量圖置于復平面中+1j實軸虛軸向?qū)嵼S的投影復平面向虛軸的投影相量表示為相量式：代數(shù)形式：指數(shù)形式：極坐標形式其中#運算法則：(1)加減運算A1A2ReImO加減可用圖解法3.2(2)乘除運算除法：模相除，角相減乘法：模相乘，角相加則:#若

=|A1|

1，若

=|A2|

2若=a1+jb1，

=a2+jb2則±=(a1±a2)+j(b1±b2)3.21.相量圖正弦量表示法瞬時值（三角函數(shù)）波形圖相量圖相量式（復數(shù)）#正弦量相量圖對應2.相量式（復數(shù)表示法）代數(shù)形式：指數(shù)形式：極坐標形式其中正弦電壓與相量的對應關(guān)系：已知例3-3試用相量表示i,u.解：例3-4試寫出電流的瞬時值表達式。解：3.2例3-5解:例3-6解：上式#3.2例3-7同頻正弦量的加、減運算可借助相量圖進行。相量圖在正弦穩(wěn)態(tài)分析中有重要作用，尤其適用于定性分析。ReImReIm首尾相接#3.23.3.1電阻元件的正弦交流電路一.伏安關(guān)系URuR(t)i(t)RUR=RI相量模型R顯然有1.電壓與電流為同頻正弦量2.有效值與相量均有歐姆定律成立二.功率有功功率三.相量圖同相位#3.3.2電感元件的正弦交流電路一.伏安關(guān)系1.電壓與電流為同頻正弦量2.有效值與相量均符合歐姆定律3.感抗XL是頻率f的函數(shù)4.電壓超前電流900#i(t)uL(t)Lj

L相量模型UL則設相量歐姆定律有效值歐姆定律稱為感抗稱為復感抗二.功率有功功率三.相量圖3.3.瞬時功率以2

交變，有正有負，一周期內(nèi)剛好互相抵消。

i

tOuLpL波形圖2

P=0u與i

相位相差900#無功功率Q無功功率是指儲能元件與電源間進行能量交換的那部分功率乏(Var)3.3.3電容元件的正弦交流電路一.伏安關(guān)系1.電壓與電流為同頻正弦量2.有效值與相量均符合歐姆定律3.容抗XC是頻率f的函數(shù)4.電流超前電壓900則設相量歐姆定律有效值歐姆定律稱為容抗復容抗i(t)u(t)C相量模型二.功率三.相量圖3.3.瞬時功率以2

交變，有正有負，一周期內(nèi)剛好互相抵消。

u

tOipc波形圖：2

u與i

相位相差900#無功功率是指儲能元件與電源間進行能量交換的那部分功率乏(Var)P=0有功功率無功功率Q3.4正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析1.RC串聯(lián)電路|Z|RXCj阻抗三角形阻抗模阻抗角iuCRR相量模型稱為復阻抗相量模型法#1.RC串聯(lián)電路R相量圖法選電路的共量作為參考相量然后依次畫出、、3.4相量圖為一直角三角形這種方法可將復雜的正弦電路計算轉(zhuǎn)化為平面幾何的分析計算各邊長為對應量的有效值UR=3VUC=4V如：U=？5V#電壓三角形1.RC串聯(lián)電路功率問題3.4#RC電阻消耗的有功功率電路總有功功率=電路總無功功率=儲能元件上的無功功率電路視在功率●●●PQS視在功率wVarVA功率三角形2.RLC串聯(lián)電路3.6#RLC電路總阻抗電壓三角形是電壓與電流的相位差，也是阻抗角電壓超前電流電路呈感性2.RLC串聯(lián)電路3.4#RLC

對于電壓三角形各邊電壓有效值乘以電流有效值分別變?yōu)?/p>

有功功率P、無功功率Q、視在功率S

PSQ●●●功率三角形關(guān)于交流電路的功率有功，無功，視在功率的關(guān)系：有功功率:P=UIcosj單位：W無功功率:P=UIsinj單位：var視在功率:S=UI

單位：VAjSPQjZRXjUURUXRX+_+_oo+_功率三角形阻抗三角形電壓三角形3.視在功率(表觀功率)反映電氣設備的容量。2.無功功率Q表示交換功率的最大值var(乏)1.有功功率PP=UIcosj(W)表示電路真正消耗的功率電感、電容的無功補償作用LCRuuLuCi+-+-+-當L發(fā)出功率時，C剛好吸收功率，則與外電路交換功率為pL+pC。因此，L、C的無功具有互相補償?shù)淖饔谩ｊP(guān)于交流電路的功率

t

iOuLuCpLpC例3-8LCRuuLuCi+-+-+-已知：R=15,L=0.3mH,C=0.2F,求i,uR,uL,uC.解：其相量模型為j

LR+-+-+-分電壓大于總電壓

-3.4°相量圖例3-9已知Z1=10+j6.28

,Z2=20-j31.9

,Z3=15+j15.7

。Z1Z2Z3ab求

Zab。負載消耗多少有功功率由負載的阻抗角決定。P=Scosjcosj=1,P=Scosj=0.7,P=0.7S一般用戶為感性負載異步電動機、日光燈(1)電源的利用率降低。電流到了額定值，但功率容量還有(2)線路壓降損耗和能量損耗增大。I=P/(Ucosj

)3.5功率因數(shù)提高負載電源客觀事實功率因數(shù)低帶來的問題j1在負載兩端并聯(lián)電容，提高功率因數(shù)分析:j1j2

并聯(lián)電容后,原感性負載取用的電流不變,吸收的有功無功都不變，即負載工作狀態(tài)沒有發(fā)生任何變化。由于并聯(lián)電容的電流領先總電流，從相量圖上看,UI的夾角減小了,從而提高了電源端的功率因數(shù)cosφ解決辦法LRC+_原負載新負載并聯(lián)電容后，原負載的任何參數(shù)都沒有改變！補償容量的確定j1j2代入補償容量不同全——不要求(電容設備投資增加,經(jīng)濟效果不明顯)欠過——使功率因數(shù)又由高變低(性質(zhì)不同)綜合考慮，提高到適當值為宜(0.9左右)。LRC+_補償后電流？補償后功率因數(shù)？補償容量也可以用功率三角形確定：j1j2PQCQLQ思考：能否用串聯(lián)電容提高cosj?

單純從提高cosj看是可以，但是負載上電壓改變了。在電網(wǎng)與電網(wǎng)連接上有用這種方法的，一般用戶采用并聯(lián)電容。功率因數(shù)提高后，線路上電流減少，就可以帶更多的負載，充分利用設備的能力。再從功率這個角度來看:并聯(lián)C后，電源向負載輸送的有功UILcosj1=UIcosj2不變，但是電源向負載輸送的無功UIsinj2<UILsinj1減少了，減少的這部分無功就由電容“產(chǎn)生”來補償，使感性負載吸收的無功不變，而功率因數(shù)得到改善。已知：f=50Hz,U=380V,P=20kW,cosj1=0.6(滯后)。要使功率因數(shù)提高到0.9,求并聯(lián)電容C。例3-10P=20kWcosj1=0.6+_CLRC+_解：j1j23.6諧振電路一、串聯(lián)諧振只要電路中存在LC，而總電壓與總電流又同相位，則說該電路處于諧振狀態(tài)，電路發(fā)生了諧振RLC電壓與電流同相位阻抗角為0阻抗虛部為01.相量圖2.諧振條件3.諧振特征為諧振頻率1.Z最小，呈純阻性，Z=R,φ=02.諧振時電流最大，I0=U/RUR=U3.電路仍存在感抗、容抗，稱為特性阻抗ρ稱為品質(zhì)因數(shù)Q與總電壓無關(guān)第4章三相交流電路

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第四章

三相交流電路4.1

三相電動勢的產(chǎn)生與三相電源的聯(lián)結(jié)4.2

三相電路負載的聯(lián)結(jié)4.3

三相電路的功率4.1

三相電動勢的產(chǎn)生與三相電源的聯(lián)結(jié)一、產(chǎn)生三相發(fā)電機產(chǎn)生相位互差1200的三相電動勢相量表達式瞬時值表達式波形圖表達相量圖達式-1200120000四種表達方式cab三相四線制三相電源一般都是對稱的，而且多用三相四線制接法。一、三相電源的聯(lián)結(jié)ACBN三相電源一般為星形接法，即發(fā)電機三個繞組尾端相聯(lián)三個相電壓三個線電壓三個端線端線對中線電壓中線

端線間電壓4.1

4.1

ACBN關(guān)于三相電源1.有三相電壓統(tǒng)稱為UP2.有三個線電壓統(tǒng)稱為Ul3.相電壓與線電壓的關(guān)系例如用相量圖求怎么來的？300同理可以畫出低壓配電系統(tǒng)中

UP=220V，Ul=380V負載聯(lián)成星形4.2

三相電路負載的聯(lián)結(jié)

負載聯(lián)成三角形星形負載角形負載

三相四線制電路

三相三線制電路

負載聯(lián)成Y形，無中線三相電路簡稱：Y---Y方式

負載聯(lián)成Y形，有中線三相電路簡稱：Y---Y0方式

負載聯(lián)成△形，簡稱：Y---△方式1234.21三相電路計算Y---Y0方式相電流線電流每相負載上的電流表示為IP端線上的電流表示為IL負載側(cè)也有端線、相電壓、線電壓

在這里，IP=

IL，4.2三相電路計算2Y---Y方式對于U相來說，應有這樣的等效電路：N當負載對稱時，則Y---Y方式的計算同Y---Y0方式等效電路變?yōu)閅---△方式34.2三相電路計算相電流：線電流：相電流超前線電流300三相交流電路的小結(jié)--三相電路計算負載

形接法對稱負載時：各相電壓、電流單獨計算。負載不對稱時：負載對稱時：電壓對稱、電流對稱，只需計算一相。求電表讀數(shù)時，可只算有效值，不算相位。三相電路的計算要特別注意相位問題。

負載Y形接法對稱負載時：4.2例4-1在對稱三相電路中，若試寫出其它各相電壓的瞬時值表達式，相量表達式及相量圖。解：由于是對稱電路，可以直接寫出其它兩相電壓：瞬時值表達式：相量表達式：相量圖：例4-2某對稱三相電路，線電壓380V，對稱負載作星形接法，求負載的相電流為多少？解：各相負載相電壓：各相負載阻抗模：負載的相電流：答：負載的各相電流均為12.2A。#例4-3電路如圖所示，電源線電壓為380V，各相負載均為10Ω，試問，這能否算是對稱負載和對稱三相電路？試計算各相電流和中線電流，并畫相量圖。解：1.因三相復阻抗不同，所以不是對稱負載，也不是對稱三相電路。2.計算各相電流和中線電流：則接下頁中線電流：各相電流：相量圖：#例4-4擬選用額定電壓為220V的負載組成三相電路，對于線電壓為380V和220V的兩種電源，負載應如何聯(lián)結(jié)？三相對稱負載為試求出上述兩種情況下的相電流和線電流。解：對于線電壓為220V的電源，對于線電壓為380V的電源，應聯(lián)結(jié)成三角形?。∝撦d應怎樣聯(lián)結(jié)？？？負載應怎樣聯(lián)結(jié)？？？應聯(lián)結(jié)成星形?。÷?lián)成三角形相電流：線電流：或：（接下頁）聯(lián)成星形例4-4相電流===線電流例4-4（2）對于不對稱負載，再求以上兩種情況下的線電流與相電流。例4-4（2）對于不對稱負載，再求以上兩種情況下的線電流與相電流。解：接成三角形，負載上各相電壓均為220V。相電流線電流負載對稱時：

由負載性質(zhì)決定星形接法時：三角形接法時：

UP、IP代表負載上的相電壓和相電流三相總有功功率：4.3

三相電路的功率代入有功功率：無功功率：視在功率：在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：例4-5

對稱三相負載星形聯(lián)結(jié)，已知每相阻抗Z=30.8+j23.1Ω，電源的線電壓為380伏，求三相功率

S、P、Q和功率因數(shù)cosψ。解：先求相電流IP然后線電流IL最后求S、P、Q功率因數(shù)角既是阻抗角#例4-6已知對稱三相電路，負載為三角形聯(lián)結(jié)，其線電流為25.5A有功功率P=7760W，功率因數(shù)cosφ=0.8。求電源的線電壓，電路的視在功率S和負載的每相阻抗Z。解：#第四章三相交流電路習題課學習要點1、三相對稱電勢的產(chǎn)生與表示2、三相對稱電源的聯(lián)結(jié)3、三相對稱負載的星形聯(lián)結(jié)4、三相對稱負載的三角形聯(lián)結(jié)5、三相功率的計算一、選擇題：1、已知某三相四線制電路中的線電壓則當相電壓之和為（）。時，它的三個b2、某三相發(fā)電機繞組接成星形時的線電壓是它接成三角形，則線電壓為（）。，若將c3、某三相對稱電路的線電壓線電流正相序，負載連接成Y形，每相的復阻抗該三相電路的有功功率為（）a

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第5章電路的時域分析

第五章電路的時域分析5.1概述換路定律5.2RC電路的時域分析5.3求解一階電路的三要素法5.4RC積分電路與微分電路預備知識穩(wěn)態(tài)：給定條件下，電路中的電壓、電流物理量達到穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)態(tài)下電路中C與L的處理穩(wěn)態(tài)參數(shù)的求解？I1=1mAI2=0uc=4V電容視為斷路電感視為短路i1=2Ai2=3AiL=5A電容視為斷路電感視為短路將含有L、C的電路化為無L、C的電路電容C存儲的電場能量電感L儲存的磁場能量能量的變化是連續(xù)的？還是斷續(xù)的？自然界物體所具有的能量不能突變，能量的積累或釋放需要一定的時間。C電路處于舊穩(wěn)態(tài)SRU+_5.1概述（換路定律）電路處于新穩(wěn)態(tài)RU+_1.暫態(tài)：電路參數(shù)從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)需要一個過渡時間，此段時間內(nèi)電路所產(chǎn)生的物理過程稱為過渡過程。過渡過程狀態(tài)又稱為暫態(tài)。一、時域響應的概念開關(guān)S閉合4個新詞2.換路：開關(guān)的通斷，元件參數(shù)突變電路狀態(tài)的改變3.初值：換路后瞬間變量的值4.穩(wěn)態(tài)值：換路后達到穩(wěn)態(tài)后變量的值電阻電路UR+_I(t=0)S二、

產(chǎn)生過渡過程的電路及原因結(jié)論：電阻電路不存在過渡過程UR+_I(t=0)S

原穩(wěn)態(tài)I=0新穩(wěn)態(tài)I=U/R電容電路UR+_C(t=0)SuCUR+_C(t=0)SuCuc=0uc=U結(jié)論：有電容的電路換路時可能有過渡過程

原穩(wěn)態(tài)？電感電路RU+_iL(t=0)SiL=0新穩(wěn)態(tài)？iL=U/R結(jié)論：有電感的電路換路時可能有過渡過程產(chǎn)生過渡過程的原因？內(nèi)因+外因內(nèi)因：能量的連續(xù)性，外因：換路三、

換路定律換路瞬間,電容上的電壓、電感中的電流不能突變設t=0時換路---換路前瞬間---

換路后瞬間換路定率律用換路定律可求出0+

時刻的初始值，初值是時域分析的重要條件C

換路前SRU+_

換路很久后RU+_C換路后瞬間SRU+_根據(jù)換路定律建造換路后的等效電路，求解之。5.1

等效電路中電容和電感的處理：根據(jù)換路定律：將電容用電壓源替代，電壓為將電感用電流源替代，電流為依此建造等效電路求初值的步驟：1.先求出2.造出等效電路3.求出各初值四、確定電路的初值？？？§5.1概述-小結(jié)含有L和C的電路當發(fā)生換路時有暫態(tài)(過渡過程)產(chǎn)生原因？三、換路定律一、時域響應的概念4個新詞二、

產(chǎn)生過渡過程的電路及原因內(nèi)因：能量的連續(xù)性，外因：換路暫態(tài)換路四、確定電路的初值1.先求2.造出等效電路3.求出各初值初值穩(wěn)態(tài)值例5-1SR1U+_C（t=0）R2U=12VR1=4k

R2=2k

C=1F

原電路已穩(wěn)定，t=0時刻發(fā)生換路。求解：1.先求出2.造出等效電路3.求出各初值穩(wěn)態(tài)值怎樣求？例5-2解:求:電路原已達到穩(wěn)態(tài)設時開關(guān)斷開1.先求出2.造出等效電路3.求出各初值K.LRiL+-20VR10mA

根據(jù)電路規(guī)律列寫電壓、電流的微分方程，若微分方程是一階的，則該電路為一階電路5.2RC電路的時域分析KRU+_Ct=0一階電路過渡過程的求解方法(一)經(jīng)典法:用數(shù)學方法求解微分方程；(二)三要素法:求初始值穩(wěn)態(tài)值時間常數(shù)

本節(jié)重點+-URCuRuCit=0列寫回路方程：5.2.1一階RC電路的零輸入響應方程通解為：一階常系數(shù)線性奇次微分方程得稱為時間常數(shù)tUuc變化規(guī)律1.電路2.電壓方程3.解方程一階常系數(shù)線性微分方程方程的解：5.2.2一階RC電路的零狀態(tài)響應KRU+_Ct=02.電壓方程特解通解取換路后的新穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)分量或強制分量）作特解通解即的解又稱自由分量或暫態(tài)分量A為積分常數(shù)特解為：通解為：又稱穩(wěn)態(tài)分量或強制分量求A代入初始條件得:得1.電路3.解方程一階常系數(shù)線性微分方程方程的解：5.2.2一階RC電路的零狀態(tài)響應KRU+_Ct=02.電壓方程特解通解取換路后的新穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)分量或強制分量）作特解通解即的解又稱自由分量或暫態(tài)分量A為積分常數(shù)通解為：求A代入初始條件得:得1.電路3.解方程又稱穩(wěn)態(tài)分量或強制分量特解為：5.2.2一階RC電路的零輸入響應KRU+_Ct=0電壓方程方程解時間常數(shù)當時:方程解可寫為tU

當t=5

時，過渡過程基本結(jié)束，uC達到穩(wěn)態(tài)值。0.632Ut000.632U0.865U0.950U0.982U0.993U0.998Ui若τ較小，則曲線是什么樣的？電流的曲線是什么樣的？若τ較大，則曲線是什么樣的？τ較小τ較大

越大，過渡過程曲線變化越慢，uC達到穩(wěn)態(tài)所需要的時間越長。結(jié)論：KRU+_Ct=0根據(jù)換路定理疊加方法狀態(tài)為0，即U0=0輸入為0，即U=05.2.3完全響應及其兩種分解形式時間常數(shù)初始值穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值一般形式：KRU+_Ct=0一階電路微分方程解的通用表達式：三要素

------穩(wěn)態(tài)值------初始值------時間常數(shù)

代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)。式中5.3求解一階電路的三要素法

電路中含有一種儲能元件，其時域響應就可用一階微分方程來描述，這種電路稱為一階電路。三要素法求解過程分別求初始值、穩(wěn)態(tài)值、時間常數(shù)將以上結(jié)果代入過渡過程通用表達式

“三要素法”例題SRU+_Ct=0已知參數(shù)R=2kΩ、U=10V、C=1μF,且開關(guān)閉和前uc(0-)=0。開關(guān)S在t=0時刻閉合，求t>0時的uc(t)和i(t)。解求初值求終值時間常數(shù)代入公式終值初值時間常數(shù)10010-500t同理得也可以這樣算時間常數(shù)的求法時間常數(shù)的求法RC電路時間常數(shù)為τ=R0*CR0為獨立源失效后,從C兩端看進去的等效電阻R0本例中RL電路時間常數(shù)為τ=L/R0R0例5-3求如下電路換路后的時間常數(shù)求如下電路換路后的時間常數(shù)R0=?R0=?5kΩ5kΩ例5-4圖示電路換路前已處于穩(wěn)態(tài)，試求換路后的解：I換路前求電感電壓例5-5S在t=0時閉合，換路前電路處于穩(wěn)態(tài)解1.先求出t=03ALSR2R1R3IS2

2

1

1H2.造出等效電路，求出初值2AR1R2R33.求穩(wěn)態(tài)值t=

時等效電路R1R2R34.求時間常數(shù)5.將三要素代入通用表達式得過渡過程方程

6.畫過渡過程曲線（由初始值

穩(wěn)態(tài)值）起始值-4Vt穩(wěn)態(tài)值0V習題課

第五章線性電路的時域分析第五章線性電路的時域分析習題課學習要點1、暫態(tài)過程產(chǎn)生的原因及研究電路暫態(tài)過程的意義2、確定暫態(tài)過程初始值的換路定則3、一階電路的三要素法三要素:4、暫態(tài)方程的一般式5、微分電路與積分電路練習與思考+-R1LSUSR2答案：(C)1、下圖所示電路在已穩(wěn)定狀態(tài)下斷開開關(guān)S，則該電（）。因為有儲能元件L，要產(chǎn)生過渡過程；因為電路有儲能元件且發(fā)生換路，要產(chǎn)生過渡過程；因為換路時元件L的電流儲能不能發(fā)生變化，不產(chǎn)生過渡過程。2、下圖所示電路在達到穩(wěn)定狀態(tài)后移動R1上的滑動的觸點，該電路將產(chǎn)生過渡過程。這是因為（）。

a)電路發(fā)生換路；

b)電路中有儲能元件C；

c)電路有儲能元件的能量發(fā)生變化。答案(b)+-R2USR1C3、下圖所示電路在達到穩(wěn)定狀態(tài)后減小增加R1

，則該電路（）。因為發(fā)生換路，要產(chǎn)生過渡過程因為C的儲能值不變，不產(chǎn)生過渡過程因為有儲能元件且發(fā)生換路，要發(fā)生過渡過程答案：(b)+-USR1CR24、下圖所示電路在穩(wěn)定狀態(tài)下閉合開關(guān)S，該電路（）。不產(chǎn)生過渡過程，因為換路未引起L的電流發(fā)生變化要發(fā)生過渡過程，因為電路發(fā)生換路要發(fā)生過渡過程，因為電路有儲能元件且發(fā)生換路答案：(a)+-R1LSUSR25、RL串聯(lián)電路與電壓為8V的恒壓源接通，如下圖所示。在t=0瞬間將開關(guān)S閉合。當電感分別為1H、3H、6H、4H時所收到的四根uR(t)曲線如下圖所示。其中1H電感所對應的uR(t)曲線是（）。答案(a)+-RLSuR(t)t/suR(t)/V048abc電路如圖所示，已知開關(guān)閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。求時的。例5-6S(t=0)三要素法解

即

例5-7已知如圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)，時電路換路。求換路后的UR1R2S(t=0)解在如圖所示電路中，已知

且換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。試求換路后瞬間各支路電流和各儲能元件兩端的電壓。課堂練習1解（答案）

學生自行完成

。在“1”和“2”位置時的時間常數(shù)。已知求如圖所示電路中開關(guān)課堂練習2S(t=0)如圖所示電路中，已知且時電路換路，求時的、和。解（答案）

學生自行完成

*課堂練習3iSR1R2Cgmu1u1uCiCi1解（答案）

學生自行完成

S(t=0)第6章變壓器

沈陽工業(yè)大學電工學教研室

第6章變壓器6.1磁路6.2變壓器#第6章變壓器

本章介紹的基本物理量、基本定律以及磁性材料的磁性能。在此基礎上重點討論鐵心線圈電路和變壓器。6.1磁路的基本概念和定律

電動機、繼電器、電磁鐵及變壓器等電器都是基于電磁耦合的原理工作的，我們已經(jīng)學過了電路，現(xiàn)在再來研究磁路。一、磁場的基本物理量1.磁通φ2.磁感應強度B3.磁場強度H4.導磁系數(shù)μ#6.1一、磁場的基本物理量垂直穿過某一面積S的磁力線的總根數(shù)。韋伯wb穿過單位面積的磁力線根數(shù)。特斯拉T

wb/m2磁場中某點的B與該點的磁導率μ的比值。1.磁通φ2.磁感應強度B3.磁場強度H4.導磁系數(shù)μ描述導磁能力大小的物理量。通常使用相對導磁系數(shù)無量綱真空導磁系數(shù)6.1磁路的基本概念和定律安/米，A/m,A/cm#6.1磁動勢6-1磁路的基本概念和定律二、磁路的基本定律安培環(huán)路定律磁路歐姆定律與電路類似，磁路也有各種定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律沿任一閉合路徑，H的線積分等于包圍在這閉合路徑內(nèi)各電流的代數(shù)和若磁場均勻則有磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律磁路歐姆定律無分支磁路平均長l線圈N匝IN磁通Φ導磁系數(shù)μ截面積S根據(jù)得磁路歐姆定律磁阻Rm基爾霍夫定律#6.1二、磁路的基本定律安培環(huán)路定律磁路歐姆定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律有分支磁路I1N1I2N2φ1φ2φ31.磁路的基爾霍夫磁通定律在節(jié)點A處Aφ1+φ2-φ3=02.磁路的基爾霍夫磁壓降定律任一閉合回路中均有或磁壓降的代數(shù)和等于磁動勢的代數(shù)和#6.1INH（I）B（φ）μμabcB鐵磁材料B-H，μ-H曲線從曲線上能明顯看出，μ不是常數(shù)導磁性工程上利用它來使磁通盡量地約束在有限的范圍內(nèi)，提高電磁設備的利用率，一般使用B-H

曲線的ab

段。磁滯B的變化滯后于H

的變化如曲線的oa

段o磁飽和當H

達到一定程度，B不再隨H

而增加，此為磁飽和。如曲線的cs

段。s若對鐵心線圈而言，磁飽和意為當電流I

增加到一定程度，φ不再隨之增加關(guān)于磁滯詳看請點擊#三、磁性材料的磁性能6.16.1幾點說明磁阻Rm的大小取決于磁路的尺寸和材料的磁導率。

很大，但不是常數(shù)，因此也不是常數(shù)。所以磁路歐姆定律不能用來進行定量計算，只用做定性分析。通常磁路計算應用磁路基爾霍夫定律。磁路和電路有相似之處，但卻有本質(zhì)的區(qū)別。詳見教材P119#

6.2變壓器

教學目的

1.掌握單相變壓器的電壓、電流和阻抗變換功能

2.掌握變壓器額定值的概念

3.了解變壓器繞組極性及其判別

預備知識：iN交流鐵心線圈eeLu磁路的基爾霍夫磁壓降定律任一閉合回路中均有磁動勢要平衡電壓平衡方程式6.21.變壓器的用途、構(gòu)造和分類變壓器是基于電磁感應原理而制成的靜止的電器設備用途變電壓，變電流，變阻抗構(gòu)造心式和殼式兩種芯式變壓器殼式變壓器分類單相，三相，多相升壓，降壓儀用電壓、電流互感器焊接變壓器，自藕變壓器#6.2變壓器用于高壓的電力變壓器用于大電流的特殊變壓器或其它變壓器6.22.變壓器的工作原理原邊繞組N1名詞介紹幅邊繞組N2一次繞組N1二次繞組N2一次側(cè)二次側(cè)什么是變壓器任載運行？什么是變壓器空載運行？u~u~Z2Z2s

一次側(cè)接電源二次側(cè)負載開路

一次側(cè)接電源二次側(cè)接負載符號+u1－