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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,第1页,1.电路和电路模型,1.电流和电压参考方向,建立电路模型后，,首先应要求电压、电流参考方向,。,参考方向:,任意,假定,电流（电压）,正方向,。,i,0,i,0,(,实际吸收,),P,吸,0,(,实际发出,),+,-,i,u,P,=,ui,表示元件发出功率,u,i,取非,关联参考方向,第3页,3.电压源和电流源,理想电压源:,两端电压总能保持定值或一定时间函数，,其值与流过它电流无关,。,5,i,-,+,理想电流源:,输出电流总能保持定值或一定时间函,数，其值与它两端电压无关,第4页,4.受控电源(非独立源),电压或电流,大小,和,方向,不是给定时间函数，而是,受电路中某个地方电压,(,或电流,),控制电源,。,3,u,1,+,_,u,2,_,u,1,i,1,+,注意：表示电流，而非电压值,5.基尔霍夫定律,第5页,KCL,方程按电流,参考方向,列写，与实际方向无关。,KVL,方程是按电压参考方向列写。,第2章 电阻电路等效变换,B,+,-,u,i,等效,两个二端电路，端口含有相同电压、电流关系,则称它们是等效电路。,C,+,-,u,i,第6页,对,A,电路中电流、电压和功率而言，满足：,B,A,C,A,注意：,对外等效，对内不等效,A,中电压、电流和功率不变（B和C内部不等效）,1.电阻串、并联,2.电阻,Y-,变换,第7页,Y,变换条件：,Y,变换条件,第8页,3.电压源、电流源串联和并联,等效电路,u,S,2,+,_,+,_,u,S,1,+,_,u,+,_,u,理想电压源并联,u,S,1,+,_,+,_,i,u,S,2,+,_,u,理想电压源串联,第9页,理想电压源与支路并联,u,S,+,_,i,任意,元件,u,+,_,R,u,S,+,_,i,u,+,_,相同理想,电流源,才能串联,每个电流源端电压不能确定。,电流源与支路串联等效,i,S,等效电路,i,S,任意,元件,u,_,+,R,第10页,4.实际电源两种模型及其等效变换,i,S,=u,S,/R,S,i,+,_,u,S,R,S,+,u,_,i,R,S,+,u,_,i,S,等效变换条件,5.输入电阻,无,源,+,-,u,i,输入电阻,第11页,假如一端口内部仅含电阻,，则应用电阻串、并联和,Y,变换等方法；,对含有受控源和电阻两端电路,，用外加激励法求输入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电流源，求得电压，得其比值。,第12页,1.网孔电流法,第3章 电阻电路普通分析,以网孔电流作为独立变量列写,KVL,方程求解电路方法。它仅适合用于平面电路。,+,:流过互阻两个网孔电流方向相同；,-,:流过互阻两个网孔电流方向相反；,自阻：,互阻：相邻网孔间公共电阻之和,网孔中全部电阻之和,(总为正),第13页,u,S11,网孔1中全部电压源电压代数和。,u,S22,网孔,2,中全部电压源电压代数和。,当电压源参考电压方向与该网孔电流方向一致时，取负号；反之取正号。,1）电路中含有理想电流源时对电流源处理,设电流源电压为u,x,并视为电压源计入方程，增加联络回路电流和电流源电流KCL关系方程 (加变量),第14页,2)有受控源电路，方程列写分两步：,先将受控源看作独立源列方程；,将控制量用网孔电流表示，称为约束方程。,2.结点电压法,以结点电压为未知量列写,KCL,方程分析电路方法,G,11,u,n1,+,G,12,u,n2,G,13,u,n3,=,i,S,n1,G,21,u,n1,+,G,22,u,n2,G,23,u,n3,=,i,S,n2,G,31,u,n1,+,G,32,u,n2,G,33,u,n3,=,i,S,n3,流入取正，流出为负,结,点自导等于接在该结点上全部支路电导之和。,互导为接在相邻两结点间公共电导之和，总为负,流入结点电流源电流代数和。,第15页,列写结点方程时，如碰到与理想电流源串联电阻，不计入自导或互导中,无伴电压源支路处理,以电压源电流为变量，增补结点电压与电压源间关系方程。,选择适当参考点，使某u,n,恰好为u,s,，则该变量已知，其KCL方程可略。,第16页,第4章,电路定理,4.1 叠加定理,使用要领:,1)当考虑某一电源单独作用时，应令其它电源中,U,S,0，,I,S,0，即应将其它理想电压源短路、电流源开路。,2)叠加原理只能用来计算电流和电压，不能用来计算功率。,3)含受控源(线性)电路亦可用叠加，但受控源应一直保留。,齐性定理,线性电路中，当全部激励(独立源)都增大(或减小)K倍时，电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)一样倍数,第17页,4.3 戴维宁定理和诺顿定理,戴维宁定理和诺顿定理,适合于求解电路中某一支路电压、电流,和功率问题。,应用戴维南定理和诺顿定理求解电路，普通按以下步骤进行：,1、计算开路电压,U,oc,外电路断开后二端纽之间电压为开路电压,U,oc,，此时端口电流为0。计算,U,oc,方法视电路形式选择前面学过任意方法（网孔、节点电压法、基尔霍夫定律等）。,第18页,将含源一端口网络中全部独立源置零，求解其对应无源一端口R,eq,或G,eq,。,2、求解一端口输入电阻（电导）,开路电压，短路电流法。,若无源一端口网络不含受控源，可用电阻串并联或Y-变换求得R,eq,或G,eq,；若无源一端口含受控源，则采取外加电源法求解,3、画出等效电路，求解电路。,应用戴维宁定理和诺顿定理必须注意，在移去待求支路即对电路进行分割时，受控源和控制量应划分在同一网络中。,第19页,4.4 最大功率传输定理,i,+,u,A,负,载,i,U,oc,+,R,0,R,L,一个实际电源模型（,U,o,、,R,o,）向负载R,L,传输能量，当且仅当,R,L,=R,o,时，才可获最大功率P,max,。,适用场所：R,L,可调，R,0,一定场所,第20页,分析运放时必须切记一点：运放电路输出总是依赖于某种输入，所以，分析运放电路目标是要得到用输入量表示输出表示式。分析运放电路一个好方法是从运放输入端开始分析。,第五章,含有运算放大器电阻电路,记住：分析运放电路时几乎都要使用“虚短路”和“虚断路”2个规则。,1.运算放大器静特征,线性工作区：,u,o,=,Au,d,=A(,u,+,-,u,-,),2.电路模型,第21页,输入电阻,输出电阻,R,i,u,+,u,-,R,o,+,_,A,(,u,+,-,u,-,),u,o,+,3.含有理想运算放大器电路分析,依据理想运放性质，抓住以下两条规则：,（a）,倒向端和非倒向端输入电流均为零,“虚断（路）”；,（b）,对于公共端（地），倒向输入端电压与 非倒向输入端电压相等,“虚短（路）”。,合理地利用这两条规则，并与结点电压法相结合。,第22页,+,_,u,o,_,+,+,R,2,R,f,i,-,u,-,R,1,R,3,u,1,u,2,u,3,i,1,i,2,i,3,i,f,第6章 储能元件,1.电容电压,电流关系,u、i,取关联参考方向,当,u,为常数(直流)时，,i,=0,。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；,实际电路中经过电容电流,i,为有限值，则电容电压,u,必定是时间连续函数。,第23页,2.线性电感电压、电流关系,当,i,为常数(直流)时，,u,=0,。电感相当于短路；,第24页,电容串联,电容并联,以上串并联等效以2个元件为例，可推广用于n个元件,电感串联,电感并联,第25页,第7章 一阶电路和二阶电路,1.初始条件定理,u,C,(0,+,)=,u,C,(0,),i,L,(0,)=,i,L,(0,),注意：换路瞬间电容可视为一个电压值为,U,0,电压源,电感可视为一个电流值为,I,0,电流源,求初始值步骤:,1）由换路前电路（稳定状态）求,u,C,(0,),和,i,L,(0,),；,2）由换路定律得,u,C,(0,+,),和,i,L,(0,+,),。,3）画,0,+,等效电路。,4.由,0,+,电路求所需各变量,0,+,值。,第26页,2.三要素法分析一阶电路,用,0,+,等效电路求解,用,t,稳态,电路求解,R,eq,是电路换路后从动态元件两端看进去戴维宁等效电路等效电阻,R,eq,电路结构参数与三种状态关系,3.RLC串联电路,第27页,过阻尼,临界阻尼,欠阻尼,第8、9章 相量法及正弦稳态电路,1.正弦量基本概念：三要素、相位差。,2.相量概念,3.用相量法求解正弦稳态电路,相量图,正弦稳态电路功率,重点和要求:,第28页,1.R,、,L,、,C,元件小结,：,i,C,(,t,),u,(,t,),C,+,-,i,(,t,),u,L,(,t,),L,+,-,u,R,(,t,),i,(,t,),R,+,-,元件,u,i,关系,相量关系,大小关系,相位,P(W),Q,I,2,R,0,0,0,IU,IU,(var),第29页,2.复阻抗、复导纳及其等效变换,1）复阻抗Z,正弦激励下,纯电阻,Z,=,R,纯电感,Z,=j,w,L,=j,X,L,纯电容,Z,=1/j,w,C,=-j,X,C,Z,+,-,无源,线性,+,-,第30页,2）复导纳,Y,|Z|,R,X,j,阻抗三角形,|Y|,G,B,j,导纳三角形,Y,+,-,无源,线性,+,-,第31页,3）复阻抗和复导纳等效关系,Z,R,j,X,G,j,B,Y,G,j,B,Y,Z,R,j,X,第32页,4）阻抗串联、并联电路,Z,Z,1,Z,2,+,+,+,-,-,-,Y,+,-,Z,1,Z,2,等效阻抗,第33页,3.用相量法分析电路正弦稳态响应,1）电阻电路与正弦电流电路相量法分析比较,电阻电路,相量法分析正弦稳态电路,第34页,2）相量法分析电路,步骤：1)画相量模型,4)由相量求出对应正弦量,2)仿电阻电路分析方法列相量方程,3)解相量方程,L,C,R,u,S,i,L,i,C,i,R,+,-,时域电路,(相量模型),j,w,L,1,/,j,w,C,R,+,-,第35页,有功功率:,P,=,UI,cos,单位：,W,无功功率,:,Q,=,UI,sin,j,单位,：,var,视在功率,:,S,=,UI,单位,：VA,j,S,P,Q,4.正弦电流电路中功率,|Z|,R,X,j,第36页,定义：,也可表示为：,负,载,+,_,5.,复功率,第37页,+,_,+,_,+,_,有功守恒,无功守恒,第38页,j,1,j,2,并联电容后，原负载电压和电流不变，吸收有功功率和无功功率不变，即：负载工作状态不变。但电路功率因数提升了。,特点：,下 页,上 页,L,R,C,+,_,返 回,6.,并联电容提升电路功率因数(感性负载),第39页,7.最大功率传输,讨论正弦电流电路中负载取得最大功率,P,max,条件。,Z,L,Z,i,+,-,Z,i,=,R,i,+j,X,i,，,Z,L,=,R,L,+j,X,L,Z,L,=,?可获最大功率,P,max,Z,L,=,Z,i,*,，即,R,L,=,R,i,X,L,=,-,X,i,负载取得最大功率,P,max,第40页,1.互感线圈同名端,当两个电流分别从两个线圈对应端子流入，其所产生,磁场相互加强时，则这两个对应端子称为同名端。,*,*,i,1,i,2,第10章 含耦合电感电路,第41页,2.耦合电感上电压、电流关系,互感电压,在正弦交流电路中，其相量形式方程为：,第42页,3.互感线圈连接,1)互感线圈串联,(1)顺串,i,*,*,u,2,+,M,R,1,R,2,L,1,L,2,u,1,+,u,+,i,R,L,u,+,第43页,(2)反串,i,*,*,u,2,+,M,R,1,R,2,L,1,L,2,u,1,+,u,+,i,R,L,u,+,互感小于两个自感算术平均值。,第44页,*,顺接一次，反接一次，就能够测出互感：,*全耦合,当,L,1,=,L,2,=,L,时 ,M=L,4,M,顺接,0 反接,L,eq,=,互感测量方法：,第45页,(1)同名端在同侧,2)互感线圈并联,*,*,M,i,2,i,1,L,1,L,2,u,i,+,i,2,i,1,L,1,-,M,L,2,-,M,+,_,u,i,M,(2)同名端在异侧,*,*,M,i,2,i,1,L,1,L,2,u,i,+,L,1,+M,L,2,+,M,-,M,第46页,4、空心变压器,方程法分析,*,*,j,L,1,j,L,2,j,M,+,R,1,R,2,Z=R+,j,X,令,Z,11,=,R,1,+j,L,1,Z,22,=(,R,2,+,R,)+j(,L,2,+,X,),+,Z,11,原边等效电路,第47页,等效电路法分析副边,+,Z,1）开路电压,2）等效阻抗,*,*,j,L,1,j,L,2,j,M,+,R,1,R,2,Z=R+,j,X,第48页,5 理想变压器,1）理想变压器主要性能,变压关系,理想变压器模型,*,*,n:1,+,_,u,1,+,_,u,2,*,*,n:1,+,_,u,1,+,_,u,2,第49页,变流关系,*,*,n:1,+,_,u,1,+,_,u,2,i,1,i,2,若,i,1,、,i,2,一个从同名端流入，一个从同名端流出，则：,第50页,变阻抗关系,*,*,n:1,+,_,+,_,Z,第51页,11 电路频率响应,11.1,RLC,串联电路谐振,含,R,、,L、C,一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位现象时，称电路发生了谐振。,1.谐振定义,R,L,C,电路,1.谐振条件,第52页,2.串联电路谐振时特点,(1),入端阻抗为纯电阻，,Z,=,R,，阻抗值,|,Z,|,最小。,(2)电流,I,和电阻电压,U,R,到达最大,I,0,=,U,/,R,(,U,一定)。,(,3,),LC,上电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即,R,j,L,+,_,第53页,3.品质因数：谐振时电感电压（电容电压）与电源 电压比。,11.4,RLC,并联谐振电路,谐振角频率,第54页,谐振特点：,入端导纳为纯电导，导纳值,|,Y,|,最小。,LC,上电流大小相等，相位相反，并联总电流为零，也称电流谐振。,品质因数,I,L,=,I,C,=,QI,S,第55页,第12章 三相电路,1.三相电路及其电压电流关系,（1）星形联接(,Y,联接),U,AB,=,3,U,A,.,.,30,o,U,BC,=,3,U,B,.,.,30,o,U,CA,=,3,U,C,.,.,30,o,第56页,（2）三角形联接(,联,接),这种接法只有三相三线制。,注意,+,A,X,B,Y,C,Z,+,+,+,X,+,+,C,Y,Z,A,B,C,第57页,对三相电源电压、电流关系分析结果也适合用于一样接法三相负载。,2.对称三相电路计算(单相计算法),(1),YY,联接(三相三线制）,Z,Z,Z,N,+,N,+,+,因,N，N,两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这么便可将三相电路计算化为单相电路计算。,A,相计算电路,+,A,N,N,Z,第58页,计算电流：,为对称电流,电源中点与负载中点等电位。有没有中线对电路情况没有影响。,对称情况下，各相电压、电流都是对称，可采取一相（,A,相）等效电路计算。其它两相电压、电流可按对称关系直接写出。,结论,下 页,上 页,返 回,第59页,Y,形联接对称三相负载，依据相、线电压、电流关系得：,(2),Y,联,接,下 页,上 页,返 回,c,a,b,+,+,+,Z,Z,Z,Z/3,Z/3,Z/3,N,c,b,a,a,Z/,3,A,相计算电路,+,A,N,N,第60页,(3)电源为,联接时对称三相电路计算,将,电源用,Y,电源替换，确保其线电压相等。,A,B,C,+,+,+,+,A,+,B,+,C,下 页,上 页,返 回,第61页,(1),将全部三相电源、负载都化为等值,Y,Y,接电路；,(2),连接负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；,(3),画出单相计算电路，求出一相电压、电流：,(4),依据,接、,Y,接时,线量、相量之间关系，求出原电路电流电压。,(5),由对称性，得出其它两相电压、电流。,对称三相电路普通计算方法:,一相电路中电压为,Y,接时相电压。,一相电路中电流为线电流。,小结,下 页,上 页,返 回,第62页,负载各相电压：,N,+,N,+,+,Z,a,Z,b,Z,c,A,3.不对称三相电路概念,中性点位移,当中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载工作状态不正常。,第63页,不对称负载必须采取三相四线制供电方式，且中线上不允许接保险丝和刀开关。,注意,N,+,N,+,+,Z,a,Z,b,Z,c,负载不对称，,中线中有电流,，各相电压、电流不存在对称关系；,第64页,1）对称三相电路功率计算,4.三相电路功率,P,=3,U,p,I,p,cos,A,B,C,Z,Z,Z,A,B,C,Z,Z,Z,(1),为相电压与相电流相位差(阻抗角)，不要误认为是线电压与线电流相位差。,(2),cos,为每相功率因数，在对称三相制中有,cos,A,=,cos,B,=,cos,C,=,cos,。,注意,第65页,无功功率,Q=Q,A,+Q,B,+Q,C,=3,Q,p,视在功率,1）,这里，,P,、,Q,、,S,都是指三相总和。,注意,2）,不对称时,无意义,第66页,2）三相功率测量,三表法,若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。,三相四线制,*,三,相,负,载,W,A,B,C,N,*,*,*,*,*,W,W,第67页,二表法,三相三线制,*,三,相,负,载,W,A,B,C,*,*,*,W,若,W,1,读数为,P,1,W,2,读数为,P,2,，则三相总功率为,P,1,+,P,2,有三种接法,第68页,*,W,1,A,B,C,*,*,*,W,2,三,相,负,载,*,W,1,A,B,C,*,*,*,W,2,三,相,负,载,第69页,只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不论负载对称是否。,两表读数代数和为三相总功率，单块表读数无意义。,3.负载对称情况下，有：,注意,第70页,
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