免费电路分析基础(第四版)ppt
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电路分析基础ppt课件
详细描述
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一，它指出在纯电阻电路中，电压 、电流和电阻之间的关系为 V=IR，其 中 V 是电压，I 是电流，R 布问题的 定律
VS
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分：基尔霍夫电 流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（ KVL）。基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任何节点，流入节点的电流之和等 于流出节点的电流之和；基尔霍夫电压定 律指出，对于电路中的任何闭合回路，沿 回路绕行一圈，各段电压的代数和等于零 。
电路分析基础PPT 课件
目 录
• 电路分析基础概述 • 电路元件和电路模型 • 电路分析的基本定律和方法 • 交流电路分析 • 动态电路分析 • 电路分析的应用实例
01
电路分析基础概述
电路分析的定义
电路分析
电路分析的方法
通过数学模型和物理定律，研究电路 中电压、电流和功率等参数的分布和 变化规律的科学。
时不变假设
电路中的元件参数不随时间变化， 即电路的工作状态只与输入信号的 幅度和相位有关，而与时间无关。
02
电路元件和电路模型
电阻元件
总结词
表示电路对电流的阻力，是电路中最基本的元件之一。
详细描述
电阻元件是表示电路对电流的阻力的一种元件，其大小与材料的电导率、长度 和截面积等因素有关。在电路分析中，电阻元件主要用于限制电流，产生电压 降落和消耗电能。
二阶动态电路的分析
总结词
二阶RLC电路的分析
详细描述
二阶RLC电路是指由一个电阻R、一个电感L和一个电容C 组成的电路，其动态行为由二阶微分方程描述。通过求解 该微分方程，可以得到电路中电压和电流的变化规律。
总结词
二阶动态电路的响应
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一，它指出在纯电阻电路中，电压 、电流和电阻之间的关系为 V=IR，其 中 V 是电压，I 是电流，R 布问题的 定律
VS
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分：基尔霍夫电 流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（ KVL）。基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任何节点，流入节点的电流之和等 于流出节点的电流之和；基尔霍夫电压定 律指出，对于电路中的任何闭合回路，沿 回路绕行一圈，各段电压的代数和等于零 。
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目 录
• 电路分析基础概述 • 电路元件和电路模型 • 电路分析的基本定律和方法 • 交流电路分析 • 动态电路分析 • 电路分析的应用实例
01
电路分析基础概述
电路分析的定义
电路分析
电路分析的方法
通过数学模型和物理定律，研究电路 中电压、电流和功率等参数的分布和 变化规律的科学。
时不变假设
电路中的元件参数不随时间变化， 即电路的工作状态只与输入信号的 幅度和相位有关，而与时间无关。
02
电路元件和电路模型
电阻元件
总结词
表示电路对电流的阻力，是电路中最基本的元件之一。
详细描述
电阻元件是表示电路对电流的阻力的一种元件，其大小与材料的电导率、长度 和截面积等因素有关。在电路分析中，电阻元件主要用于限制电流，产生电压 降落和消耗电能。
二阶动态电路的分析
总结词
二阶RLC电路的分析
详细描述
二阶RLC电路是指由一个电阻R、一个电感L和一个电容C 组成的电路，其动态行为由二阶微分方程描述。通过求解 该微分方程，可以得到电路中电压和电流的变化规律。
总结词
二阶动态电路的响应
电路分析基础(第四版)课后答案第1章ppt课件
1.8 求图示各电路中的电压U。 题解1.8图
解 图（a）：U=1×3－2=1 V 图(b)： 在图示电路中设电压U1的参考方向， 如题解1.8
图(b)所示。 应用电阻串并联等效及分压关系式， 得电压
(24)//3 U1(24)//3196V
所以
U2 44U13 264V
图(c)： 在图示电路中设电流I1、 I2的参考方向， 如题解 1.8图(c)所示。 由电阻串联等效及欧姆定律， 得电流
1.11 图示直流电路， 图中电压表、 电流表均是理想的， 并已知电压表读数为30 V。
(1) (2) 电压源Us产生的功率Ps为多少？
题解1.11图
解 用短路线将图示电路中两处接地点连在一起，并设 a、 b点， 电流I、 I1、 I2参考方向， 如题解 1.11图所示。 由图可见， 电流表所在支路的10 kΩ电阻同与电压表相并的 30 kΩ电阻是串联关系。 因电压表读数是30 V， 所以
图(b)： 在图示电路中设节点a及电流I1、I2、I3、I4的参 考方向，如题解1.10图(b)所示。 应用电阻串并联等效， 得
电流
I1[4//44]5/1/6//6153A
由3个相等电阻并联分流， 得
I2I313I11331A
再由2个电阻并联分流， 得电流
I44 44I31 210.5A
对节点a应用KCL， I=I2+I4=1+0.5=1.5 A
图（c）电路中， 设电流I1、 I2、 I3如题解1.7图(c)所示。 应用电阻串并联等效， 得电流
I13//61 22 1//613A 再应用电阻并联分流公式， 得
I23 66I13 232A
61 I3126I1331A
对节点a应用KCL， I=I2－I3=2－1=1 A
电路分析基础ppt课件
1.1 电路元件 1.2 基尔霍夫定律 1.3 叠加定理 1.4 等效电源定理 1.5 含受控源电路的分析
27.04.2021
电工基础教学部
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3
目录
3
电工电子技术
第1章 电路分析基础
本章要求:
1. 理解电压与电流参考方向的意义；
2. 理解电路的基本定律并能正确应用；
3. 了解电路的通路、开路与短路状态，
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20
目录
20
电工电子技术
3.电阻元件的功率和能量 在关联参考方向下，电阻元件的功率为
puii2Ru2 单位为瓦特（W） R
从t1到t2的时间内，电阻元件吸收的能量为
w t2 Ri2dt 单位为焦耳（J） t1
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I3
I2
4 U2 2
解： 元件1功率 P 1 U 1 I 1 2 2 0 4W 0 元件2功率 P 2 U 2 I 2 1 ( 0 1 ) 1W 0
元件3功率 P 3 U 3 I 1 ( 1) 0 2 2W 0
元件4功率 P 4 U 2 I 3 1 ( 0 3 ) 3W 0
元件1、2发出功率是电源，元件3、4 吸收功率是负载。上述计算满足ΣP = 0 。
Uab的变化可能是 ___大__小__ 的变化，
或者是 __方__向___的变化。
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27
例a
Is
RI
Uab=?
_
Us
+
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电工电子技术
第1章 电路分析基础
本章要求:
1. 理解电压与电流参考方向的意义；
2. 理解电路的基本定律并能正确应用；
3. 了解电路的通路、开路与短路状态，
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3.电阻元件的功率和能量 在关联参考方向下，电阻元件的功率为
puii2Ru2 单位为瓦特（W） R
从t1到t2的时间内，电阻元件吸收的能量为
w t2 Ri2dt 单位为焦耳（J） t1
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I3
I2
4 U2 2
解： 元件1功率 P 1 U 1 I 1 2 2 0 4W 0 元件2功率 P 2 U 2 I 2 1 ( 0 1 ) 1W 0
元件3功率 P 3 U 3 I 1 ( 1) 0 2 2W 0
元件4功率 P 4 U 2 I 3 1 ( 0 3 ) 3W 0
元件1、2发出功率是电源，元件3、4 吸收功率是负载。上述计算满足ΣP = 0 。
Uab的变化可能是 ___大__小__ 的变化，
或者是 __方__向___的变化。
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例a
Is
RI
Uab=?
_
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电路分析基础PPT课件
i Cdu1064105 0.4A dt
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11
解答
从0.75ms到1.25ms期间
du 200 4 105 dt 0.5
i C du dt
106 4 105 0.4 A
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12
例5-2
设电容与一电流源相接，电流 波形如图(b)中所示，试求电
容电压。设u(0)=0。
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6
❖ 把两块金属极板用介质隔开就可构成一个简单的电 容器。
❖ 理想介质是不导电的，在外电源作用下，两块极板 上能分别存储等量的异性电荷。
❖ 外电源撤走后，电荷依靠电场力的作用互相吸引， 由于介质绝缘不能中和，极板上的电荷能长久地存 储下去。因此，电容器是一种能存储电荷的器件。
❖ 电容元件定义如下：一个二端元件，如果在任一时
(2)当信号变化很快时，一些实际器件已不能再用电阻模型 来表示，必须考虑到磁场变化及电场变化的现象，在模型 中需要增添电感、电容等动态元件。
❖ 至少包含一个动态元件的电路称为动态电路。
❖ 基尔霍夫定律施加于电路的约束关系只取决于电路的连接 方式，与构成电路的元件性质无关。
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3
§5-1 电容元件
• 电容元件是一种反映电路及其附近存在电场而可以储存电 能的理想电路元件 。
• 电容效应是广泛存在的，任何两块金属导体，中间用绝 缘材料隔开，就形成一个电容器。工程实际中使用的电容 器虽然种类繁多、外形各不相同，但它们的基本结构是一 致的，都是用具有一定间隙、中间充满介质（如云母、涤 纶薄膜、陶瓷等）的金属极板（或箔、膜）、再从极板上 引出电极构成。这样设计、制造出来的电容器，体积小、 电容效应大，因为电场局限在两个极板之间，不宜受其它 因素影响，因此具有固定的量值。如果忽略这些器件的介 质损耗和漏电流，电容器可以用电容元件作为它们的电路 模型。
电路分析基础课件-第4章 正弦稳态电路分析 59页
的最大功率传输
返回
2
学习 目标
▪ 正确理解正弦量的概念，牢记正弦量 的三要素。 ▪ 正确区分瞬时值、最大值、有效值和 平均值。 ▪ 深刻理解正弦量的相量表示法。 ▪ 深刻理解和掌握交流电路中电阻、电 容、电感 元件上的电压、电流之间的相 位关系，并能进行相关的计算。 ▪ 正确区分瞬时功率、平均功率、有功 功率、无功功率和视在功率，并会进行 计算。
23
U •27.0 75 0455e0j45(3.5 3 5j3.5 3)5 V
24
16
（2）
•• •
UU1U2 (5 0j8 6.6)(3 5.3 5j3 5.3 5)
99.553199.55ej31
u(t)99.552sin(t31)V
（3） 相量图如图4-4所示
图 4-4
17
4.3 基本元件VAR相量形式 和KCL、KVL相量形式
j
re r A1 re r A2
1 2
1
j 2
1 1 2
2
e j
因为通常规定：逆时针的辐角为正，顺时针的辐
角为负，则复数相乘相当于逆时针旋转矢量；复
数相除相当于顺时针旋转矢量。
特别地，复数 e j 的模为1，辐角为。把一个复
数乘以e j就相当于把此复数对应的矢量反时针方向
旋转 角。
14
4.2.2 正 弦 量 的 相 量 表 示
▪能进行对称三相电路的计算。
3
4.1 正弦量的基本概念
4.1.1 正弦量的三要素
若电压、电流是时间 t 的正弦函数，称为正弦
交流电。
以电流为例，正弦量的一般解析式为：
波形如图4-1所示
i(t)Imsi n t (i)
返回
2
学习 目标
▪ 正确理解正弦量的概念，牢记正弦量 的三要素。 ▪ 正确区分瞬时值、最大值、有效值和 平均值。 ▪ 深刻理解正弦量的相量表示法。 ▪ 深刻理解和掌握交流电路中电阻、电 容、电感 元件上的电压、电流之间的相 位关系，并能进行相关的计算。 ▪ 正确区分瞬时功率、平均功率、有功 功率、无功功率和视在功率，并会进行 计算。
23
U •27.0 75 0455e0j45(3.5 3 5j3.5 3)5 V
24
16
（2）
•• •
UU1U2 (5 0j8 6.6)(3 5.3 5j3 5.3 5)
99.553199.55ej31
u(t)99.552sin(t31)V
（3） 相量图如图4-4所示
图 4-4
17
4.3 基本元件VAR相量形式 和KCL、KVL相量形式
j
re r A1 re r A2
1 2
1
j 2
1 1 2
2
e j
因为通常规定：逆时针的辐角为正，顺时针的辐
角为负，则复数相乘相当于逆时针旋转矢量；复
数相除相当于顺时针旋转矢量。
特别地，复数 e j 的模为1，辐角为。把一个复
数乘以e j就相当于把此复数对应的矢量反时针方向
旋转 角。
14
4.2.2 正 弦 量 的 相 量 表 示
▪能进行对称三相电路的计算。
3
4.1 正弦量的基本概念
4.1.1 正弦量的三要素
若电压、电流是时间 t 的正弦函数，称为正弦
交流电。
以电流为例，正弦量的一般解析式为：
波形如图4-1所示
i(t)Imsi n t (i)
《电路分析基础》PPT课件..课件
基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程（KCL方程）
精品
基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律的另一种描述：集总参数电
路中，沿任意闭合回路绕行一周，电压降的代数 和=电压升的代数和。
基尔霍夫电压定律是能量守恒的结果，体现了
电压与路径无关这一性质，是任一回路内电压必 须服从的约束关系。
精品
KVL示例
电阻消耗的瞬时功率
参考方向一致时 参考方向不一致时
电阻消耗的能量
精品
1.5 独立电源
术语
电路中的电源：
独立电源：就是电压源的电压或电流源的电流不受外电 路的控制而独立存在的电源。 受控电源：是指电压源的电压和电流源的电流，是受电 路中其它部分的电流或电压控制的电源。 电压源和电流源
精品
电压源
精品
支路、节点、回路、网孔
支路： 1、2、3、4、5、6、7 节点： ①、②、③、④、⑤ 简单节点： ④
回路： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ①-②-⑤-③-④-①等等。 网孔： ①-②-③-④-① ①-②-⑤-① ②-③-⑤-② 思考:①-②-③-⑤-①是网孔吗? 网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。精品
电路的组成(component)
激励与响应
精品
1.1电路和电路模型
电路的作用：能量和信息两大领域
1.电力系统：实现电能的传输和转换。 能量是主要的着眼点。涉及大规模电能的产生、 传输和转换(为其他形式的能量)，构成现代工业生产、 家庭生活电气化等方面的基础。
精品
1.1电路和电路模型
电路分析基础
精品
电路分析基础(第四版)ppt
P5 U 5 I 3 7 (1) 7W
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W
P2 U 2 I1 (3) 2 6W
P3 U 3 I1 8 2 16W
注
对一完整的电路，总功率为零。
基尔霍夫定律( Kirchhoff’s Laws )
压单值性的具体体现(两点间电压与路径无关)
(2) KCL是对任一节点（或封闭面）的各支路电流的 线性约束 (3) KVL是对任一回路（或闭合节点序列）的各支路 电压的线性约束
(4) KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关
(5) KCL、KVL只适用于集总参数的电路
电阻元件 (resistor)
基尔霍夫定律
KCL的推广
A
i1 i2 i3 i A i B B
i1 i2 i3 0
两条支路电流大小相等， 一个流入，一个流出。
A
i
B
只有一条支路相连，则 i=0。
基尔霍夫定律
能量守恒，电荷守恒。
(u1 u2 u4 u6 )i1 (u2 u3 u5 )i3 0
u1 u2 u4 u6 0
u 2 u3 u5 0
p1 p2 p3 p4 p5 p6 0
i2 i3 i1
u1 u4 u6 u5 u3 0
u1i1 u2i2 u3i3 u4i1 u5i3 u6i1 0
电路和电路模型、集总假设
电容器
电池 晶体管 电阻器 运算放大器
线圈
电路和电路模型、集总假设
电路的基本组成
电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径
电路组成：主要由电源、中间环节、负载构成
P6 U 6 I 3 (3) (1) 3W
P2 U 2 I1 (3) 2 6W
P3 U 3 I1 8 2 16W
注
对一完整的电路，总功率为零。
基尔霍夫定律( Kirchhoff’s Laws )
压单值性的具体体现(两点间电压与路径无关)
(2) KCL是对任一节点（或封闭面）的各支路电流的 线性约束 (3) KVL是对任一回路（或闭合节点序列）的各支路 电压的线性约束
(4) KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关
(5) KCL、KVL只适用于集总参数的电路
电阻元件 (resistor)
基尔霍夫定律
KCL的推广
A
i1 i2 i3 i A i B B
i1 i2 i3 0
两条支路电流大小相等， 一个流入，一个流出。
A
i
B
只有一条支路相连，则 i=0。
基尔霍夫定律
能量守恒，电荷守恒。
(u1 u2 u4 u6 )i1 (u2 u3 u5 )i3 0
u1 u2 u4 u6 0
u 2 u3 u5 0
p1 p2 p3 p4 p5 p6 0
i2 i3 i1
u1 u4 u6 u5 u3 0
u1i1 u2i2 u3i3 u4i1 u5i3 u6i1 0
电路和电路模型、集总假设
电容器
电池 晶体管 电阻器 运算放大器
线圈
电路和电路模型、集总假设
电路的基本组成
电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径
电路组成：主要由电源、中间环节、负载构成
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课间休息
1-3 支路电流法
支路电流法是以基尔霍夫定律为基础的、用 于分析复杂电路的一种有效方法。
❖ 列方程时，必须先在电路图标出电流的参考方向， 这个方向是任意的。
❖ 求解过程 (1) 应用KCL，列出结点电流方程,n个结点列 n-1个方程； (2) 应用KVL，列出回路电压方程。
❖ 注意 在列回路电压方程时，选用单孔回路，这样才能
供给外电路的端电压保持为
电动势E不变，该电源称为
理想电压源。
理想电压源提供的电压没有 内部损耗。
R0I
U
I
1-1 电路的基本概念
2、开路 开路即是将电路断开。 电路电流为0，I=0 负载电压为0，U=0
S I=0
R0
U0
E
RU
电源端电压依然存在，并且U=E-R0I=E，该
电压称为开路电压，用U0表示，即U0=E。
第1章 电路分析基础
概述 本章所讲述的电路分析知识对后续直
流电路、交流电路、电机电路和电子电路 都具有实用意义，请务必充分重视。
第1章 电路分析基础
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成
电路是电流的通路。是为了某种需要由某些电 工设备或元件按一定方式组合起来的。 根据电流性质分类
➢ 直流电路 ➢ 交流电路
位高10V。
b-
❖ 电位是一个相对概念，单纯的电位没有意义。 必须选取一个参考点，才能谈及电位。
❖参考点可任意选取，被选取的参考点是被作为 一个标准，这个参考点的电位称为参考电位，通 常设为零。
❖参考点在电路图中标以“接地”符号，但并不 是真正意义上的接地。
作业： P10：思考题1-2-2、1-2-3
1-1 电路的基本概念
电路分析基础ppt课件
叠加定理
叠加定理是指在分析暂态电路时，可以将激励（即输入）信号分解为多个正弦波信号，然后分别求解 每个正弦波信号引起的响应（即输出），最后将各个响应叠加起来得到总的响应。
综合应用案例分析
07
综合应用案例一：一个实际电路的分析
总结词
这是一个实际电路，我们需要运用所学 的电路分析基础来理解和分析它的工作 原理。
的性能是否符合要求。
THANKS.
VS
详细描述
首先，我们可以根据电路图识别出各个元 器件及其作用，然后根据欧姆定律、基尔 霍夫定律等基本原理来计算电流、电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
综合应用案例二：一个复杂电路的分析
总结词
这是一个复杂电路，我们需要运用所学的电 路分析基础来理解和分析它的工作原理。
详细描述
对于复杂电路，我们需要采用一些高级的分 析方法，如支路电流法、节点电压法等，来 计算各个支路上的电流、各个节点的电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
RL电路
在RL电路中，电感L和电阻R串联，当开关从闭合状态变为断开状态时，电感L会通过电阻R放电，电流i(t)可以用 以下公式表示：i(t)=I_0(1-exp(-t/τ))，其中I_0为初始电流，τ为时间常数。
暂态电路的基本分析方法
节点电压法
在暂态电路中，节点电压是指在该节点处的电压降。节点电压法是通过求解节点电压来分析暂态电路 的一种方法。
电路分析基础ppt课件
目 录
• 电路分析概述 • 电阻电路分析 • 电容电路分析 • 电感电路分析 • 交流电路分析 • 暂态电路分析 • 综合应用案例分析
电路分析概述
01
电路分析的基本概念
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分 析和计算的过程，以了解电路的 性能和优化其设计。
叠加定理是指在分析暂态电路时，可以将激励（即输入）信号分解为多个正弦波信号，然后分别求解 每个正弦波信号引起的响应（即输出），最后将各个响应叠加起来得到总的响应。
综合应用案例分析
07
综合应用案例一：一个实际电路的分析
总结词
这是一个实际电路，我们需要运用所学 的电路分析基础来理解和分析它的工作 原理。
的性能是否符合要求。
THANKS.
VS
详细描述
首先，我们可以根据电路图识别出各个元 器件及其作用，然后根据欧姆定律、基尔 霍夫定律等基本原理来计算电流、电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
综合应用案例二：一个复杂电路的分析
总结词
这是一个复杂电路，我们需要运用所学的电 路分析基础来理解和分析它的工作原理。
详细描述
对于复杂电路，我们需要采用一些高级的分 析方法，如支路电流法、节点电压法等，来 计算各个支路上的电流、各个节点的电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
RL电路
在RL电路中，电感L和电阻R串联，当开关从闭合状态变为断开状态时，电感L会通过电阻R放电，电流i(t)可以用 以下公式表示：i(t)=I_0(1-exp(-t/τ))，其中I_0为初始电流，τ为时间常数。
暂态电路的基本分析方法
节点电压法
在暂态电路中，节点电压是指在该节点处的电压降。节点电压法是通过求解节点电压来分析暂态电路 的一种方法。
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目 录
• 电路分析概述 • 电阻电路分析 • 电容电路分析 • 电感电路分析 • 交流电路分析 • 暂态电路分析 • 综合应用案例分析
电路分析概述
01
电路分析的基本概念
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分 析和计算的过程，以了解电路的 性能和优化其设计。
《电路分析基础》PPT课件
•网孔电流经过的各条支路，若某支路上仅流过一个网孔电 流，且方向与网孔电流一致时，则这条支路电流在数值上应 等于该网孔电流，若方向相反应为回路电流的负值；若某公 共支路上通过两个网孔电流时，则支路电流在数值上应等于 这两个网孔电流之代数和，其中与该支路电流方向一致的网 孔电流取正值，与该支路电流方向相反的网孔电流取负值。
求各元件上吸收的功率，进行功率平衡校验
R1上吸收的功率为：PR1=62×7=252W R2上吸收的功率为：PR2=(－2)2×11=44W R3上吸收的功率为：PR3=42×7=112W US1上吸收的功率为：PS1=－(6×70)=－420W 发出功率 US2上吸收的功率为：PS2=－(－2)×6=12W 吸收功率 元件上吸收的总功率：P=252+44+112+12=420W
电路分析基础
第2章 电路的基本分析方法
2.1 支路 电流法
2.2 回路 电流法
2.3 结点 电压法
2.5 戴维南 定理
2.4 叠加 定理
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本章的学习目的和要求
熟练掌握支路电流法，因为它是直接应 用基尔霍夫定律求解电路的最基本方法之一； 理解回路电流及结点电压的概念，掌握回路电 流法和结点电压法的内容及其正确运用；深刻 理解线性电路的叠加性，了解叠加定理的适用 范围；理解有源二端网络和无源二端网络的概 念及其求解步骤，初步学会应用维南定理分析 电路的方法。
• 应用KCL列写n-1个独立结点方程式。
• 应用KVL列写m-n+1个独立电压方程式。 • 联立求解方程式组，求出m个支路电流。
支路电流法应用举例
• 举例一
用支路电流法求解下图所求电路中各支路电流，并用功
率平衡校验求解结果。
求各元件上吸收的功率，进行功率平衡校验
R1上吸收的功率为：PR1=62×7=252W R2上吸收的功率为：PR2=(－2)2×11=44W R3上吸收的功率为：PR3=42×7=112W US1上吸收的功率为：PS1=－(6×70)=－420W 发出功率 US2上吸收的功率为：PS2=－(－2)×6=12W 吸收功率 元件上吸收的总功率：P=252+44+112+12=420W
电路分析基础
第2章 电路的基本分析方法
2.1 支路 电流法
2.2 回路 电流法
2.3 结点 电压法
2.5 戴维南 定理
2.4 叠加 定理
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本章的学习目的和要求
熟练掌握支路电流法，因为它是直接应 用基尔霍夫定律求解电路的最基本方法之一； 理解回路电流及结点电压的概念，掌握回路电 流法和结点电压法的内容及其正确运用；深刻 理解线性电路的叠加性，了解叠加定理的适用 范围；理解有源二端网络和无源二端网络的概 念及其求解步骤，初步学会应用维南定理分析 电路的方法。
• 应用KCL列写n-1个独立结点方程式。
• 应用KVL列写m-n+1个独立电压方程式。 • 联立求解方程式组，求出m个支路电流。
支路电流法应用举例
• 举例一
用支路电流法求解下图所求电路中各支路电流，并用功
率平衡校验求解结果。
电路分析基础(第四版)ppt
响应 H= 激励
线性电路的比例性 网络函数
网络函数的具体形式
1）策动点函数 ）
U R= I
I G= U
I2 GT = U1
策动点电阻 策动点电导 转移电导 转移电阻 转移电压比 转移电流比
I U
2）转移函数(传递函数 ）转移函数 传递函数 传递函数) I1 U1 I2 U2
RT =
U2 I1
U2 Hu = U1
4 + 12V – 4 i 4 R 6 + 6V –
分别用： 分别用： 常规方法（支路法、网孔法、节点法） 常规方法（支路法、网孔法、节点法） 叠加方法
叠加原理
(1) 12V电压源单独作用： 电压源单独作用： 电压源单独作用
i' 4
(2) 6V电压源单独作用： 电压源单独作用： 电压源单独作用
Ch3 叠加方法与网络函数
3. 1 线性电路的比例性 网络函数 3. 2 叠加原理 3.3 叠加方法与功率计算 3.4 数模转换器的基本原理
重点： 重点： 叠加原理
线性电路的比例性 网络函数
）、响应 几个概念：线性电路、激励（输入）、响应（ 几个概念：线性电路、激励（输入）、响应（输出 ） 线性电路中，响应与激励之间存在着线性关系。 线性电路中，响应与激励之间存在着线性关系。 之间存在着线性关系 网络函数 定义： 单一激励的线性时不变电路 指定的响应 电路， 定义：对单一激励的线性时不变电路，指定的响应 对激励之比定义为网络函数 记为H， 之比定义为网络函数， 对激励之比定义为网络函数，记为 ， 即
+ Us' –
I1′′ =
4 × 4 = 1.6 4+6 6 U1′′ = × 4 × 4 = 9.6 4+6 U S " = 10 I1 "+ U1 " = 25.6
电路分析(第四版)(章 (2)
R1R2
R2 R3
R3R1
R12 R23 R31 R12 R23 R31
(2-22)
第2章 电路的等效变换
将式(2-22)分别除以式(2-20)、 (2-18)和式(2-19)， 可得
R12
R1
R2
R1R2 R3
(2-23)
R23
R2
R3
R3R2 R1
(2-24)
R31
R3
R1
R3R1 R2
(2-25)
电源作用下，通过各电阻的电流都相同，则称此连接方式为电 阻的串联。图2.1(a)所示为三个电阻串联。
设电压和电流的参考方向如图2.1(a)中所示，则根据KVL， 有
U＝U1+U2+U3
(2 - 1)
第2章 电路的等效变换
又由欧姆定律，可得
U1=R1I
U2=R2I
(2-2)
U3=R3I 由式(2-1)及式(2-2)可得
G2 G
I
I3
G3U
G3 G
I
(2-11)
第2章 电路的等效变换
式(2-11)为并联电导的分流公式， 由此可得
I１∶I２∶I３=G１∶G２∶G３ 上式说明，并联电导中电流的分配与电导大小成正比， 即与电 阻成反比。若给式(2-6)两边各乘以电压U，则得
UI=UI１+UI２+UI３
即
P=P１+P２+P３
可得
I=(G１+G２+G３)U
(2-8)
第2章 电路的等效变换
若用一个电导
G=G１+G２+G３
(2-9)
来替代图2.3(a)中三个电导并联之和，如图2.3(b)所示， 则在对
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关等构成，将电源与负载接成通路（传输线）
电路和电路模型、集总假设
电路模型
由理想元件及其组合代表实际电路元件，与实际 电路具有基本相同的电磁性质，称其为电路模型。
电路模型是由理想电路元件构成的。
开关
灯泡
10BASE-T wall plate
Ri
US
Rf
电路图 （电路模型）
电 池
导线
电气图
实际电路
电路和电路模型、集总假设
普通物理
电路分析基础
•
经典电路理论形成于二十世纪初至60’s。经典的时域分 析于30’s初已初步建立，并随着电力、通讯、控制三大系统的 要求发展到频域分析与电路综合。 • 六、七十年代至今发展了现代电路理论。它随着电子革 命和计算机革命而飞跃发展，特点是：频域与时域相结合， 并产生了拓扑、状态、逻辑、开关电容、数字滤波器、有源 网络综合、故障诊断等新的领域。 • 作为首门电技术基础课，为学习电专业的专业基础课打 下基础；也是电气电子工程师的必备知识；学习本课程还将 有助于其他能力的培养（如严格的科学作风、抽象的思维能 力、实验研究能力、总结归纳能力等）。
i
例
参考方向
a
i
b
I
1
I
10 10V
1
10V I1 = 1A
10
I1 = -1A
电路变量 电流、电压、功率
电压 (voltage)
电压定义：
dw u (t ) dq
SI单位：伏（特）
V （Volt）
几个名词：恒定电压，直流电压、时变电压、交 流电压
低电位（负极）、高电位（正极）
a—b：正电荷移动失去能量，a高b低，电压降
通信与信息系统
阵 程 互 计 接 列 算 入 信 控 联 机 网 号 交 网 通 技 处 换 络 信 术 理 数据通信原理 计算机 移 动 通 信 卫 星 通 信 光 纤 通 信
专业课
通信原理
数字信号处理
信号与系统
信息论与编码理论 电子线路
数字逻辑电路
电路分析基础
大学语文
专 业 基础课 非专业课
高等数学
电路分析基础
研究内容
电路的基本概念
电路的基本定理或定律 电路的基本分析方法
Ch.1
主要内容
电路元件和电路定律
集总参数电路假设 电路变量 基尔霍夫定律 几种电路元件（伏安关系VCR） 分压公式、分流公式 两类约束 支路分析
Ch.1 电路元件和电路定律
重点内容
基尔霍夫定律
几个名词
支路 (branch)：一个二端元件视为一条支路 节点 (node): 支路的连接点称为节点，也称为结点 回路(loop)：由支路组成的任一闭合路径
网孔(mesh)：在回路内部不另含有支路的回路
a b 节点1 4
1
2
3
节点3
5
节点2
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律 (KCL)
例 i1 i2 • i4 i3
u1 u 2 u 4 u 6 0
u 2 u3 u5 0
p1 p2 p3 p4 p5 p6 0
i2 i3 i1
u1 u4 u6 u5 u3 0
u1i1 u2i2 u3i3 u4i1 u5i3 u6i1 0
电路的基本规律
电路作为整体服从的规律：基尔霍夫定律
电路的各个组成部分特性如何：元件特性 基尔霍夫定律与元件特性是电路分析的核心。 电路整体的基本规律：基尔霍夫定律是适用于任何 集总参数电路的基本定律，其是电荷守恒和能量守 恒在集总电路中的体现，包括电流定律和电压定律， 分别对集总电路的电流和电压进行约束。
电路和电路模型、集总假设
电路分析与电路综合
电路分析
实际电路
电路模型
计算分析
电路综合
电气特性
电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电 路的电气特性。 通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性， 从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。
电路变量 电流、电压、功率
电路变量
描述电路电性能的可表示为时间函数的变量。 常用：电流、电压、功率
压单值性的具体体现(两点间电压与路径无关)
(2) KCL是对任一节点（或封闭面）的各支路电流的 线性约束 (3) KVL是对任一回路（或闭合节点序列）的各支路 电压的线性约束
a—b：正电荷移动获得能量，a低b高，电压升
电路变量 电流、电压、功率
电压的参考方向或参考极性
a b ＋ u－
例
+ U1
10V U1 = 10V
10
10V
U1 =
U1 + 10V
10
电路变量 电流、电压、功率
小结
• 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 • 参考方向一经选定，必须在图中相应位臵标注(包括 方向和符号），在计算过程中不得任意改变。 • 关联参考方向和非关联参考方向。
a i ＋ u－ 关联参考方向 b a ＋ u－ 非关联参考方向 ib
参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方 向下进行，不考虑实际方向。
•
电路变量 电流、电压、功率
电功率（power）
p(t ) dw udq dq u u (t )i(t ) dt dt dt
单位：瓦（特）
p(t ) 0 p(t ) 0
u1i1 u2i2 u3i3 u4i4 u5i5 u6i6 0
基尔霍夫定律
基尔霍夫电压定律 (KVL)
uk (t ) 0
k 1
K
回路电压约束
例
首先： 指定一个回路的绕行方向。
+ US1 _ U1
U2
U3
顺时针方向绕行: U 0 规定： 凡电压的参考方向与回路绕行方 向一致者，取“+”，反之，取“-” 。 （电压降取正，电压升取负）
电压、电流的参考方向 电路元件特性 基尔霍夫定律 分压电路、分流电路
电路和电路模型、集总假设
电路的作用和组成
电路的作用
提供能量：电网、电池
传送和处理信号：音频、视频、放大 存储信息：EPROM、RAM 测量电路：电流计、功率表、电压表、欧姆表
电路和电路模型、集总假设
低频信号发生器的内部结构
电流 (current)
电流定义：
dq i (t ) 方向：正电荷运动的方向 dt SI单位：安（培） A （Ampere）
几个名词：恒定电流，直流（dc, DC）、时变电流、
交变电流，交流（ac, AC）
电路变量 电流、电压、功率
电流的参考方向
参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。
W
a
能量传输方向
吸收（消耗或储存） 功率
i
提供（产生）功率
t t 0 , t ) p( )d u( )i( )d
t0 t0
单位：焦（耳） J
电路变量 电流、电压、功率
功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
p= u i
p<0
例 U = 5V， I = -1A P= UI = 5(-1) = -5 W
_U + S2
U4
–U1－US1+U2＋U3+U4＋US2＝0
基尔霍夫定律
例题见p17 1－4
注意两套符号。
基尔霍夫定律
推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任一 条路径经过的元件电压的代数和。
A + US1 _ U1 _ U2 U3
U AB U 2 U 3
U AB U S1 U1 U S 2 U 4
• 集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。
电路和电路模型、集总假设
波长与频率关系 电力用电
c f c f 50 Hz, 6 10 6 m f
低频电路 c 4 5 f 30 ~ 300 kHz, 110 ~ 110 m f 高频电路 c f 3 ~ 30 MHz, 10 ~ 100 m f 甚高频及更高频率电路 c f 30 MHz, 10 m f
Pb = ( -2V) × ( -3A) = 6W
Pc = (4V) × ( -5A) = -20W
当计算功率数值完毕之后，我们要根据其定义的关联方向结 合数值符号来确定是器件是吸收功率还是提供功率。
电路变量 电流、电压、功率
例
I1
+ U1 － 1 +
2 U2 － 3 U3 － U4 4
+
U6 － 6 + U5 5 －
电路分析基础
• • • •
主讲教师：卢晓光 E-mail：xglu@ 办公地点：北12-107 办公电话：24092451
电路分析基础(教材)
教材与教学参考书
李瀚荪编《电路分析基础》（第4版）
参考经典教材:邱关源编《电路》 李瀚荪编《简明电路分析基础》 相关的学习指导书
电路分析基础(教学要求)
平时成绩组成 课堂:学习状况与出勤 作业:集中点评 阶段测验 期末考试 总成绩的85%
教学进度安排(见任课说明书)
电路分析基础
课程位臵及作用
专业基础课
课程特点
内容多、基本概念多、习题多
课程的学习方法 课程的发展状况
电路分析基础
信号与信息处理
数 字 图 象 处 理 频 谱 分 析 与 估 计 自 适 应 信 号 处 理 雷 达 信 号 处 理
提供5W功率
源性
2. u, i 取非关联参考方向
p =- u i 例 U = 5V， I = -1A