清华大学电路原理课件1
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def L
i
韦安（ ~i ）特性
0
i
二、线性电感电压、电流关系：
i
+–
ue –+
i , 右螺旋 e , 右螺旋
u , e 一致 u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u e Ldi dt
iL +u –
u L di dt
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
p d w dw dq ui d t dq dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳) 符号（J）
二、功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
i 元件（支路）吸收功率
+
u
p=ui
或写为 p吸 = u i
–
2. u, i 取非关联参考方向
的参考方向。
UAB
A
B
三、电位
取恒定电场中的任意一点（O点），设该点的电位为零， 称O点为参考点。则电场中一点A到O点的电压UAO称为A
点的电位，记为A 。单位 V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
d
c
Uab = a- b
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电路元件的功率 (power)
短路
i = 0 , u由外电路决定
0
i
开路
电感 (inductor)元件
iL
变量: 电流 i , 磁链
+
u
–
清华大学电路原理于歆杰精品PPT课件
电路中某个支路（或元件）的电压（或电流）的控制。
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
清华大学电路原理教学组
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
电流)直接由控制量决定。
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
清华大学电路原理教学组
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
清华大学电路原理教学组
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相 当于开路状态。
清华大学电路原理教学组
（3） 理想电流源的短路与开路
+
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
电流源被短路。
iS
u
R
_
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
清华大学电路原理教学组
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
电流)直接由控制量决定。
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
清华大学电路原理教学组
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
清华大学电路原理教学组
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相 当于开路状态。
清华大学电路原理教学组
（3） 理想电流源的短路与开路
+
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
电流源被短路。
iS
u
R
_
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_35
相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。 A 1 B 2 C 3
正转 A 1 C 2 B 3 反转
D
D
以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
6. 三相制（Three-Phase System）的优点 三相制相对于单相制在发电、输电、用电方面有很多优点， 主要有： (1) 三相发电机比单相发电机输出功率高。 (2) 经济：在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失) 三相供电比单相供电省铜。 (3) 性能好：三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电 动机来说，意味着产生机接转矩均匀，电机振动小。
U0
3 U 150
利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：
U CN
UCA
30
o
U AB
U CN
30
o
UCA
U AN
UB C
U AN30o源自U BNU AB
U BN
UB C
一般表示为：
U AB U BC U CA
3 U AN 30 3 U B N 30 3 U CN 30
o
o
即线电压等于对应的相电压。
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三相电路
第一讲 （总第三十五讲）
对称三相电源
一、对称三相电源的产生 通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差 120°，当转子转动时，在三相绕组中产生感应电压，从 而形成对称三相电源。 A Y º I º N S X 三相同步发电机示意图
Z
w
B
C
1. 瞬时值表达式 A B + uA –
C + uC –
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_06
1 Gi
8
注意
i
iS
+
iS
Gii S
u _
i
+
uS _
+
iu
Ri
_
(1) 变换关系 数值关系; 方向：电流源电流方向与电压源压升方向相同。
(2) 所谓的等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。
开路的电压源中无电流流过 Ri； 开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。
电压源短路时，电阻Ri中有电流； 电流源短路时, 并联电导Gi中无电流。
2019/9/22
课件
5
二、实际电流源
实际电流源，当它向外电路供给电流时，并不
是全部流出，其中一部分将在内部流动，随着端电 压的增加，输出电流减小。
I
u
GiU
U
iS
+
Gi U _
0
I IS
i
I = iS – Gi U Gi: 电源内电导，一般很小。
一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源
3
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
2019/9/22
课件
4
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电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源，当它向外电路提供电流时，它的
端电压总是小于其电动势，电流越大端电压越小。
u US RiI
U
I
+
US _
+
U
Ri
_
0
Ii
U=US – Ri I
R Ri: 电源内阻， 一般很小。
一个实际电压源，可用一个理想电压源uS与一个电阻Ri 串联的支路模型来表征其特性。
清华大学电路原理电子课件
三相交流电路的分析方法
总结词
掌握三相交流电路的分析方法
详细描述
分析三相交流电路时，需要使用相量法、对称分量法等 数学工具，以便更好地理解电路的工作原理和特性。
三相交流电路的应用
总结词
了解三相交流电路的应用领域
详细描述
三相交流电在工业、电力、交通、通信等领域得到广泛应用，如电动机控制、输电线路、电力系统自动化等。
瞬态响应是指电路在输入信号的作用下， 电压和电流随时间从零开始变化至稳态的 过程。稳态响应是指电路达到稳定状态后 ，电压和电流不再随时间变化的状态。一 阶动态电路的响应可以通过求解一阶常微 分方程得到。
一阶动态电路的应用
总结词
一阶动态电路在电子工程、通信工程、自动 控制等领域有着广泛的应用。
详细描述
电路元件和电路模型
总结词
掌握电路元件和电路模型是分析电路的基本方法。
详细描述
电路元件包括电阻、电容、电感等，它们具有特定的电气特性。电路模型是用 图形符号表示电路元件及其连接关系的一种抽象表示方法。
电路的工作状态和电气参数
总结词
了解电路的工作状态和电气参数是评估电路性能的关键。
详细描述
电路的工作状态可以分为有载、空载和短路等，不同的工作状态对电路的性能产 生影响。电气参数包括电压、电流、功率等，它们是描述电路性能的重要指标。
二阶动态电路的应用
要点一
总结词
二阶动态电路在电子设备和系统中的应用
要点二
详细描述
二阶动态电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如振荡 器、滤波器、放大器等，用于实现特定的信号处理和控制 系统功能。
06
三相交流电路分析
三相交流电的基本概念
总结词
电路原理-清华-33
U a b3 U a n 3 o 0 3 1.8 3 6 .6 2 o V 2.9 3 6 .6 2 o V
2019/9/16
课件
16
例2. 一对称三相负载分别接成Y接和接。分别求线电流。
IA Y A
Z
Z
Z
B
IA Δ A
B
Z
Z
Z
C 解：
I AY
U AN
3
|Z|
n U ab 3U a n3o0 3U ψ 3o0
3. 电源为接时的对称三相电路的计算(–Y， –)
U CA
IA
A
U AB
IB
U U
A B CA
+
U AN
–N
IA
A
U A B U CA
IB
– U BC
+
B
I C U BC
C
U C N U BN
U cn
UC
U
ψ 120 o φ
Z Z |Z|
流过每相负载的电流与流过相应火线的线电流是同
一电流，且三相电流也是对称的。
因N，n两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。 这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求 出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其 它两相的结果。
2019/9/16
课件
14
例1. A
Zl
已知对称三相电源线电压为380V，
Z
Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4。
电路原理-清华-12
R 12 Δ
( u s3 )
R 12 Δ
u s3
5
us1 1
ia
us2 2 R11
R21
R12
R22 R12
R2 Δ
2
us1
1
R12 Δ
us22R Δ 22 u s1R 1Δ 2R 22 u s2R Δ 12 u s3
R22
u s 1 R 12
0 i a 1 R 11
把 usi 个系数合并为Gji
us1 usb
b
G uji si i 1
第i个电压源单独作用时在 第j 个回路中产生的回路电流
ij1ij2 iji ijb
支路电流是回路电流的线性组合，支路电流满足叠加定理。
同样可以证明：线性电阻电路中任意支路的电压
等于各电源（电压源、电流源）在此支路产生的电压
证明:
A ik
+
支
A
uk
路 k
A
–
B
A ik
+
+
A uk
uk
–
–
B
第k条支路也可用ik替代，留课后思考。
A ik
支+ 路 uk k–
–uk + C B – uk +
AC等电位
例
6
+ i1
i2 +
i3
20V
8 u
–
–
用节点法可求出
4 u=8V
+
i1=2A
-4V
i2=1A
i3=1A
用8V电压源替代8所在支路
i j Rl1
电路原理-清华-44
单位阶跃响应 s(t)
单位冲激响应 h(t)
2020/5/14
课件
(t) d (t)
dt h(t) d s(t)
dt
2
证明：
(t)
s(t) 零状态
(t)
h(t)
零状态
f(t)
1
f (t) 1 (t) 1 (t Δ)
Δ
Δ
Δ
o
Δ
t
1 s(t) Δ
1 s(t Δ) Δ
h(t) lim 1 [s(t) s(t Δ)] d s(t)
t
uC (t ) iS (t )* h(t ) 0 iS ( )h(t )d
t 2e 1000e2(t )d 0
2000e2t te d 2000e2t (et 1) 0
2000(et e2t ) (t ) V
例2. f1(t) 2[ (t) (t 1)], f2(t) et (t)
(t )
冲激
h(t )
冲激响应
t
r(t) 0 e( )h(t )d
t 参变量(观察响应时刻)
2020/5/14
课件
积分变量（激励作用时刻）
15
例1.
已知：R=500 k , C=1 F , uC(0)=0
iC +
iS
R C uC
iS 2et (t ) mA
求： uC(t)。
解：先求该电路的冲激响应 h(t)
=0
=1
uC
(0
)
1 C
电容中的冲激电流使电容电压发生跳变
uC (0 )
0
0
202Δ0/5q/14 0 iCdt 0 (t)dt 1课件(转移电荷)
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电路原理
Principle of Electric Circuits
于歆杰
yuxj@
Tel: 62771944
西主楼1区308
第一讲
绪论，电压电流和功率
第一部分：绪论
Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005
什么是电路？
a电路（electric circuits）就是由若干电气元件（electrical elements）相互连接构成的电流的通路。
a本课程中要接触的电气元件有
`电阻、电容、电感、二极管、MOSFET、理
想运算放大器（Operational Amplifier）、互感线圈、理想变压器等
Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005
为什么要学习电路？
a从学术的观点来看
`电路是电气工程（Electrical Engineering）
的基础。
`电路是计算机科学（Computer Science）的
基础。
a从实际情况来看
`电路原理是许多高级课程的先修课程。
`熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。
Principles of Electric Circuits Lecture 1 Tsinghua University 2005
t q t q t i t d d ∆∆lim )(0∆def ==→
d d BA
BA W
e
q
=
A
I1
10Ω
U1U2
t w p d d =ui
t q
q w ==d d
d d q w
u d d =t q
i d d =。