电路理论第五章-电路定理
电路理论课后答案,带步骤
又 --------------------------------------------------------------(3)
联立(2)(3)得 V
所以:N网络的戴维南等效电路如图b所示:
图2-14(b)
则由KVL有: A。
对节点1,由KCL有: ,
A。
V
题图1-5
1-6求题图1-6所示电路中的电流i。
解:由题意设各支路中的电流如图所示,并标识节点A。
对节点A由KCL有: 。
对网孔I由KVL有: 。
对右边回路由KVL有:
,
得: A
题图1-6
1-7求题图1-7所示电路中的电流I和受控源发出的功率P。
解:对回路由KVL, ,
(2)设5A电流源上的电压为U,方向如图3-5(b)所示。
(3)该电路有三个网孔,网孔电流分别设为 、 , ,
参考方向如图3-5(b)所示。
(4)列写网孔方程:
辅助方程为:
联立求解得: A, A
所以: A
V
3-6电路如题图3-6所示,试用节点分析法求 。
题图3-6
解:(1)该电路有4个节点,以节点4为参考点,节点电压分别设为: 、 、 ,如图3-6所示。
则:有 ,解得:
又 ,代入 ,可求得: A
2-18在题图2-18(a)所示电路中, 。在图(b)电路中, ,试用互易定理求电阻R1。
(a)(b)
题图2-18
解:由互易定理形式二知:
,即: 。
由图(a)知: ,
由图(b)知:
,得: 。
2-19题图2-19所示为一互易网络,已知图(b)中5 电阻吸收的功率为125W,求IS2。
电路分析基本定理
具体推导过程如下
2. 根据基尔霍夫定律,计算出等效电流源的电流值。
4. 将计算出的等效电流源和等效电阻代入原电路中, 得到诺顿等效电路。
05 最大功率传输定理
定义
最大功率传输定理是指在给定电源和负载的情况下,传输 线上能够传输的最大功率。
它基于电路分析中的基本定理,用于确定电路中功率传输 的最大值。
电路分析基本定理
contents
目录
• 欧姆定律 • 基尔霍夫定律 • 戴维南定理 • 诺顿定理 • 最大功率传输定理
01 欧姆定律
定义
总结词
欧姆定律是电路分析中的基本定理之一,它描述了电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
详细描述
欧姆定律指出,在纯电阻电路中,流过电阻的电流(I)与电阻两端的电压(U) 成正比,与电阻(R)成反比,即 I=U/R。
诺顿定理适用于任何线性电阻电路,无论其复杂程度如何。
需要注意的是,诺顿定理只适用于线性电阻电路,对于含有 非线性元件或非线性电阻的电路,该定理不适用。
推导过程
推导过程基于基尔霍夫定律和欧姆定律,通过将电路中 的电压源和电流源转换为电流源和电阻的并联形式,最 终得到诺顿等效电路。 1. 将电路中的电压源和电流源转换为电流源和电阻的并 联形式。
适用范围
01
适用于任何线性有源二端网络的分析。
02
特别适用于网络中只关心端口电压和电流的情况。
03
可以简化复杂电路的分析过程。
推导过程
01
02
03
04
首先,将电路中的所有独立源 置零,保留受控源。
然后,计算网络的开路电压。
接着,将网络中的所有独立电 源置零,保留受控源,求出网
电路各章知识点总结
电路各章知识点总结电路是指由两个或两个以上的元件通过导线或其他电连接物连接而成的电气连接网络。
在电路中,阻抗、电流、电压、功率是电路的基本参数。
1.1 电路的分类根据电路中元件的性质和连接方式,可以将电路分为直流电路和交流电路;根据电路中元件的连接方式,可以将电路分为串联电路、并联电路和混联电路。
1.2 电路基本元件电路中的基本元件有电源、电阻、电容、电感和电子器件等。
其中,电源是提供电路所需电流能量的元件;电阻是消耗电能的元件;电容是存储电能的元件;电感是储存电能的元件;电子器件包括二极管、晶体管、集成电路等,它们能实现电流的调节、放大、开关等功能。
1.3 电路基本参数电流是电子在导体中的移动,是电荷的流动;电压是电荷单位正负极性间的电势差,是推动电流移动的力;阻抗是电路对电流的阻碍程度;功率是单位时间内电路所消耗或发出的能量。
这些参数是电路中的基本物理量,能够全面反映电路的特性。
第二章电路定理电路定理是根据电路中的基本物理原理和数学严密的推导而得出的一些简便方法,用以分析和计算复杂电路中的电流、电压等物理量。
2.1 基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫环路定律和基尔霍夫节点定律。
基尔霍夫环路定律指出沿着任意闭合路径电动势的代数和等于该路径上的电压降的代数和。
基尔霍夫节点定律指出电流在节点处的代数和等于零。
利用这两个定律可以方便地分析复杂电路中的电流、电压等物理量。
2.2 特纳定理特纳定理是电路学的重要定理之一,它指出了电路中任意两点之间的等效电阻等于这两点间的实际电阻的数量积除以这两点间的总电阻。
特纳定理为复杂电路的等效化提供了一种简便的方法。
2.3 负反馈理论负反馈是指将输出信号返回输入端,用以减小输入信号的增益。
利用负反馈可以提高电路的稳定性和线性度,将输出信号与输入信号之比控制在一个较小的范围内,同时还可以减小噪声和失真。
第三章电路分析电路分析是指根据电路的拓扑结构和元件特性,利用数学方法分析电路中各个元件的电流、电压等物理量。
电路定理练习题运用基尔霍夫定律和欧姆定律解决电路问题
电路定理练习题运用基尔霍夫定律和欧姆定律解决电路问题在电路理论与实践中,基尔霍夫定律和欧姆定律是两个最基本且核心的定理。
它们被广泛应用于解决各种电路问题,并且在电路的分析与计算中具有重要的作用。
本篇文章将通过一些电路定理练习题的实际应用,展示基尔霍夫定律和欧姆定律的运用,帮助读者更好地理解和掌握电路定理的解题方法。
1. 题目一假设我们有一个电路,如图所示:![电路图1](电路图1.png)现在我们需要计算R1电阻上的电压。
根据欧姆定律,我们知道电压等于电阻与电流的乘积。
首先,我们需要计算电路中的总电流。
根据基尔霍夫定律,电路中的总电流等于电路中的总电压除以总电阻。
我们将电路分为两个分支,便于计算。
分别计算两个分支的电流:在左边的分支中,根据欧姆定律,我们可以得到:I1 = V / R1在右边的分支中,根据欧姆定律,我们可以得到:I2 = V / R2根据基尔霍夫定律,电路中的总电流等于两个分支电流之和:I = I1 + I2将以上结果代入欧姆定律的公式,我们可以得到:V = I * R1通过以上计算步骤,我们可以得到R1电阻上的电压。
2. 题目二现在我们考虑另一个电路问题,如图所示:![电路图2](电路图2.jpg)我们需要计算电阻R3上的电流。
首先,我们根据基尔霍夫定律,设定两个节点的电势差为0。
设节点A为参考节点,我们可以得到以下方程:(V1 - V2) / R1 + (V1 - V3) / R2 = 0进一步化简方程:(V1 / R1) + (V1 / R2) - (V2 / R1) - (V3 / R2) = 0根据欧姆定律,电流等于电压与电阻的比值。
我们可以得到以下方程:(I1 / R1) + (I1 / R2) - (I2 / R1) - (I3 / R2) = 0由于我们需要计算的是电阻R3上的电流,我们可以得到以下方程:(I1 / R2) - (I3 / R2) = I3 / R3将以上方程整理,我们可以得到:I3 = (I1 * R3) / (R2 - R3)通过以上计算步骤,我们可以得到电阻R3上的电流。
《电路理论》考研考点讲义
10.【浙江大学】 电路如图所示,D为理想二极管,试求: (1)ab以左端口的戴维南等效电路; (2)求 Uab及 I的值。
— 14—
11.【华中科技大学】 若图所示电路中的 R为 8Ω时,R获得的功率最大,试确定的 Rx值及 R获得的最大功率。
15.【浙江大学】 如图所示电路,已知为线性有源网络,Us =2V,R =1Ω,当 r=1Ω时,I1 =0,I2 = 1 2A,当 r= 3Ω时,I1 = 2 3A,I2 = 32A求:当 r=5Ω时,电流 I2等于多少安培?
17.【上海交通大学】 如图所示,含有独立源的线性电阻电路 N,当改变 N外电阻 RL时,电路中各处电压和电流都将随 之改变。当 i=1A时,u=8V;当 i=2A时,u=10V。求当 i为多少时,u=18V?
14.【中南大学】
2 -0.5 -0.5 un1 0
某线性电阻电路的节点电压方程为
0
1
-3.5 -1
0 3.5
un2
un3
= 5 0
,试画出其对应的电路。
— 11—
第四章 电路定理
需要重点理解和掌握:
◆叠加定理与齐次定理 ◆等效电源定理 ◆最大功率传输定理 ◆替代定理 ◆特勒跟定理与互易定理
元件后所得电路的节点电压方程。
(1)在节点 1和参考节点之间跨接一个 VCCS,受控源的控制方程为 id =2( Un1 -Un2) ,方向由参 考节点指向节点 1;
(2)在节点 2和节点 3之间跨接一个 2A的独立电流源。方向由节点 3指向节点 2;
(3)在节点 3和节点 4之间跨接一个 1Ω的电阻。
电路基本定理研究实验报告
电路基本定理研究实验报告电路基本定理研究实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作,深入理解和掌握电路基本定理,包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南定理和诺顿定理。
通过实验,期望学生能将理论知识应用于实际电路中,提高实践能力和理论水平。
二、实验原理1.基尔霍夫定律:基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一,它包括两个部分,即节点电流定律和回路电压定律。
节点电流定律指出,在任意一个节点上,流入的电流总和等于流出的电流总和;回路电压定律指出,在任意一个闭合回路中,电势升高的总和等于电势降低的总和。
2.欧姆定律:欧姆定律是电路中有关电阻、电流和电压的基本定律。
它指出,在一个线性电阻器件中,电压与电流成正比,电阻保持恒定。
3.戴维南定理:戴维南定理又称为等效电源定理,它可以将一个含源电路等效为一个电压源和一个电阻串联的形式。
该定理实质上是将有源二端网络等效为一个实际电源。
4.诺顿定理:诺顿定理是戴维南定理的反定理,它可以将一个含源电路等效为一个电流源和电阻并联的形式。
该定理也是将有源二端网络等效为一个实际电源。
三、实验步骤1.准备实验器材:电源、电阻器、电感器、电容器、开关、导线等。
2.搭建实验电路:根据实验要求,设计并搭建实际电路。
3.测量数据:使用万用表等测量仪器,测量电路中的电流、电压、电阻等参数。
4.分析数据:根据测量数据,分析电路的性能和特点,验证电路基本定理的正确性。
5.整理实验结果:整理实验数据,撰写实验报告。
四、实验结果及分析实验一:基尔霍夫定律验证在实验中,我们搭建了一个简单的电路,包含一个电源、一个电阻和一个电流表。
通过测量流入和流出的电流,验证了节点电流定律。
同时,我们还搭建了一个闭合回路,包含一个电源、一个电阻和一个电压表,验证了回路电压定律。
结果表明,实验数据与理论预测相符,证明基尔霍夫定律的正确性。
实验二:欧姆定律验证在实验中,我们选取了三个不同阻值的电阻器,分别测量了它们两端的电压和流过的电流。
电路分析基础[第五章动态电路的分析]课程复习
第五章动态电路的分析5.2.1 动态电路初始条件的确立一、初始条件动态电路中,一般将换路时刻记为t=0,换路前的一瞬间记为t=0_,换路后的一瞬间记为t=0+,则电路变量在t=0+的值,称为初始值,也称初始条件。
二、换路定则如果在换路前后,电容电流或电感电压为有限值,则换路时刻电容电压和电感电流不跃变,即uC (0_)=uC(0+),iL(0_)=iL(0+)。
三、初始条件的计算(1)由换路前最终时刻即t=0_时的电路,求出电路的独立状态变量uC(0_)和iL (0_)。
从而根据换路定则得到uC(0+)和iL(0+);(2)画出t=0+时的等效电路。
在这一等效电路中,将电容用电压为uC(0+)的直流电压源代替,将电感用电流为iL(0+)的直流电流源代替;(3)由上述等效电路,用直流电路分析方法,求其他非状态变量的各初始值。
5.2.2 动态电路的时域分析法5.2.2.1一阶电路的响应一阶电路是指只含有一个独立储能元件的动态电路。
一、一阶电路的零输入响应零输入响应是指动态电路无输入激励情况下,仅由动态元件初始储能所产生的响应,它取决于电路的初始状态和电路的特性。
因此在求解这一响应时,首先必须掌握电容电压或电感电流的初始值,至于电路的特性,对一阶电路来说,则是通过时间常数τ来体现的。
零输入响应都是随时间按指数规律衰减的,这是因为在没有外施激励的条件下,原有的储能总是要衰减到零的。
在RC电路中,电容电压总是从uC (0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=RC,即uC(t)=uC(0+)e-t/τ;在RL电路中电感电流总是从iL,(0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=L/R,即iL (t)=iL(0+)e-t/τ,掌握了uC(t)和iL(t)后,就可以用置换定理将电容用电压值为uC (t)的电压源置换,将电感用电流值为iL(t)的电流源置换,再求电路中其他支路的电压或电流即可。
二、一阶电路的零状态响应零状态响应是动态电路在动态元件初始储能的零为情况下,仅由输入激励所引起的响应。
第五章正弦稳态电路的分析
正弦电流电路
激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路 (正弦稳态电路)称为正弦电路或交流电路。
研究正弦电路的意义
1.正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域 占有十分重要的地位。
优 ①正弦函数是周期函数,其加、减、求导、 点 积分运算后仍是同频率的正弦函数。
②正弦信号容易产生、传送和使用。
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j
F | F | e | F |
j
极坐标式
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几种表示法的关系:
Im
F a jb
F | F | e | F |
j
b |F|
F
O
| F | a b b 或 θ arctan( ) a
2 2
a
Re
a | F | cos b | F | sin
O
F Re
返 回
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特殊旋转因子
jF
Im
F
Re
jF
π jπ π π 2 , e cos( ) jsin( ) j 2 2 2
O
F
π j π π π 2 , e cos( ) jsin( ) j 2 2 2
π , e
w 2π f 2π T (3) 初相位
单位: rad/s ,弧度/秒
反映正弦量的计时起点,常用角度表示。
返 回 上 页 下 页
注意 同一个正弦量,计时起点不同,初相
位不同。
i
=0
一般规定:| |< 。
O
=/2
wt
=-/2
返 回
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第五章 电路基本定理
us1
us2
us3
i12 R1 R2 ia2 + ib2 – R3 i13 R1 ia3 R2 R3 ib3 + –
us1
us2
us3
证明
i1 = i11 + i12 + i13
i11 R1 i + a1 – R2 ib1 R3
i12 R1 ia2 R2 + ib2 – R3
i13 R1 ia3 R2 R3 ib3 + –
例如图(a)所示电路,已知电路N的电压-电流关系为
u=i+5.8V,试用置换定理求解电路中支路电流i1、i2。
i1 i
i u
i2
u
(b) (a) 解: 先求出图(a)所示电路N左侧一端口电路的电压-电流 关系,如图(b)所示,端口的节点方程为
1 1 1 ( + )u = × 4 − i 4 6 4
1Ω u(1) + (1) 2i - - +
+
i (2)
2Ω
5A 1Ω + (2) 2i -
上页
+ u(2) -
下页
例3
封装好的线性电阻电路如 图,已知下列实验数据: 当 uS = 1V , i S = 1 A 时,
+
uS
-
响应 i = 2 A 当 uS = −1V , i S = 2 A 时, 响应 i = 1 A
iS
NO
i
研究 激励 和响 应关 系的 实验 方法
求 uS =- V , i S = 5 A 时, 3 响应 i = ?
解
根据叠加定理,有: 代入实验数据,得:
k1 + k 2 = 2 2 k1 − k 2 = 1
理解电路中的基尔霍夫定律与回路电流定理
理解电路中的基尔霍夫定律与回路电流定理电路是人类社会发展中至关重要的一个领域,而要理解电路的运行原理,我们需要掌握一些基本的电路定律。
在这些定律中,基尔霍夫定律和回路电流定理是我们学习电路分析的重要基石。
基尔霍夫定律是由德国物理学家基尔霍夫于19世纪中期提出的。
它分为两个部分,分别是基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
基尔霍夫第一定律,也称为电流定律,指出在任意一个电路节点处,流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
简而言之,电流在一个节点处是守恒的。
这个定律可以用一个简单的数学表达式来表示:I1 + I2 + I3 + ... +In = 0。
基尔霍夫第二定律,也称为电压定律,描述了电路中的电压分布规律。
它指出在一个闭合回路中,电压源和电路中的电阻之间的电压代数和等于零。
这个定律可以通过以下的公式来表示:V1 + V2 + V3 + ... +Vn = 0。
基尔霍夫定律的理解对于电路的分析和设计至关重要。
通过基尔霍夫定律,我们可以根据电路中各个节点的电流和电压关系,找出电路中的未知电流和电压,从而进行电路参数计算和性能评估。
回路电流定理是另一个在电路分析中常用的定律。
回路电流定理,也称为基尔霍夫第二定理或基尔霍夫回路定理,是由基尔霍夫发展而来的。
回路电流定理指出在一个闭合回路中,回路电流代数和等于零。
与基尔霍夫第二定律相似,回路电流定理的表达式为:I1 + I2 + I3 + ...+In = 0。
回路电流定理可以简化电路分析过程,特别是在复杂的电路中。
通过将电路拆分成多个回路,可以分别利用回路电流定理求解每个回路中的电流值,然后再通过节点电流定律来求解电路中的其他参数。
理解和应用基尔霍夫定律与回路电流定理对于电路工程师和研究人员来说是很重要的。
它们是解决各种电路问题的关键工具,如电压、电流和功率计算,电路稳定性评估以及电路性能分析等。
除了基尔霍夫定律和回路电流定理,还有其他一些电路定律也非常重要,如欧姆定律、功率定律等。
电路理论基础总复习
四 主要内容的学习要点-- 回路电流方程
设法将电流源的 按“自阻”、“互阻”、“回路源电压”等规 源电流、待求电 则,列KVL方程。 互阻有正负 流、电流控制的 受控源按独立源处理,但最后需要补充方程。 受控源的控制电 对电流源支路,其端电压是未知的,适当选取 流选为回路电流 回路,使电流源只包含在一个回路中,若无需
ruriigulllulixirusrisisgususzsi直流电路交流电路动态电路第2章线性直流电路第3章电路定理第4章非线性直流电路第6章正弦交流电路第7章三相电路第8章非正弦周期电流电路第9章频率特性和谐振现象第10章线性动态电路暂态过程的时域分析第11章线性动态电路暂态过程的复频域分析第13章网络的图网络矩阵与网络方程第14章二端口网络介绍电路的简化分析方法各种电路定理图论稳态分析暂态分析现代电路理论电源
电流确定,电压和功率由外电路决定 受控源:VCVS,VCCS,CCVS,CCCS
VCR 变 化 多 样
一 电路的基本规律--
KCL : I 0 KVL : U 0
VCR R : U RI I GU
在直流电路中的表述
在上述方程 基础之上, 建立了电路 的各种分析 法方程,基 本定理,等 效变换
L : U L (s) sLI L (s) LiL (0 )
uC (0 ) 1 C : U C ( s) I C ( s) sC s
电源:U S ( s )
IS ( s)
二 电路课程的主要内容
直流电路
介绍电路 的简化、 分析方法、 各种电路 定理
稳态 分析
交流电路
第2章 线性直流电路 第3章 电路定理 第4章 非线性直流电路 第6章 正弦交流电路 第7章 三相电路 第8章 非正弦周期电流电路 第9章 频率特性和谐振现象 第14章 二端口网络
简述基尔霍夫电流定律的主要内容
简述基尔霍夫电流定律的主要内容基尔霍夫定律是电路理论中最基本、最重要的定律,它概括了电路理论的主要内容,是分析和计算较为复杂电路的基础。
基尔霍夫电流定律(Kirchhoff_law)是基尔霍夫定律在电路中的推广,表达式为I_{R}=I+(R-R_{rm s})。
它是分析和计算较为复杂电路的基础。
基尔霍夫电流定律包含以下内容: 1、在任何情况下,不论是直流电路还是交流电路,回路中的电流必等于零; 2、电路中的各个元件上,电压降落在该元件的电阻上的电压与其电阻成正比;3、电路中的总电压与各支路两端的电压相等,且等于电源电动势;4、通过一段无限长的直线外的电压的代数和等于零。
①电流元必须具有连续性。
因此在分析复杂电路时,可假设电流在某点终止,则在电路起始处断开电路,假设电流从某一支路开始流入电路,在该支路断开后又沿着原来的路径流出电路,在这种分析方法下,电流元必须具有连续性。
②电流必须遵守叠加定理。
任意闭合回路中的部分电流必须在回路中所有电流元处同时产生,即这些电流元的代数和必须等于零。
因此,任何时刻流入或流出每个电流元的电流都不能改变,即流入或流出的电流只有相加,而不能相减。
③电流必须遵守大小守恒定律。
即在任意时刻,电流在各电流元之间按指数规律变化,这是一条充分而必要的条件,因为只有当电路中的电流等于零时,才能说各个电流元所代表的电荷量保持不变。
如果忽略电源的内阻,就得到基尔霍夫第二定律。
它说明:在任何瞬时,流入任一节点的电流必等于流出该节点的电流,并且等于单位时间内流过节点的电荷量,也就是说,任一瞬时,流入或流出任何一个节点的电流之和,等于零。
基尔霍夫电压定律(Kirchhoff_law)是基尔霍夫电流定律在电路中的推广,表达式为V_{R}=I+(R-R_{rm s})。
它是分析和计算较为复杂电路的基础。
基尔霍夫电压定律包含以下内容: 1、在任何情况下,电路中的总电压与各个电路元件上的电压相等,且等于电源电动势; 2、任何时刻电路中的电压与各支路两端的电压相等,且等于电源电动势; 3、电路中的电流等于电源电动势除以各支路电压。
电路课程学习指导
现代远程教育《电路》课程学习指导书作者:杨育霞第一章 电路模型和电路定律(一)本章学习目标电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流i 、电压u 、和功率P 等物理量来描述其中的过程。
因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的连接方式,又要看元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、支路电压要受到两种基本规律的约束,即元件约束(VCR )和结构约束(亦称拓扑约束)。
掌握电路的基本规律是分析电路的基础。
本章学习目标:理解电路和电路模型的基本概念和类型;熟练掌握电流和电压的参考方向;学会电功率的定义及计算方法;理解电路元件(包括电阻、电容、电感、独立电源和受控电源)的VCR 和电磁特性;能运用基尔霍夫定律和电路元件的VCR 计算简单电路的电压、电流和功率。
(二)本章重点、要点1、电流和电压的参考方向:关联和非关联参考方向。
2、电功率的定义及计算方法。
3、电路元件的概念及类型。
4、电阻元件的数学定义及符号,伏安关系(VCR ),功率和能量。
5.电容元件的数学定义及符号,伏安关系,功率和储能。
6.电感元件的数学定义及符号,伏安关系,功率和储能。
7、电压源的数学模型、电磁特性及伏安特性,电流源的数学模型、电磁特性及伏安特性。
8、受控源的特点、类型、伏安特性和电路模型。
10.基尔霍夫定律,支路、结点、回路、网孔及结构约束的基本概念,基尔霍夫定律KCL 、KVL 。
(三)本章练习题或思考题1、已知图中电压源发出20W 功率,求电流i x 。
2、已知图中A e t i t-=2)(,求电压)(t u3、U 1=10V , U 2=5V 。
分别求电源、电阻的功率。
4.求图示电路中的电流i 。
5.求图示电路中的电压u ab 。
8Va第二章 电阻电路的等效变换(一)本章学习目标“等效变换”在电路理论中是很重要的概念,电路等效变换的方法是电路问题分析中经常使用的方法。
等效变换的目的是简化电路,方便地求出需要求的结果。
电路分析基础[第五章动态电路的分析]课程复习
电路分析基础[第五章动态电路的分析]课程复习第五章动态电路的分析5.2.1 动态电路初始条件的确⽴⼀、初始条件动态电路中,⼀般将换路时刻记为t=0,换路前的⼀瞬间记为t=0_,换路后的⼀瞬间记为t=0+,则电路变量在t=0+的值,称为初始值,也称初始条件。
⼆、换路定则如果在换路前后,电容电流或电感电压为有限值,则换路时刻电容电压和电感电流不跃变,即uC (0_)=uC(0+),iL(0_)=iL(0+)。
三、初始条件的计算(1)由换路前最终时刻即t=0_时的电路,求出电路的独⽴状态变量uC(0_)和iL (0_)。
从⽽根据换路定则得到uC(0+)和iL(0+);(2)画出t=0+时的等效电路。
在这⼀等效电路中,将电容⽤电压为uC(0+)的直流电压源代替,将电感⽤电流为iL(0+)的直流电流源代替;(3)由上述等效电路,⽤直流电路分析⽅法,求其他⾮状态变量的各初始值。
5.2.2 动态电路的时域分析法5.2.2.1⼀阶电路的响应⼀阶电路是指只含有⼀个独⽴储能元件的动态电路。
⼀、⼀阶电路的零输⼊响应零输⼊响应是指动态电路⽆输⼊激励情况下,仅由动态元件初始储能所产⽣的响应,它取决于电路的初始状态和电路的特性。
因此在求解这⼀响应时,⾸先必须掌握电容电压或电感电流的初始值,⾄于电路的特性,对⼀阶电路来说,则是通过时间常数τ来体现的。
零输⼊响应都是随时间按指数规律衰减的,这是因为在没有外施激励的条件下,原有的储能总是要衰减到零的。
在RC电路中,电容电压总是从uC (0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=RC,即uC(t)=uC(0+)e-t/τ;在RL电路中电感电流总是从iL,(0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=L/R,即iL (t)=iL(0+)e-t/τ,掌握了uC(t)和iL(t)后,就可以⽤置换定理将电容⽤电压值为uC (t)的电压源置换,将电感⽤电流值为iL(t)的电流源置换,再求电路中其他⽀路的电压或电流即可。
电路原理讲解
电路原理讲解
电路原理是指描述电流在电路中的流动规律的理论基础。
在电路中,电流是指电子在导体中的流动,而电子的流动又是由电压驱动的。
电路原理主要包括三个基本元素:电压源、电阻和导线。
电压源是电路中的能量提供者,它可以提供电流的驱动力。
常见的电压源有电池和整流器。
电压源通常用符号"V"表示,其单位是伏特(V)。
电阻是电路中的阻碍电流流动的元件。
电阻可以根据其阻力大小分为不同的类型,如固定电阻、可变电阻和短路等。
电阻通常用符号"R"表示,其单位是欧姆(Ω)。
导线是用来连接不同电路元件的材料,它具有低电阻的特性,可以让电流流通。
导线通常用直线表示。
在电路中,电压、电流和电阻之间存在一定的关系,可以用欧姆定律来描述。
欧姆定律表示为:"电流等于电压与电阻的比值",即I = V/R。
其中,I代表电流,V代表电压,R代表电阻。
此外,电路中还存在着串联和并联的概念。
串联是指将多个电阻依次连接在一起,形成一个路径,电流从一个电阻流过后再流向下一个电阻。
并联是指将多个电阻的一端连接在一起,另一端连接在一起,形成一个节点,电流在节点处分流。
通过对电路原理的理解,我们可以分析电路中的电流、电压和电阻之间的关系,从而设计出符合实际需求的电路。
为了确保电路的正常工作以及安全,我们需要合理选择电压源、电阻的大小和导线的质量,以及合理进行电路的连接。
电路基础原理欧姆定律和基尔霍夫定律
电路基础原理欧姆定律和基尔霍夫定律电路基础原理:欧姆定律和基尔霍夫定律电路是现代社会中使用最为普遍的技术之一,我们的生活中到处都有电路的存在。
而要理解电路的工作原理和解决电路中的问题,首先要熟悉两个基本定律:欧姆定律和基尔霍夫定律。
欧姆定律是电学基础中最为基本的定律之一,它建立了电流和电压之间的关系。
根据欧姆定律,电流(I)正比于电压(V),反比于电阻(R)。
数学表达式为I = V/R。
欧姆定律告诉我们,当电压给定时,电流与电阻成反比;当电阻给定时,电流与电压成正比。
这个定律的发现和应用,为电路设计和分析提供了基础。
基尔霍夫定律是电路分析中另一个重要的定律。
基尔霍夫定律包括两个定理:基尔霍夫第一定理(电流定律)和基尔霍夫第二定理(电压定律)。
基尔霍夫第一定理,也被称为电流定律,是应用于串联电路的定理。
它指出,在一个串联电路中,电流的总和等于输入电流的总和。
简而言之,电流在一个闭合回路中是守恒的。
通过这一定理,我们可以计算串联电路中的电阻和电压分布情况。
基尔霍夫第二定律,也被称为电压定律,是应用于并联电路的定理。
它指出,在一个并联电路中,电压的总和等于输入电压的总和。
换句话说,电压在一个闭合回路中是守恒的。
通过这一定理,我们可以计算并联电路中的电阻和电流分布情况。
这两个基尔霍夫定律为我们解决复杂电路的分析提供了重要的工具。
在实际应用中,电路常常由多个串并联元件组成,通过利用欧姆定律和基尔霍夫定律,我们可以用更加简单清晰的方式来分析电路中的电流、电压和功率。
除了欧姆定律和基尔霍夫定律之外,理解电路中的其他基本理论也是重要的。
例如,电阻、电容和电感等元件的特性和使用;交流和直流电路的分析方法;以及二极管和晶体管等电子元件的工作原理等。
这些基础知识将为我们解决更加复杂的电路问题奠定坚实的基础。
总而言之,电路基础原理中的欧姆定律和基尔霍夫定律是理解和分析电路的关键。
通过对这两个定律的研究和应用,我们可以更好地理解电路的工作原理和规律。
(完整word版)邱关源电路笔记1-7章
第一章电路模型和电路定律1.实际电路:有电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。
功能:a.能量的传输、分配与转换b.信息的传递、控制与处理共性:建立在同一电路理论基础上2.电路模型:反应实际电路部件的主要电磁性质的理想元件5种基本的理想电路元件:电阻元件:表示消耗电能的元件电感元件:表示产生磁场,储存磁场能量的元件电容元件:表示产生的电场,储存电场能量的元件电压源和电流源:表示将其他形式的能量转变成电能的元件3.u, i 关联参考方向p = ui 表示元件吸收的功率P>0 吸收正功率(吸收)P<0 吸收负功率(发出)4.u, i 非关联参考方向p = ui 表示元件发出的功率P>0 发出正功率(发出)P<0 发出负功率(吸收)注:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率a.分析电路前必须选定电压和点流的参考方向b.参考方向一经选定,必须在图中相应位置标注(包括方向和符号)c.参考方向不同时,其表达式相差一负号,但电压、电流的实际方向不变5.理想电压源和理想电流源理想电压源:其两端电压总能保持定值或一定的时间函数,其值与流过它的电流i无关的元件叫理想电压源。
理想电压源的电压、电流关系:a.电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;与流经它的电流方向、大小无关b.通过电压源的电流由电源及外电路共同决定理想电流源:其输出电流总能保持定值或一定的时间函数,其值与它的两端电压u无关的元件叫理想电流源。
理想电流源的电压、电流关系:a.电流源的输出电流由电源本身决定,与外电路无关;与它的两端电压的方向、大小无关b.电流源两端的电压由电源及外电路共同决定6.受控电源(非独立电源):电压或电流大小和方向不是给定的时间函数,而是受电路中某处的电压或电流控制的电源称为受控电源7.基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律(KCL):在集总参数电路中,任意时刻,对任一结点流出(或流入)该节点电流的代数和为零基尔霍夫电压定律(KVL):在集总参数电路中,任意时刻,沿任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零注:a.kcl是对支路电流的线性约束,kvl是对回路电压的线性约束。
电路理论复习题副本
第一章电路模型和电路定律一、填空题1、在某电路中,当选取不同的电位参考点时,电路中任两点的电压。
2、电路中,电压与电流的参考方向一致时称为。
3、二条以上支路的汇合点称为。
4、电路中,电压与电流的方向可以任意指定,指定的方向称为方向。
5、若lab =-12 A,则电流的实际方向为,参考方向与实际方向。
6、一个元件为关联参考方向,其功率为TOOW,则该元件在电路中功率。
7、描述回路与支路电压关系的定律是定律。
8、线性电阻伏安特性是(u~i)平面上过的一条直线。
9、K CL定律是对电路中各支路之间施加的线性约束关系;KVL定律是对电路中各支路之间施加的线性约束关系。
10、在电流一定的条件下,线性电阻元件的电导值越大,消耗的功率越在电压一定的条件下,电导值越大,消耗的功率越。
11、理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流,电流的大小与端电压无关,端电压由来决定。
12、KVL是关于电路中受到的约束;KCL则是关于电路中受到的约束。
13、一个二端元件,其上电压U、电流i取关联参考方向,已知u二20V , i二5A,则该二端元件吸收W的电功率。
二、选择题仁图示二端网络,其端口的电压u与电流i关系为()OA. u = 2i - 10B. u二2i+ 10C. u二-2i+ 10D. u二-2i - 102、图示二端网络的电压电流关系为()。
A. U =25+1B. U =25—1C. U = -25 -JD. U = -25 I4、图示电路中,2 A电流源吸收的功率为()OA. 20WB. 12W5、图示单口网络,其端口的VCR关系是(A. u = 3iB. u 二3i+ 2C. u二-3i -D. u 二-3i+26、图小电电流i的正确答案是路,(A. B.1.5A 2AC. 3AD.6A7、图示电路,A. 1WC. 2W 受控源吸收的功率为(B. -1WD. -2W8、图示电路中电流源的功率为(A.吸收75WB.发出75WC.发出50WD.吸收50W9、图示电路中,若I二0,7厂(A. 60 VC. 90 B. 70¥ 90V3kq7k I.1-10V —一2kC+U s6Q10、对图示电路,如改变R使U,减小,则S()oA.不变B.减小C.增大D.无法确定第二章电阻电路的等效变换一、填空题1、在串联电路中某电阻的阻值越大,则其上的压降越,它消耗的电功率也越2、将RhOQ, R2=5 ◎的两只电阻串联后接到电压为30V的电路中,电阻&两端的电压为V ;若把它们并联,流过屉的电流为Ao3、电阻R二60Q, R2二20 ©,若它们串联起来使用,则总电阻为若将它们并联起来,则总电阻为Q。
《电路定理》课件
通过将有源二端网络中的独立 电源置零,计算出等效电阻。
计算短路电流,即独立电源置 零后,在二端点处加一无穷小 电阻,计算流过该无穷小电阻 的电流。
根据诺顿定理的表述,将等效 电阻和短路电流并联起来,得 到等效电路模型。
戴维南定理与诺顿定理的应用实例
STEP 03
STEP 02
解决实际工程中的电路问 题,如设计电源电路、分 析电子设备的性能等。
《电路定理》PPT课 件
• 电路定理概述 • 基尔霍夫定律 • 欧姆定律 • 叠加定理 • 戴维南定理与诺顿定理
目录
Part
01
电路定理概述
定义与性质
基础概念
电路定理是研究电路网络的基本规律,它描述了电路中电流、电压和功率之间的关 系。
电路定理具有封闭性、线性、时不变和因果性等性质。
电路定理的重要性
核心地位 电路定理是电路分析的核心,是理解和设计电路的基础。
通过电路定理,可以推导出各种电路方程,解决实际工程问题。
电路定理的应用场景
广泛应用 在电力传输、通信、控制等领域,电路定理都有广泛的应用。
通过应用电路定理,可以提高电路的性能,降低能耗,优化设计。
Part
02
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律
根据戴维南定理的表述, 将等效电阻和开路电压串 联起来,得到等效电路模 型。
诺顿定理的表述
诺顿定理:任何一个线性有源二 端网络,对其外部电路而言,都 可以等效为一个电流源和电阻并
联的电路模型。
电流源的电流等于有源二端网络 的短路电流。
电阻等于有源二端网络中所有独 立电源置零后的等效电阻。
诺顿定理的证明
详细描述
基尔霍夫电压定律是电路分析中的基本定律之一,它适用于任何电路元件和闭 合路径。通过设定参考方向,可以方便地应用基尔霍夫电压定律进行电路分析 。
重要知识点--电路
第一章 电路模型和电路定律(重要是理解概念,做到概念清晰,知识掌握熟练,为后面章节作好铺垫。
)1. 理解电路模型是实际电路的理想化模型。
2. 电压、电流的方向包括有:参考方向、真实方向和关联参考方向。
3. 什么是电流与电压的关联参考方向:电流参考方向与电压降参考方向一致。
当电路中某元件上的电压的参考极性与电流的参考方向一致时,称为关联参考方向,反之称为非关联参考方向。
4. 在分析电路时,对电流的参考方向进行任意假设是否影响计算结果的正确性5. 理解电压、电流的定义。
牢固掌握电压参考极性、电流参考方向、关联参考方向(电流与电压参考方向一致)概念,能够判断某个元器件上的电压、电流是否关联参考方向。
6. 能够理解电路中支路电流I 的参考方向是任意指定的,当I>0表示电路的参考方向与实际方向相同,当I<0表示电路的参考方向与实际方向相反。
如给出电路图,能够根据题目条件判断电压的真实极性和电流的真实流向。
7. 功率的计算:ui p =根据电压、电流关系,判断元器件是吸收还是释放功率,以及具体的功率值。
或者根据给出的功率求电压或电流等。
U BU CU A I BI CI A AB C 8. 功率在电路中是一个重要的物理量,不仅具有大小,还有正负之分。
9. 电位差的概念,熟悉两点之间的电位差的计算方法。
(给出一个电路,能够求出任意两点间的电位差)10. 牢固掌握电阻的伏安特性。
电阻:i R u ⋅= 单位:欧姆11. 电压源、电流源是二端有源元件,掌握其符号表示。
12. 独立电源有电压源和电流源两种。
13. 流过电压源的电流是由电压源及外电路所共同决定的。
14. 掌握受控源的种类(CCCS 、CCVS 、VCVS 、VCCS )及符号表示。
它用来反映电路中某处的电压或电流能控制另一处的电压或电流这一现象。
15. 受控源是一种四端器件,由控制支路和受控支路两部分组成。
16. 受控电压源与独立电压源的相同之处在于端口电压一定,而电流由外电路决定,不同之+6V-1Ω+ 2V - 3Ω + 10V - 2Ω3Ω 2Ω ab处在于独立电压源的输出电压不变,而受控电压源的输出电压随控制量改变。
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可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加。
3. 几点说明
1. 叠加定理只适用于线性电路。
电压源为零—短路。
2. 一个电源作用,其余电源为零
电流源为零—开路。
1
1
R1
i2
i3
R2 +
R3 +
=
R1
i2(1)
R2
i (1)
3
R3
is1
us2
us3
is1
–
–
三个电源共同作用
is1单独作用
1
+
R1
i2( 2 )
ik +
支
路 k
uk
–
ik
+
uk
–
+
ik
uk R=uk/ik
–
5
5
例 求图示电路的支路电压
和电流。
i1
+ i2
i3
解 i1 110 /5 (5 10) // 10
+ u 10
110V -
10
10A
-
i2 3i1 / 5 6A i3 2i1 / 5 4A u 10i2 60V
5
替 代
un1
G2uS 2 G2 G3
G3uS 3 G2 G3
iS1 G2 G3
或表示为:
un1 a1iS1 a2us2 a3uS3
u(1) n1
u(2) n2
u(3) n3
1
i2
i3
R1
R2
+
is1
us2
–
R3
+ us3
–
支路电流为:
i2
un1 uS 2 R2
( G2 G2 G3
1 R2 )uS 2
第5章 电路定理 (Circuit Theorems)
5.1 叠加定理(Superposition Theorem) 5.2 替代定理 (Substitution Theorem) 5.3 戴维南定理和诺顿定理
(Thevenin-Norton Theorem)
5.4 特勒根定理 (Tellegen’s Theorem) 5.5 互易定理 (Reciprocity Theorem) 5.6 对偶原理 (Dual Principle)
当 uS 1V , iS 2 A 时,
网络
响应 i 1A
研
求 uS -3V , iS 5A 时,响应 i ?
究 激
解:根据叠加定理,有: i k1iS k2uS
励 和
代入实验数据,得: k1 k2 2 2k1 k2 1
i uS iS 3 5 2A
k1 1
响 应
k2 1 关
系
的
实
5. 齐性原理(homogeneity property)
例6.
RL=2 R1=1 R2=1 us=51V 求电流 i 。
R1 21A R1 8A R1 3A i
+ us
+ 21V– + R2
+ 8V – 13A R2
– –us'=34V
+ 3V – 5A R2
i '=1A 2 RL A
+ 2V –
解 采用倒推法:设i'=1A。
则
i i'
us us'
即
i
us us'
i'
51 34
1
1.5 A
齐性原理
线性电路中,所有激励(独立源)都增大(或减小)同样 的倍数,则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样 的倍数。
当激励只有一个时,则响应与激励成正比。
可加性(additivity property)。
R2
i(2)
3
+
us2
–
R3 +
1
R1
i2(3) R2
i (3)
3
R3
+ us3
–
us2单独作用
us3单独作用
3. 功率不能叠加(功率为电压和电流的乘积,为电源的
二次函数)。
4. u,i叠加时要注意各分量的参考方向。
5. 含受控源(线性)电路亦可用叠加,但叠加只适用于
独立源,受控源应始终保留。
4. 叠加定理的应用
5.1 叠加定理
(Superposition Theorem)
1. 叠加定理
在线性电路中,任一支路的电流(或电压)可以看成
是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路
产生的电流(或电压)的代数和。
1
2 .定理的证明
i2
i3
R1
R2
R3
用节点法:
+
+
is1
us2
us3
–
–
(G2+G3)un1=G2us2+G3us3+iS1
5.2 替代定理 (Substitution Theorem)
1.替代定理
对于给定的任意一个电路,若某一支路电压为uk、 电流为ik,那么这条支路就可以用一个电压等于uk的 独立电压源,或者用一个电流等于ik的 独立电流源,
或用一R=uk/ik的电阻来替代,替代后电路中全部电压
和电流均保持原有值(解答唯一)。
6
+-
6V +
i (2)
u (2)
3 + - + 12V
-
1 2A
说明:叠加方式是任意的,可以一次一个独立源单独作用, 也可以一次几个独立源同时作用,取决于使分析计算简便。
例4 封装好的电路如图,已知下列实 + uS -
验数据:
当 uS 1V , iS 1A 时,
无源
响应 i 2A
iS 线性 i
5
替代以后有:
i1 (110 60) / 5 10A
i1
+ i2
i3
+
60V 10
i3 60 /15 4A
110V - -
替代后各支路电压和电流完全不变。
3 -
3
2
例3
计算电压u。
+u-
3A电流源作用:
u(1) (6 // 3 1) 3 9V
其余电源作用:
6 - 6V +
3 3A + 12V -
1 2A
i(2) (6 12) /(6 3) 2A
u(2) 6i (2) 6 2 1 8V
画出分 电路图 6
3A +u(1)-
3
1
u u(1) u(2) 9 8 17V
G3uS3 G2 G3
iS1 G2 G3
b1i S 1
b2uS 2
b3uS 3
i (1) 2
i(2) 2
i (3) 2
i3
un1 uS3 R3
(
G2 G2 G3
)uS
2
( G3 G2 G3
1 R3 )uS3
iS1 G2 G3
i (1)
3
i(2)
3
i (3)
3
结论
节点电压和支路电流均为各电源的一次函数,均
– 8 3A
6
例1 求电压U.
12V
+
解
+ 2
3
U -
12V电源作用: U (1) 12 3 4V 9
3A电源作用: U (2) (6 // 3) 3 6V U 4 6 2V
画出分 电路图
+ – 8 6
8
12V
+
+ 2 3 U(1)
2
-
3A 3
6
+ U(2) -
例2 求电流源的电压和发出
的功率
+
2 + 2A u
10V
3 -
3
10V电源作用: u(1) ( 3 2 ) 10 2V -
55
2
2A电源作用:u(2) 2 3 2 2 4.8V 5
u 6.8V P 6.8 2 13.6W
为两个简 单电路
画出分
+
电路图 10V
-
2 + U(1)
3 -
2
+
3
2 + 2A U(2)