电工电子学 电路分析基础
电工电子技术-第1章 电路分析基础
(3)效率
电气设备运行时客观上存在损耗,在工程应用中,常把 输出功率与输入功率的比例数称为效率,用“η”表示:
P2 100% P2 100%
P1
P2 P
提高电能效率能大幅度节约投资。据专家测算,建设1
实际电源总是存在内阻的,因此实际 电压源模型电路中的负载电流增大时, 内阻上必定增加消耗,从而造成输出电 压随负载电流的增大而减小。因此,实 际电压源的外特性稍微向下倾斜。
0
I
电压源模型的外特性
理想电流源和实际电流源模型的区别
理想电流源的内阻 RSI∞(相当于开路),因此内部不 能分流,输出的电流值恒定。
从工程应用的角度来讲,电路中电压是产生电流的根本原 因。数值上,电压等于电路中两点电位的差值。即:
Uab Va Vb
电压的国际单位制是伏特[V],常用的单位还有毫伏[mV] 和千伏【kV】等,换算关系为: 1V=103mV=10-3kV
电工技术基础问题分析中,通常规定电压的参考正方向 由高电位指向低电位,因此电压又称作电压降。
US _ +
R0
(2)电流源
输出电流比较稳定的电源称为电流源 :如光电池或晶体管的输出端等。通常 用电流源模型(理想电流源和一个内阻 相并联的形式)表示。
IS R0
理想电压源和实际电压源模型的区别
U
S
I
电 压
RSU
输 出
+
0
I
源 模 型
+
端U
-US
电 压-
RL
理想电压源的外特性
U
理想电压源内阻为零,输出电压恒定;
第2章电路分析基础13节PPT课件
2
2.1.1 基尔霍夫定律
名词,电路如图所示
IS
a I1
- US1+ b I4
①结点:电路中三个或三个以上电路
IS
元件的连接点。如图a、b、c点。
②支路:连接两个结点之间的电路。如图
1
R2 d I3
R1 2
+ US2
R3
I2 e
3
R4
中adb、bec等。图中有5条支路。
c
③回路:电路中任一闭合路径。图中1、2、3都是回路。共有6个回路。
I2134A
对结点c,列KCL
b
-
U1 + R2
1Ω R4
I2 2Ω
3Ω
R5
- U2+ R3
I4 4V
2Ω I5 6V
+ US
-1 -d
US
+2
3A 1Ω c I3
I3I53U RS5236 230
U1为 U 1 R 1 1 U S 1 R 2 I 2 1 1 4 3 ( 4 ) 1 7 V
可见,电流源放出功率等于电阻消耗功率与电压源吸收 功率之和,符合功率平衡关系。
—电工电子学—
8
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8
基尔霍夫定律应用
习题2.1.1 求图示电路中电流I1、I2、I3和电压U1、U2。
解:根据电压源、电流源的特点,得
1A R1 a I1
对结点a,列KCL
I1I41U RS 4114 211A
对结点b,列KCL
i 0 其中:流入的取“-”、流 出的取“+”;或相反。
对结点b得 I1I2I40 整理后得 对结点c得 ISI3I2I40 整理后得
电工技术第一章电路分析基础
上篇: 电工技术第一章: 电路分析基础1.1: 电路的基本概念、定律、分析方法 1.1.1:基本要求(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。
(2) 在正确理解电位意义的基础上,求解电路各点电位。
(3) 加强电压源的概念,建立电流源的概念。
(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态,强化额定值概念。
(5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。
(6) 学会分析、计算电路的基本方法 1.1.2: 基本内容 1.1.2.1基本概念1 电压、电流的正方向 在分析计算电路之前,首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向(这些假设的方向,又名参考方向),如图1-1-1所示。
3R I图1-1-1根据这些正方向,应用电路的定理、定律列写方程(方程组),求解后若为正值..,说明假设的方向与实际的方向相同;求解后若为负值..,说明假设的方向与实际方向相反。
对于电路中的某个(些)已知的方向,有两种可能,其一是实际的方向,其二也是正方向,这要看题目本身的说明。
2电路中的电位计算求解电路某点的电位,必须首先确定参考点,令该点电位为零,记为“⊥”, 电路其余各点与之比较,高者为正(电位),低者为负(电位),如图1-1-2所示:U图 1-1-2设C 为参考点,则:c 点的电位: V C =0(V) a 点的电位: V a = +6 (V) b 点的电位: V b =-9 (V)ab 两点间的电压:U ab = V a - V b = (+6)-(-9) =15(V)注·电位具有单值性(参考点一旦设定,某点的电位是唯一的)。
·电位具有相对性(参考点选择不同,某点的电位也不同)。
·任意两点间的电位差叫电压,例如U ab = V a - V b ,显然电压具有单值性和绝对性(与参考点选择无关) 1.1.2.2基本定律 1 欧姆定律(1)一段无源支路(元件)的欧姆定律。
在图1-1-3中,U ab = R ·I (取关联正方向)。
电工学基础第一章1.电路分析基础
负载 直流电源
弱电领域) 电路的组成(弱电领域)
电源: 电源: 负载: 负载:
将非电形态的能量转化为 电能的供电设备。 电能的供电设备。 (电 源亦称为内电路) 源亦称为内电路) 将电能转化为非电形态的 能量的用电设备。 能量的用电设备。
E
图 1.1.1 简单照明电路
中间环节: 中间环节:
沟通电路、输送、控制 沟通电路、输送、 电能。 电能。
由电气设备或电路元器件按一定方式组合后的总称。 由电气设备或电路元器件按一定方式组合后的总称。 或者: 或者:电路是由电气设备和元器件按一定方式联 接起来,为电流流通提供了路径的总体。 接起来,为电流流通提供了路径的总体。
电源 + US -
电路的大小可以相差很大,小到硅片上的集成电 电路的大小可以相差很大, 大到输电网。根据所处理信号的不同, 路,大到输电网。根据所处理信号的不同,电路 可以分为模拟电路和数字电路。 可以分为模拟电路和数字电路。
(a)关联正方向
例:标出下图中需要的正方向。 标出下图中需要的正方向。
+ US_ R1 IS R2
I2
I1
在关联正方向下,每条支路只需要标出电流正方向 电流正方向即 在关联正方向下,每条支路只需要标出电流正方向即 可,电压正方向就认为与之关联。例如:R1和R2上的 电压正方向就认为与之关联。例如: 就认为与之关联 电压U 就没有必要再标出正方向, 电压UR1和 UR2就没有必要再标出正方向,直接在推导 中使用即可,但要注意所使用的文字符号的易读性。 中使用即可,但要注意所使用的文字符号的易读性。
负载和中间环节亦合称外电路
。
电源或信号源的电压或电流称为激励, 电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路 工作;由激励所产生的电压和电流称为响应。 工作;由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电气工程中的重要基础知识,它涉及电路元件、电流、电压等方面的理论和计算。
通过电路分析,我们可以了解电路的性质和特点,为电路的设计与故障排除提供基础。
一、电路基本概念1. 电路:由电源、电路元件以及导线等组成的闭合路径,用于电流的传输与控制。
2. 电源:提供电流与电压的装置,如电池、发电机等。
3. 电路元件:用于改变电流与电压的元件,如电阻、电容、电感等。
二、基本电路定律1. 欧姆定律:描述电流、电压和电阻之间的关系,其数学表达式为V=IR,其中V为电压,I为电流,R为电阻。
2. 基尔霍夫定律:分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
前者表示在电路节点处,进入和离开该节点的电流之和为零;后者表示在闭合回路中,电压的代数和为零。
三、电路分析方法1. 等效电路法:将复杂电路化简为等效电路,通过替换与合并元件简化分析过程。
2. 串并联法:将电路中的元件按照串联和并联的方式组合,简化电路分析。
3. 特定电路分析法:对于特定类型的电路,可以采用特定的分析方法,例如交流电路中的复数法、矩阵法等。
四、常见电路元件1. 电阻:用于限制电流的元件,单位为欧姆,常用于控制电流大小。
2. 电容:用于储存电荷的元件,单位为法拉,常用于滤波与储能。
3. 电感:用于储存磁能的元件,单位为亨利,常用于电磁感应与频率选择性。
4. 二极管:一种具有单向导电性质的元件,常用于整流和开关。
5. 晶体管:一种电子器件,具有放大和开关功能,常用于电子电路中。
五、电路分析实例以下是一个简单的电路分析实例:假设有一个由电压源(V)和电阻(R1、R2、R3)串联而成的电路,如图所示。
\[示意图]我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律来分析该电路。
首先,根据欧姆定律,我们可以得到以下公式:\[V = I \cdot R_1\]\[V = I \cdot R_2 + I \cdot R_3\]接下来,我们可以根据基尔霍夫定律,得到以下公式:\[I = \frac{V}{R_1}\]\[I \cdot R_2 + I \cdot R_3 = V\]将上述两个公式代入前面的欧姆定律公式中,可以得到:\[\frac{V}{R_1} \cdot R_2 + \frac{V}{R_1} \cdot R_3 = V\]整理得到:\[\frac{R_2 \cdot R_3}{R_1} = 1\]通过这样的分析,我们可以获得电路中各个元件之间的关系,为电路设计和故障排除提供参考。
电路分析基础
V RI
若采用非关联参考方向,如图 1-6(b)所示,则电阻 R 两端的电压为
(1-1)
(1-2 V RI 当电阻的单位为欧姆(Ω) 、电流的单位为安培(A)时,电压的单位为伏特(V) 。 例 1-1 应用欧姆定律对图 1-7 的电路列出式子,并求电阻 R 。
6V
3A
R
6V
-3A
R
-6V
—3—
Байду номын сангаас
P = –VI
(1-4)
在此规定下,将电流 I 和电压 V 数值的正负号如实代入公式,如果计算结果为 P > 0 时,表 示元件吸收功率,该元件为负载;反之,P < 0 时,表示元件发出功率,该元件为电源。 例 1-2 图 1-8 所示电路中,已知:V S1 = 15V,V S2 = 5V,R = 5Ω,试求电流 I 和各元件 的功率。 R 解:由图中电流的参考方向,可得
I E VS Ro RL Ro RL
(1-5)
式中,R L 为负载电阻,R o 为电源的内阻,通常 R o 很小。负载两端的电压也就是电源输出电
—4—
压: V = E – IRo = V S – IR o 通路时的功率平衡关系式为:
PRL PE PRO EI I 2 Ro VI
第 1 章 电路分析基础
电工电子技术的应用离不开电路。电路由电路元件构成。本章着重介绍电路的基本 概念、常用电路元件、电路的基本定律和电路常用的分析方法,为学习各种类型的电工电子 电路建立必要的基础。
1.1
1.1.1
电路的基本概念
电路的组成和作用
从日常生活和生产实践可以体会到,要用电一般要用导线、开关等将电源和用电设备或 用电器连接起来,构成一个电流流通的闭合路径。这就是所谓电路。 电路的形式是多种多样的,但从电路的本质来说,其组成都有电源、负载、中间环节三 个最基本的部分。例如图 1-1 所示的手电筒电路中,电池把化学能转换成电能供给灯泡,灯 泡却把电能转换成光能作照明之用。 凡是将化学能、 机械能等非电能转换成电能的供电设备, 称为电源,如干电池、蓄电池和发电机等;凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能 的用电设备,称为负载,如电热炉、白炽灯和电动机等;连接电源和负载的部分,称为中间 环节,如导线、开关等。 电路的种类繁多,但从电路的功能来说,其作用分为两个方面:其一实现电能的传输和 转换(如电力工程,它包括发电、输电、配电、电力拖动、电热、电气照明、以及交直流电 之间的整流和逆变等等。 ) ;其二进行信号的传递与处理(如信息工程,它包括语言、文字、 音乐、图象的广播和接收、生产过程中的自动调节、各种输入数据的数值处理、信号的存储 等等。 ) 。电路的作用不同,对其提出的技术要求也不同,前者较多的侧重于传输效率的提高, 后者多侧重于信号在传递过程中的保真、运算的速度和抗干扰等。
《电工电子学》第2章 电路分析基础
例:如图所示电路,用支路电流法求u、i。 解:该电路含有一个电压为4i1的受控源,在求解含有 受控源的电路时,可将受控源当作独立电源处理。
对节点a列KCL方程:
i2=5+i1 对图示回路列KVL方程:
5i1+i2+4i1-10 =0 由以上两式解得:
i1=0.5A i2=5.5A
a
5A +
i1
R1 +c us1 -
a i2
i3
R2
R3
+d
e
us2
-
b
图示电路有3条支 路,2个节点,3个 回路。
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指出下图的支路、结点、回路和网孔。
支路:ab、bc、ca…(共6条), 结点:a、b、c、d。(共4个) 回路:abcda、abdca…(共7个) , 网孔:abd、abc、bcd。(共3个)
1.复数及其运算
复数A可用复平面上的有向线段 来表示。该有向线段的长度a称
+j a2
a
A
为复数A的模,模总是取正值。
θ
该有向线段与实轴正方向的夹 O
a1 +1
+ &
b=50,
Uon=0.7V,
计算
Us1 .
-
各支路的电流及受控
源两端的电压U。
R1
& I1
& I2
+
+
Uon -
U
a -bI&1
1
I3 2
R3
R2
+& -Us2
对节点a列KCL方程: I1+bI1=I3
对回路1列KVL方程: R1I1 UON R3I3 Us1 0
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点,它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前,我们需要了解一些基本概念。
1. 电流(I):电流是电子在电路中的流动方向,它的单位是安培(A)。
2. 电压(V):电压是电子在电路中的能量差异,它的单位是伏特(V)。
3. 电阻(R):电阻是电路元件对电流的阻碍程度,它的单位是欧姆(Ω)。
4. 电路:电路由电子器件和电源组成,它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中,有几种常见的电路模型,它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成,其中串联电路是电阻依序连接,而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路,其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路,其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中,我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具,它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,在电路的任何一个节点处,进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出,在电路中沿着任意一个回路,从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法,其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出,电阻上的电压与电阻上的电流成正比,即V = IR,其中V是电压,I是电流,R是电阻。
功率定律指出,电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比,即P = I²R,其中P是功率,I是电流,R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法,其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
电路分析基础知识点
电路的组成
01
02
03
电源
提供电能,如电池、发电机等 。
负载
消耗电能,如灯泡、电机等。
导线
连接电源和负载,传输电能。
04
开关
控制电路的通断。
电路的状态
开路
电路中无电流流过。
通路
电路中电流正常流动,负载正常工作。
短路
电路中电流过大,可能造成严重后果。
02
CATALOGUE
电路元件
电阻
总结词
电阻是电路中常用的元件,用于限制 电流的流动。
电路分析基础知识 点
目录
• 电路分析的基本概念 • 电路元件 • 电路分析方法 • 交流电路分析 • 电路定理 • 电路的过渡过程
01
CATALOGUE
电路分析的基本概念
定义与特点
定义
电路分析是研究电路中电流、电 压以及功率等物理量分布和变化 规律的科学。
特点
基于欧姆定律、基尔霍夫定律等 基本原理,通过数学模型对电路 进行描述和预测。
要点二
响应类型
根据时间常数的不同,一阶电路的响应可以分为指数响应 、震荡响应和暂态响应等类型。
二阶电路的响应
阻尼比和自然频率
二阶电路的响应与阻尼比和自然频率有关,阻尼比决定 了响应的振荡程度,自然频率决定了响应的速度。
响应类型
根据阻尼比的不同,二阶电路的响应可以分为欠阻尼、 临界阻尼和过阻尼等类型,每种类型都有其独特的响应 特性。
03
CATALOGUE
电路分析方法
欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一,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(V)成正比,与电阻(R)成反比。数学表达 式为 V=IR,其中电压V、电流I和电阻R都是矢量。
电工电子学:电路分析基础单元测试与答案
一、单选题1、关于叠加定理的应用,下列叙述中正确的是A.不仅适用于线性电路,而且适用于非线性电路B.仅适用于非线性电路的电压、电流计算C.仅适用于线性电路,并能利用其计算各分电路的功率进行叠加得到原电路的功率D.仅适用于线性电路的电压、电流计算正确答案:D2、在瞬态分析中,RC、RL电路的时间常数分别等于A.RC,R/LB.RC,L/RC.C/R,L/RD.C/R,R/L正确答案:B3、若通过并联电容的方式对RL电路进行功率因数提高(保证输入电压幅值不变,只考虑欠补偿的情况),则下列说法中错误的是A.并联电容的大小不会影响RL支路的工作状态B.并联电容前后电源输出的有功功率不变,输出的无功功率减小了C.并联电容后总电流的有效值变小了D.并联电容后RL支路的功率因数变大了正确答案:D4、已知RLC并联电路的端电流I=10A,电感电流IL=1A,电容电流IC=9A,则电阻电流IR为A.8AB.6AC.2AD.0A正确答案:B5、根据有关概念判断下列哪类电路有可能发生谐振A.纯电阻电路B.RL电路C.RLC电路D.RC电路正确答案:C6、某三相四线制供电电路中,相电压为220V,则线电压为A.220VB.311VC.380VD.190V正确答案:C7、已知某三相四线制电路的线电压UAB=380∠24° V,UBC=380∠-96° V,UCA=380∠144° V,当=15s时,三个相电压之和为A.380VB.0VC.537VD.220V正确答案:B8、设置某元件电压和电流为非关联参考方向,且求得功率P=-10W,则该元件为A.吸收功率B.发出功率C.题目条件偏少D.以上都不对正确答案:A9、关于含受控源的有源二端网络等效电阻的求解方法,以下叙述不对的是A.可以利用电阻串、并联化简的方法得到。
B.在除去独立电源以后的端口处外加一个电压源,求其端口处的电流。
C.在除去独立电源以后的端口处外加一个电流源,求电流源两端的电压。
电工电子第1章电路与电路分析基础
1.2 电路的基本物理量
其代数和即为该点的电位。从待求点参考点到参考点的路 径往往不止一条,但对同一参考点而言,某一点的电位值 具有唯一性。一般尽量选择简单的路径进行计算。 1.2.3 电动势
电动势反映了电源把其他形式的能量转换为电能本领 的大小。电源常用符号E或US表示。电动势的实际方向为 由电源负极经电源内部到电源正极,即电源内部电位升高 的方向。
1.2 电路的基本物理量
图1-8 例1-1图 例1-1 电路如图1-8所示,已知E1=6V,E2=4V,R1=4Ω, R2=2Ω。 如果以B点为参考点,求A、C点电位。
1.2 电路的基本物理量
解:各电阻中电流的参考方向如图1-8所示。通过观察,R1、R2、 E1形成一个简单的串联回路,R3没有形成回路。以B点为参考点,
P
U I
U
U R总
39.5
220 4.84 1.06
1.47kW
通过计算说明,线路长度仅仅为1km,导线截面已增 大到50平方毫米,线路上仍然有39.5V的电压降,负载端 电压降低到180.5V,造成了电能大量浪费的同时,负载甚 至将无法正常工作。
1.3 电路中的电阻 图1-14 线路的功率损耗
1.3.2 欧姆定律与电阻的串并联
1.一段电路的欧姆定律
I
Uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR
图1-12一段含有电阻的电路 图1-13线性元件的伏安特性曲线
1.3 电路中的电阻 伏安特性曲线:元件的电压与电流的关系曲线。 线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线。 线性电路:由线性元件构成的电路。 非线性电路:含有非线性元件的电路叫做。 2.全电路欧姆定律
则有 UB=0,I3=0
电路分析基础
电路分析基础电路分析基础是电子工程学习的重要基础,是了解电子学知识的必要步骤。
本文将介绍电路的基本概念、基本定律、基本电路元件的特点和作用,及其它相关基础知识。
一、电路的基本概念电路是由电源、导体和连接这些导体的元件构成的系统。
电源可输出电流或电压,导体可传输电流,元件包括电阻、电容、电感等。
在电路中,电源为电路提供能量,元件限制、调节电流或电压,导体将电流传输至各处。
电路的表示方法有两种,一种是以原理图的形式表示电路;另一种是使用布线图来展示电路。
原理图使用符号图示电源和元件,使得我们更清楚地了解电路的结构。
布线图是实际连接的电路图,直观体现了电路的连接方式。
电路中最基本的参数有电流、电压、功率、电阻等。
电流指电荷运动的方向和流过导体横截面的带电粒子数,单位是安培(A),用I表示。
电压指电源的电势差,单位是伏特(V),用U 表示。
功率是电路中能量转换的速率,单位是瓦特(W),用P 表示。
电阻指电路中阻碍电流流动的程度,单位是欧姆(Ω),用R表示。
二、基本定律1.欧姆定律欧姆定律描述了电路中电流、电阻和电压之间的关系。
当电路中的电阻保持不变时,电流与电压成正比,当电压增大时电流也随之增大,公式为:I=U/R。
使用欧姆定律,我们可以计算出电阻、电流和电压中的任意一个参数值,只要另外两个参数中有两个即可。
2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律是指分析电路时应使用的两个重要定律:基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
基尔霍夫第一定律又称作电流守恒定律,它描述的是电流的总和在电路中保持不变。
也就是说,在一个节点处,所有进入该节点的电流值之和等于所有离开该节点的电流值之和。
基尔霍夫第二定律则称作电压守恒定律,描述的是电压在电路中的分配情况。
它指出,一个封闭电路中,所有电压升降之和等于零。
即所有电流通过一个闭合回路的电路元素后,电源所提供的电势能与电路消耗掉的电势能之和为零。
三、基本电路元件1.电阻电阻是爱欧姆定律定义的基本元素,描述了电流流过时电荷受到的拦截。
完整版)电路分析基础知识归纳
完整版)电路分析基础知识归纳电路分析基础》知识归纳一、基本概念电路是若干电气设备或器件按照一定方式组合起来,构成电流的通路。
电路功能一是实现电能的传输、分配和转换;二是实现信号的传递与处理。
集数电路近似实际电路需满足的条件是实际电路的几何尺寸l(长度)远小于电路正常工作频率所对应的电磁波的波长λ,即l。
电流的方向是正电荷运动的方向。
关联参考方向是电流的参考方向与电压降的参考方向一致。
支路由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。
节点是电路中三条或三条以上支路连接点。
回路是电路中由若干支路构成的任一闭合路径。
网孔是对于平面电路而言,其内部不包含支路的回路。
拓扑约束是电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约束,任一回路的各支路(元件)电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束,这种约束关系与电路元件的特性无关,只取决于元件的互联方式。
理想电压源是一个二端元件,其端电压为一恒定值US(直流电压源)或是一定的时间t),与流过它的电流(端电流)无关。
函数uS。
理想电流源是一个二端元件,其输出电流为一恒定值IS(直流电流源)或是一定的时间t),与端电压无关。
函数iS。
激励是以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号,简称为激励。
响应是经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号,简称响应。
受控源在电子电路中,电源的电压或电流不由其自身决定,而是受到同一电路中其它支路的电压或电流的控制。
受控源的四种类型是电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。
电位是单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。
在电力工程中,通常选大地为参考点,认为大地的电位为零。
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。
单口电路是对外只有两个端钮的电路,进出这两个端钮的电流为同一电流。
单口电路等效是如果一个单口电路N1和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同,则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的,可进行互换。
《电工电子学》电路分析基础ppt
IS
+
a I1
R2Ua-b US1
-
+b
I4
结点:三个或三个以上电路
+
+
元件的连接点称为
Uac I3
d + I2
结点。
IS
4
US2
支路:连接两个结点之间的 电路称为支路。
1 R1 2
-
e Ubc 3
R4
回路:电路中任一闭合路径
称为回路。
-
网孔:电路中最简单的单孔
回路。
R3
-
c
1. 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s Current Law)
解之
回路U 1 U S 2 R1RI12I2 R3RI33I3U S1 UON 0
I1
U(6S11U 1ON.5 2 1.53)V
R11.4(41V )R3
6 0.7
I1
75I1(10.0530m) A2 0.03mA +
I3 I(311.5)3Im1 A51 0.03
US1 -
R1
+7V
1
R3 1kΩ
6V
βI1 I3
2
I2
R2 1kΩ + US2
1.53mA
6V -
2.2 叠加定理与等效电源定理
应用叠加定理与等效电源定理,均要求电路必须 是线性的。线性电路具有什么特点呢?
线性电路的特点:
⑴ 齐次性 设电路中电源的大小为x(激励),因该激励 在电路某支路产生的电流或电压为y(响应),则有: y=kx k为常数
⑵ 叠加性 设电路中多个激励的大小分别为x1、x2、 x3…,在电路某支路产生相应的电流或电压(响应) 为y1(=k1x1)、y2=(k2x2)、y3=(k3x3) …,则全响应为:
电工电子第2章电路分析基础h
正弦交流电路分析
总结词
正弦交流电路分析主要研究电流和电 压随时间变化的规律,以及电路中的 阻抗、功率等参数。
详细描述
在正弦交流电路中,电流和电压的大 小和方向随时间呈正弦或余弦变化。 正弦交流电路分析在电力传输、电机 控制和无线通信等领域有着重要的应 用。
非正弦周期电流电路分析源自总结词非正弦周期电流电路分析主要研究非正 弦周期信号在电路中的响应和传输特性 。
阻抗和导纳的关系
阻抗和导纳是互为倒数的关系,即$Z = 1/Y$。在正弦交流电路中,阻抗和导纳具有相同 的虚部和实部。
04
电路分析的应用
直流电路分析
总结词
直流电路分析是电路分析的基础,主要研究电流、电压、电阻等参数的稳态特性。
详细描述
在直流电路中,电流和电压的大小和方向不随时间变化,因此可以通过欧姆定律、基尔霍夫定律等基 本定律来求解电路中的电流和电压。直流电路分析在电子设备、电力系统和控制系统中有着广泛的应 用。
电路分析的基本方法
基尔霍夫定律
总结词
基尔霍夫定律是电路分析的基本定律之一,它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,用于确定电路中电流 和电压的约束关系。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出,对于电路中的任何节点或封闭面,流入的电流总和等于流出的电流总和;基尔霍夫电压 定律则指出,对于电路中的任何闭合回路,沿回路绕行时,电压的降落总和等于电压的升高总和。这两个定律是 电路分析的基础,可以帮助我们解决许多电路问题。
提高电路设计能力
掌握电路分析方法有助于更好地进行电路设计,提高设计效率和成 功率。
解决实际工程问题
在实际工程中,经常需要对电路进行分析和调试,电路分析基础为 解决这些问题提供了必要的知识和技能。
电路分析基础学习指导
电路分析基础学习指导电路分析是电工学中的重要内容,它是研究电路中电流、电压和功率等不同元件之间的关系的学科。
电路分析的目的是为了通过分析电路中的各种元件和电源之间的电流和电压关系来解决不同的问题。
下面将为你提供电路分析基础的学习指导。
一、了解基本概念在学习电路分析之前,我们首先要了解一些基本概念。
例如,电流是电子在电路中流动的数量,单位是安培(A);电压是电子在电路中的电势差,单位是伏特(V);电阻是电流通过的阻力,单位是欧姆(Ω);功率是电路中消耗或提供的能量,单位是瓦特(W)等等。
二、学习基本电路元件了解各种基本电路元件如电阻、电容和电感等的特性是电路分析的基础。
学习电阻时要了解欧姆定律,即电流等于电压与电阻的比值;学习电容时要了解充电和放电的过程;学习电感时要了解自感和互感的概念。
三、学习基本电路定律掌握基本电路定律是进行电路分析的前提。
基本电路定律包括基尔霍夫定律和欧姆定律等。
基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律。
电流定律指出电路中任意节点处的电流总和为零;电压定律指出电路中回路上所有电压之和为零。
欧姆定律则是电流、电压和电阻之间的基本关系。
四、掌握基本电路分析方法学习电路分析的关键是掌握基本的电路分析方法。
常见的电路分析方法有节点电压法和支路电流法。
节点电压法是通过对电路中各个节点的电压进行分析来解决问题;支路电流法是通过对电路中各个支路的电流进行分析来解决问题。
其中,节点电压法对于复杂的电路更加适用,而支路电流法对于简单电路更加方便。
五、进行实践演练学习电路分析不能只停留在理论层面,还需要进行实践演练。
选择一些简单的电路进行分析,通过计算和实验来检验自己的分析结果。
在实践中,可以使用一些电路模拟软件来进行虚拟实验,如Multisim和PSPICE 等。
六、深入学习进阶知识一旦掌握了电路分析的基础知识和方法,就可以深入学习一些进阶知识。
例如,学习交流电路分析,了解如何分析电路中的电流和电压在不同频率下的变化;学习谐振电路的分析,了解电路在特定频率下的共振现象等等。
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b
I4
U 对回路 adbca,沿逆时针方向循行: – I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 – I2 R2 = 0
–
对网孔bcdb: I3 R3 + I4 R4 –U = 0
对回路 cadc,沿逆时针方向循行: – I2 R2 – I1 R1 + U= 0 上页 下页
第2章
KVL的扩展应用——用于开口电路。
a
+ _ US1
b
c _ US6
+
下页
返回
第2章 例1: I1 a
I2
c
IG d
G I3 I
+
支路:ab、bc、ca、… (共6条) 结点:a、 b、c、d (共4个) 回路:abda、abca、 adbca … (共7 个) 网孔:abd、 abc、bcd (共3 个)
b E
I4
–
上页
下页
第2章
叠加原理只能用于求电压或电流,不能用 于求功率。
I3
US1
I 3 I 3 ' I 3" U 3 U 3 'U 3"
+ U3 - + -
US2
+ _
R3
P3 U 3 I 3 U 3 'U 3 "I 3 ' I 3 " U 3 ' I 3 'U 3 " I 3 " 少 U 3 " I 3 'U 3 ' I 3 "
上页
下页
返回
第2章 或:在任何电路中,形成任何一个回路的所有支路 沿同一循行方向电压的代数和在任何时刻都等于零。 US5 _ + I 1R1 I 2 R 2 I 3R3 U S1 0 a
I2 I3
b
I1 + US1 _
c
U 0
应用步骤:
US6 _ +
*
在电路图上标出电流、电 压、电动势的参考方向。
应用KCL可得 电流源I1的功率 电流源I2的功率
IR1=I2 - I1=1A P1 U ba I1 IR1 R1 I 1 20 W P2 = (Uca+Uab) I2 = (-I2R2 -IR1R1)I2 = -80W
上页 下页
吸收功率
发出功率
返回
第2章
2kΩ
a
10kΩ
[例2.1.1] 已知电路参数如图
I3 IS3 R4 I4 R5 I6
+
Ux
回路电压方程
R1
b + _ US I5 d
- abda: I1R1 I 2 R2 I5 R5 US c
R6
abca: I 2 R2 I 4 R4 Ux
bcdb: I 4R4 I 6R6 I 5R5 0
n=4
b =6
结果:未知数少一个支路电流,但多一个未知
电压,方程数不变! 上页 下页 返回
第2章
小 结
1.应用支路电流法解题步骤: 设定支路电流的参考方向。 根据KCL可列“n-1”个独立的电流方程。 设各回路的循行方向。 应用KVL可列 b-(n-1)个独立的回路电压方程。 解联立方程组求解。 2. 支路电流法是电路分析的基本方法,适 用于任何电路。缺点是当支路较多时,需 列的方程数多,求解繁琐。
返回
第2章
应用步骤(以结点a为例) :
* *
在电路图上标出各支路电流的参考方向。 根据 KCL(设流入为正)列方程,求解。
I5 I 2 a 若已知 I1 =1A, I5 =4A I1 + US1 则: _
I1 I 2 I 5 0
+
US5_ b
c
I2= I1- I5 =-3A
d
上页 下页
_
US6 +
返回
第2章
基尔霍夫电流定律的扩展应用
--用于包围部分电路的任意封闭面
+ US5_
b I3 _ US6 d 上页 下页
广义结点 包围部分电路 的任意封闭面
a
I1 + US1 _
c I6
I1 - I3- I6= 0
+
返回
第2章
KCL的
R2 _
R3
扩展 应用 举例
I
+
US2
R4
Is
R1 _
第2章
2、并联电路的分流公式
I + U R1 I1 R2 I2
-
R1 R 2 R R1 R 2 R2 I1 I R1 R 2
上页
下页
返回
第2章 b
支路电流法
a
I1 +
I6
I2 c I5 + 下页 US3
I3
1.思路:应用KCL 、KVL分别对结点 和回路列方程,联立求解。
上页 返回
上页 下页 返回
第2章 [例2.2.1] 已知US=10V,IS=1A,R1=10Ω,R2=R3=5Ω,用叠 加定理求流过R2的电流I2。 I R a I2 R2 b
21 2
+U S R1 _
IS R3
=
+U S R1 _
IS
R3
+
I22 R2 IS R1 R3 上页 下页 返回
第2章
2.2.2 等效电源定理
a I1 R1
I3
R2 IS3 R4 c R6
I2
结点电流方程
b
+ _ US I5 d
I4 R5
I6
a : I1 I 2 I S3 0 b : I 2 I 4 I5 0 c : I 4 I 6 I S3 0
上页 下页 返回
n=4
b =6
I1
第2章 a I2 R2
基尔霍夫电压定律(KVL) (Kirchhoff’s Voltage Law)
上页 下页 返回
第2章
名词注释:
结点:三个或三个以上电路元件的联结点。 支路:连接两个结点之间电路。同一支路流过电流相同。 回路:电路中任一闭合路径称为回路。 网孔:未被其他支路分割的单孔回路。
+
US5 _
网孔(m=3) 结点:a, b, … (n=4) 支路:ab, ad, …(b=6) 回路:abda, bcdb …(L=7) d 上页
a
US
I
+ _ R
+
Uab
US Uab I R
电位升
电位降
-
b
KVL的意义:表明了电路中各部分电压
间的相互关系。
上页 下页 返回
第2章 a I1 1A
b
10 c
I2
20
[例3]
IR1
2A
已知电路参数如 图中所示,求各电流源的 功率、并判断是输出还是 吸收功率。 解:设流过R1电流的参考 方向如图所示。
上页 下页 返回
第2章
2.2 叠加原理与等效电源定理
2.2.1 叠加原理 2.2.2 等效电源定理
上页
下页
返回
第2章
2.2.1 叠加原理
思路: 将一个多电源共同作用的电路,转化为
单电源分别作用的电路。
内容: 对于一个线性电路来说,由几个独立电
源共同作用所产生的某一支路的电压或电流, 等于各个电源单独作用时分别在该支路所产生 的电压或电流的代数和。当其中某一个电源单 独作用时,其余的独立电源应除去(电压源予 以短路,电流源予以开路)。
E (IR )
回路:a-b-d-a
a
I2
b
I R I R I R U
1 1 2 2 3 3
I1 + US1 _E1
S1
I3
_
c
电位降
电位升
d 上页 下页
US6
依据:电位的单值性。
+
E6
返回
第2章
应用步骤:
* * *
在电路图上标出电流、电压、电动势的参考 方向。
标出回路的循行方向。 根据KVL列方程,依IR=E,与回路环行方向一 致的I、E、U取正,否则取负。
d
*
标出回路的循行方向。
*
如果规定电位降取正号,则电位升就取负号。 上页 下页 返回
第2章 例2: I1
a I6
I2 R6 c
应用 U = 0列方程 对网孔abda: I6 R6 – I3 R3 +I1 R1 = 0 对网孔acba: I2 R2 – I4 R4 – I6 R6 = 0
d
I3 I
1.基尔霍夫电流定律(KCL)
表明联接电路中同一结点处各支路电流之间的关系
内容 :在任何电路中,任何结
点上的所有支路电流的代数和在 I2 I1 I3
任何时刻都等于零。其数学表达
式为
I= 0
I1 I 3 I 2 I 4
I1 I 3 I 2 I 4 0
上页 下页
I4
依据 :电流的连续性。
_
bCd: 0 =I2R2+I5R5+I6R6 adc: US3-US4=I3R3-I4R4-I5R5
_
I4 R3
I1 可列 b-(n-1)个独立的 回路电压方程。 设各回路的循行方向 a 如图示。 abd: US4=I4R4+I1R1-I6R6 I3 +
d
第2章
思考题:若一支路中含有理想电流,
可否少列一个方程?
R1
I
R2 R R4 + US -
a