电路原理_skja_03

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电路原理_skja_01

电路原理_skja_01
t 若i ( ) 0
i(t )

1 2 1 2 Li ( t ) (t ) 0 2 2L
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电容(capacitor)元件
一、元件特性 描述电容的两个基本变量: u, q i + u + C
def
对于线性电容,有:
q =Cu


q C u
C 称为电容器的电容
电容 C 的单位:F (法)
+
uRi
k
u
电阻R单位名称:欧(姆)
符号:

G称为电导 单位名称:西(门子) 符号: S (Siemens) G i 则 欧姆定律表示为 i G u
G 1/R
+
u
线性电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线
R tg
u

0
i
线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。
(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 i R (G)
四、电感和电容的串并联 电感的串联
Leq Lk
k 1 n
电感的并联
n 1 1 Leq k 1 Lk n 1 1 Ceq k 1 C k
电容的串联
电容的并联
C eq C k
k 1
n
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i
参考方向
i>0 表示电流的参考方向与实际方向相同 i<0 表示电流的参考方向与实际方向相反

I1
10V
I1 = 1A 10
I1
10V I1 = -1A 10
电流参考方向的两种表示: 用箭头表示 用双下标表示 IAB A 3. 为什么要引入参考方向 ? (a) 复杂电路的某些支路 B I

电路原理skja10

电路原理skja10
列写其KCL方程; (3) 求解上述方程,得到n-1个节点电压; (4) 求各支路电流(用节点电压表示); (5) 校验
例1 用节点法列写以UA、 UB为节点电压的方程。
G1 UA
G2 UB G3
+US1
G4 IS
G5
+US2
解: 电路可改画为 G1 UA G2 UB G3
US1
G4 IS
G5
US2
( G 2 G 3 ) u n 1 ( G 2 G 3 G 4 G 5 ) u n 2 G 2 u S 2 G 5 u S 1
G21
G22
isn2
G11、G22 自电导
G12 、G21 互电导 恒为负
iR出 iS入
G11un1+G12un2 = iSn1 G11un1+G12un2 = iSn1 (3) 节点方程的一般形式
iS1
R1 R
+ uR2 _ R3
11
1
(R1R2)Un1R2Un2iS1
1
11
R 2U n1(R 3R 2)U n2gm uR2
uR2U n1U n2
G12G21
讨论:有R时方程如何列?
例3 试列写下图含理想电压源电路的节点电压方程。
+
I
1
G1 G3 G2
方法1: 设电压源电流为I, 增加一个节点电压
思考:含理想受控电压源时如何列方程?
支路法、回路法和节点法的比较:
(1) 方程数的比较
KCL方程
支路法
n-1
回路法
0
节点法 n-1
KVL方程 b-(n-1) b-(n-1)
0
方程总数
b b-(n-1)

电路原理上册三章

电路原理上册三章

第三章动态元件和动态电路导论引言1.什么叫动态元件?元件电压电流关系为微分,积分关系的元件叫动态元件。

2. 什么叫动态电路?含有动态元件的电路叫动态电路。

3. 为什么要研究动态电路?实际电路中需要利用电容器、电感器等,以完成某种功能,特引入理想的电容元件和电感元件作电路模型。

4. 动态电路的分析方法:动态电路分析的核心是列写动态电路的微分方程,求解微分方程得到待求变量,进而求解电路中的其他变量。

基本要求1. 掌握动态元件的VCR。

2. 掌握电路微分方程的列写及求解方法。

3.掌握阶跃函数,冲激函数及其在电路中的应用。

4. 掌握求解电路初始值的方法。

5. 深刻理解时间常数,零输入响应、零状态响应和全响应,自由分量和强制分量,稳态和暂态等概念。

§3-1电容元件电容量—反映电路储存电场能性质的电路参数。

简称电容。

线性电容用C表示。

电容元件—是电容器和其它储存电场能的实际部件抽象出的理想元件。

电容量是联系其电荷与电压关系的参数。

其电荷与电压的关系也分为线性与非线性,时变与非时变。

本章仅研究时不变线性电容。

一、电容元件的q - u关系元件如图所示q(t)=Cu(t) 或u(t)=C1q(t)C为常量,与电压u(t)和电荷q(t)无关的比例系数,对理想的电容器而言,由其结构、材料、介质等决定。

其q(t),u(t)曲线如右,是一条直线,与u(t)之间的夹角为ϕ,则有C = tgϕ。

二、电容元件电压电流关系(VCR)1、微分关系式设引线上的电流i(t)与u(t)为一致参考方向,则当端电压u(t)随时间而变化时,其储存的电荷q(t)也随之而变化,引线上即有传导电流通过,此电流等于q(t)对时间的变化率。

当t d ud>0时, i(t)>0时,电压增加,充电,电流实际方向与参考方向相同。

当t d ud<0时, i(t)<0时,电压减小,放电,电流实际方向与参考方向相反。

当t d ud=0时,有i(t)=0以上分析说明:电容电流的存在依赖于电压是否变化,而不是电压是否存在。

电路原理实验(泰达)讲解

电路原理实验(泰达)讲解

电路原理实验指导书电子信息与自动化学院电路原理实验须知一、实验目的和要求电路实验是电路原理课程的重要实践性环节,实验的目的不仅要巩固和加强理解所学的知识,更重要的是要训练实验技能,培养学生动手能力,学会独立进行实验,提高分析问题、解决问题的能力,同时树立工程实践观点和严谨的科学作风。

对学生实验技能训练的具体要求是:1.能正确使用常用的电工仪表、设备及常用的电子仪器。

2.能按电路图正确接线、查线、排除故障。

3.能准确读取实验数据,观察实验现象,测绘波形曲线。

4.能整理分析实验数据,独立写出内容完整、条理清楚、有归纳性的实验报告。

二、实验课前学生应做的准备工作1.认真阅读实验指导书,明确实验目的,理解有关原理,熟悉实验电路、实验步骤及实验中的注意事项。

2.完成实验指导书中有关预习要求的内容。

3.做好数据记录表格等准备工作。

三、实验报告的要求一律使用学校规定的实验报告纸认真书写,实验报告的具体内容为:1.实验目的。

2.实验原理电路及主要仪器设备的规格与型号。

3.课前完成的预习内容,包括指导书所要求的理论计算、记录表格等。

4.整理原始记录的实验数据,并按实验指导书要求加以处理。

5.完成指导书要求的总结、问题讨论及心得体会,需要时画出实验曲线。

6.记录实验中出现的问题、现象及故障的处理分析。

四、实验规则1.进实验室后,检查所用仪器设备是否齐全、完好。

2.严禁带电接线、拆线或改接线路,人体严禁接触线路中带电的金属部位。

3.接线完毕,要认真检查,确信无误并经指导教师检查后方可接通电源进行实验。

4.实验过程中如有异常,应立即切断主电源,保持现场,报告指导教师。

5.实验内容完成后,实验结果经指导教师认可方能拆除实验线路,并将实验器材整理好。

6.室内仪器设备不准擅自搬动调换,没有清楚仪器、仪表及设备的使用方法,不得贸然使用。

若损坏仪器设备,必须立即报告教师,属于责任事故要酌情赔偿。

实验一电路原理认识实验一、实验目的1.熟悉TH—DT3型电工电子实验装置中实验屏(包括各类测量仪表、各类电源)的布局及使用方法。

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_09

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_09

i5 = i S
(5)
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回路电流法 (loop current method)
思路: 为减少未知量(方程)的个数,假想每个回路 中有一个回路电流。
a
i1 R1 uS1 + –
i2 R2 il1 + uS2 –
b
i3 il2 R3
设回路电流为 il1、 il2。 回路电流自动满足KCL 支路电流是回路电流的组合 i1= il1,i2= il2- il1, i3= il2。
1
3
i5 i6
4
R5
节点 1:i1 + i2 – i6 =0 节点 2:– i2 + i3 + i4 =0 节点 3:– i4 – i5 + i6 =0 节点 4:– i1 – i3 + i5 =0
这4个方程是不独立的
uS –
一般情况: 对有n个节点的电路,只有n-1个独立的KCL方程。任 意划去其中一个方程,剩余的就是独立方程。 独立节点:与独立KCL方程对应的节点。 被划去的节点通常被设为电路的参考节点。 由KVL所能列写的独立方程数为: l = b - (n-1) 上例 l = b - (n-1)=3
总有支路相互交叉 ∴是非平面电路
支路法列写方程的一般步骤: (1) 标定各支路电流参考方向; (2) 选定(n–1)个节点,列写其KCL方程;
(3) 选定b–(n–1)个独立回路,列写其KVL方程; (元件特性代入)
(4) 求解上述方程,得到b个支路电流。
例1
I1 R1 I2 R2 I1
a I3 R3
回路2中所有电压源电压升的代数和
一般情况,对于具有 l=b-(n-1) 个回路的电路,有 R11i1+R12i2+ …+R1l il=uSl1 R21i1+R22i2+ …+R2l il=uSl2 … Rl1i1+Rl2i2+ …+Rll il=uSll

电路原理讲解

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。

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_03共17页

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_03共17页

09.04.2020
课件
3
3. 理想电压源的开路与短路
i
(1) 开路 i=0
+
uS
(2) 短路 理想电压源不允许短路(此时理
_
想电压源模型不存在)。
09.04.2020
课件
4
二、理想电流源
iS
电路符号
1. 特点:
(a) 电源电流确定不变由电源本身决定的,与外电路无关;
(b) 电流源两端电压是由外电路决定。
I U 1A U R
R 1 ,I 1 A ,U 1 V R 1 0 ,I 1 A ,U 1V 0
09.04.2020
课件
6
i 2. 伏安特性
u
IS
+
iS
u
_
0
i
(1) 若iS= IS ,即直流电源。则其伏安特性曲线为平行于 电压轴的直线,反映电流与 端电压无关。
(2) 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
i2
+
+
u_1
b i1 u2 _
CCCS
i1
i2
CS
i1
i2
+
+
+
u_1
_r i1
u2
_
CCVS
i1
i2
+
+
+
u_1
_u1
u2
_
VCVS
* ,g, b ,r 为常数时,被控制量与控制量满足线性关系,
称为线性受控源。
09.04.2020
课件
14
(b) 通过它的电流是任意的,由外电路决定。

清华大学电路原理课件电路原理skja

清华大学电路原理课件电路原理skja

1. 电路特点: (a) 各电阻顺序连接,流过同一电流 (KCL); (b) 总电压等于各串联电阻的电压之和 (KVL)。
R1
Rk
Rn
i
+ u1 _ + uk _ + un _ 等效 i
+
u
_
+
Req
u
_
Req
2024/3/26
u i
uk i
Rk
电路原理
串联电路的总电阻 等于各分电阻之和。
2. 电压的分配公式
i
i1
i2
R1
R2
i1
1/
1 / R1 R1 1 /
R2
i
R2 R1 R2
i
i2
1/
1 / R2 R1 1 /
R2
i
R1 R1 R2
i
2024/3/26
电路原理
三、电阻的串并联
例1
4
2 3
R
6
R = 4∥(2+(3∥6) )= 2
40 例2
R
30
40 40
R
30 30
30 R = (40∥40)+(30∥30∥30) = 30
+
R1
u31Y
u23Y
R3 i3Y +
3–
Y型网络

T型
2024/3/26
电路原理
Y-变换的等效条件
+ i1 u12 R12
– 1
u31 R31
– i2
i3 +
2 +
R23 u23
3 –
+ i1Y 1 –

简述晶体管继电器工作原理

简述晶体管继电器工作原理

简述晶体管继电器工作原理
晶体管继电器是一种利用晶体管作为控制器件的继电器,它通过改变晶体管的工作状态,实现对电路的开关控制。

其工作原理如下:
晶体管继电器由控制电路和输出电路两部分组成。

控制电路通常由低功率的电路组成,主要用于控制晶体管的导通与截止。

输出电路则是晶体管的集电极和发射极以及电源之间的部分,通过控制晶体管的导通与截止来连接或断开主电源与负载之间的路径。

当输入控制信号为高电平时,通过控制电路的信号放大和处理,使得晶体管的基极电压达到导通电压,晶体管呈现导通状态。

此时,晶体管的发射极与集电极之间产生一个较低的电压降,导电通路打开,使主电源的电流流向负载。

当输入控制信号为低电平时,通过控制电路的信号放大和处理,使得晶体管的基极电压低于截止电压,晶体管呈现截止状态。

此时,晶体管的发射极与集电极之间没有电流流过,导电通路断开,负载与主电源之间断开连接。

通过这种方式,晶体管继电器可以实现对电路的开关控制,具有快速响应、小型化、低功率消耗等优点,常被用于电子电路中的开关、实现信号放大和分配等应用。

3KVA电源模块通信电路的原理分析

3KVA电源模块通信电路的原理分析

3KVA 电源模块通信电路的原理分析摘要3KVA电源模块的通信电路主要实现对电源模块的通信、监测以及模块电压、电流的输出控制。

可以根据上位机指令实现远程对电源模块进行开机、关机控制,对电源模块输出电压以及电流进行给定,可以准确监测电源模块的工作状态信息,并将工作状态信息通过RS485串口输出。

电源模块的工作状态信息包括:电源模块工作电压、电源模块工作电流、电源模块告警信息(输出过压报警、输出欠压报警、温度报警、过流报警、限流报警)。

电源模块的通信电路包含DC-DC电路、AVR单片机、电压跟随电路、ADC电路以及RS485通信电路。

关键词:单片机、电压跟随、ADC、通信1 DC-DC电路DC-DC电路主要是通过集成电路L7805将+15VDC直流电压转换成+5VDC直流电压给单板上的各芯片供电,再通过集成电路ADR421将+5VDC直流电压转成+2.5VDC直流电压给到AVR单片机和ADC电路做ADC采集参考电压。

DC-DC电路原理如图2所示。

图2 DC-DC电路原理图集成电路L7805为常见的三端稳压集成电路,只有三个引脚分别为输入端、输出端和接地端。

ADR421为超精密、第二代外加离子注入场效应管(XFET)基准电压源,具有低噪声、高精度和出色的长期稳定特性。

利用温度漂移曲率校正专利技术和XFET 技术,可以使电压随温度变化的非线性度降至最小。

XFET架构能够为带隙基准电压源提供出色的精度和热滞性能。

与嵌入式齐纳二极管基准电压源相比,还能以更低的功耗和更小的电源裕量工作。

ADR421具有出色的噪声性能、稳定性和精度,非常适合光纤网络和医疗设备等精密转换应用。

此外还可利用其调整引脚,在±0.5%范围内调整输出电压,其它性能则不受影响。

由于ADR421的低噪声输出特性以及稳定性,该集成电路特别适合作为ADC采集电路的基准参考电压。

2电压跟随电路电压跟随电路主要是通过运算放大器LM2904来实现,通过电路的缓冲作用增大该路信号的带载能力,即无论电压跟随电路后续电路的负载如何变化均不会对该电压信号造成影响,本电路中主要是将电流采样信号、电压采样信号以及ADC电路输出的电压给定信号、电流给定信号通过电压跟随电路后可以更稳定地输出到后续电路,如图3所示。

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{
(3) 电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source ) i1 + u1 _ VCCS i1 + u _1 + u _ 1 VCVS i2 gu1 i2 + u2 _
{
i1=0
i2=gu1
g: 转移电导
(4) 电压控制的电压源 ( Voltage Controlled Voltage Source )
uS
1. 特点: (a) 端电压确定不变。由电源本身决定,与外电路无关; (b) 通过它的电流是任意的,由外电路决定。 I 5V R 5V
i
uS _
(1) 若uS = US ,即直流电源。则其伏安特性为平行于
电流轴的直线。
(2) 若uS为变化的电源,则某一时刻的伏安关系也是平行 于电流轴的直线。 (3) 电压为零的电压源,伏部分
二、四种类型 (1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source ) i1 i2 + u1=0 + b i1 u u2 i2=b i1 _1 _ b : 电流放大倍数 CCCS
{
(2) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source ) i1 i2 + u1=0 + + r i1 u u2 1 _ _ u2=r i1 _ CCVS r : 转移电阻
短路状态。
+ u _
2. 伏安特性 +
u US 0 i
3. 理想电压源的开路与短路 i + uS _ (2) 短路 理想电压源不允许短路(此时理 想电压源模型不存在)。 (1) 开路
i=0
二、理想电流源 电路符号 1. 特点:
iS
(a) 电源电流确定不变由电源本身决定的,与外电路无关;
(b) 电流源两端电压是由外电路决定。
+ u _
2. 伏安特性
i
u
IS
0
i
3. 理想电流源的短路与开路
i
(1) 短路:i= iS ,u=0
(2) 开路:理想电流源不允许开路。
iS
+ u _
4. 功率 + u , iS 非关联
iS
u _
p发 = u i s p吸= – uis
_ iS u +
u , iS 关联
p吸= uis
p发= – uis
电路元件与电路定律
第三讲 (总第三讲)
电源元件 受控电源
电源 (source)元件
一、理想电压源 电路符号 a a 电压 U 由a点到b点的电压降低 U=a-b 电动势E b 由b点到a点经电源内部的电压升高 E=a-b
U(E) b
U(E)
参考方向
电压:+极到-极的降低 电动势:-极到+极的升高
+ u2 _
{
i1=0 u2= u1
:电压放大倍数
i1 + u _1 CCCS i1 + u _1 + ri _ 1 CCVS b i1
i2
i1
i2 gu1 VCCS
+ u2 _
+ u _1
+ u2 _
i2 + u2 _
i1 + u _1 + u _ 1 VCVS
i2
+
u2 _
* ,g, b ,r 为常数时,被控制量与控制量满足线性关系,
称为线性受控源。
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受控电源 (非独立源) (controlled source or dependent source)
一、定义 电压源电压或电流源电流不是给定函数,而是受电路
某个支路的电压(或电流)的控制。
+ 电路符号 受控电压源 受控电流源 –

Rb
Rc ic ic=b ib 电流控制的电流源
ib
ib
1A
U
U
I R
R 1 , I 1 A , U 1V R 10 , I 1 A , U 10V
iS
(1) 若iS= IS ,即直流电源。则其伏安特性曲线为平行于 电压轴的直线,反映电流与 端电压无关。 (2) 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 (3) 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。
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