3第三章 有源电路的分析
第三章 电 路 实 验
电路实验指导江苏科技大学电工电子实验中心实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、 掌握用示波器测量电压、电流等基本电量的方法2、学习用示波器测量电压、电流基本变量的方法。
3、掌握元件特性的示波器测量法，加深对元件特性的理解。
二、实验原理1、 电压的测量用示波器测量电压的方法主要有直接测量法和比较测量法。
实验中常采用直接测量法，这种方法就是直接从示波器屏幕上测量出被测电压的高度，然后换算成电压值。
计算公式为p p Y U D h -=∙式中h 是被测信号的峰－峰值的高度，单位是cm ，Y D 是Y 轴灵敏度，单位是V/cm （或mV/cm ）。
2、 电流的测量用示波器不能直接测量电流。
若要用示波器测量某支路的电流，一般是在该支路中串入一个采样电阻r ，当电路中的电流流过电阻r 时，在r 两端得到的电压与r 中的电流的波形完全一样，测出党的r u 就得到了该支路的电流，r ui r =。
(1) 电阻元件的特性测量电阻元件的特性曲线就是它的伏安关系曲线。
用示波器测量电阻元件的特性曲线就是利用示波器可以把电阻元件的特性曲线在荧光屏上显示出来。
实验原理如图1－3所示，图中，r 是取样电阻，它两端的电压()()t ri t u r r =反映了通过它的电流的变化规律。
r 必须足够小，使得()()t u t u R r <<。
这时把被测电阻R 上的电压()()t u t u s R ≈接入CH1端，即Y 轴输入端，把被测电阻上的电流()()r t u t i r R /=接入CH2端，即X 轴输入端，适当调节X 轴和Y 轴灵敏度旋钮，u 特性曲线。
就是元件的伏安特示波器的荧光屏即可清楚的显示出被测电阻的i性曲线。
图 1－3测电阻伏安特性曲线的电路图 1－4测量二极管伏安特性的电路三、实验任务1、按图1-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（输u取频率为1000Hz，峰峰值为5V的正弦波）：入信号i（1）线性电阻元件（阻值自选）。
电子线路第六版参考答案
电子线路第六版参考答案电子线路第六版参考答案电子线路是电子学的基础，掌握电子线路的原理和设计方法对于从事电子工程的人来说至关重要。
而电子线路第六版是电子线路领域的经典教材，被广泛应用于电子工程专业的教学和研究中。
本文将为大家提供电子线路第六版的参考答案，帮助读者更好地理解和掌握电子线路的知识。
第一章：基本概念1. 电子线路是由电子元件组成的物理结构，用于实现电子信号的处理和控制。
2. 电子元件包括有源元件（如晶体管和集成电路）和无源元件（如电阻和电容）。
3. 电子线路的主要特性包括电压、电流、功率和频率等。
第二章：基本电路1. 基本电路包括电源、负载和连接它们的导线。
2. 串联电路是将电子元件依次连接起来，电流在电路中只有一条路径。
3. 并联电路是将电子元件同时连接在一起，电流在电路中有多条路径。
第三章：电路分析方法1. 基尔霍夫定律是电路分析的基本原理之一，它包括节点电流定律和回路电压定律。
2. 罗尔定理是电路分析的另一个重要工具，它可以简化复杂电路的计算过程。
3. 叠加定理可以将复杂电路分解为简单电路进行分析，然后再将结果叠加得到最终的解。
第四章：放大电路1. 放大电路是将输入信号放大到一定幅度的电子线路，常用于信号处理和放大器设计。
2. 放大电路的常用参数包括增益、带宽和失真等。
3. 放大电路的设计需要考虑输入输出阻抗、负载和稳定性等因素。
第五章：振荡电路1. 振荡电路是产生稳定振荡信号的电子线路，常用于时钟和信号发生器等应用。
2. 振荡电路的常用结构包括反馈网络和振荡器。
3. 振荡电路的设计需要考虑振荡频率、稳定性和输出波形等因素。
第六章：滤波电路1. 滤波电路是将特定频率的信号通过，而阻断其他频率的信号的电子线路，常用于信号处理和通信系统等应用。
2. 滤波电路的常用类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
3. 滤波电路的设计需要考虑滤波特性、频率响应和阻带衰减等因素。
通过以上对电子线路第六版参考答案的论述，我们可以看到电子线路的知识体系是非常庞大和复杂的。
电路基础第三章知识点总结
电路基础第三章知识点总结第三章节的内容主要涉及电路的分析和维持，包括各种电路的分析方法、戴维南定理、诺尔顿定理、极限定理、最大功率传输定理以及电路维持的相关知识。
通过本章的学习，我们可以更好地理解电路的工作原理和分析方法，为我们今后的学习和工作打下扎实的基础。
本篇总结将主要围绕本章的知识点展开，总结出电路的分析方法和维持知识点，让读者对电路有更全面的了解。
一、电路分析方法1.节点分析法节点分析法是一种电路分析方法，通过寻找电路中的节点，应用基尔霍夫电流定律（KCL）进行节点电压的分析。
通过节点电压的计算，可以找到各个支路中的电流，从而进一步分析电路的特性。
节点分析法的手续步骤为：（1）选取一个节点作为参考点，为了简化计算，一般选为电压源的负极或接地点；（2）对不确定电压的节点进行标记；（3）应用基尔霍夫电流定律，列出各节点处的电流之和为零；（4）利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律，列出各节点处的电压。
2.支路分析法支路分析法是一种电路分析方法，通过寻找电路中的支路，应用基尔霍夫电压定律（KVL）进行支路电流和电压的分析。
通过支路电流和电压的计算，可以找到各个支路中的电流和电压，从而进一步分析电路的特性。
支路分析法的手续步骤为：（1）选择一个支路作为参考方向，可以沿着电流的方向或者反方向；（2）按照已选的方向，利用基尔霍夫电压定律，列出各支路的电流和电压；（3）应用欧姆定律，列出支路中的电流和电压。
3.戴维南定理戴维南定理是电路理论中的一项重要理论，它指出了任意线性电路可以用一个恒电压源和一个串联电流源的组合来替代。
通过戴维南定理，可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电压源和串联电流源的组合，从而方便进一步的分析和计算。
4.诺尔顿定理诺尔顿定理是电路理论中的另一项重要理论，它指出了任意线性电路可以用一个恒电流源和一个并联电阻的组合来替代。
通过诺尔顿定理，可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电流源和并联电阻的组合，从而方便进一步的分析和计算。
电路分析基础 第3章ppt课件
编辑版pppt
3
3.1支路电流法
对具有n个节点，b条支路的电路，直接以b条支路的电流为待求变量，依 据KCL、KVL和支路伏安关系列写方程，从而对电路进行分析求解的方法。
节点数n=4，支路树b=6，网孔数m=3
i6
R6
（内网孔），回路数为7。利用支路 电流法需要列写出6个方程。 KCL方程 :
节点A： i1 i4 i6 0
R1
网孔电流的参考方向均是任意设定的。
u s1 a u s2 R2
以网孔电流作为待求变量，根据ＫＶＬ 和支路伏安关系列写电路方程，从而对 电路进行分析的方法，称之为网孔回路 法或网孔电流法，简称网孔法。
i1
im1
R5
us4
b
R4 i4
i5
d
im3
im2
i2
R6
i6
c
R3
i3 us3
依据：(1)KVL
i2 G2
d
G3 i3
c3
i4
us4
G4
点处为节点电位的参考“+”极。 节点电位具有相对性
若节点电位已知，则各支路电压 即均可求得
支路电压具有绝对性
uad 1
ubd 2
以 节 点 电 位 为 待 求 变 量 ， 根 据 KCL 和支路伏安关系来分析电路的方法，
ucd uab
3 1
2
u 2
i1 2A,i2 im2 4A,i3 im1 im2 2A
im1 2A,im2 4A,u 4V
各支路的参考方向如图示，有：
编辑版pppt
19
例4 图示电路，用网孔法电流法求各支路电流，并求受控源发出的功
率。
第三章 有源逆变电路
过渡过程时间以及限制过大的反接制动电
流，可将桥路触发脉冲移到α>900，即工作在逆变状态。在初始阶段KM1尚未
断开，在电抗器中的感应电动势作用下，电路进入有源逆变状态，将电抗器中的能量逆变 为交流能量返送电网。
第二十三页，共48页。
二、采用两组变流桥的可逆电路 常用的反并联电路。
第二十四页，共48页。
第二十五页，共48页。
反并联可逆电路常用的有：逻辑无环流、有环流以及错位无环流三种工作方式， 现分别叙述如下： （一）逻辑控制无环流可逆电路的基本原理
当电动机磁场方向不变时，正转时由Ⅰ组桥供电；反转时由Ⅱ组桥供电， 采用反并联供电可使直流电动机在四个象限内运行。
1) 逆变失败的原因
触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲， 如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。
晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 交流电源缺相或突然消失。
换相的裕量角不足，引起换相失败。
第十七页，共48页。
现以三相半波电路为例，见下图，当A相晶闸管ＶＴ1导通到ωt4时，在正常情况下Ｕg2触发 ＶＴ2管换到B相导通。现由于Ｕg2丢失或ＶＴ2管损坏或B相快速熔断器烧断或B相缺相供 电等原因，ＶＴ2管无法导通，ＶＴ1管不受反压无法关断，使ＶＴ1管沿着A相电压波形 继续导通到正半周，如图中剖面线所示，使电源瞬时电压与Ｅ顺极性串联，出现很大的短 路电流流过晶闸管与负载，这称为逆变失败或逆变颠覆。
PdRId 2EMId
（2-107）
当逆变工作时，由于EM为负值，故Pd一般为负值，表示 功率由直流电源输送到交流电源。
《电路原理》第三章 邱关源解析
路列写KVL方程，方程数为：
b (n 1)
与支路电流法相比， 方程数减少n-1个。
2. 方程的列写 回路1：R1 il1+R2(il1- il2)-uS1+uS2=0
a
回路2：R2(il2- il1)+ R3 il2 -uS2=0
i1 R1
+ uS1
–
i2
il1R2+ uS2
–
i3 整理得：
il2 R3 (R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2 - R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
6
4
5
2
1
3
5 2
1
3
6
2 13
结论
支路数＝树枝数＋连支数 ＝结点数－1＋基本回路数
结点、支路和 基本回路关系
b n l 1
例
图示为电路的图，画出三种可能的树及其对应的基 本回路。
1 45
86 3 72
5
86 7
4 86
3
4
8 2
3
3.2 KCL和KVL的独立方程数
1.KCL的独立方程数
2
1 i1 i4 i6 0
1
3
5
2
4
6
7
6
一个元件作 为一条支路
n4 b6
有向图
电路的图是用以表示电路几何结构的图形，图中的支路 和结点与电路的支路和结点一一对应。
(1) 图的定义(Graph)
① G={支路，节点} １
② a. 图中的结点和支路各自是一个整体。
b. 移去图中的支路，与它所联接的结点依然存在， 因此允许有孤立结点存在。
电路分析答案第三章
第三章习题3。
1 如题3.1图所示梯形电路。
⑴ 已知24u V =,求1u 、i 和S u 。
⑵ 已知27S u V =，求1u 、2u 和i 。
⑶ 已知 1.5i A =，求1u 和2u . 解:根据线性电路的性质，设：211u k u = 22u k i = 23s u k u =令： 2V u 2= 可推出 6V u 2= 1A i = 27V u s = 因而可得： 3k 1= 0.5k 2= 27/2k 3= ⑴ 当24u V =时，有： 12V 43u 1=⨯= 2A 40.5i =⨯= 56V 4227u s =⨯=⑵ 当27S u V =时,有： 2V 27272u k 1u s 32=⨯==1A 20.5u k i 22=⨯== 6V 23u k u 211=⨯== ⑶ 当 1.5i A =时,有： 3V 1.50.51i k 1u 22=⨯==9V 33u k u 211=⨯==3。
2 如题3。
2图所示电路，已知9S u V =，3S i A =，用叠加定理求电路i 。
解：S u 单独作用时,有： 1163Su i A ==+ S i 单独作用时，有： 23163S i i A =-=-+ 根据叠加定理可得： 12110i i i =+=-=3.3 如题3.3图所示电路,求电压u .如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半，电压u 变为多少？解:根据KVL 列一个回路113132(32)4u i V A A i =Ω⨯++⨯Ω+-⨯Ω 两个电压源支路可列方程：1131(3)610i i +=-+ 由此可得： 13i A =代入上式得： 33132(323)44u V =⨯++⨯+-⨯⨯=若独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半，由上式可知：1132(1.5)620i i +=-+ 解得 13i A = 有： 332 1.52(1.523)44u V =⨯++⨯+-⨯⨯=-3.4 如题3.4图所示电路，N 为不含独立源的线性电路。
第3章：场效应管详解
3.0
场效应管
概述
3.1
3.2
MOS场效应管
结型场效应管
3.0 概 述
场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导
体器件,也是一种具有正向受控作用的半导体器件。
它体积小、工艺简单，器件特性便于控制，是目前制 造大规模集成电路的主要有源器件。
场效应管与三极管主要区别：
• 场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。
由于MOS管COX很小，因此当带电物体（或人） 靠近金属栅极时，感生电荷在SiO2绝缘层中将产生
很大的电压VGS(=Q /COX)，使绝缘层击穿，造成
MOS管永久性损坏。
MOS管保护措施：
分立的MOS管：各极引线短接、烙铁外壳接地。 MOS集成电路：
D1
T
D2
D1 D2一方面限制VGS间 最大电压，同时对感 生 电荷起旁路作用。
VGS > VGS(th) 条件： V DS > VGS–VGS(th) 特点：
0
VDS /V
ID只受VGS控制，而与VDS近似无关，表现出类 似三极管的正向受控作用。 考虑到沟道长度调制效应，输出特性曲线随 VDS的增加略有上翘。
注意：饱和区（又称有源区）对应三极管的放大区。
数学模型：
工作在饱和区时， MOS 管的正向受控作用，服 从平方律关系式： n COXW ID (VGS VGS(th) ) 2 2l 若考虑沟道长度调制效应，则ID的修正方程：
• 场效应管是单极型器件（三极管是双极型器件）。
• 场效应管受温度的影响小（只有多子漂移运动形成电流)。
一、场效应管的种类
绝缘栅型场效应管MOSFET 按结构不同分为 N沟道 结型场效应管JFET P沟道 N沟道 耗尽型（DMOS） P沟道
电路邱关源第3章详解
3.3 支路(branch)电流法
1. 概念
以支路电流为变量，根据基尔霍夫定律和VCR列 出电路方程，进而求解电路变量的方法。
2. 适用范围
原则上适用于各种复杂电路，但当支路数很多 时，方程数增加，计算量加大。因此，适用于支路 数较少的电路。
10
3. 应用步骤
（1）选定各支路电流的参考方向；
（2）根据KCL对（n-1）个独立结点列写电流方程。
2
线性电路的一般分析方法
(1) 普遍性：对任何线性电路都适用。 (2) 系统性：计算方法有规律可循。
方法的基础
（1）电路的连接关系—KCL、KVL定律。 （2）元件的电压、电流关系特性--VCR。
• 复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及
元件电压和电流关系列方程、解方程。 • 常用分析方法:根据所选变量的不同可分为支路电
I2 11
1
6A
I3 由于I2已知，故只列写两个方程
7 节点a：–I1+I3=6
避开电流源支路取回路：
b
7I1＋7I3=70
14
例3. 列写支路电流方程.(电路中含有受控源）
I1 7
+ 70V
–
a
I2
1
11
+
5U
_
2
解: 节点a：–I1–I2+I3=0
I3 回路1： 7I1–11I2=70-5U
+ 7
连通图：任意两个结点之间至少存在一条路 径的图G。
回路(loop)：闭合路径。
树：一个连通图G的树T包含G的全部结点和 部分支路，其本身是连通的，但不包含回路。
树支：树中包含的支路。
例如P54图3-4
第三章电路分析中的常用定理
2
22
I Ix Iy 3A
4V电源单独作用：
I x 4 2A 2
I y 2I x 4 4A 2
I I x I y 6A
I x Iy
I″
2Ω 2Ω
4V 2I x
叠加： I I I 3 6 3A
6A
4Ω
1Ω
２A
4Ω
4Ω
图b
图c
6A单独作用(如图b)： I
4
6 8
4 4 // 4 2 1
3
2A单独作用(如图c)：
I
1
2 2
1 4 // 4 4 2
9
叠加： I I I I 2 8 2 2.22 339
u'= Uoc (外电路开路时1 、2间开路电压)
u"= - Req i
根据叠加定理，可得
u = u' + u" = Uoc - Req i 此关系式恰与图(b)电路相同。
例
a
10 +
20V –
+ 10
+
Uoc
10V
–
–
b
应用电源等效变换
a
2AReq 5
+
Uoc
15V
方法一:将20V短接,外加电源u。
6Ω 2 0V +-
-+ 6 ix
4Ω
KVL：6ix 4i ix 6ix 0
i ix
uoc 9Ω
-
i
ix
+
6Ω
u
-
u 6ix 6i
电路分析基础各章节小结
“电路分析基础”教材各章小结第一章小结：1.电路理论的研究对象是实际电路的理想化模型，它是由理想电路元件组成。
理想电路元件是从实际电路器件中抽象出来的，可以用数学公式精确定义。
2.电流和电压是电路中最基本的物理量，分别定义为电流tqidd=，方向为正电荷运动的方向。
电压qwudd=，方向为电位降低的方向。
3.参考方向是人为假设的电流或电压数值为正的方向，电路理论中涉及的电流或电压都是对应于假设的参考方向的代数量。
当一个元件或一段电路上电流和电压参考方向一致时，称为关联参考方向。
4.功率是电路分析中常用的物理量。
当支路电流和电压为关联参考方向时，ui p=；当电流和电压为非关联参考方向时，uip-=。
计算结果0>p表示支路吸收（消耗）功率；计算结果<p表示支路提供（产生）功率。
5.电路元件可分为有源和无源元件；线性和非线性元件；时变和非时变元件。
电路元件的电压-电流关系表明该元件电压和电流必须遵守的规律，又称为元件的约束关系。
（1）线性非时变电阻元件的电压-电流关系满足欧姆定律。
当电压和电流为关联参考方向时，表示为u=Ri；当电压和电流为非关联参考方向时，表示为u=－Ri。
电阻元件的伏安特性曲线是u-i平面上通过原点的一条直线。
特别地，R→∞称为开路；R＝0称为短路。
（2）独立电源有两种电压源的电压按给定的时间函数u S(t)变化，电流由其外电路确定。
特别地，直流电压源的伏安特性曲线是u-i平面上平行于i轴且u轴坐标为U S的直线。
电流源的电流按给定的时间函数i S(t)变化，电压由其外电路确决定。
特别地，直流电流源的伏安特性曲线是u-i平面上平行于u轴且i轴坐标为I S的直线。
（3）受控电源受控电源不能单独作为电路的激励，又称为非独立电源，受控电源的输出电压或电流受到电路中某部分的电压或电流的控制。
有四种类型：VCVS、VCCS、CCVS和CCCS。
6.基尔霍夫定律表明电路中支路电流、支路电压的拓扑约束关系，它与组成支路的元件性质无关。
常用的电路定理
i 4 1 1A 4 1
因为RL在二端电路之外，故当RL变化为6Ω时，二端电 路旳uoc,R0均不变化，所以只需将图(d)中RL由1Ω变为6Ω， 从而能够非常以便地求得此时电流
…
…
…
第三章 常用的电路定理
usjj为第j个网孔独立电压源旳代数和， 所以
i1
1
11
us11
21
us 22
m1
usmm
若令k11=Δ11/Δ，k21=Δ21/Δ，…，km1=Δm1/Δ，代入(3.14)式，得
i1 k11us11 k12us22 km1usmm
式中，k11, k21, …，km1是与电路构造、元件参数及线性受 控源有关旳常数。
Rbd 12 // 6 6 // 3 6
第三章 常用的电路定理
置换定理(又称替代定理)可表述为：具有唯一解旳电路 中，若知某支路k旳电压为uk，电流为ik，且该支路与电路 中其他支路无耦合,则不论该支路是由什么元件构成旳，都 可用下列任何一种元件去置换：
(1) 电压等于uk旳理想电压源； (2) 电流等于ik旳理想电流源； (3) 阻值为uk/ik旳电阻。
第三章 常用的电路定理
(1) 叠加定理仅合用于线性电路求解电压和电流响应而不能用来计算 功率。
(2) 应用叠加定理求电压、电流是代数量旳叠加，应尤其注意各代数 量旳符号
(3) 当一独立源作用时，其他独立源都应等于零(即独立理想电压源 短路，独立理想电流源开路) 。
第三章 电 路 实 验
电路实验指导江苏科技大学电工电子实验中心实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、 掌握用示波器测量电压、电流等基本电量的方法2、学习用示波器测量电压、电流基本变量的方法。
3、掌握元件特性的示波器测量法，加深对元件特性的理解。
二、实验原理1、 电压的测量用示波器测量电压的方法主要有直接测量法和比较测量法。
实验中常采用直接测量法，这种方法就是直接从示波器屏幕上测量出被测电压的高度，然后换算成电压值。
计算公式为p p Y U D h -=∙式中h 是被测信号的峰－峰值的高度，单位是cm ，Y D 是Y 轴灵敏度，单位是V/cm （或mV/cm ）。
2、 电流的测量用示波器不能直接测量电流。
若要用示波器测量某支路的电流，一般是在该支路中串入一个采样电阻r ，当电路中的电流流过电阻r 时，在r 两端得到的电压与r 中的电流的波形完全一样，测出党的r u 就得到了该支路的电流，r ui r =。
(1) 电阻元件的特性测量电阻元件的特性曲线就是它的伏安关系曲线。
用示波器测量电阻元件的特性曲线就是利用示波器可以把电阻元件的特性曲线在荧光屏上显示出来。
实验原理如图1－3所示，图中，r 是取样电阻，它两端的电压()()t ri t u r r =反映了通过它的电流的变化规律。
r 必须足够小，使得()()t u t u R r <<。
这时把被测电阻R 上的电压()()t u t u s R ≈接入CH1端，即Y 轴输入端，把被测电阻上的电流()()r t u t i r R /=接入CH2端，即X 轴输入端，适当调节X 轴和Y 轴灵敏度旋钮，u 特性曲线。
就是元件的伏安特示波器的荧光屏即可清楚的显示出被测电阻的i性曲线。
图 1－3测电阻伏安特性曲线的电路图 1－4测量二极管伏安特性的电路三、实验任务1、按图1-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（输u取频率为1000Hz，峰峰值为5V的正弦波）：入信号i（1）线性电阻元件（阻值自选）。
电路分析基础第三章讲解
IC
CUC
UC 1
UC XC
安
C
徽 职
11
X C C 2fC
业 技
XC称为容抗, 单位为Ω。
术 电流和电压之间的相位关系为正交，即电流超前电压
学
院
ui uC
iC
2
i
u
2
0
t
第三章 正弦交流电路
2.电压与电流的相量关系
安
uC UCm sin(t u )
URIR T
(T
0)
URIR
P
URIR
I
2 R
R
U
2 R
R
第三章 正弦交流电路
p u,i p
安 徽 职
P
Pm=UmIm
P=
1 2
Pm=UI
业
0
t
技
i
术
u
学
电阻元件的功率曲线图
院
例： 一只功率为100W，额定电压为220V 的电烙铁, 接在380V的交流电源上, 问此时它接受的功率为多少？ 若接到110V的交流电源上, 它的功率又为多少？
. jt
第三章 正弦交流电路
正弦量的有效值用复数的模表示，
正弦量的初相用复数的幅角来表示。
安 徽 职
该方法为相量表示法。 表示为：
业
.
技 术
I Ie j(ti ) I i
学
院 注：正弦量与相量一一对应。
２、相量图
相量图就是把正弦量的相量画在复平面上。
第三章 正弦交流电路
学
院
同频率正弦量的几种相位关系：
电力电子课件3 有源逆变
I E1 E2
R
电源都输出功率：P2 E2I P1 E1I
功率流向？
电阻上消耗功率：
PR (E1 E2)I
I
E1
R
E2
若R很小，则电流很大，两个电源短路，不希望出现这种情况
结论:两个电源间的电能流转
• 两个电源同极性相连，电流总是从电势高的电源流向电势低的电 源。电流大小决定于两电势之差和回路电阻。 • 电流从电源正极性端流出者为发出功率，从正极性端流入者为吸 收功率。 • 两电源反极性相连时则形成短路(因为线路等效电阻总是很小)，工 作中应严防发生。
20
逆变角概念
逆变状态输出电压平均值可写成
Ud Ud0Cos
可见，当β=0时 输出电压平均值Ud达到负最大值。
21
晶闸管的电压波形: 逆变时 •主要承受正压
•峰值 U22l
22
u2 ua
整流
ub
uc
ua
ub
uc
逆变
ua
ub
uc
ua
ub
O
t
uTa uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc
为了避免这种情况，同样也必须提前换相，即β角应留有 余量。
余量多大？
45
逆变角裕量
如若逆变角裕量不够，如β<γ时，则到达β＝0时换相尚未 完成，过了β＝0时，换相失败，又将发生交流电源某相电 压的正半周期与电势的顺极性串联现象。
所以逆变角必须留出足够多的裕量（考虑开关延时、换相 重叠角等影响），保证在β＝0时换相确实结束，
对触发电路的要求: 各相 脉冲轮流 !!!
电路基础原理理解电路中的有源元件与无源元件
电路基础原理理解电路中的有源元件与无源元件在电路中，有源元件和无源元件是构成电路基础原理的重要概念。
它们的不同特性和作用决定了电路的工作方式和性能。
本文将从基础原理的角度探讨有源元件和无源元件在电路中的重要性。
首先，让我们来了解有源元件与无源元件的定义。
有源元件是指可以提供能量的元件，例如电源、放大器、发生器等。
它们能够将外部能量转化为电流或电压，从而激活电路中的其他元件。
相反，无源元件是指不能提供能量的元件，例如电阻、电容、电感等。
它们消耗或储存电能，但不能主动向其他元件提供能量。
有源元件与无源元件在电路中发挥不同的作用。
有源元件可以增强电路的功率、放大信号、产生频率等。
以放大器为例，它能够将微弱的信号放大到足以驱动其他元件的水平。
这在通信、音频、视频等领域中至关重要。
而无源元件则在控制电路的参数、调节电流和电压等方面起到关键作用。
例如，电阻用于限制电流流过的大小，电容用于储存和释放电能，电感用于滤波和抑制干扰等。
除了作用不同，有源元件与无源元件还有一些其他的不同点。
有源元件通常需要外部电源或信号源的输入，才能正常工作。
电源提供能量，信号源则提供激励信号。
而无源元件不需要外部输入，通过本身的特性来实现对电路的影响。
此外，有源元件更加复杂，可能需要电子元器件和电子器件的组合，而无源元件则相对简单。
这也决定了在电路设计中，有源元件的选择和使用往往需要更多的考虑和分析。
然而，有源元件和无源元件在电路中都是不可或缺的。
它们相互依存，相辅相成。
没有有源元件，电路无法激活，也无法执行特定的功能；没有无源元件，电路无法控制和调节，也无法实现稳定的工作状态。
这样的两者关系，就好比电路的"动"与"静"的关系。
例如，在一个音频放大器电路中，电源和放大器是有源元件，负载和电阻是无源元件。
电源提供能量，放大器放大信号，并通过负载和电阻进行控制和限制，最终实现对音频信号的放大和调节。
3第三章 有源电路的分析
2014年3月5日星期三，接上一章，第五次课第3章 直流有源电路的分析§3-0电路的图分析电路的图的概念是来自“图论（Graph Theory ）”。
引进电路 “图” 概念或分析方法主要是源自计算机的发展，使人们发觉电路还可以用计算机对其进行计算机辅助分析，以确定出电路中所包含的独立回路数和独立结点数，以便提高分析效率，甚至设计电路。
并形成研究电路的一种方法和工具。
要学好电路“图”，必须掌握电路“图”中的几个重要概念：1． 一个电路的“图”是由具有给定连接关系的结点和支路组成的。
或者说是它们的集合； 2． 支路的端点必须是结点，或者说是支路的起始点和终止点必须是结点。
结点则允许是孤立的结点； 3． 树的概念：是指包含了电路中所有结点，但不包含任何回路的连通路，树中所包含的支路，或者是组成树的支路稀烂之为树的树支，而其它支路则称之为该树的连支。
4． 由此可知，树支与连支一起组成一一个电路的图，或者说树支与连支组合在一起包含了图的全部支路；5． 树的特点是每添加一个连支（即支路），就会形成一个闭合回路，在此回路中，除添加的连支（树中不包含的支路）外，其余都是树支，或者说是包含在树支中的支路；6． 添加不同的连支，就成构成不同的回路，因此，这种回路称之为单连支回路，即基本回路。
由此得出一个结论：每列一个回路电压方程时必须要保证包含一个新的支路。
所谓新的支路是前面所列的回路电压方程中没有用过的，或没有包含的支路。
例3-0-1：电路如题1-15图所示。
该电路可列KVL 的回路共有7个。
试按给定支路电流的参考方向列出这些KVL 方程。
并找出其中三组独立方程(每组中方程应尽可能多)。
u u解：§3-1 复杂电路图的分析第二章中主要分析了无源电路——电阻电路。
结论是：通过电阻的串联和并联，以及Y-△变换最终都可以将电阻组成的各种结构的电路进行等效修理，等效为一个电阻，或者说可以由一个电阻来代替，或等效。
微波有源电路理论分析及设计-第3章
45
第三章 微波功率放大器
其中IGS0和αf为待定参数，已知
(3-26)
通过直流状态下对GaAs MESFET栅流的测量可以得到 IG－UGS簇关系曲线。用式(3-26)分别把IG，UGS转换成对应的IGS， UG的值，就可以用计算机模拟出IGS关于UG的函数关系，由该函数 关系可描绘出IGS－UG关系曲线。
(3-14)
30
第三章 微波功率放大器
如果只考虑上边带或下边带的临近信道，就将使用临近信道 功率比定义为，在基波区域所测试的总的输出功率Po与上边带或 下边带临近信道功率Pl/ua的比值：
(3-15)
31
第三章 微波功率放大器
NPR：噪声功率比， 是表征同信道失真的直接手段。多音失 真所产生的新频率有很大一部分是和基波杂乱地混合在一起，而 且有些失真和基波是重合的。噪声功率比的测试需要消除频域测 试中的基波成分。定义为在测试窗位置ωT附近测试的输出功率 谱密度函数So(ωT)和窗函数内观察到的功率谱密度函数Swd(ωT) 的比值：
(3-2)
3
第三章 微波功率放大器
令ui=A cosω0t，代入上式可得
(3-3)
4
第三章 微波功率放大器
图3-1 双端口非线性网络
5
第三章 微波功率放大器
由上述的分析可以看出， 当激励信号是一个单频激励时， 非线性网络输出信号除了基波(ω0)外，还产生了直流 分量和一系列谐波分量。若激励信号是双频信号，即 ui=A1 cosω1t+A2 cosω2t 时，代入(3-2)式， 为了方便， 令 A=A1=A2， 可得
第三章 微波功率放大器
第三章 微波功率放大器
3.1 微波晶体管的非线性及其表征方法 3.2 微波晶体管大信号建模 3.3 功率放大器的工作状态 3.4 微波非线性电路的分析方法 3.5 微波晶体管功率放大器的设计 3.6 微波放大器线性化技术综述
M3-3电路分析 第三章
由线性受控源、线性电阻和独立电源构成的单口网络， 由线性受控源、线性电阻和独立电源构成的单口网络， 就端口特性而言， 就端口特性而言，可以等效为一个线性电阻和电压源的串 联单口，或等效为一个线性电阻和电流源的并联单口。 联单口，或等效为一个线性电阻和电流源的并联单口。
求下图所示单口网络的等效电路。 例3－13求下图所示单口网络的等效电路。 － 求下图所示单口网络的等效电路
例3－16 列出下图电路的网孔方程。 － 列出下图电路的网孔方程。
解：将受控电压源的电压ri3写在方程右边： 将受控电压源的电压 写在方程右边：
( R1 + R3 )i1 − R3 i 2 = u S − R3 i1 + ( R 2 + R3 )i 2 = −ri3
将控制变量i 用网孔电流表示， 将控制变量 3用网孔电流表示，即补充方程
4i1 = 16A − 2i1 + 8i 2 = 0
解得 i1=4A, i2=1A和αi3 =3A。 和 。
五、含受控源பைடு நூலகம்路的结点方程
列写含受控源电路的结点方程时: 列写含受控源电路的结点方程时 (1) 先将受控源作为独立电源处理； 先将受控源作为独立电源处理； (2) 然后将控制变量用结点电压表示并移项整理，即可结点 然后将控制变量用结点电压表示并移项整理， 方程。 方程。
补充方程
u1 − u 3 = 0.5u 4 = 0.5(u 2 − u 3 )
代入g=2S,消去电流 ，整理得到： 消去电流i，整理得到： 代入 消去电流
2u1 − 4u 2 + 2u 3 = 6V − u1 + 3u 2 − u 3 = 0 u1 − 0.5u 2 − 0.5u 3 = 0
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2014年3月5日星期三，接上一章，第五次课第3章 直流有源电路的分析§3-0电路的图分析电路的图的概念是来自“图论（Graph Theory ）”。
引进电路 “图” 概念或分析方法主要是源自计算机的发展，使人们发觉电路还可以用计算机对其进行计算机辅助分析，以确定出电路中所包含的独立回路数和独立结点数，以便提高分析效率，甚至设计电路。
并形成研究电路的一种方法和工具。
要学好电路“图”，必须掌握电路“图”中的几个重要概念：1． 一个电路的“图”是由具有给定连接关系的结点和支路组成的。
或者说是它们的集合； 2． 支路的端点必须是结点，或者说是支路的起始点和终止点必须是结点。
结点则允许是孤立的结点； 3． 树的概念：是指包含了电路中所有结点，但不包含任何回路的连通路，树中所包含的支路，或者是组成树的支路稀烂之为树的树支，而其它支路则称之为该树的连支。
4． 由此可知，树支与连支一起组成一一个电路的图，或者说树支与连支组合在一起包含了图的全部支路；5． 树的特点是每添加一个连支（即支路），就会形成一个闭合回路，在此回路中，除添加的连支（树中不包含的支路）外，其余都是树支，或者说是包含在树支中的支路；6． 添加不同的连支，就成构成不同的回路，因此，这种回路称之为单连支回路，即基本回路。
由此得出一个结论：每列一个回路电压方程时必须要保证包含一个新的支路。
所谓新的支路是前面所列的回路电压方程中没有用过的，或没有包含的支路。
例3-0-1：电路如题1-15图所示。
该电路可列KVL 的回路共有7个。
试按给定支路电流的参考方向列出这些KVL 方程。
并找出其中三组独立方程(每组中方程应尽可能多)。
u u解：§3-1 复杂电路图的分析第二章中主要分析了无源电路——电阻电路。
结论是：通过电阻的串联和并联，以及Y-△变换最终都可以将电阻组成的各种结构的电路进行等效修理，等效为一个电阻，或者说可以由一个电阻来代替，或等效。
而在这一章中，分析的电路是不仅包含电阻，而且还同时包含有电源，如电压源和电流源。
电路结构也是具有复杂结构的电阻与电源混合电路。
我们需要学习新的方法，学习新的思想。
为了由简单到复杂、、由易到难，循序渐进一学习我们在这一章学习中涉及到的电源皆为直流电源，所以也称为直流电路的学习，或直流电路分析。
1、复杂电路的组成一个复杂的电路，通常又称之为电路网络。
但是，电路再复杂，通常也都是通过支路、结点、电源、负载、参考点这样几个电路语言来描述的。
1、支路：两个节点之间的电路称为支路。
2、结点：两条以上的支路的汇合点称之为结点。
3、电源：能够向电路提供或输出电能的装置4、负载：消耗电能量的装置5、参考点：为分析电路中各个节点之间的电位关系而选择的电位基准点称为电位参考点，通常假设参考点电位为零伏。
例3-1-1：电路如图3-1-1所示，问：电路中节点民支路的个数。
a与b之间的看入电阻是多少？解：由图3-1-1可以看出，在（a）电路中有3个结点，6条支路，在（b）电路中有5个结点，8条支路，在（c）电路中有7个结点，12条支路。
图3-1-1 复杂的直流有源电路2、可以列写的电压与电流的方程个数为不失一般性，设在任意一个电路中的结点数为n，支路个数为b。
1）独立电流方程个数当一个电路中的支路数为b条，则支路电流变量也就有b个，求解这b个支路电流变量当然需要b个方程，然而，根据基尔霍夫结点电流定律，能列写出的结点电流方程只有n个，且其中也只有n-1个结点电流方程是独立的。
根据结点的定义，结点n总是小于支路数b，因此，利用n-1个结点电流方程求解b 个支路电流，显然是不够的，需要另开辟溪径。
2）独立回路电压方程的个数对于一个有b条支路的电路，独立有电流变量就b个，现在已经有了n-1个独立的结点电流方程，所以，所列的独立回路电压方程也只有b-(n-1)个，即只有b-n+1个回路电压方程是独立的方程。
结论：对于任意一个结点数为n，支路个数为b的电路，可列写的独立方程数一定为b个，因为只有方程数与电流变量的个数和相同才能够求出电路中各个支路电流的唯一解。
b个独立方程中，独立的结点电流方程为n-1个，即比结点数少一个，而独立的回路电压方程则为b-n+1个。
独立的电压与电流方程之和为b个。
独立的结点电流方程与独立的回路电压方程是互为补充的，每增加一条支路，即增加一个支路电流变量，与此同时，或是增加一个独立回路，或是增加一个结点。
增加二个支路，即增加二个支路电流变量，与此同时，或是增加一个独立回路和一个结点，或是增加二个独立回路。
总之，独立的电压与电流方程之和的个数总是为b 个。
例：a（a ） （b ）增加支路引起增加回路 （c ）增加支路引起增加结点图3-1-2 增加支路与结点后的电路这里要注意的是：每增加一个新的独立回路，其中必须包含一个新的支路，即其它回路中没有包含过的支路。
对于平面电路或网络，由多个支路围成的网孔个数即为独立的电压回路个数。
§3-2 复杂电路图的分析方法记住：无论分析多么复杂的电路，其核心思想就是，要以最简洁的思路，最简单又正确的方法将复杂电路简化为简单电路——单一回路的电路。
具体采用哪种方法要具体问题具体分析。
§3-2-1 支路电流分析方法1、支路电流法的分析和操作步骤支路电流是电路分析中最基本的方法，是一个以各个支路中的电流为变量，列方程进行求解的方法。
其指导思想是原原本本地按照电路能够允许列写出的基本方程进行联立求解的方法。
其具体方法如下：第一步：确定电路的结点个数；各个支路的电流下标号，电流的方向和相关联的电压方向（除去已经设定和规定好的参考方向外）。
如果有n 个结点，则可列写n 个结点电流方程，但其中只有n -1个结点电流方程是独立的。
第二步：确定电路的中的独立回路个数。
回路选取和绕行方向都是任意的，但每增加一个回路，新的回路中必须包含一个新的支路，以保证每个回路的独立性。
同样，如果有b 个支路，则可列写l =b -(n -1)=(b -n+1)个独立回路电压方程。
或者说(n -1)结点电流方程+l 个独立回路方程=b 个支路电流的个数。
第三步：列写回路电压方程，并将b -n+1个独立的电压回路方程与n -1个独立的结点电流方程联立，形成b 个独立方程组。
可求得整个电路中的各个支路电流和各个元件与结点之间的电压。
例3-2-1：已知电路如图3-2-1所示，试用支路电流法求解电流i 5。
解：首先，假设各个支路电流的参考方向。
其次。
由电路图可知，电路包含4个结点，6个支路，3个独立回路。
于是有结点1：0162=-+i i i （1） 结点2：0432=++i i i （2） 结点3：0564=--i i i（3） 回路1：03332211=++--S u R i R i R i （4）10ΩR u 图3-2-1 电路图回路2：03334455=--+S u R i R i R i （5） 回路3：02244666=+-+-R i R i u R i S （6）6个方程解6个支路电流，可得唯一解。
2、支路电流法的应用条件支路电流法是分析电路的最基本方法，也是最笨的方法，是看家本领。
但什么条件下或什么时候用此方法呢？通过例题，我们看到，只有在需要求解整个电路中所有电流时，或对电路进行全面分析时才用此方法。
§3-2-2 网孔电流分析方法1、网孔电流法网孔电流法是以网孔电流为变量，列独立回路电压方程求解各个支路电流的方法。
该方法主要是依据由多个支路围成的网孔形成的独立回路，并为每个独立回路假设一个回路参考电流。
显然，有几个回路就有几个回路参考电流——网孔电流。
人们通过列写回路电压方程求解出假设的网孔电流，然后再根据网孔电流与各个支路电流的关系，求解出各个支路电流和电压。
这种方法最明显的好处是，大量地减少了需要联立求解的方程个数，使电路的分析变得简单。
2、具体操作方法第一步：确定电路的独立网孔数。
对于平面电路或网络，由多个支路围成的网孔个数即为独立的电压回路个数。
第二步：为每个回路设立一个回路参考电流，并确定其正方向。
第三步：沿着回路参考电流的正方（也是电压降落的方向）向列写回路电压方程（基于回路参考电流）。
有几个回路应有几个回路电流，就可列写几个回路电压方程，可求得回路电流的唯一解。
第四步：再根据支路电流与网孔电流之间的关系，求得各个去路电流和电压。
例3-2-2：已知电路如图3-2-2所示，求解各去路电流。
解：首先，在 3 个独立网孔中确定三个网孔电流，然后再列回路电压方程。
于是有()0332231321=+--++S m m m u i R i R i R R R（1）()0334254313=--+++-S m m m u i R i R R R i R （2） ()0632462412=++++--S m m m u i R R R i R i R （3）020********=+--m m m i i i （4） 020*******=--+-m m m i i i （5） 04020810321=++--m m m i i i （6）方程(4)×2与方程(6)相加，再将方程(5)÷2×5与方程(6)相加，得080163821=+-m m i i （7）10ΩR 图3-2-2 电路图010422021=-+-m m i i （8）()0.5-2.120/1042221m m m i i i =-= （9）将方程(9)代入方程(7)，得()()()019801679.880160.52.138222=-+-=+--⨯m m m i i i()A 0.95663.8612-=-=m i （10） 将方程(10)代入方程(9)，得()()A 2.515.00.9561.21-=--⨯=m i （11） 将方程(10)和方程(11)，代入方程(5)，得()()0208956.0202.5143=---⨯+-⨯-m i ()()[]()A 3.635829.088/20956.0202.5143-=-=--⨯+-⨯-=m i （12） 由电路图可知()A 2.5111=-=m i i ()A 1.1252.513.635132-=+-=-=m m i i i ()A 1.5540.9562.51213-=+-=-=m m i i i ()A 2.6753.6350.956324=+-=-=m m i i i ()A 0.95625-==m i i ()3216A 3.635125.151.2m i i i i -==+=-= 3、 使用条件所谓使用条件就是指在什么条件下使用该方法。