《电路》邱关源第五版第三章课件
电路课件(邱关源五版)
04
三相电路
三相电源
三相电源的组成
三相电源由三个频率相同、幅值相等、相位差互为120度的交流 电源组成。
星形连接与三角形连接
三相电源可以接成星形或三角形,两种连接方式下的电压和电流特 性不同。
三相电源的功率
三相电源的总功率等于各相功率之和,且总功率恒定。
产生原因
非正弦周期电压和电流的产生通常是由于电路中存在非线性元件,如电阻、电容、电感等 ,这些元件的伏安特性不是线性的,因此会导致电压或电流随时间变化呈现出非正弦周期 的特性。
特点
非正弦周期电压和电流具有随机性和复杂性,其波形通常由多个不同频率的正弦波叠加而 成,因此难以用简单的数学模型描述。
非正弦周期电路的谐波分析法
一阶电路的时域分析
一阶电路
由一个动态元件和电阻组成的简单电路。
一阶电路的响应特性
电压和电流随时间按指数规律变化,具有延 时、振荡和稳态等不同阶段。
时域分析方法
采用一阶常微分方程描述电路,通过求解微 分方程得到电压和电流的时域响应。
一阶电路的分析步骤
建立微分方程、求解微分方程、分析响应特 性。
二阶电路的时域分析
频率响应
频率响应分析电路在不同频率下 的性能表现,包括幅频特性和相
频特性。
一阶电路分析
一阶电路是指包含一个动态元件 的电路,其分析方法主要是三要
素法。
功率计算
有功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率,用于衡量 能量转换的效果。
无功功率
无功功率是指电路中交换的功率,用于衡量储能 元件的能量交换。
视在功率
电路课件(邱关源五版 )
电路第五版 罗先觉 邱关源 课件(第三章)课件
例1 试用网孔电流法求各支路电流。 解:选取各网孔电流的 参考方向如图示,用观 察可直接方程:
解之得:
则,各支路 电流为:
例2 求图中的u1 =?,u2 =? 解:设网孔电流的参考方向 如图所示,用观察法直接列 方程为:
解得:
1
2
u1
i m1
2V
2
1
i m2
1V
u2
3
im 3 1
2. KVL的独立方程数 对回路(1,3,5) 列方程有: u1+u3+u5=0 (1) 对回路(2,3,4)列方程有: u2+u3-u4=0 (2) 对回路(1,2,4,5)列方程有: u1-u2+u4+u5=0 (3)
其实, 方程(1)-方程(2) = 方程(3),3个方程并不 独立。
结论: 电路的KVL独立方程数并不等于电路的回路 数。
当两网孔电流以相同方向流过公共电阻时取正号,例
如R12= R21= R5, R13= R31= R4。当两网孔电流以相反方
向流过公共电阻时取负号,例如R23= R32=-R6。
uS11、uS22、uS33分别为各网孔中全部电压源电
压升的代数和。绕行方向由 - 极到 + 极的电压源
取正号;反之则取负号。例如 uS11=uS1,uS22=uS2,uS33= - uS3。
其中R11, R22和R33称为网孔自电阻(self resistance),
它们分别是各网孔内全部电阻的总和。例如R11= R1+
R4+ R5, R22= R2 + R5+ R6, R33= R3+ R4+ R6。
Rkj ( k j ) 称为网孔k与网孔j的互电阻(mutual
邱关源罗先觉电路第五版全部课件ppt
结论: 结论: 串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
6
3. 串联电阻的分压
u Rk uk = Rk i = Rk u< u = Req Req
说明电压与电阻成正比, 说明电压与电阻成正比,因此串联电阻电路可作分压电路
对于两电阻并联, 对于两电阻并联,有:
Gk ik = i Geq
R1R2 Req = R1 + R2
i º R1 º i1 R2 i2
R2i i1 = R1 + R2
− R1i i2 = R1 + R2
11
4. 功率 p1=G1u2, p2=G2u2,…, pn=Gnu2 总功率 p=Gequ2 = (G1+ G2+ …+Gn ) u2 =G1u2+G2u2+ …+Gnu2 =p1+ p2+…+ pn … 表明: 表明:
表明 电阻串联时, (1) 电阻串联时,各电阻消耗的功率与电阻大小成正比 (2) 等效电阻消耗的功率等于各串联电阻消耗功率的总和
8
二.
电阻并联 (Parallel Connection) i + u _ R1 i1 R2 i2 Rk ik Rn in
1. 电路特点
(a) 各电阻两端分别接在一起,两端为同一电压 (KVL); 各电阻两端分别接在一起, ; (b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。 。
13
关键在于识别各电阻的串联、并联关系! 关键在于识别各电阻的串联、并联关系! 例1. 求: Rab , Rcd c a
(完整版)电路(第五版)._邱关源原著_电路教案,第3章
第3章 电阻电路的一般分析● 本章重点1、独立independent KCL 、KVL 方程equations 个数;2、支路法列方程construct equations 解电路;3、网孔法列方程解电路analyse circuit ;4、回路法列方程解电路;5、节点法列方程解电路.● 本章难点1、含有理想电源Ideal Power 的回路法Loop method ;2、含有受控源Controlled source 的回路法;3、含有理想电源的节点法node method ;4、含有受控源的节点法。
● 教学方法本章主要讲述电阻电路的一般分析方法,即方程法。
本章采用讲授为主,自学为辅的教学方法,共需6课时.对独立KCL 、KVL 方程个数确定,可以自学;有关图论Graph 的内容,在15章统一讲解;对支路法、网孔法、回路法、节点法在不同情况下如何建立方程等重点和难点内容,课堂上要讲解透彻,课下布置一定的作业,使学生加深对内容的理解并牢固掌握。
为使学生能区分各方法的优点和应用对象,可采用一个电路用不同的方法来分析。
● 授课内容 3.1 支路法一、支路电流法以支路电流为未知量,根据KCL 、KVL 列关于支路电流的方程,进行求解的过程.图3—1仅含电阻和电压源的电路第1步 选定各支路电流参考方向,如图3—1所示. 第2步 对(n -1)个独立节点列KCL 方程如果选图3—1所示电路中的节点4为参考节点,则节点1、2、3为独立节点,其对应的KCL 方程必将独立,即:1 0431=+-I I I 2 0521=+--I I I 3 0632=-+I I I 第3步.对)1(--n b 个独立回路列关于支路电流的KVL 方程U s33 3Ⅰ:014445511=--++s s U I R U I R I R Ⅱ:05566222=--+-I R I R U I R s Ⅲ:033366444=+-+-I R U I R U I R s s 第4步.求解3。
电路分析基础第五版邱关源通用课件
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词
求解微分方程
详细描述
根据微分方程的特性和初始条件,求 解微分方程以获得电路元件的状态变 量随时间变化的规律。常用的求解方 法包括分离变量法、常数变易法、线 性化法等。
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词:分析响应
详细描述:根据求解出的状态变量,分析电路元件的响应特性。响应特性包括稳 态响应和暂态响应,其中暂态响应指的是电路从初始状态达到稳态的过程。
电路分析基础第五版邱关源 通用课件
目录
• 绪论 • 电路的基本定律和定理 • 电阻电路的分析 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析 • 正弦稳态电路的分析 • 三相电路的分析 • 非正弦周期电流电路的分析
01
绪论
电路分析的目的和任务
目的
电路分析是电子工程和电气工程学科中的基础课程,其目的是理解和掌握电路的基本原理、基本概念 和基本分析方法,为后续专业课程的学习打下基础。
)
三相电源或三相负载的端点相互 连接,每相负载承受的电压为电 源线电压。
混合连接
在某些情况下,电路中可能同时 存在星形和三角形连接的负载, 这称为混合连接。
三相电路的电压和电流分析
1 2
相电压与线电压
在星形连接中,相电压等于电源电压;在三角形 连接中,线电压等于电源电压。
对称三相电路
当三相电源和三相负载对称时,各相的电压和电 流大小相等,相位互差120°。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
总结词:阶跃响应
详细描述:阶跃响应是指当输入信号为一个阶跃函数时,电路的输出响应。阶跃响应的特点是初始时刻电路输出突然跳变到 某一值,然后逐渐趋近于稳态值。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
电路邱关源教材课件第3章
THANKS
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基尔霍夫电流定律指出在电路中,对于任意节点,流入和流出的电流代数和为零 ;基尔霍夫电压定律指出在电路中,对于任意闭合回路,各段电压的代数和为零 。这两个定律是电路分析的基础,帮助我们理解和解决电路问题。
节点电压法
总结词
节点电压法是一种求解电路中节点电压的电路分析方法。
详细描述
节点电压法通过设定节点电压,并利用基尔霍夫定律建立节点电压方程,求解 节点电压。这种方法适用于具有多个支路的复杂电路,能够方便地求解节点电 压。
电路邱关源教材课件第3 章
• 第3章概述 • 电路元件与电路模型 • 电路分析方法 • 电路定理 • 第3章习题解析
01
第3章概述
章节简介
章节标题
线性电路的时域分析
章节内容
介绍线性电路的时域分析方法,包括电路的基本概念、元件、电路 方程、线性时不变电路的暂态分析和稳态分析等。
重点与难点
重点在于理解线性电路的基本概念和电路方程的建立,难点在于掌 握暂态和稳态分析的方法。
3.2.2 电路方程的建立方法
内容预览
3.3 线性时不变电路的暂态分析 3.3.1 一阶电路的暂态分析
3.3.2 二阶电路的暂态分析
内容预览
3.4 线性时不变电路的稳态分析 3.4.1 交流电的基本概念
3.4.2 交流电路的分析方法
02
电路元件与电路模型
电路元件
电阻元件
电容元件
表示电路元件对电流的 阻碍作用,其值由材料、
学习目标
01
02
03
04
掌握线性电路的基本概念和元 件特性。
能够建立电路方程并求解。
理解线性时不变电路的暂态和 稳态分析方法。
电路课件 第三章(第五版 邱关源 高等教育出版社)
重点 熟练掌握电路方程的列写方法: 熟练掌握电路方程的列写方法: 1.支路电流法 1.支路电流法 2.网孔, 2.网孔,回路电流法 网孔 3.结点电压法 3.结点电压法
1
电路的连接关系 电路的连接关系—KCL,KVL定律. 定律. 电路的连接关系 , 定律 线性电路分析方法的基础 元件的电压,电流关系 VCR . 元件的电压,电流关系—
n=4
b=6
1 5 2 6 4 3
有向图: 有向图:指定 图的每一条支 路的方向. 路的方向.
3
拓扑图的基本概念 二,拓扑图的基本概念 ① 1 (1) 图的定义 图的定义(Graph) G={支路,结点 支路, 支路 结点} ② 一个图是支路和结点的一个集合, 一个图是支路和结点的一个集合 , 每 条支路的两端都联到相应的结点上. 条支路的两端都联到相应的结点上. a. 移去图中的支路,与它所联接的结点依然存在, 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. 因此允许有孤立结点存在. b. 如把结点移去,则应把与它联接的全部支路同 如把结点移去, 时移去. 时移去.
14
例
个支路电流, 个方程. 方程: 有6个支路电流,需列写 个方程. KCL方程 个支路电流 需列写6个方程 方程 1 2 i1 + i2 i6 = 0 R2
1
i2 1
i3 R3 4
R4
2
2
i4 3
R1
i1
R5
i5 i6
3
3 取网孔为基本回路, 取网孔为基本回路,沿顺时针 方向绕行列KVL写方程 写方程: 方向绕行列 写方程 回路1 u + u u = 0 回路 2 3 1 回路2 u u u = 0 回路 回路3 回路 结合元件特性消去支路电压得: 结合元件特性消去支路电压得:
电路邱关源高等教育出版社第五版第三章ppt课件
2. 方程的列写 网孔1: R1 il1+R2(il1- il2)-uS1+uS2=0 网孔2: R2(il2- il1)+ R3 il2 -uS2=0
整理得:
(R1+ R2) il1-R2il2=uS1-uS2 - R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
i3 R3 观察可以看出如下规律:
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结论
①KVL的独立方程数=基本回路数=b-(n-1) ②n个结点、b条支路的电路, 独立的KCL和KVL方 程数为:
(n 1) b (n 1) b
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3.3 支路电流法
1. 支路电流法
以各支路电流为未知量列写 电路方程分析电路的方法。 对于有n个结点、b条支路的电路,要求解支路 电流,未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方 程,便可以求解这b个变量。
结点a: –I1–I2+I3=0
(2) b–( n–1)=2个KVL方程:
设电流 源电压 a I3 7
7I1–11I2=70-U 11I2+7I3= U
增补方程:I2=6A
I1 7 I2 11 + + 6A 1 U 2 70V _ – b
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a 解2
I3 I1 7 I2 11 + 7 6A 1 70V – b 由于I2已知,故只列写两个方程
2. 独立方程的列写
①从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写 KCL方程 ②选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。
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例
i2 1 R1 R2 i3
电路课件 第五版 邱光源
相量法
本章重点
8.1 8.2 8.3 8.4 复数 正弦量 相量法的基础 电路定律的相量形式 首页
重点: 重点: 正弦量的表示、 1. 正弦量的表示、相位差 2. 正弦量的相量表示 3. 电路定理的相量形式
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8.1
1. 复数的表示形式
复数
b 代数式
Im F |F|
F = a + jb
F =| F | e
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iu, i 1
角频率 有效值 初相位
i2
i1 i2 ω I2
i1+i2 →i3
ω
I1 o
ω
ωI t
3
i3
Ψ1
Ψ2
Ψ3
同频的正弦量相加仍得到同频的正弦量, 结论 同频的正弦量相加仍得到同频的正弦量, 所以,只需确定初相位和有效值。因此采用 所以,只需确定初相位和有效值。 正弦量 复数 变换的思想
1 T 2 2 I= ∫0 Im cos ( ω t +Ψ ) dt T T T 1+ cos2 ω t +Ψ ) ( 2 dt ∵ ∫0 cos ( ω t +Ψ ) dt = ∫0
2 1 1 = t = T 2 0 2
T
Im = 2I
1 2 T Im ∴ I= Im ⋅ = = 0.707Im T 2 2
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3. 正弦量的相量表示
造一个复函数
无物理意义
j(ω t +Ψ )
F(t) = 2Ie
= 2Icos(ωt +Ψ ) + j 2Isin(ωt +Ψ )
对 F(t) 取实部 Re[ F(t)] = 2Icos(ω t +Ψ ) = i(t)
电路_邱关源教材课件_第3章
- Im1
30
I Im2
2A
所以 Im2=2A 不必再列网孔2的方程。 解得:Im1=-0.4A
例3、列网孔方程
解: (KVL)m1: (KVL)m2: (KVL)m3:
R1
R2
i m1
+
i s1
R3
im1 is1
u s2 +i + i s 4 m3 R 5 im 2 u s4
us6
R6
R2im1 (R2 R5 )im2 us2 us4
+
im1 R4 + u s4
R3
R1
us1
R5
R2 +
R 6 im2
u s2
im3 +
u s3
一、定义 1、网孔电流:是一种 沿着网孔边界流动的假 想电流。 如图中im1、im2、im3
+
R1 u s1 im1 R4 + R2 + R5 i m2 R6
u s4
R3
+
im3
u s2
u s3
电路中所有支路电流都可以用网孔电流线性表 示。 2、网孔分析法:以网孔电流为变量,运用KVL 求解电路的方法。
+
R1 u s1 im1 R4 +
R2 + R5 i m2 R6
+
u s4
R3
im3
u s2
u s3
1、自电阻:各自网孔内所有电阻之和。永为正 值。如:R11、R22、R33。
2、互电阻:两网孔之间公有电阻之和。有正值或 负值,两网孔电流的参考方向一致时,取正值。 如:R12、 R13 、R21 、R23 、 R31 、 R32 。 3、us11 , us22 , us33 为各网孔电压源电压升的代数和。 推广之,具有多个网孔的电路有相同形式的方程。
电路-邱关源教材课件-第3章
03
线性电阻电路的分析方法
支路电流法
01
02
03
04
总结词
通过设定未知的支路电流,建 立独立方程求解电路的方法。
详细描述
支路电流法是以支路电流为未 知量,根据基尔霍夫定律建立 独立方程,通过求解线性方程 组得到各支路电流的方法。该 方法适用于具有多个支路的电 路系统。
适用范围
适用于求解具有多个支路的复 杂电路系统。
注意事项
在设定未知量时,应尽量减少 未知量的个数,以简化计算过 程。
节点电压法
总结词
详细描述
适用范围
注意事项
通过设定未知的节点电压,建 立独立方程求解电路的方法。
节点电压法是以节点电压为未 知量,根据基尔霍夫定律建立 独立方程,通过求解线性方程 组得到各节点电压的方法。该 方法适用于具有多个节点的电 路系统。
电路-邱关源教材课件-第3章
目
CONTENCT
录
• 线性电阻电路 • 基尔霍夫定律 • 线性电阻电路的分析方法 • 线性电容电路 • 线性电感电路 • 一阶动态电路
01
线性电阻电路
电阻元件
定义
电阻元件是一种将电能转换为热能的元件,其特性 可以用阻值来描述。
种类
电阻元件有多种类型,包括固定电阻器、可变电阻 器和敏感电阻器等。
时间常数
决定RL电路暂态过程持续时间的参 数,计算公式为$tau = L/R$。
一阶动态电路的分析方法
初始状态
分析电路的初始状态,即电路接通电源前各元件 的电压和电流值。
时域分析
利用电路的微分方程进行求解,得到各元件的电 压和电流值随时间的变化情况。
电路 邱关源第五版通用课件
时域分析法
时域分析法是一种基于微分方 程或差分方程的方法,直接在 时间域内对非正弦周期电压和 电流进行分析,可以更直观地 了解电路的工作过程。
复数分析法
复数分析法是一种基于复数运 算的方法,通过将实数域中的 非正弦周期电压和电流转换为 复数域进行分析,可以简化计 算过程。
非正弦周期电流电路的功率
非正弦周期功率的概念
总结词
网孔电流法是一种求解电路中电压和电流的方法,通过设置网孔电流并利用基尔 霍夫定律建立方程式求解。
详细描述
网孔电流法的基本思想是将电路中的网孔电流作为未知数,根据基尔霍夫电压定 律建立网孔电压方程,然后求解网孔电流。通过网孔电流法,我们可以得到电路 中各支路的电流和电压。
叠加定理
总结词
叠加定理是一种求解线性电路中电压和电流的方法,它基于 线性电路的性质,即多个激励源共同作用时,各激励源分别 产生的响应可以叠加起来得到总响应。
在正弦稳态电路中,有功功率是指电 路中消耗的功率,其计算公式为 $P=UIcostheta$,其中$U$和$I$分 别为电压和电流的有效值,$theta$ 为电压与电流之间的相位差。无功功 率是指电路中交换的功率,其计算公 式为$Q=UIsintheta$。有功功率和 无功功率都是标量,但无功功率带有 符号。
非正弦周期功率是指非正弦周期电压和电流在一定时间内 所做的功或所消耗的能量,其计算需要考虑电压和电流的 有效值和相位差等因素。
非正弦周期功率的计算方法
非正弦周期功率可以通过计算电压和电流的有效值之积, 再乘以时间得到。也可以通过傅里叶级数展开的方法,分 别计算各次谐波的功率再求和得到。
非正弦周期功率的测量方法
电场力对电荷所做的功,通常用符号U表示。电压的 大小等于电场力把单位正电荷从一点移动到另一点 所做的功。
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2. 电路模型
开关 白炽灯
电 池
导线
电路图
Rs
RL
Us
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。
理想电路元件
有某种确定的电磁性能的理想 元件。
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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
件内部进行。
集总条件 d
注意集总参数电路中u、i 可以是时间的函数,
但与空间坐标无关。因此,任何时刻,流入两 端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的 电流;端子间的电压为确定值。
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例 两线传输线的等效电路。
当两线传输线的长度 l 与电磁波的波长满足:
l
集总参 数电路
z
i i
i 参考方向
A
B
• 用双下标表示:如iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
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2.电压的参考方向
电压u
单位正电荷q 从电路中一点移至另
一点时电场力作功(W)的大小。
u
def
dW
dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位 V (伏[特])、kV、mV、V
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例2-1
p uiS
iS
u
①电压、电流的参考方向非关联。
_
p uiS 0
发出功率,起电源作用。
②电压、电流的参考方向关联。
p uiS 0
吸收功率,充当负载。
iS