教学课件 电路分析基础(第二版)(李实秋)
电路分析基础(第2版)
习题参考答案第1章习题1.1 t =7.5×105s1.2Q=6C1.3 I ab=30mA，I ba= -30 mA1.4U ab= -12V，U ba= 12V1.5 V O= -5V，V A=16V，V B=10V；U AB=6V，U BO=15V1.6 W=720kWh1.7 （1）I=6.818A；（2）W=1.125kWh；（3）0.776元1.8 （1）A汽车电池没电；（2）W=6kWh1.9 t =2500小时1.10（1）I=4A；（2）6666.7天1.11 I min=3.463A，I max=3.828A1.12 I=0.532mA1.14 （1）W=10.4kWh；（2）P=433.3W1.15 W=2333.3kWh1.16 （a）I=0.5A，P=1W；（b）I=2A，P=4W；（c）I= -1A，P= -2W；（d）I=1A，P=2W。
1.17 （1）I a= -1A；（2）U b= -10V；（3）I c= -1A；（4）P= -4mW。
1.18 （a）P=10 mW，吸收；（b）P=5sin2ωt W，吸收；（c）P= -10mW，产生；（d）P= -12W，产生。
第2章习题2.1 （a）20//20//20//20=5Ω；（b）300+1.8+（20//20）=311.8Ω（c）24k//24k+56k//56k=40k；（d）20+300+24k+（56k//56k）=52.32k2.2 R ab=10Ω2.3 S打开及闭合R ab=45Ω2.4 R0=11.25Ω2.5 （1）u2=400V；（2）u2=363.6V2.6 U0=8V，I0=0.2A2.7 （1）I1=0.136A，R1=806.67Ω；I2=0.364A，R2=302.5Ω（2）灯泡1超额定电压，灯泡2不能正常发光。
（U1=160V，U2=60V）2.8 P1=72 kW，P2=18kW2.9 U0/U S= -α/4；α=402.10 I1=3.2A，I2=4.8A，I3=2.4A，I4=9.6A2.11 I =0.1A ，U =2kV ，P =0.2kW 2.12 P =30W2.13 R 1=375Ω，R 2=257.1Ω 2.14 I =0.2A 2.15 U =1.333V 2.16 R =3Ω 2.17 P = -4W 2.18 P =9W （吸收） 2.19 I =5.77A 2.20 U =80V 2.21 U =14V 2.22 I S =9A ，I 0= -3A2.23 （a ）U =7V ，I =3A ；（b ）U =8V ，I =1A 2.24 AI 1191-=，AI 1112-=，AI 1183-=2.25 P S1= -112W （产生功率），P S2= -35.33W （产生功率） 2.26 I 1=2.5A ，I 2=0，I 1= -2.5A ， 2.27 VU322=2.28 U 0/U S = -8 2.29 U 0= -0.187V第3章 习题3.1 U 0=0.4995V3.2 （a ）0.5V ，0.5A ；（b ）5V ， 5A ；（c ）5V ，0.5A 3.3 I =1A 3.4 U =4V3.5 I = -1.32A ，P =17.43W 3.6 U ab =6V 3.7 U x = -0.1176V 3.8 I =1.5625mA3.9 （a ）R =50Ω，U OC =-20V ；（b ）R =15Ω，U OC =42V 3.10 I =1A 3.11 U ab =15V3.12 （a ）R =76.66Ω，U OC =8.446V ；（b ）R =72.97Ω，U OC =0.81V（c ）R =35.89k Ω，U OC =1.795V ；（d ）R =1.3k Ω，U OC =89.63V3.13 （a ）R ab =3.857Ω，U ab =4V ；（b ）R bc =3.214Ω，U bc =15V 3.14 U =7.2V 3.15 I =3A3.16 R AB =15.95Ω，U AB = -1.545V 3.17 U =12.3V 3.18 I =0.1mA 3.19 I =0.5A3.20 （a ）R =8Ω，I SC =2A ；（b ）R =20Ω，I SC =2.5A 3.21 （1）R =10Ω，U OC =0；（2）R =10Ω，I SC =0；（3）I x =0 3.22 R =3.33Ω，I SC = -0.4A ，I =2.4A3.23 （a ）R ab =2Ω，I ab =7A ；（b ）R cd =1.5Ω，I cd =12.67A 3.24 （1）R =22.5Ω，U OC =40；（2）R =22.5Ω，I SC =1.78A 3.25 （1）R =3.33Ω，U OC =10；（2）R =3.33Ω，I SC =3A ； 3.26 R =2k Ω，U OC = -80V 3.27 R =3Ω，U OC = 3V 3.28 R =-12.5k Ω，I SC = -20mA3.29 （1）R L =5.366Ω，P max =20.7mW ；（2）R L =727Ω，P max =3.975mW 3.30 R =1.6Ω，P max =0.625W 3.31 R =7.2Ω，P max =1.25W 3.32 R =20Ω，P max =0.1W 3.33 R =8k Ω，P max =1.152W3.34 （1）R =12Ω，U OC =40V ；（2）I =2A ；（3）R L =12Ω；（4）P max =33.33W 3.35 R =1k Ω 3.36 P =42.6W 3.37 R =8Ω，U OC =12V3.38 （1）I =1.286A ；（2）P max =8.1W3.39 （1）平衡；（2）R =5.62k Ω，P max =18.92mW 3.40 （1）R =20Ω；（2）R =37.14Ω，I max =69.2mA 3.41 I =-1A 3.42 I =16.67mA3.43 R x =1Ω；（4）P max =2.25W第4章 习题4.1 （1）3100C C d u u d t-+=；（2）i (0+)=10mA ；（3）i =10e -1000t （mA ）；（4）i |t=1.5ms =2.23mA ；W=5×10-5J 4.2 u C (0+)=50V ， i (0+)=12.5mA 4.3 u 1(0+)=-20V ，i (0+)=-2A4.5 0)0(05.0)0(==++C L u A i ，；sA ti L/1000d d 0-=+，sA tu C/105d d 40⨯=+4.6 （1）i 0（0+）=2A ，i 2（∞）=4A ；（2）i 0（t ）=（4 -2e -1000t ）A ；（3）t =2.3ms4.7 （1）i 1（0-）=0.2mA ，i 2（0-）=0.2mA ； （2）i 1（0+）=0.2mA ，i 2（0+）= -0.2mA ；（3）mAet i t61012.0)(-=；（4）mAet i t61022.0)(--=4.8 u c （0+）=20V ， i 1（0+）=5 mA ， i c （0+）=5mA 4.9 u c （0+）=24V ，i L （0+）=2A ，u （0+）=-8V 4.10 C =1μF4.11 τ充=R 2C ，τ放=（R 1+R 2）C4.12 i L =e -10t （A ），i 10Ω= i 20Ω=0.5e -10t （A ） 4.13 i L =1.6（1-e -10t ）（A ），u L =3.2e -10t ）（V ）i 2.5Ω=（1.6-1.28e -10t ）（A ），i 10Ω=0.32e -10t ）（A ） 4.14 )(3)(91000V et u t-=，mAe t i t9100032)(-=4.15 i =0.5e -5t （A ），u = -2.5e -5t （V ）4.16 （1）R =20k Ω，（2）C=0.05μF ，（3）τ=1ms ，（4）W =2.5×10-4J ，（5）t =0.112ms 4.17 u c （0+）=0，u R （0+）=20V ，i （0+）=2.857mA ，t =3.29ms 4.18 Aeet i tt)(133)(10005001---=4.19 i =8（1-e -2t ）（mA ），u C =40e -2t （V ），u R =40（1-e -2t ）（V ），i （τ）=5.06mA 4.20 ))(5.67120()(41000V et u tab -+=（ 0≤t ＜100ms ）))(857.12150()()(5.1710001V et u t t ab ---= （t 1=100ms ，t ＞100ms ）4.21 i =5-10e -1.69t （A ） 4.22 U = -0.368 4.23 i =15-10e -500t （A ） 4.24 u L =15e -7.5t （V ）4.25 u C =-10+20e -0.2t （V ）；t 0=3.46s4.26 u C =1+e -t （V ）（ 0≤t ＜1s ）；u C =0.5+0.868e -2（t-1）（V ）（t ≥1s ）；4.27 u = -12-54e -25t （V ） 4.28 i =0.6+0.332e -2t （A ） 4.29 u C =4+0.8e -t （V ）4.30 i L =0.833+4.167e -2t （A ） 4.32 8次，R=560kΩ第5章 习题5.1 （1）u ac =200sin ωt ，u bc =150sin （ωt+30o ），u dc =150sin （ωt+135o ），u ad =200sinωt -150sin （ωt+135o ） （2）ψu -ψi = -135o ，（3）ψu -ψi =45o5.2 （1） 7.13+j3.4 ； (2)6.9－j9.69 ； (3) －11+j19.1 ； (4) －69.28－j40 5.3 （1）10.63∠41.2°； (2) 150.95∠－144.57°； (3) 52∠-52°；(4) 3.22∠97.3° 5.4 （1）13.08∠126.6°； (2) 58.56∠－78.68° 5.5 （1）（a ）5∠53.13°， (b) 6∠105° ；（2）（a ）10sin （ωt -53.13o ），（b ）10sin （ωt +143.13o ）；（c ）-10cos （ωt ） 5.6 u 14=107.79V ；U 14=91V 5.7 mAt t i R )601000sin(23)(︒+=；At t i L )301000sin(26.0)(︒-=；mAt t i C )1501000sin(212)(︒+=5.8 （1）U m =170V ；（2）f =60Hz ；（3）ω=120πrad/s ；（4）-5π/6；（5）-150º；（6）16.67ms ；（7）t =9.03ms ；（8）u =170sin （120πt+60º）V ；（9）t =6.94ms ；（10）t =9.03ms 5.9 R =1Ω，u =14.1sin （314t+30º）V5.10 I =4.67A ，Q=1027.6Var ，i =6.6sin （314t-90º）A ；I =2.34A ，Q=513.8Var ，i =3.3sin （628t-90º）A 5.11 I =0.55A ，Q=121.6V ar ，i =0.78sin （314t+90º）A ；I =1.1A ，Q=243.1V ar ，i =1.56sin （628t+90º）A 5.12 U L =69.82V5.13 A I ︒∠=11.23707.0 ；i =sin （8000t+23.11º）A ； 5.14 V t u S )7.51000sin(205.10︒+= 5.15 （1）At i )87.36314sin(222︒+=，容性；（2）A t i)87.361256sin(222︒-=，感性5.16 At i)87.661000sin(210︒+=5.17 （1）AI m︒∠=4510 ，VU m ︒∠=45100ab ，VU m︒∠=135200bc ，VU m︒-∠=45100cd（3）i =10sin （20t +45o ）A ， u ab =100sin （20t +45o ）V ，u bc =200sin （20t +135o ）V ， u cd =100sin （20t -45o ）V5.18 AI ︒-∠=57.7132.61，AI ︒∠=0102，AI ︒∠=90103，AI ︒∠=43.1877.1005.19 （1）（a ）U =67.1V ；（b ）U =30V ；（c ）U =25V（2）（a ）U 1=12V ，U 2=0；（b ）U 1=12V ，U 2=0；（c ）U 1=0，U 2=0，U 3=12V 5.20 R =2.76k Ω 5.21 U 2=24V5.22 I =17.32A ，R =6Ω，X 2=2.89Ω，X C =11.55Ω 5.24 R =40Ω，L =15H5.25 I =5A ，Z =33.33-25j （Ω） 5.26 19.6819.7I A =∠-︒ ，198.433.43U V =∠︒ ，2196.856.59U V =∠︒ 5.27 U =113.2V ，I =0.377A第6章 习题6.1 （1）P =3400W ，Q =0；（2）P =155.29W ，Q =579.56Var ；（3）P = -2137.63W ，Q = -5873.1V ar 6.2 P us =7.5W ，P 4Ω=7.5W ，P 2Ω=2.5W 6.3 P =126.19W ，Q =180.2Var ，S =220V A 6.4 459.0cos 1=ϕ（超前）6.5 （1）P =60W ，Q = -80Var ，6.0cos =ϕ（超前）6.6 （1）Z 1=192∠53.13o Ω，Z 2=57.6∠-53.13o Ω，Z 3=320Ω（2）Z =51.83∠-30.26o Ω，864.0cos =ϕ（超前）6.7 P =573.19W 6.8 533.0cos =ϕ6.9 P =7.33kW ，Q = 1.197kVar ，987.0cos =ϕ6.10 Z =2.867∠38.74o Ω ，S =15.38kV A 6.11 818.0cos =ϕ，C =124.86μF6.12 （1）Q =32.91kVar ，S =86.51KV A ；（2）9248.0cos =ϕ；（3）I = 157.3A6.13 899.0cos =ϕ，C =574μF6.14 C =19.52μF 6.15 I = 16.1A ，982.0cos =ϕ，C =43.4μF6.16 9967.0cos =ϕ，P =1886.75kW6.17 64.0cos =ϕ，P =295.1W ，C =130.4μF6.18 （1）C =2.734mF ；（2）C =6.3mF 6.19 Z =75-j103.55（Ω）6.20 （1）Z =40-j8（Ω）；（2）P =66.61W 6.21 341.56元6.22 f =2.813kHz ，P =0.432W 6.23 I = 17.19A ，P =1559.77W第7章 习题7.1 （a ）a 、d 同名端，或b 、c 同名端；（b ）a 、c 、e 同名端，或b 、d 、f 同名端 7.2 2、3端连接，1、4端接220V 电源 7.3 （1）M=4mH ；（2）k=0.75；（3）M=8mH 7.4 开关闭合电压表正偏，开关打开电压表反偏 7.5 u 34 =31.4sin （314t -120º）V7.6 （a ）u 1 =cos t V ，u 2 = -0.25cos t V ；（b ）u 1 =2sin t V ，u 2 =2sin t V 7.7 M=52.87mH 7.8 （a ）221L M L L -=；（b ）221L M L L-=7.9545a bU V =︒ ，Z ab =j1000Ω，45ab I m A =-︒7.10 U ab =15V 7.11 At i )1510sin(231︒-=，i 2=07.12 n =32 7.13 N 2=100 7.14 P =315W7.15 n =2，I 1=41.67A ，I 2=83.33A 7.16 n =110，I 1=7.567mA7.17 R =10Ω，C =0.159nF ，L =0.159mH ，Q =100 7.18 I 2=12A7.19 （1）R =10Ω，C =3.19nF ，L =0.8mH ；（2）Q =50 7.20 L =160mH ， Q =4007.21 （1）R =4Ω，C =0.25μF ，L =40mH ，Q =100 ；（2）C （132.63μF ～331.57μF ） 7.22 （1） f （0.541MHz ～1.624MHz ）；（2）Q （68～204.1） 7.23 I 1=22.738nA ，I 2=2.145n A 7.24 f 0=899.53kHz ，f 0=937.83kHz第8章 习题8.1 （1）12730BU V=∠-︒ ，127150CU V=∠-︒ ；（2）22060ACUU V -=∠︒ ；（3）12790BCU U V +=∠-︒8.2 （1）V U V U V U CB A ︒∠=︒-∠=︒∠=1202201202200220 ，，（2），，，A I A I A I CB A ︒∠=︒∠=︒-∠=57.5686.1957.17686.1943.6386.19 8.3 （1）略；（2）I l =6.818A ，I N =0；（3）U 1=95.3V ，U 2=285V 8.4 I l =1.174A ，U l =376.49V 8.5 I l =30.1A ，I p =17.37A 8.6 △ I l =66A ，Y I l =22A ， 8.7 △连接，I l =65.82A ，I p =38A 8.8 I N =16.1A ，中线不能去掉。
电路分析基础ppt课件
欧姆定律是电路分析中最基本的定律 之一，它指出在纯电阻电路中，电压 、电流和电阻之间的关系为 V=IR，其 中 V 是电压，I 是电流，R 布问题的 定律
VS
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分：基尔霍夫电 流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（ KVL）。基尔霍夫电流定律指出，对于电 路中的任何节点，流入节点的电流之和等 于流出节点的电流之和；基尔霍夫电压定 律指出，对于电路中的任何闭合回路，沿 回路绕行一圈，各段电压的代数和等于零 。
电路分析基础PPT 课件
目 录
• 电路分析基础概述 • 电路元件和电路模型 • 电路分析的基本定律和方法 • 交流电路分析 • 动态电路分析 • 电路分析的应用实例
01
电路分析基础概述
电路分析的定义
电路分析
电路分析的方法
通过数学模型和物理定律，研究电路 中电压、电流和功率等参数的分布和 变化规律的科学。
时不变假设
电路中的元件参数不随时间变化， 即电路的工作状态只与输入信号的 幅度和相位有关，而与时间无关。
02
电路元件和电路模型
电阻元件
总结词
表示电路对电流的阻力，是电路中最基本的元件之一。
详细描述
电阻元件是表示电路对电流的阻力的一种元件，其大小与材料的电导率、长度 和截面积等因素有关。在电路分析中，电阻元件主要用于限制电流，产生电压 降落和消耗电能。
二阶动态电路的分析
总结词
二阶RLC电路的分析
详细描述
二阶RLC电路是指由一个电阻R、一个电感L和一个电容C 组成的电路，其动态行为由二阶微分方程描述。通过求解 该微分方程，可以得到电路中电压和电流的变化规律。
总结词
二阶动态电路的响应
配套课件 电路分析基础(第二版)--李实秋
§1.3 基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律(KCL): Kirchhoff’s Current Law 基尔霍夫电压定律(KVL): Kirchhoff’s Voltage Law
1.电路术语：
➢ 支路branch ：没有分支的一段电路叫支路。 b 6 ➢ 节点node ：三条或三条以上支路的汇接点。 n 4
i1
i2
i3
8 10 i1 10 0.2A
i2
10 4
5
1.25A
i3 i1 i2 0.2 1.25 1.45A
注：电路图中所标方向均为参考方向。 参考方向一经选定，不再改变。
2.电压：
➢ 定义：电路中 a 、b 两点间的电压表明了单位正电 荷由 a 点转移到 b 点能量的改变量。
equivalent analysis method 重点：
• 等效的定义 • 两种实际电源的等效互换 • 无源和含源单口网络的等效化简
§2.1 单口电路等效的概念
The equivalent condition of one-port networks
如果一个单口电路N1和另一个单口电路 N2 端口 的VAR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，可进行等效互换。
i1 +
u1 _
i2 +
b i1
u2
_
i2=b i1
CCCS
➢受控源在电路中的一般画法 ：
§1.7 电位的计算
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。 参考点：电位为零的点，用“⊥”表示。
例 : 电路如图，求A点电位 UA 。
例 : 电路如图，求A点电位 U A和B点电位 UB 。
电子电路中的一种常用画法：
电路分析基础PPT课件
i Cdu1064105 0.4A dt
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11
解答
从0.75ms到1.25ms期间
du 200 4 105 dt 0.5
i C du dt
106 4 105 0.4 A
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12
例5-2
设电容与一电流源相接，电流 波形如图(b)中所示，试求电
容电压。设u(0)=0。
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6
❖ 把两块金属极板用介质隔开就可构成一个简单的电 容器。
❖ 理想介质是不导电的，在外电源作用下，两块极板 上能分别存储等量的异性电荷。
❖ 外电源撤走后，电荷依靠电场力的作用互相吸引， 由于介质绝缘不能中和，极板上的电荷能长久地存 储下去。因此，电容器是一种能存储电荷的器件。
❖ 电容元件定义如下：一个二端元件，如果在任一时
(2)当信号变化很快时，一些实际器件已不能再用电阻模型 来表示，必须考虑到磁场变化及电场变化的现象，在模型 中需要增添电感、电容等动态元件。
❖ 至少包含一个动态元件的电路称为动态电路。
❖ 基尔霍夫定律施加于电路的约束关系只取决于电路的连接 方式，与构成电路的元件性质无关。
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3
§5-1 电容元件
• 电容元件是一种反映电路及其附近存在电场而可以储存电 能的理想电路元件 。
• 电容效应是广泛存在的，任何两块金属导体，中间用绝 缘材料隔开，就形成一个电容器。工程实际中使用的电容 器虽然种类繁多、外形各不相同，但它们的基本结构是一 致的，都是用具有一定间隙、中间充满介质（如云母、涤 纶薄膜、陶瓷等）的金属极板（或箔、膜）、再从极板上 引出电极构成。这样设计、制造出来的电容器，体积小、 电容效应大，因为电场局限在两个极板之间，不宜受其它 因素影响，因此具有固定的量值。如果忽略这些器件的介 质损耗和漏电流，电容器可以用电容元件作为它们的电路 模型。
电路分析基础 739页PPT文档
1 mA 10 3 A
1 uA 10 6 A
电流不但有大小，而且有方向。规定正电荷运动的方向为电流的实际 方向。在一些很简单的电路中，如图 1.1-4，电流的实际方向是显而易见的， 它是从电源正极流出，流向电源负极的。但在一些稍复杂的电路里，如图 1.2-3 所示桥形电路中，R5上的电流实际方向就不是一看便知的。不过，R5 上电流的实际方向只有 3 种可能：(1) 从a流向b; (2) 从b流向a; (3) 既不从a 流向b, 又不从b流向a(R5上电流为零)。所以说，对电流这个物理现象可以用 代数量来描述它。简言之，电流是代数量，当然可以像研究其它代数量问 题一样选择正方向，即参考方向。假定正电荷运动的方向为电流的参考方 向，用箭头标在电路图上。今后若无特殊说明，就认为电路图上所标箭头 是电流的参考方向。 对电路中电流设参考方向还有另一方面的原因，那就 是在交流电路中电流的实际方向在不断地改变，因此很难在这样的电路中 标明电流的实际方向，而引入电流的参考方向也就解决了这一难题。 在对 电路中电流设出参考方向以后，若经计算得出电流为正值，说明所设参考 方向与实际方向一致；若经计算得出电流为负值，说明所设参考方向与实 际方向相反。 电流值的正与负在设定参考方向的前提下才有意义。
电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
例1.2-1 如图 1.2-7(a)所示电路，若已知2s内有4C正电 荷均匀的由a点经b点移动至c点，且知由a点移动至b点电 场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J。
第二章 电路分析基础PPT课件
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
30
例
有6个支路电流，需列写6个方程。
2 KCL方程:
i2 R2 i3
1
1
R4
2 i4
R3
3
1 i1 i2 i6 0
2 i2 i3 i4 0 3 i4 i5 i6 0
15
5 等效电阻针对电路的某两
b
端而言，否则无意义。
13
例 求: Rab
a
b
20
100 10
40
60 50
a
20
120
b
100 60
60
80
a
b
20 100
a
b
100
Rab＝70
20 40
100 60
14
例 求: Rab
20
5
a
15 b
20 缩短无电阻支路
5
a
15 b
7
6
6
7 6 6
Rab＝10
例
两个电阻的分压：
i º ++
u-1 R1 u_ u+2 R2
º
u1
R1 R1 R2
u
u2
R2 R1 R2
u
注意方向 !
5
(4) 功率
p1=R1i2， p2=R2i2，， pn=Rni2 p1: p2 : : pn= R1 : R2 : :Rn
表明
总功率
p=Reqi2 = (R1+ R2+ …+Rn ) i2 =R1i2+R2i2+ +Rni2 =p1+ p2++ pn
电路分析基础教学大纲48学时李实秋
《电路分析基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：10007课程名称：电路分析基础课程类别：专业基础平台课程（必修课）学时学分：56学时/3.5学分（其中理论48学时/3学分，实验8学时/0.5学分）适用专业：电气工程及其自动化，自动化，轨道交通信号与控制开课学期：第三学期先修课程：高等数学、工程数学后续课程：电子电路基础、信号与系统执笔人：李实秋审核人：制（修）订时间：2016年11月二、课程性质与任务电路理论包括电路分析与电路综合两大方面的内容。
电路分析主要研究在给定电路结构、元件参数的条件下，求取由输入（激励）所产生的输出（响应）；电路综合则主要研究在给定输入（激励）和输出（响应）即电路传输特性的条件下求可实现的电路结构和元件参数。
本课程作为电气工程及其自动化、自动化、轨道交通信号与控制专业的一门重要的必修专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁课程，系统性和实践性较强。
本课程的主要任务是研究电路的基本定理、定律、基本分析方法及应用。
其目的是使学生通过对本课程的学习，理解电路分析的基本概念，掌握其分析方法、定理和定律并能灵活应用于电路分析中，使学生在分析问题和解决问题的能力上得到培养和提高，为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。
三、课程教学基本要求《电路分析基础》课程主要讲授以下几个方面的内容：基本概念、基本理论、基本分析方法。
1．基本概念基本概念主要涉及：（1）电路部件与理想化元件。
无源元件（电阻、电感（耦合电感、理想变压器）、电容）、有源元件（电压源、电流源和受控源）；（2）电路与电路模型。
稳态电路、动态电路；（3）电路分析中的基本物理量。
如电压、电流、功率。
2．基本理论（1）两类约束关系：（a）元件约束。
元件自身的约束关系，即描述元件自身的电压电流特性V AR；（b）拓扑约束。
由电路元件的相互联接所规定的约束关系，即描述与节点相连的各支路间电流关系的KCL和描述组成回路的各支路间电压关系的KVL。
电路分析基础课件 (2)[278页]
![电路分析基础课件 (2)[278页]](https://img.taocdn.com/s3/m/75cbdc95b9f3f90f77c61b0e.png)
第 2 章 电阻电路分析
2.KVL 独立方程的个数 在图 2.1. 2 所示电路中，对 3 个网孔和外回路分别列出 KVL 方程。
第 2 章 电阻电路分析
在这些方程中，任意 3 个方程相加，必将得出第 4 个方Байду номын сангаас程，因此，只有 3 个方程是独立的。可以证明:具有 n 个结 点、 b 条支路的电路，只能列出 b - (n -1 )个独立的 KVL 方 程。习惯上把能列写出独立方程的回路称为独立回路。对于 平面电路(注:平面电路是可以画在平面上不出现支路交叉的 电路)，有几个网孔就有几个独立的回路数，这是因为任何 一个网孔总有一条支路是其它网孔所没有的。这样，沿着网 孔的回路列写 KVL 方程，其方程中总会出现一个新的变量。
第 2 章 电阻电路分析
第 2 章 电阻电路分析
2. 1 支路电流法 2. 2 网孔分析法 2. 3 回路电流法 2. 4 结点电位法 2. 5 叠加定理 2. 6 齐次定理 2. 7 替代定理 2. 8 等效电源定理 2. 9 最大功率传输定理 习题2
第 2 章 电阻电路分析
第一章介绍了电路的基本概念、基本定律和简单电路的 分析计算方法。本章将讨论复杂电路的一般分析计算方法， 如支路电流法、网孔分析法、结点电位法等。同时，还将介 绍利用电路定理进行电路分析的方法，如叠加定理、替代定 理、戴维宁定理、最大功率传输定理等。此外，为激发广大 读者对本章所述的电路分析方法的深入理解、掌握和应用， 我们特在部分小节末给出了一些仿真实例，以期能为读者提 供一定的帮助。电阻电路的这些分析方法将广泛应用或推广 用于后续各章。
第 2 章 电阻电路分析
综上所述，对于具有 n 个结点， b 条支路的电路， KCL 独立方程的个数为 n -1 个;KVL 独立方程的个数为 b ( n -1 )个，两个独立方程的个数之和是 b 个，正好是求 b 个 支路电流所需的方程数。
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* L1
* L2
M a
L1-M b
L2-M
例 如图所示互感电路，US 240 V ,其角频率
2 rad / s，求电流 I 。
解: 首先去耦。
L顺 L1 L2 2M 6H
I US 240 j2 2 90 A
jL顺 j 2 6
例 电路如图，已知 iS t e3tA ，求 u(t) ?
i1
i2
若两个端钮为同名端，用“•”、“*”等符号加以标记 。
i1
i2
四.由同名端确定互感电压极性：
11
21
12
22
i1
uM 1 uL1
u1
i2
uM 2 uL2
u2
11
21
12
22
i1
uM 1 uL1
u1
i2
uM 2 uL2
u2
11
21
12
22
i1
Li
电感
u d L di
dt dt
如果在这个线圈邻近还有另一个线圈，如图。
自感磁通
N1
N2
11
12
互感磁通
i1
i2
互感磁通
21 22
自感磁通
由于磁场的+ 耦合作用，每u21 个线– 圈的磁通除穿过本线 圈外，还有一部分穿过邻近的线圈，即两个线圈具有磁 耦合。我们将这种具有磁耦合的线圈称为耦合线圈。
解: 首先去耦。
u t L diS 1 d e3t 3e3t V dt dt
例 电路如图，US 120 V, IS 60 A, 1rad / s ,求 U ?
解: 作去耦等效电路。
①
U 6 j12 V
列节点方程:
(
1 j6
1 j2
)U1
Us j6
Is
§6.4 理想变压器（ideal transformer）
时域模型：
uL1 uM 1
uM 2 uL2
u1
L1
di1 dt
M
di2 dt
u2
L2
di2 dt
M
di1 dt
相量模型：
U L1
UM2
UM1
UL2
U1 UL1 U M1 j L1I1 j MI2 U1 UL2 UM 2 j L2I2 j MI1
例
uL1
uL2Leabharlann uM 1uM 2uL1 uM 1
注： 阻抗变换与同名端无关。
下面介绍两种典型的阻抗折合等效电路：
图(a)
书 P222
图(b)
例 : 电路如图,求 U2 ?
解: 方法一：将次级电阻折合到初级。
U2 10U1 33.30o V
U1
1
0.5 0.5
100
3.330 V
方法二：将初级电阻折合到次级。
一．理想变压器的电路模型和变换特性: ➢电路模型：
其中: n N2 匝比, 是理想变压器的唯一参数。
N1
➢变压变流特性：
u2 nu1 1
i2 n i1
（ u和1 （ i和1
的u2参考极性对同名端一致时） 的i2参考方向对同名端不一致时）
电压与匝数成正比, 电流与匝数成反比。
例:
u1 2u2 1
Chapter6 耦合电感和理想变压器
重点： • 耦合电感的伏安关系 • 互感线圈的同名端 • 耦合电感的去耦等效 • 含互感电路的相量法分析 • 理想变压器的变换特性 • 含理想变压器电路的分析
§6.1 耦合电感（Coupled inductor）
一.耦合电感的基本概念：
i u
如果线圈有N 匝，则磁链 N
dt
dt
i1
uM 1 uL1
i2
uM 2 uL2
u1
u2
由自感磁链感应的电压称为自感电压。
uL1
d 11
dt
L1
di1 dt
,
uL2
d 22
dt
L2
di2 dt
由互感磁链感应的电压称为互感电压。
uM 1
d 12
dt
M
di2 dt
,
uM 2
d 21
dt
M
di1 dt
如果我们把线圈2的绕向反过来：
i1 2 i2
1 u1 10 u2
i1 10i2
例 : 电路如图,求输入阻抗 Zi。
0.7500A 0.2500A
0.500 A 0.500 A 100 A
200V
100V
200 8
Zi
0.7500
3
➢变换阻抗特性：
结论： 电阻折合到匝数多的一边时,折合电阻增大； 电阻折合到匝数少的一边时，折合电阻减小。
mutual inductance coefficient
注： M 值与线圈的形状、几何位置、空间媒质有关， 与线圈中的电流无关，满足 M12 M21
二.耦合电感的伏安关系：
11 12
N1
u1 u2
Nu2 L1 uL2
uM1
21
uM222
L1 L2
di1 M di2 dt dt
di2 M di1
uM 2 uL2
§6.2 含互感电路的分析
一.耦合电感的去耦等效： ➢同名端相联：
➢同名端相联：
➢异名端相联：
注：用互感化除法所得去耦等效电路与电流的参考方 向无关，只与同名端有关。
二.耦合电感的串联和并联： ➢串联： 顺串：电流均从同名端流入。
反串：电流由异名端流入。
➢耦合电感的并联：
M
耦合电感是耦合线圈的电路模型。
自感磁通
N1
N2
11
12
互感磁通
i1
i2
互感磁通
21 22
自感磁通
自感磁链： 11 L1i1 , 22 L2i2
L1 , L自2 感系数 self-inductance coefficient
互感磁链： 12 M12i2 , 21 M21i1
M12 , M互2感1 系数
11
21
12
22
i1
uM 1 uL1
u1
i2
uM 2 uL2
u2
u1
uL1
uM 1
L1
di1 dt
M
di2 dt
u2
uL2
uM 2
L2
di2 dt
M
di1 dt
11 12
i1
uM 1 uL1
u1
i2
uM 2 uL2
u2
11 12
i1
uM 1 uL1
uM 1 uL1
u1
i2
uM 2 uL2
u2
结论： 当电流由同名端流入时，它所产生的互感电
压的正极性端“＋”在对应的同名端。
五.耦合电感模型：
时域模型：
uL1 uM 1
uM 2 uL2
u1
uL1
uM 1
L1
di1 dt
M
di2 dt
u2
uL2
uM 2
L2
di2 dt
M
di1 dt
u1
i2
uM 2 uL2
u2
21 22
21 22
▪自感电压极性与自身线圈中的电流呈关联参考方向。
▪互感电压极性与互感磁通的方向符号右手螺旋定则， 即与线圈绕向有关。
三.互感线圈的同名端：
定义：它是这样一对端钮，位于不同的线圈中，当 电流分别从这对端钮流入时，它们所建立的磁场是 相互加强的，即产生的磁通方向一致，我们称这一 对端钮为同名端。