河南理工大学 电路 课件 16-6
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电路第五版课件(第六章)
固有频率
无阻尼时，电路自由振荡的频率。
阻尼比
描述阻尼对振荡的影响程度，影响振荡的幅度和频率。
二阶动态电路的强迫振荡与欠阻尼振荡
强迫振荡
当外部激励频率与固有频率相近时， 电路产生共振现象，振幅迅速增大。
欠阻尼振荡
阻尼比小于1时，电路表现出衰减的 振荡特性，最终达到稳态值。
THANKS FOR WATCHING
当多个电阻首尾相接时，称为电阻的 串联。串联电阻的总电阻等于各电阻 之和。
电阻的并联
当多个电阻的各端点都连接在一起时 ，称为电阻的并联。并联电阻的总电 阻的倒数等于各电阻倒数之和。
电压源与电流源的等效变换
电压源
电压源是一种电源，其输出电压 恒定，而电流则根据负载阻抗变
化。
电流源
电流源是一种电源，其输出电流恒 定，而电压则根据负载阻抗变化。
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律是电路的基本 定律之一，它指出在任意时刻， 流入一个节点的电流之和等于流 出该节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律也是电路的基 本定律之一，它指出在任意时刻 ，沿着闭合回路的电压降之和等 于零。
03
线性电阻电路的分析
电阻的串联与并联
电阻的串联
电路第五版课件(第六 章)
contents
目录
• 第六章导言 • 电路元件与电路模型 • 线性电阻电路的分析 • 电路定理 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析
01
第六章导言
电路理论的发展历程
19世纪初
20世纪中叶至今
电路理论起始于法拉第和亨利等科学 家的电磁实验研究，初步形成了电路 理论的基础。
电感元件
无阻尼时，电路自由振荡的频率。
阻尼比
描述阻尼对振荡的影响程度，影响振荡的幅度和频率。
二阶动态电路的强迫振荡与欠阻尼振荡
强迫振荡
当外部激励频率与固有频率相近时， 电路产生共振现象，振幅迅速增大。
欠阻尼振荡
阻尼比小于1时，电路表现出衰减的 振荡特性，最终达到稳态值。
THANKS FOR WATCHING
当多个电阻首尾相接时，称为电阻的 串联。串联电阻的总电阻等于各电阻 之和。
电阻的并联
当多个电阻的各端点都连接在一起时 ，称为电阻的并联。并联电阻的总电 阻的倒数等于各电阻倒数之和。
电压源与电流源的等效变换
电压源
电压源是一种电源，其输出电压 恒定，而电流则根据负载阻抗变
化。
电流源
电流源是一种电源，其输出电流恒 定，而电压则根据负载阻抗变化。
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律是电路的基本 定律之一，它指出在任意时刻， 流入一个节点的电流之和等于流 出该节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律也是电路的基 本定律之一，它指出在任意时刻 ，沿着闭合回路的电压降之和等 于零。
03
线性电阻电路的分析
电阻的串联与并联
电阻的串联
电路第五版课件(第六 章)
contents
目录
• 第六章导言 • 电路元件与电路模型 • 线性电阻电路的分析 • 电路定理 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析
01
第六章导言
电路理论的发展历程
19世纪初
20世纪中叶至今
电路理论起始于法拉第和亨利等科学 家的电磁实验研究，初步形成了电路 理论的基础。
电感元件
最新河南理工大学电力电子课件23-4电容滤波的不可控整流电路和大功率可控整流电路
河南理工大学电力电子课件23-4 电容滤波的不可控整流电路和大
功率可控整流电路
好学力行
第2章 整流电路
内容提要
❖ 2.1 单相整流电路 ❖ 2.2 三相整流电路 ❖ 2.3 电容滤波的不可控整流电路 ❖ 2.4 大功率可控整流电路 ❖ 2.5 有源逆变电路 ❖ 2.6 整流电路的谐波及功率因数 ❖ 2.7 晶闸管-直流电动机系统 ❖ 2.8 相控电路的驱动电路 ❖ 2.9 PWM整流电路
i,u
d
u
d
i
0q
p
2p
wt
d b)
i2,u2,ud u2
ud
i2
0
dq
p
wt
a)
b)
河南理工大学
好学力行 2.3.2电容滤波的三相不可控整流电路 明德任责
1） 基本原理
某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最 大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。 当律没下有降二。极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规
2.4 大功率可控整流电路
明德任责
2.4.1 带平衡电抗器的双反星形 可控 整流电路 2.4.2 多重化整流电路
河南理工大学
好学力行
明德任责
2.4 大功率可控整流电路·引言
采用大功率器件、器件串并联、整流电路串并联 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：
适用于低电压、大电流的场合，简称双反星型电路。
任何时刻仅有一只管导通，
每管最大的导通角为60o。
=0o时，输出电压波形为6
相正弦的包络线；
U& c
Ud =1.35 U2cos
6相半波整流电路晶闸管导
U& ? a
功率可控整流电路
好学力行
第2章 整流电路
内容提要
❖ 2.1 单相整流电路 ❖ 2.2 三相整流电路 ❖ 2.3 电容滤波的不可控整流电路 ❖ 2.4 大功率可控整流电路 ❖ 2.5 有源逆变电路 ❖ 2.6 整流电路的谐波及功率因数 ❖ 2.7 晶闸管-直流电动机系统 ❖ 2.8 相控电路的驱动电路 ❖ 2.9 PWM整流电路
i,u
d
u
d
i
0q
p
2p
wt
d b)
i2,u2,ud u2
ud
i2
0
dq
p
wt
a)
b)
河南理工大学
好学力行 2.3.2电容滤波的三相不可控整流电路 明德任责
1） 基本原理
某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最 大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。 当律没下有降二。极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规
2.4 大功率可控整流电路
明德任责
2.4.1 带平衡电抗器的双反星形 可控 整流电路 2.4.2 多重化整流电路
河南理工大学
好学力行
明德任责
2.4 大功率可控整流电路·引言
采用大功率器件、器件串并联、整流电路串并联 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：
适用于低电压、大电流的场合，简称双反星型电路。
任何时刻仅有一只管导通，
每管最大的导通角为60o。
=0o时，输出电压波形为6
相正弦的包络线；
U& c
Ud =1.35 U2cos
6相半波整流电路晶闸管导
U& ? a
电路基础课件十六
总结词
通过已知的节点电压，利用基尔霍夫定律求解其他未知节点电压的方法。
详细描述
节点电压法也是一种基于基尔霍夫定律的电路分析方法。首先，选择电路中的节 点作为未知量，然后根据基尔霍夫定律列出方程组，通过解方程组得到各节点的 电压。这种方法适用于具有多个节点的复杂电路。
网孔电流法
总结词
通过已知的网孔电流，利用基尔霍夫定律求解其他未知网孔电流的方法。
详细描述
网孔电流法是一种基于基尔霍夫定律的电路分析方法。首先，选择电路中的网孔作为未知量，然后根 据基尔霍夫定律列出方程组，通过解方程组得到各网孔的电流。这种方法适用于具有多个网孔的复杂 电路。
叠加定理与戴维南定理
总结词
叠加定理是线性电路的基本性质，适用于多 个电源共同作用的电路；戴维南定理是用于 简化复杂电路分析的方法。
02
电路分析方法
支路电流法
总结词
通过已知的支路电流，利用基尔霍夫定律求解其他未知支路 电流的方法。
详细描述
支路电流法是一种基于基尔霍夫定律的电路分析方法。首先 ，选择电路中的支路作为未知量，然后根据基尔霍夫定律列 出方程组，通过解方程组得到各支路的电流。这种方法适用 于具有多个支路的复杂电路。
节点电压法
的特性和应用。
04
电路的过渡过程
过渡过程的产生与换路定律
过渡过程的产生
电路中的过渡过程是由电路状态 的改变引起的，例如开关的闭合 或断开、元件的接入或断开等。
换路定律
在电路的过渡过程中，电路中电 压和电流的值不能同时为零，即 电路不能发生瞬态跳变，这个规 律被称为换路定律。
一阶电路的响应
一阶电路
电路的状态与元件
总结词
电路的状态包括通路、断路和短路，元 件包括电阻、电容、电感和电源等。
电路课件-第一章 电路模型与电路定理-PPT精选文档
重点：
1. 电压、电流的参考方向
2. 理想元件的电压、电流关系 （元件的VCR）
3. 基尔霍夫定律（KCL、KVL）
1.1 电路与电路模型
一 实际电路：由电工设备和电气器件按预期目的连接
构成的电流通路。
开关 灯泡
电 池
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
实际电路的功能
重视听课；抓概念、抓基础、抓规律；课后复习; 重视作业、作业要认真、规范（必须画电路图； 给出主要的求解步骤），重视实验。
考试： 平时成绩：30%（作业、考勤） 期末成绩：70%
第1章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源 1.8 基尔霍夫定律
电源
产生电流和电压
激励源（激励）： 唤起原因的能量；
发送信息给终端
激励（源） 响应
用户，为继续处 理提供所必须的
输入
输出
信息。 响应：对一定刺激
在电路分析中电源或信号源都称为电源。
所引起的反应。
电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的， 因此电源又被称为激励源（激励）。
由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。
(1) 能量的传输与转换
12k器
输电线路
变压器 配电线路 用户
主要应用于电力系统中，往往又称为强电电路。
实际电路的功能
（2）信息的传递、控制与处理。
电磁波信号
传送、转换、加工、处理
高放 中放 检波 低放
电子电路
调幅收音机原理框图
电子技术发展
2.2三相整流电路 河南理工大学电力电子课件
wt
d)
O i VT
1
wt
自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点， 是各相晶闸管能触发导通的最早 时刻，将其作为计算各晶闸管触 发角a的起点，即a =0。
f)
e)
u VT
O
1
wt wt
O
u ab
u ac
图2-11 三相半波可控整流电路共阴极接 动画演示 法电阻负载时的电路及a =0时的波形
河南理工大学
w t1
wt
c) 0 u d)
d
wt
d)
0 ud + 0 a +
wt
c) O id Id
wt
wt
d)
0 uVT e) 0
a
q
wt
e)
id 0 u VT f)
O i VT
q wt
wt
Id p-a p+a
e) O i VD f)
R
wt
wt
0
wt
1 cos a U d 0.45U 2 2
只有在α=0º ，大电感负 载时负载电流方连续。
明德任责
交流测由三相电源供电。 负载容量较大，或要求直流 电压脉动较小、容易滤波。 基本电路形式:
三相半波可控整流电路
三相桥式全控整流电路
变压器作用；Δ接法与三次谐 波；Y接法获得公共点位点。
河南理工大学
好学力行
3.2 三相可控整流电路
明德任责
图 3-12
三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60时的波形
明德任责
2）阻感负载
特点：阻感负载，L值很大， id波形基本平直。 a≤30时：整流电压波形与 电阻负载时相同。 a>30 时 （ 如 a=60 时 的 波 形如图2-16所示）。 u2 过零时，VT1 不关断， 直到VT2 的脉冲到来，才 换流，——ud波形中出现 负的部分。 id 波形有一定的脉动，但 为简化分析及定量计算， 图2-16 三相半波可控整流电路，阻 动画演示 可将id 近似为一条水平线。感负载时的电路及a =60时的波形
河南理工大学 电路 课件 8-3;8-4
e j (t i ) e j (t i ) 2 I jt ji i(t ) 2 I (e e e jt e ji ) 2 2
di 1 KVL ：Ri L idt u s (t ) dt C
e jt , e jt
Ie
ji
us (t ) 2Us cos(t u ) U e ju U U
s s s u
i
+ us R L + uC
i(t ) 2I cos(t i ) Ie ji I I
i
- C
正弦稳态电律的相量形式
用相量表示正弦量，并以相量为变量建立电路方程 (KCL和KVL)，解方程求得相量，再转换成对应的正弦量。 1 ji ji R( Ie ) jL( Ie ) ( Ie ji ) U s e ju jC
三、电容元件VCR的相量形式
1 时域形式： uC (t ) iC (t )dt C
C
iC (t ) 2IC cos(t i )
u C (t )
1 1 i ( t ) dt 2 I cos( t ) C C i C C 2
时域模型
C I
+
I e ji 相量形式： I C C
正弦稳态电路
时不变线性动态电路的KCL和KVL方程是线性常微分方程。 具有n个独立动态元件的电路，其电路方程是n阶常微分方程。
求解动态电路中的电流和电压需要解微分方程。
是否存在其他方法可以相对简化计算过程？
二、正弦量的相量
1.正弦量的数学变换
e j e j 欧拉公式 cos 2
jLI 1 I U RI s jC
河南理工大学 电路 课件 4-3;4-4
短路电流
外 电 路
Hale Waihona Puke 输入电阻1 Geq Gi Ri
isc
外 电 路
全部独立电源置零，即所有 电压源短路，电流源开路. 对外电路等效是指，电路变换前后， 外电路中的电压、电流均保持不变。
诺顿等效电路
二、诺顿定理
§4-3
戴维宁定理和诺顿定理
3.定理的证明 方法一：与戴维宁定理证明方法相似，不再重复。 方法二：利用电源的等效变换，由戴维宁定理可以推导出 诺顿定理。 i a + 注意参 Req 外 证明 i sc 考方向 + u 电
6
四、定理的应用 例题
§4-3 戴维宁定理和诺顿定理 a 4 Rx b + a 4 6 I 6
解
计算电阻Rx分别为1.2和5.2时的 电流 I 。 ② 求戴维宁等效电阻Req
4 a b 6 4 6 6 4 6
6
a b
4 10V –
4 a
4.8Ω + 2V b
Req= 6//4 + 6//4 = 4.8 戴维宁等效电路：
U oc 10I 5V
1' KVL： 20I sc 10 I sc 0.5A
三、求解一端口N的等效电路
例2
求图示一端口的戴维宁或诺顿等效电路。
uoc , isc , Req
15
解
2I
1 5 I
Uoc 5V I sc 0.5A (3) 用开路-短路法求解等效电阻Req
uoc Req isc
三、求解一端口N的等效电路 求解三个参数的方法
(1) 求解一端口N的开路电压uoc
i 电阻 受控源 独立源 N a + u – b 外 电 路 电阻 受控源 独立源 N
第16章大学电工课件
共模电压 = ui
电压放大倍数
因虚短，所以 u– = ui ， 反相输入端不“虚地”
uo
(1
RF R1
)ui
Auf
uo ui
1 RF R1
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结论：
① Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。
第16章 集成运算放大器
16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 16.4 运算放大器在波形产生方面的应用* 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
第16章 集成运算放大器
前面介绍的分立电路,就是由各种独立元件联接起 来的电子电路。这一章我们要给大家介绍集成电路， 就是把整个电路的各个元件以及相互之间的联线同 时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的 整体。它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性好、 价格便宜等特点，所以一经问世，就获得了广泛的 应用，标志着电子技术的一个新的飞跃。
–
R2 i+
– 称反相输入端“虚
地”— 反相输入的重要
以后如不加说明，输入、 输出的另一端均为地()。
特点 uo
RF R1
ui
因要求静态时u+、 u– 对 地电阻相同， 所以平衡电阻 R2 = R1 // RF
Auf
uo ui
RF R1
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16.2.1 比例运算
③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相输入端不存在“虚地”现象。 ⑤ 电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低，
电压放大倍数
因虚短，所以 u– = ui ， 反相输入端不“虚地”
uo
(1
RF R1
)ui
Auf
uo ui
1 RF R1
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结论：
① Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。
第16章 集成运算放大器
16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 16.4 运算放大器在波形产生方面的应用* 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
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第16章 集成运算放大器
前面介绍的分立电路,就是由各种独立元件联接起 来的电子电路。这一章我们要给大家介绍集成电路， 就是把整个电路的各个元件以及相互之间的联线同 时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的 整体。它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性好、 价格便宜等特点，所以一经问世，就获得了广泛的 应用，标志着电子技术的一个新的飞跃。
–
R2 i+
– 称反相输入端“虚
地”— 反相输入的重要
以后如不加说明，输入、 输出的另一端均为地()。
特点 uo
RF R1
ui
因要求静态时u+、 u– 对 地电阻相同， 所以平衡电阻 R2 = R1 // RF
Auf
uo ui
RF R1
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
16.2.1 比例运算
③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相输入端不存在“虚地”现象。 ⑤ 电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低，
大学电路基础PPT课件
路；则图中只有4条支路，2个节点(a和b) 。
第22页/共76页
1.3 基氏定律
KCL描述了电路中与节点相连各支路电流之间的相 互关系，它是电荷守恒在集中参数电路中的体现。
1、KCL内 容 对于集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，流 入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
例：对右图所示电路a节点，利用KCL得KCL方程为： i2 + i3 = i1+ i4 或流入节点a 电流的代数和为零，即：
第19页/共76页
1.2 电路变量
4、能量的计
算根据功率的定义 pt dwt ，两边从-∞到t
dt
积分，并考虑w(-∞) = 0，得
wt
t
p
d
t
u
i
d
（设u和i关联）
对于一个二端元件（或电路），如果 w(t)≥0，则称该元件（或电路）是无源的 元件（或电路）。
第20页/共76页
1.2 电路变量
-3V
图(b)所示。
6Ω
d
(b) 简略画法--极性数值法
第17页/共76页
1.2 电路变量
1、功率的定 单义位时间电场力所做的功称为电功率，即：
pt dwt 简称功率，单位是瓦[特]（W）。
dt
2、功率与电压u、电流i的关系
如图(a)所示电路N的u和i取关联方向,
由于i = d q/dt，u = dw/dq，故电路消耗
7、 说明
①实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同
的形式；
②不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一
定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在
低频电路中都可用理想电阻表示。
S
第22页/共76页
1.3 基氏定律
KCL描述了电路中与节点相连各支路电流之间的相 互关系，它是电荷守恒在集中参数电路中的体现。
1、KCL内 容 对于集中参数电路中的任一节点，在任一时刻，流 入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
例：对右图所示电路a节点，利用KCL得KCL方程为： i2 + i3 = i1+ i4 或流入节点a 电流的代数和为零，即：
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1.2 电路变量
4、能量的计
算根据功率的定义 pt dwt ，两边从-∞到t
dt
积分，并考虑w(-∞) = 0，得
wt
t
p
d
t
u
i
d
（设u和i关联）
对于一个二端元件（或电路），如果 w(t)≥0，则称该元件（或电路）是无源的 元件（或电路）。
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1.2 电路变量
-3V
图(b)所示。
6Ω
d
(b) 简略画法--极性数值法
第17页/共76页
1.2 电路变量
1、功率的定 单义位时间电场力所做的功称为电功率，即：
pt dwt 简称功率，单位是瓦[特]（W）。
dt
2、功率与电压u、电流i的关系
如图(a)所示电路N的u和i取关联方向,
由于i = d q/dt，u = dw/dq，故电路消耗
7、 说明
①实际器件在不同的应用条件下，其模型可以有不同
的形式；
②不同的实际器件只要有相同的主要电气特性，在一
定的条件下可用相同的模型表示。如灯泡、电炉等在
低频电路中都可用理想电阻表示。
S
河南理工大学844电路大纲
河南理工大学844电路大纲
河南理工大学844电路大纲是河南理工大学本科非物理专业《电路原理》课程的教学大纲，共分为6章。
一、电路基础：介绍了电路的基本概念，包括电路中电势、功率、电流、电阻等基本概念，还介绍了电路的分类、电子元件的基本性能及其应用，以及电子电路中的量子效应。
二、电路理论：介绍了电路的基本理论，包括欧姆定律、线性电路的Kirchhoff定律，以及组成电路的四种基本元件对电路的影响，交流电路的特性及其应用，以及时域分析方法。
三、电路分析：介绍了电路分析的基本方法，如直流电路分析方法、网络分析方法等；介绍了电路中涉及到的各种分析方法，如电路模型、电容与电感分析方法、支路分析方法、回路分析方法、电源分析等。
四、电路仿真：介绍了电路仿真的基本概念，以及常用的电路仿真软件，如PSpice、MultiSim等，以及使用PSpice等仿真软件分析电路的方法。
五、电路设计：介绍了电路设计的基本概念，并介绍了电路设计中常用的电子元件，以及选择电子元件的原则，以及组装电路板的方法。
六、新兴技术：介绍了电路设计及应用中新兴技术，如智能传感器、控制系统、数字信号处理等，以及电路应用中的新技术，如芯片设计、机器人技术等。
电路基础知识(详解版)ppt课件
实际电源
(b) 稳压电源
编辑版 pppt
四. 电压源
规定：电源两端电压为uS，其值与流过它的电流 i 无关。
(1)电路符号
+
i
uS _
(2) 特点： (a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
直流：uS为常数
交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsint
(b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
aR 注意：
b 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负
之分。
编辑版 pppt
1.3 电路的基本元件
p ui Ri 2 Gu2
编辑版 pppt
线性电阻的概念：
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段 电路电压与电流的比值为常数。
即：RU常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性 编辑版 pppt
感性认识电容元件
实际电容元件
–
– 电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)
F= C/V = A•s/V = s/
常用F，nF，pF等表示。
编辑版 pppt
4、库伏特性：线性电容的q~u 特性是过原点的直线
q
Ou
C q tg u
5、电压、电流关系： u, i 取关联参考方向
动态 特性
大学物理：电路第一章PPT课件
率＝吸收 的功率
21
1.4 电阻元件 (resistor)
R 电路符号
u～i 关系
满足欧姆定律 (Ohm’s Law)
R
i
u
+
u
－
i
uRi
u、i 取关联参考方向
可编辑课件
伏安特性为一条 过原点的直线
22
iuR 令1R ： G（ 电） 导
iGu
单位
R 称为电阻，单位： (欧)(Ohm，欧姆)
G 称为电导，单位： S(西门子) (Siemens，西门子)
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+
u
-
关联参考方向
N
i
+ u
-
关联参考方向
可编辑课件
17
i
-
U
+
非关联参考方向
N
i
+ u
-
非关联参考方向
注 (1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2)参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括 方向和符号），在计算过程中不得任意改变。
可编辑课件
9
1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
1.电流的参考方向 (current reference direction)
电流 电流强度
带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
单位
de f Δq dq i(t)lim
Δt0Δt dt
A（安培）、kA、 mA、A
+
2 U2 －
U4 4 + I2
电路第五版课件16第十六章
jL
•
I2
解 直接列方程求解 + • U1
R
•
gU 1
+
•
U2
I1U R 1U 1 j L U 2(R 1j 1L )U 1j 1L U 2
I2g U 1U 2 j L U 1(gj 1 L )U 1j 1 L U 2
Y
1
R
1
j L
g
1
j L
1
j L
1
j L
g 0
Y12
Y21
1 jωL
I2
Z11I1
Z12I2
U2
Y21
I1
Y11
I2
Z21I1
Z22I2
得到Z 参数方程。其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为
U U1 2Z Z1211 Z Z1222II1 2ZII1 2
返回 上页 下页
Z
Z11
Z
21
Z12
Z
22
Z 参数矩阵 Z=Y1
② Z 参数的物理意义及计算和测定
•
I1
Z
•
I2
+
+
I1
I2
U 1 U 2 Z
•
U 1
•
U2
1
Y
Z
1 Z
Z =Y1 不存在。
1 Z
1 Z
返回 上页 下页
•
I1
+
•
U 1
Z
•
I2
U 1 U 2Z (I1I2)
+
•
U2
Z
Z
Z
Z
Z
i1
大学课程电路课件(全)
则欧姆定律写为 或 i –Gu
公式必须和参考方向配套使用！
16
2. 功率和能量
关联参考方向下:
功率：
p = ui = i 2R = u2/R
or p = ui = u2G = i 2/G
i
R
u
非关联参考方向下: p吸 –ui –(–R i ) i i 2 R
+
–u(–u/ R) = u2/ R 结论：电阻元件永远吸收功率。
二、电路模型（Circuit models）
电路的工作是以其中的电压、电流、电荷、磁 链等物理量来描述的。 电路理论是建立在模拟概念的基础上，即用理 想化的模型来描述实际电路，而理想化的模型是由 一些理想元件所构成。
2
理想元件： 1）一个二端电子元件的数学模型。 2）可由端口的电压、电流关系完全描述其性质。 3）不能被分解为其他二端元件。 理想元件能够反映实际电路中的电磁现象，表征其电 磁性质： 电阻元件——消耗电能的器件； 电感元件——储存磁能的器件； 电容元件——储存电能的器件； 电源元件——将其他形式的能量转换成电能的器 件。
一. 电流 (current)
1. 电流： 单位时间内通过导体横截面的电量称电流强度（电流）。
单位名称：安（培） 符号：A （Ampere）
直流DC
交流AC
6
2. 电流的参考方向 参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向, 但不一定就是电流的实际方向。
i 例
参考方向
I
1
I
10
1
10V I1 = 1A
11
二．功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
2. u, i 取非关联参考方向
根据能量守衡关系
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Z1 Z 2 0.5 j 0.5()
Zi
2 NIC
-j 1
Z1
等效电路
1.5
Zi j0.5
一端口的输入阻抗：
Zi 2 Z1 2 (0.5 j 0.5) (1.5 j 0.5) 感性
I 2
+ U 2 ZL
U
-
U 1 -
C
i1 + u1
r
i2 + u2
-
-
联立求解方程组，得 Z jr 2C U Zi L I 1 jCZ
1 L
rI U 1 2 U 2 rI1
例2 方法一
试求图示二端口的T参数。 根据元件的VCR，有 U U 1 2 NIC : I1 kI 2 jCU I C 2
(2) 理想回转器是既不储能、也不耗能的无源二端口元件。
任一时刻回转器吸收的功率： u1i1 u2i2
u1i1 u2i2 ri2 i1 ri1 i2 0
电源发出的 功率
u1i1 u2i2
负载吸收的 功率
一、(理想)回转器 4.回转器的性质 (3) 回转器的回转性质(逆变性质) ① 把一个端口的电压回转为另一 个端口的电流 ； ② 把一个端口的电流回转为另一 个端口的电压 ； 输入阻抗
U kU kZ2 I 1 2 2 Z1 kZ2 I1 I2 I2
kU U 1 2 I1 I 2
电压反向型
k为正实常数
负阻抗变换器可以将一个正阻抗变换成为一个负阻抗
二、(理想)负阻抗变换器(NIC)
代数关系
三、电路理论中的理想多端元件(多端集总元件)
i1 + u1 _ *
n:1
*
i2 + u2 _
端口方程
输出与输入关系
u1 i1 1 n, i2 n u2
1 u u1 2 n i ni 1 2
Z1 n2 Z2
理想变压器 i1 r
变压、变流、变阻抗
1 1 若 Z2 , Z1 C jC j ( ) k
1
+ u1
kL kR C /k
负阻抗变换器为实现负电阻R、负电感L和负电容C 提供可能
三、电路理论中的理想多端元件(多端集总元件)
电路图符号 i1 n:1 * * i2 + u2 _ + u1 _ i1 端口方程
理想变压器
u1 i1 1 n , i2 n u2
习题解析与课堂讨论
I 1
+
I 2
NIC 电流 反向型
+
U 1
-
C P2
I 2
NIC 电流 反向型 +
U 2
-
AU B( I ) U T参数方程： 1 2 2
P1
I 1
+
U 1 0 U 1 2 NIC : T 0 k I k I 2 1 U U 1 0 1 2 P2 : T jCU I I j C 1 2 2 1
i2 + u2
线性回 转器
2. 端口方程(端口VCR)
u1 ri2 u 2 ri1
1 令r g
-
-
回转电阻
i1 gu 2 i2 gu1
u1 u2 r or r i2 i1
i1 i2 g or g u2 u1
i1 + u1 r
i2 + u2
结论
回转器具有把一个电容回转为一个电感的功能，因而 实现了没有磁场的电感。这在微电子技术中具有重要意义， 即为实现难于集成的电感提供了可能性。
§16-6 回转器和负阻抗变换器
二、(理想)负阻抗变换器(NIC) 1.电路图符号 2．端口方程(端口VCR)
u1 u2 i1 k (i2 )
理想变压器 i1 r i2 + u2 + u1 理想回转器
Z1 r 2
-
-
1 r 2Y2 Z2
回转器改变阻抗的性 质(容性变感性)。
i1 + u1 NIC
i2
+ u2 -
Z2 Z1 k
负阻抗变换器改变阻 抗的符号，即将正元 件改变成负元件。
理想负阻抗变换器
例1
解
试求图示电路的输入阻抗。
r
i2 + u2
+ u1
Z2
-
-
1 Y2
u1 ri2 u 2 ri1
rI U 1 2 U 2 rI1
结论
1 Z1 r r 2Y2 Z2
2
负载阻抗 Z I U
2
2 2
输入阻抗Z1与负载阻抗Z2成反比，而与负载导纳Y2成正比
u 2 u1 1 i i1 2 k
i1 + u1 NIC
Z1
Z2 k
理想负阻抗变换器
反向性质
三、理想多端元件
i1 n:1
i2
* + u2 _
理想变压器、理想回转器和理想负阻抗变 换器具有阻抗变换作用，但变换性质不同
+ u1 _
*
Z1 n Z2
2
理想变压器仅变换阻抗的 大小(元件参数的大小)， 不改变阻抗性质。
回转电导
r和g统称回转系数，是表征回转器特性的参数(实常数)
u1 ri2 回转器的另一种形式： u 2 ri1
-
-
一、(理想)回转器 3. 回转器的输入阻抗
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1
Z1
U 输入阻抗定义: Z1 1 I 1
U rI 2 I2 1 2 Z1 r 1 I1 U 2 U2 r 2 I2 2 1 r r r 2Y2 Z2 I Z2 2
2
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1 + u1 r
i2 + u2
Z2
-
-
1 Y2
u1 r ( i2 ) u 2 ri1
1 Z1 r r 2Y2 Z2
u1 i 2 r u2 ri1
负载导纳
输入阻抗Z1与负载阻抗Z2成反比，而与负载导纳Y2成正比 回转器可以把一个电容元件回转成为一个电感元件
习题解析与课堂讨论
I 1
+ r +
根据不含独立源的一端口输入 阻抗的定义，其输入阻抗： U Zi I 1 应用KCL和KVL及元件的VCR，得 1 U U1 ( I1 I 2 ) jC
1 0 U2 ( I1 I 2 ) Z L I 2 jC
§16-6
i1 + u1 二端口
回转器和负阻抗变换器
i2
回转器
+ u2 -
实例
负阻抗 变换器
本节介绍二端口网络的两个实例
回转器和负阻抗变换器是用晶体管电路或运算放大电 路制作的二端口网络，在工程中可以作为一种特殊的器件 使用。
一、 (理想)回转器 1.电路图符号 二端口
回转方向
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1 + u1 r
U 1
-
U 2
-
I 1
+
I 2
+
0 1 0 1 T T T 0 k j C 1
U 1
-
C
U 2
-
习题解析与课堂讨论 练习题 试求图示二端口的T参数。
I 1
+
U 1
jkCU k ( I ) I 1 2 2
0 1 T j kC k
例2 方法二
试求图示二端口的T参数。 图示二端口可视为两个 部分二端口的级联，有 T T T
I 1 CU 2 D ( I 2 )
u1 u2 i1 k (i2 )
u1 ku 2 i1 i2
U U 1 2 I1 kI 2
电流反向型
U U Z I 1 1 2 2 2 Z1 Z2 I1 kI 2 kI 2 k
_
10:1 I 2 ** +
U 2
_
1
I 2
U 2
+
_
自测题！
例3
解
电压反向型负阻抗变换器的参数k =1，求输入阻抗Zi 。 求一端口的输入阻抗Zi 。 电压反向型NIC输出端的阻抗： j Z2 0.5 j 0.5() 容性 1 j NIC的输入阻抗： Z1 kZ2 Z 2
I 1
+
习题解析与课堂讨论
I 2
NIC 电流 反向型
I 2
+
+
U 1
-
U 2
-
C
U 2
-
U U U 1 2 2 kI k ( I jCU ) I 1 2 2 2
整理，得二端口的T参数方程 U U
1 2
AU B( I ) U 1 2 2 I 1 CU 2 D ( I 2 )
i2
+ u2
-
+ u1 理想回转器
-
u1 ri2 u 2 ri1
u1 ri2 u 2 ri1
u2 ri1 1 i u1 2 r
Zi
2 NIC
-j 1
Z1
等效电路
1.5
Zi j0.5
一端口的输入阻抗：
Zi 2 Z1 2 (0.5 j 0.5) (1.5 j 0.5) 感性
I 2
+ U 2 ZL
U
-
U 1 -
C
i1 + u1
r
i2 + u2
-
-
联立求解方程组，得 Z jr 2C U Zi L I 1 jCZ
1 L
rI U 1 2 U 2 rI1
例2 方法一
试求图示二端口的T参数。 根据元件的VCR，有 U U 1 2 NIC : I1 kI 2 jCU I C 2
(2) 理想回转器是既不储能、也不耗能的无源二端口元件。
任一时刻回转器吸收的功率： u1i1 u2i2
u1i1 u2i2 ri2 i1 ri1 i2 0
电源发出的 功率
u1i1 u2i2
负载吸收的 功率
一、(理想)回转器 4.回转器的性质 (3) 回转器的回转性质(逆变性质) ① 把一个端口的电压回转为另一 个端口的电流 ； ② 把一个端口的电流回转为另一 个端口的电压 ； 输入阻抗
U kU kZ2 I 1 2 2 Z1 kZ2 I1 I2 I2
kU U 1 2 I1 I 2
电压反向型
k为正实常数
负阻抗变换器可以将一个正阻抗变换成为一个负阻抗
二、(理想)负阻抗变换器(NIC)
代数关系
三、电路理论中的理想多端元件(多端集总元件)
i1 + u1 _ *
n:1
*
i2 + u2 _
端口方程
输出与输入关系
u1 i1 1 n, i2 n u2
1 u u1 2 n i ni 1 2
Z1 n2 Z2
理想变压器 i1 r
变压、变流、变阻抗
1 1 若 Z2 , Z1 C jC j ( ) k
1
+ u1
kL kR C /k
负阻抗变换器为实现负电阻R、负电感L和负电容C 提供可能
三、电路理论中的理想多端元件(多端集总元件)
电路图符号 i1 n:1 * * i2 + u2 _ + u1 _ i1 端口方程
理想变压器
u1 i1 1 n , i2 n u2
习题解析与课堂讨论
I 1
+
I 2
NIC 电流 反向型
+
U 1
-
C P2
I 2
NIC 电流 反向型 +
U 2
-
AU B( I ) U T参数方程： 1 2 2
P1
I 1
+
U 1 0 U 1 2 NIC : T 0 k I k I 2 1 U U 1 0 1 2 P2 : T jCU I I j C 1 2 2 1
i2 + u2
线性回 转器
2. 端口方程(端口VCR)
u1 ri2 u 2 ri1
1 令r g
-
-
回转电阻
i1 gu 2 i2 gu1
u1 u2 r or r i2 i1
i1 i2 g or g u2 u1
i1 + u1 r
i2 + u2
结论
回转器具有把一个电容回转为一个电感的功能，因而 实现了没有磁场的电感。这在微电子技术中具有重要意义， 即为实现难于集成的电感提供了可能性。
§16-6 回转器和负阻抗变换器
二、(理想)负阻抗变换器(NIC) 1.电路图符号 2．端口方程(端口VCR)
u1 u2 i1 k (i2 )
理想变压器 i1 r i2 + u2 + u1 理想回转器
Z1 r 2
-
-
1 r 2Y2 Z2
回转器改变阻抗的性 质(容性变感性)。
i1 + u1 NIC
i2
+ u2 -
Z2 Z1 k
负阻抗变换器改变阻 抗的符号，即将正元 件改变成负元件。
理想负阻抗变换器
例1
解
试求图示电路的输入阻抗。
r
i2 + u2
+ u1
Z2
-
-
1 Y2
u1 ri2 u 2 ri1
rI U 1 2 U 2 rI1
结论
1 Z1 r r 2Y2 Z2
2
负载阻抗 Z I U
2
2 2
输入阻抗Z1与负载阻抗Z2成反比，而与负载导纳Y2成正比
u 2 u1 1 i i1 2 k
i1 + u1 NIC
Z1
Z2 k
理想负阻抗变换器
反向性质
三、理想多端元件
i1 n:1
i2
* + u2 _
理想变压器、理想回转器和理想负阻抗变 换器具有阻抗变换作用，但变换性质不同
+ u1 _
*
Z1 n Z2
2
理想变压器仅变换阻抗的 大小(元件参数的大小)， 不改变阻抗性质。
回转电导
r和g统称回转系数，是表征回转器特性的参数(实常数)
u1 ri2 回转器的另一种形式： u 2 ri1
-
-
一、(理想)回转器 3. 回转器的输入阻抗
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1
Z1
U 输入阻抗定义: Z1 1 I 1
U rI 2 I2 1 2 Z1 r 1 I1 U 2 U2 r 2 I2 2 1 r r r 2Y2 Z2 I Z2 2
2
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1 + u1 r
i2 + u2
Z2
-
-
1 Y2
u1 r ( i2 ) u 2 ri1
1 Z1 r r 2Y2 Z2
u1 i 2 r u2 ri1
负载导纳
输入阻抗Z1与负载阻抗Z2成反比，而与负载导纳Y2成正比 回转器可以把一个电容元件回转成为一个电感元件
习题解析与课堂讨论
I 1
+ r +
根据不含独立源的一端口输入 阻抗的定义，其输入阻抗： U Zi I 1 应用KCL和KVL及元件的VCR，得 1 U U1 ( I1 I 2 ) jC
1 0 U2 ( I1 I 2 ) Z L I 2 jC
§16-6
i1 + u1 二端口
回转器和负阻抗变换器
i2
回转器
+ u2 -
实例
负阻抗 变换器
本节介绍二端口网络的两个实例
回转器和负阻抗变换器是用晶体管电路或运算放大电 路制作的二端口网络，在工程中可以作为一种特殊的器件 使用。
一、 (理想)回转器 1.电路图符号 二端口
回转方向
§16-6 回转器和负阻抗变换器 i1 + u1 r
U 1
-
U 2
-
I 1
+
I 2
+
0 1 0 1 T T T 0 k j C 1
U 1
-
C
U 2
-
习题解析与课堂讨论 练习题 试求图示二端口的T参数。
I 1
+
U 1
jkCU k ( I ) I 1 2 2
0 1 T j kC k
例2 方法二
试求图示二端口的T参数。 图示二端口可视为两个 部分二端口的级联，有 T T T
I 1 CU 2 D ( I 2 )
u1 u2 i1 k (i2 )
u1 ku 2 i1 i2
U U 1 2 I1 kI 2
电流反向型
U U Z I 1 1 2 2 2 Z1 Z2 I1 kI 2 kI 2 k
_
10:1 I 2 ** +
U 2
_
1
I 2
U 2
+
_
自测题！
例3
解
电压反向型负阻抗变换器的参数k =1，求输入阻抗Zi 。 求一端口的输入阻抗Zi 。 电压反向型NIC输出端的阻抗： j Z2 0.5 j 0.5() 容性 1 j NIC的输入阻抗： Z1 kZ2 Z 2
I 1
+
习题解析与课堂讨论
I 2
NIC 电流 反向型
I 2
+
+
U 1
-
U 2
-
C
U 2
-
U U U 1 2 2 kI k ( I jCU ) I 1 2 2 2
整理，得二端口的T参数方程 U U
1 2
AU B( I ) U 1 2 2 I 1 CU 2 D ( I 2 )
i2
+ u2
-
+ u1 理想回转器
-
u1 ri2 u 2 ri1
u1 ri2 u 2 ri1
u2 ri1 1 i u1 2 r