(优选)电网络理论ppt讲解

（优选）电网络理论第一章ppt 讲解
电网络分析 : •网络元件和网络基本性质 •网络图论基本理论 •网络的矩阵分析方法 •网络的状态变量分析方法 •非线性电路 •无源网络的分析方法 • 均匀传输线
参考书：
1、《网络分析与综合》 俎云霄 吕玉琴编著 机械工业出版社 2007.1 2、《电网络理论》彭正未编著 武汉水利电力大学出版社 1999.3
3、《电网络理论》周庭阳 张红岩编著 机械工业出版社 2008.6
4、《高等电力网络分析》（第二版） 张伯明 陈寿孙 严正著 清华大学出版社 2007.9
5、《电路》（第五版） 邱关源著 高等教育出版社 2006.3
第一章 网络元件和网络特性
§1 网络的基本概念
一、网络、电路与系统
无论是电力系统的电力传输或电能转换，还是电子技术、 通信技术、计算机技术或控制技术中的信号传输与变换处理 等等，都离不开网络。所有这些网络，从本质上讲，都是电 路。任何一个系统，其响应与激励之间的关系，都是通过网 络建立起来的。
§3 多端元件及受控电源
1
一、多端元件 如三端元件：
u12
2
i2
+-
i1
i1 i2 i3 0
+ u23
只有4个独立变量
u12 u23 u31 0
u31
i3
+ 3
-
∴对于n端元件，分别有（n-1）个独立电流变量、
（n-1）个独立电压变量，共2(n-1）个独立变量。
以晶体管为例，在低频条件下：
U1 U2
I1 kI2 (k为正实数）
I1 + U1
-
Z1
I2 + U2
-
端口2接入阻抗Z2:
Z2
Z2
U2 I2
电压反向型(VNIC) U1 kU2 (k为正实数）
单调型电容：
q i+
+u-
伏安特性：
Q q f (u,t)
i dq f (u,t) du f (u,t) dt u dt t
动态电容
若 f (u,t) =0 t
非线性 q f (u)
i
df (u) du
du dt
Cd (u)
du dt
时不变压控电容 线性 q Cu i C du
dt
线性时变电容：
q C(t)u
i dq C(t) du u dC(t)
dt
dt dt
三、电感元件（无源元件，储能元件）
韦安特性：
流控型电感： f (i,t) 磁控型电感： i h( ,t)
单调型电感：
iΨ +u-
伏安特性：
Q f (i,t)
u d f (i,t) di f (i,t)
dt i dt t
电压控制电压源（VCVS)
u2 u1
i1
+
u1
-
i2
+
+
μu1 u2
-
-
电流控制电压源（CCVS)
u2 ri1
i1
+
u1
-
i2
+
+
ri1 u2
-
-
电压控制电流源（VCCS)
i2 gu1
i1
+
u1
-
i2
+
gu1 u2
-
电流控制电流源（CCCS)
i2 i1
i1
+
u1
-
i2
+
βi1 u2
-
三、运算放大器 u- -
b ib
ube h11ib h12uce ic h21ib h22uce
H参数表示该二端口
+
ube
-e
ic c
+
uce
ie
-
e
h11
ube ib
uce 0
rbe ,
h12
ube uce
ib 0
0,
h21
ic ib
,
uce 0
h22
ic uce
1
r ib 0
ce
0
ube h11ib rbeib
u+
+
uo A(u u )
ii
uo u-
Ri
u+
理想运放： Ri , Ro 0, A
虚短：u u 虚断：ii 0
外接负反馈：
uo
Rf Rs
ui
Af
uo ui
Rf Rs
if
ui RS is
-
+
Ro
+
+
A (u+-u-) uo
-
-
Rf
uo
四、负阻抗变换器（NIC) 电流反向型(CNIC)
所谓系统，是针对网络、激励和响应这三部分构成的 整体而言的。对于任何一个具有某种特定功能的系统，其核 心和关键部分就是网络。
二、二端网络与单端口网络
任何只有两个端钮与外部联接的网络，称为二端网络。 由KCL得知流入端的电流与流出端的电流相等，故又称为 单端口网络。 三、多端网络与多端口网络
若网络具有多个端钮可与外部联接，则称为多端网络。
集总元件：流入与流出二端元件的两个端钮的电流在 任何时刻总保持相等。
一、电阻元件（无源元件，耗能元件）
线性电阻： u Ri i Gu
流控型电阻：u f (i) 非线性电阻 压控型电阻： i g(u)
单调型电阻：
u
uui源自R+u-i +u-
u
o
o
i
o
o
i
i
i
非线性电阻参数：
动态电阻：
Rd
du di
若 f (i,t) =0 t
时不变流控电感
非线性 f (i)
u
df (i) di
di dt
Ld (i)
di dt
线性 Li u L di
dt
动态电感
线性时变电感：
L(t)i
u d L(t) di i dL(t)
dt
dt dt
实际中使用的电感会受到磁滞特性的影响，其ψ-i或i-ψ 具有磁滞特性，某一时刻的工作状态与前期状态有关。
ic h21ib ib
b ib
+
ube
-e
ib
+
ube rbe
-
ic c
+
uce ie -
e
ic
+
uce
βib -
二、受控电源
受控电源又称“非独立”电源，因其电压或电流的大小不 是独立的，而受电路中某部分电压或电流控制。
受控电源也是从电子器件抽象而来的理想元件。
例如：
晶体管的集电极电流受基极电流控制； CCCS 场效应管漏极电流受栅极电压控制； VCCS 运算放大器的输出电压受输入电压控制； VCVS 特别是运算放大器可组成四种受控源的形式。
tg
静态电阻：
Rs
u i
tg
动态电导：
Gd
1 Rd
静态电导：
Gs
1 Rs
o
u
α
i
β
时不变电阻： u f (i) i g(u)
时变电阻 线性时变电阻： u R(t)i
非线性时变电阻： u f (i,t) i g(u,t)
二、电容元件（无源元件，储能元件）
库伏特性：
压控型电容： q f (u,t) 荷控型电容： u h(q,t)
若网络具有多个端口可与外部联接，则称为多端口网络。
其中任何端口的一对端钮上，流入端的电流与流出端的电
流在任何时候一定相等。
i
+
u -
i′
N
i1 +
u1 -
i1′
i2 +
N
i2′
u2 -
+ i1
u- 1 +
i1′ ... ij
u- j ij′
N
ik +
ik′ in ...
u- k +
in′ u- n
§2 网络中的二端元件