电工学简明教程第一章总结共33页

5．电路的暂态分析 电路的暂态分析是对电路从一个稳定状态变化到另一个稳 定状态时中间经历的过渡状态的分析。
在多个电源共同作用的线性电路中，某一支路的电压(电 流)等于每个电源单独作用，在该支路上所产生的电压(电流) 的代数和。
注意
计算功率时不能应用叠加定理。在叠加过程 中当电压源不作用时应视其短路，而电流源不作 用时则应视其开路。但电源内阻仍需保留。
在应用叠加定理计算复杂电路时，由于每个电源单独作 用在电路中，因此使得电路较为简单。但当原电路中电源数 目较多时，计算就变得很繁琐。所以，只有当电路的结构较 为特殊时才采用叠加定理来求解。
注意：参考方向选定之后，电压、电流的正、负才有意义； 在讨论某个元件的电压、电流关系时，常采用关联参考方向。
(3)电路中电位的概念 由于电路中某一点的电位是指由这一点到参考点的电压， 所以电路电位的计算与电压的计算并无本质的区别。但要注意 电路中某一点的电位与参考点的选取有关，而电路中某两点之 间的电压则与参考点无关。
在计算电路时选用哪一种方法应视要求解的问题及电路 具体结构和参数。
(1)支路电流法 支路电流法是以支路电流(电压)为求解对象，直接应用 KCL 和 KVL 列出所需方程组，而后解出各支路电流(电压)。 它是计算复杂电路最基本的方法。但是，当电路中支路数较多 时，联立求解的方程数也就较多，因此计算过程一般繁。所以 只有当电路不是特别复杂而且又要求出所有支路电流(或电压) 时，才采用支路电流法。
叠加定理的重要性不在于用它计算复杂电路，而在于它是 分析线性电路的普遍原理。
(3)戴维宁定理 戴维宁定理内容： 任意线性有源二端网络 N，可以用一个恒压源与电阻串联 的支路等效代替。其中恒压源的电动势等于有源二端网络的开 路电压，串联电阻等于有源二端网络所有独立源都不作用时由 端钮看进去的等效电阻。
戴维宁定理是本章的重点之一，但不是难点。
戴维宁定理把复杂的二端网络用一个恒压源与电阻串联的 支路等效代替，从而使电路的分析得到简化。此法特别适用于 只需求解复杂电路中某一支路的电流(电压)，尤其是这一支路 的参数经常发生变化的情况。
运用戴维宁定理应注意： 戴维宁定理只适用于线性电路，但对网络外的电路没有任 何限制；等效是对外部电路而言的。
1.2 本章小结
本章开始虽然是以直流电路为研究对象，介绍电路的基本 概念、基本定律和一些分析方法，但所涉及的原理和方法稍加 扩展便可应用于以后的章节，所以这些内容是学习本门课程式 的基础。
本章最后介绍了RC 和 RL 暂态过程的分析。
1．电路的基本概念 电路的基本概念包括电路的作用与组成、电路的状态、电 路模型、电压电流的参考方向、电位的概念及其计算等。
பைடு நூலகம்
u = Ri
u L di dt
R是耗 能元件
L是储 能元件
i C du dt
C是储 能元件
4．电路分析方法 由于电路是由各种元件以一定的连接方式组成的，每一个 元件要遵循它两端的电压电流关系伏安关系，而与结点相连的 各条支路电流及回路中各部分电压分别受(KCL)和(KVL)的 约束。因此，基尔霍夫定律和元件的伏安关系是分析电路的依 据。 分析电路的方法有支路电流法、叠加定理、戴维宁定理等。
(1)基尔霍夫电流定律(KCL)，即 I = 0，它反映了电路 中某一结点各支路电流间互相制约的关系。
KCL通常应用于结点，也可以推广应用到假设的封闭面。 (2)基尔霍夫电压定律(KVL)，即 U = 0，它反映了一 回路中各段电压间互相制约的关系。
KVL 除应用于闭合回路外，也可以推广应用到假想的闭
(4)电源的工作状态、开路与短路 学习时注意理解三种状态的特点及判断电路中某一元件 处于电源状态还是负载状态。
(4)电源的工作状态、开路与短路 负载的大小和增减是指负载消耗的功率的大小和增减， 不要误解为负载电阻阻值的大小和增减。 在一个完整的电路中，产生的功率与消耗的功率的相等。 额定值表示电气设备正常的工作条件和工作能力，使用 时应遵照额定值的规定，以免出现不正常的情况甚至发生事 故。 2．基尔霍夫定律 基尔霍夫定律适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬 时、任何波形的电压和电流。
合回路。
3．理想电路元件
学习这部分内容 要注意掌握每一种元
理想电路元件
件的定义及其两端的
电压、电流关系。
理想电源元件
理想无源元件
理理 想想 电电 压流 源源
电电电 阻感容 RLC
(1)理想电压源(恒压源) 特点：输出电压 U 是由它本身确定的定值，而输出电流 I 是任意的，是由输出电压和外电路决定。 注意：与理想电压源并联的元件，其两端的电压等于理想 电压源的电压。
(1)电路模型 理想电路元件组成的电路称为实际电路的电路模型。所谓 理想电路元件是指即在一定条件下突出其主要的电磁性质，而 忽略其次要因素。
(2)电压、电流的参考方向 在计算和分析电路时，必须任意选定某一方向为电压、电 流的参考方向，或称正方向。当选择的正方向与其实际方向一 致时则电压或电流为正值；反之，则为负值。
用支路电流法解题的步骤
* 确定支路数 b ，假定各支路电流的参考方向； * 应用 KCL 对结点 A 列方程
对于有 n 个结点的电路，只能列出 (n – 1) 个独立的 KCL 方程式。
* 应用 KVL 列出余下的 b – (n – 1) 方程； * 解方程组，求解出各支路电流。
(2)叠加定理
叠加定理内容
(2)理想电流源(恒流源) 特点：输出电流 I 是由它本身确定的定值，而输出电压 U 是任意的，是由输出电流和外电路决定。 注意：与理想电流源串联的元件，其电流等于理想电流 源的电流。
(3)无源元件 R、L、C 在电压、电流参考方向一致的前提下， R、L、C 两端的 电压、电流关系分别为
(3)无源元件 R、L、C
(4)电源模型的等效变换
运用电压源与电流源模型的等效变换也可以简化电路的 计算。
电源模型等效变换的条件如下图：
a
内阻改并联
+ E_
+I
E IS = R0
U RL
IS
R0
_
E = IS R0
b
内阻改串联
I
U
+
R0
R0
U RL
–
注意
电压源与电流源模型的等效变换关系仅对 外电路而言，至于电源内部则是不相等的。