电路分析基础--电路分析方法
电路及分析方法
电路的状态与参数
总结词
电路的状态包括开路、短路、断路和通路四种，电路 的主要参数包括电流、电压、电阻、电感和电容等。
详细描述
开路是指电路中无电流通过的状态，短路是指电流不经 过负载直接由电源正负极流过的状态，断路是指电流无 法形成闭合回路的状况，通路是指电流能够正常流通的 状态。电流是指单位时间内通过导体的电荷量，电压是 指电场中两点之间的电势差，电阻是指导体对电流的阻 碍作用，电感是指电流变化时产生感应电动势的能力， 电容是指储存电荷的能力。这些参数对于理解和分析电 路的工作原理具有重要意义。
PART 03
交流电路分析
REPORTING
WENKU DESIGN
正弦交流电的基本概念
正弦交流电
相位和初相
正弦交流电是一种随时间按正弦规律 变化的电压或电流，是自然界中普遍 存在的电能形式。
相位表示交流电某一时刻所处的状态， 初相是正弦交流电开始计时时的相位。
周期、频率和角频率
正弦交流电的周期是表示交流电变化 一周所需的时间，频率是单位时间内 交流电变化的周数，角频率是正弦交 流电的相位变化率。
应用
小信号分析法广泛应用于通信、雷达、音频等领域中的非线性电路 分析。
优点
该方法能够得到较为精确的解，适用于对精度要求较高的场合。
PART 05
电路仿真与分析软件
REPORTING
WENKU DESIGN
Multisim软件介绍
交互式界面
用户界面直观易用，方便用户进行电路设 计和仿真分析。
A 电路设计与仿真
PSpice软件介绍
电路模拟与仿真
PSpice是一款强大的电路模拟与仿真软件， 能够模拟和分析各种电路的性能。
电路分析基础(很好用)
电路分析的重要性
电路分析是电子 工程和电气工程 领域的基础
电路分析有助于 理解电路的工作 原理和性能
电路分析是设计、 分析和优化电路 的关键工具
电路分析有助于 预测电路的行为 和解决实际问题
应用场景：最大功率 传输定理在电路设计 中非常重要，特别是 在电源管理、音频系 统和电机控制等领域。
定理证明：最大功率传 输定理可以通过分析电 路的功率传输和阻抗匹 配来证明。
互易定理
定义：当两个电路中的电压和电流互换参考方向时，其元件的性质 不会改变。
应用场景：在电路分析中，当需要确定电路元件的性质时，可以利 用互易定理来简化计算。
诺顿定理：任何有源线性二端网络，都可以等效为一个电流源和电阻并联的形式。 戴维南定理的应用场景：求解二端网络开路电压、计算等效电阻等。 诺顿定理的应用场景：求解二端网络短路电流、计算等效电阻等。
最大功率传输定理
定义：最大功率传输定 理是指在给定电源和负 载的情况下，电路中的 最大功率传输条件。
定理内容：最大功率传 输定理指出，当电源内 阻等于负载电阻时，电 路能够传输最大的功率。
叠加定理的注意事项：在计算过程中，需要注意电流和电压的方向，以及各个独立电源的作用 范围。
替代定理
添加标题
定义：替代定理是指在电路分析中，如果一个元件 或电路在某处的一个端口上的电压和电流已知，那 么这个元件或电路就可以被一个电压源或电流源所 替代，而不会改变该端口的电压和电流。
添加标题
注意事项：在使用替代定理时，需要注意替代的电 压源或电流源的参数必须与被替代的元件或电路在 该端口的电压和电流相匹配。
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
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电气工程中的重要基础知识，它涉及电路元件、电流、电压等方面的理论和计算。
通过电路分析，我们可以了解电路的性质和特点，为电路的设计与故障排除提供基础。
一、电路基本概念1. 电路：由电源、电路元件以及导线等组成的闭合路径，用于电流的传输与控制。
2. 电源：提供电流与电压的装置，如电池、发电机等。
3. 电路元件：用于改变电流与电压的元件，如电阻、电容、电感等。
二、基本电路定律1. 欧姆定律：描述电流、电压和电阻之间的关系，其数学表达式为V=IR，其中V为电压，I为电流，R为电阻。
2. 基尔霍夫定律：分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
前者表示在电路节点处，进入和离开该节点的电流之和为零；后者表示在闭合回路中，电压的代数和为零。
三、电路分析方法1. 等效电路法：将复杂电路化简为等效电路，通过替换与合并元件简化分析过程。
2. 串并联法：将电路中的元件按照串联和并联的方式组合，简化电路分析。
3. 特定电路分析法：对于特定类型的电路，可以采用特定的分析方法，例如交流电路中的复数法、矩阵法等。
四、常见电路元件1. 电阻：用于限制电流的元件，单位为欧姆，常用于控制电流大小。
2. 电容：用于储存电荷的元件，单位为法拉，常用于滤波与储能。
3. 电感：用于储存磁能的元件，单位为亨利，常用于电磁感应与频率选择性。
4. 二极管：一种具有单向导电性质的元件，常用于整流和开关。
5. 晶体管：一种电子器件，具有放大和开关功能，常用于电子电路中。
五、电路分析实例以下是一个简单的电路分析实例：假设有一个由电压源（V）和电阻（R1、R2、R3）串联而成的电路，如图所示。
\[示意图]我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律来分析该电路。
首先，根据欧姆定律，我们可以得到以下公式：\[V = I \cdot R_1\]\[V = I \cdot R_2 + I \cdot R_3\]接下来，我们可以根据基尔霍夫定律，得到以下公式：\[I = \frac{V}{R_1}\]\[I \cdot R_2 + I \cdot R_3 = V\]将上述两个公式代入前面的欧姆定律公式中，可以得到：\[\frac{V}{R_1} \cdot R_2 + \frac{V}{R_1} \cdot R_3 = V\]整理得到：\[\frac{R_2 \cdot R_3}{R_1} = 1\]通过这样的分析，我们可以获得电路中各个元件之间的关系，为电路设计和故障排除提供参考。
第二章 电路分析基础-s-2
两节点间的一条通路。由支路构成。 两节点间的一条通路。由支路构成。 由支路组成的闭合路径。 由支路组成的闭合路径。( l )
uS1 _ R1
பைடு நூலகம்
+ uS2 1
+ _ R2 2
3
l=3
R3
网孔(mesh) (5) 网孔(mesh) 对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 网孔是回路， 网孔是回路，但回路不一定是网孔
–U1–US1+U2+U3+U4+US4= 0
或： U2+U3+U4+US4=U1+US1
–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4
例 U1 + U2 + Us +
KVL也适用于电路中任一假想的回路 也适用于电路中任一假想的回路
a
Uab = U1 + U2 + US
明确
（1） KVL的实质反映了电路遵 ） 的实质反映了电路遵 从能量守恒定律; 从能量守恒定律 是对回路电压加的约束， （2） KVL是对回路电压加的约束，与回 ） 是对回路电压加的约束 路各支路上接的是什么元件无关， 路各支路上接的是什么元件无关，与电 路是线性还是非线性无关； 路是线性还是非线性无关；
节点电压法(node voltage method) 节点电压法(node
1.节点电压法 1.节点电压法
基本思想： 基本思想： 以节点电压为未知量列写电路方程分析 电路的方法。适用于结点较少的电路。 电路的方法。适用于结点较少的电路。 选节点电压为未知量，各支路电流、电压可视 节点电压为未知量，各支路电流、 为结点电压的线性组合，求出节点电压后， 为结点电压的线性组合，求出节点电压后，便可 方便地得到各支路电压、电流。 方便地得到各支路电压、电流。 节点电压法列写的是结点上的KCL方程， 节点电压法列写的是结点上的KCL方程， KCL方程 独立方程数为： 独立方程数为： 与支路电流法相比， 与支路电流法相比 ， 方 程数减少b-(n-1)个。 程数减少 - 个
第1章 电路分析基础
i1
u R1
R2 R1 R2
iS
i2
u R2
R1 R1 R2
iS
简单电阻电路的计算：18页例1.9
第40页，共58页。
1.3.3支路电流法
电路有m条电路，以m条支路电流作为未知量，应用
基尔霍夫定律列出m个独立的方程式，联立求解方程式 即可解出各支路电流。这就是支路电流法。
I1 U1
R1
a I2
b
电感(Inductance)等 为了对实际电路进行分析，可忽略负载的次要因素，将其近 似看作理想电路元件，简称为元件（Element ） 。 元件通过端子与外电路相连，按端子的数目可将元件分为 ：二端元件、三端元件、四端元件等。
第4页，共58页。
实际情况中，电路由电源（信号源）、负载和中间环结组 成。
3、联立求解3个方程即可。
R1
b
3个方程如下： Il＋I2＋IS3－I4＝0 I1R1－US1＋US2－I2R2＝0 I2R2－US2＋I4R4＝0
解之得：
Il＝－22(A)
I2＝14(A) I4＝10(A)
第43页，共58页。
1.3.4结点电压法 以结点电压作为未知量，将各支路电流用结点电压表示
U4
R2
R3
U5
R4 R5
电路分析基础总结
0
c1
(c)
c2
3. 串联谐振和并联谐振
谐振定义：在正弦激励下，端口电压与电流同相的工作状态。 发生谐振时的电源频率为电路的谐振频率。
谐振角频率
0
1 LC
串联谐振的Q值和谐振时的特点。
Q 0 L / R 1/(R0C)
并联谐振的Q和谐振时的特点。
Q
R0C
R
0 L
1 C
t
0
i
d
（uc记忆性）
贮能:
wt 1 Cu 2
2
u(t) L di dt
（通直和iL连续性）
iL (t)
1 L
t
uL ( )d
iL
0
1 L
t
uL
0
d
(iL的记忆性)
wt 1 Li2
2
从C和L的VAR看出
(1)当在直流稳态时( t = 0-, t = ∞),C相于开路，L相当 于短路;
i1
N2
n
或
i2
1 n
i1
电压、电流的变换极性与同名端位置有关
U2
U2
Zi
U1
n
I1 n I2
I2 ZL
n2
n2
阻抗变换性与同 名端的位置无关
利用变压，变流和阻抗变换性质分析含理想变压器的 电路(建立初级等效电路或次级等效电路)。
祝同学们取得好成绩！
1.同频率正弦量的相位关系
(f 1) T
同相、超前、滞后、正交、反相
2.正弦量的相量
《电工电子学》第2章 电路分析基础
例：如图所示电路，用支路电流法求u、i。 解：该电路含有一个电压为4i1的受控源，在求解含有 受控源的电路时，可将受控源当作独立电源处理。
对节点a列KCL方程：
i2=5+i1 对图示回路列KVL方程：
5i1+i2+4i1－10 ＝0 由以上两式解得：
i1=0.5A i2=5.5A
a
5A +
i1
R1 +c us1 －
a i2
i3
R2
R3
+d
e
us2
－
b
图示电路有3条支 路，2个节点，3个 回路。
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指出下图的支路、结点、回路和网孔。
支路：ab、bc、ca…（共6条）， 结点：a、b、c、d。（共4个） 回路：abcda、abdca…(共7个) ， 网孔：abd、abc、bcd。(共3个)
1．复数及其运算
复数A可用复平面上的有向线段 来表示。该有向线段的长度a称
+j a2
a
A
为复数A的模，模总是取正值。
θ
该有向线段与实轴正方向的夹 O
a1 +1
+ &
b=50,
Uon=0.7V,
计算
Us1 .
－
各支路的电流及受控
源两端的电压U。
R1
& I1
& I2
+
+
Uon －
U
a －bI&1
1
I3 2
R3
R2
+& －Us2
对节点a列KCL方程: I1+bI1=I3
对回路1列KVL方程： R1I1 UON R3I3 Us1 0
电路分析基础
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点，它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前，我们需要了解一些基本概念。
1. 电流（I）：电流是电子在电路中的流动方向，它的单位是安培（A）。
2. 电压（V）：电压是电子在电路中的能量差异，它的单位是伏特（V）。
3. 电阻（R）：电阻是电路元件对电流的阻碍程度，它的单位是欧姆（Ω）。
4. 电路：电路由电子器件和电源组成，它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中，有几种常见的电路模型，它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成，其中串联电路是电阻依序连接，而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路，其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路，其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中，我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具，它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出，在电路的任何一个节点处，进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出，在电路中沿着任意一个回路，从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法，其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出，电阻上的电压与电阻上的电流成正比，即V = IR，其中V是电压，I是电流，R是电阻。
功率定律指出，电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比，即P = I²R，其中P是功率，I是电流，R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法，其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
电路分析基础—第2章
2021年4月4日9时3信7分息学院
1
结束
(1-1)
第2章 运用独立电流、电压变量的分析方法 电路分析基础
2—1 网孔分析 1、网孔电流
是一个沿着网孔边界流动的假想电流，即设想每个网 孔里具有相同的电流。 2、网孔电流法
以网孔电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。它仅 适用于平面电路。
基本思想
以网孔电流为未知量，各支路电流可用网孔电流的线 性组合表示，来求得电路的解。
第2章 运用独立电流、电压变量的分析方法 电路分析基础
第二章 网孔分析和节点分析
线性电路的一般分析方法
• 普遍性：对任何线性电路都适用。 • 系统性：计算方法有规律可循。
方法的基础 • 电路的连接关系—KCL，KVL定律。
• 元件的电压、电流关系特性。
复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元 件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所 选变量的不同可分为支路电流法、网孔电流法和节点 电压法。
列写的方程
节点电压法列写的是节点上的KCL方程，独立方程数为：
注意
(n 1)
① 与支路电流法相比，方程数减少b-(n-1)个。
② 任意选择参考点。其它节点与参考点的电位差即为节点电 压(位)，方向为从独立节点指向参考节点。
2021年4月4日9时3信7分息学院
17
结束
(1-17)
第2章 运用独立电流、电压变量的分析方法 电路分析基础
结束
(1-23)
第2章 运用独立电流、电压变量的分析方法
1）一般情况
例1： P75 例2—8 试写电路的节点方程
电路分析基础
选5为参考点，其余4个节点的电压分别为Un1、Un2、Un3、Un4
电路分析基础教案
电路分析基础教案第一章：电路基本概念1.1 电路的定义与组成介绍电路的定义和基本组成元素（电源、导线、开关、负载）解释电路的作用和重要性1.2 电路的分类区分串联电路和并联电路解释串并联电路的特点和区别1.3 电流、电压和电阻电流的定义和计量单位电压的定义、计量单位和测量方法电阻的定义、计量单位和测量方法第二章：基本电路分析方法2.1 欧姆定律欧姆定律的表述和公式应用欧姆定律计算电流、电压和电阻2.2 串联电路的分析应用欧姆定律分析串联电路中的电流、电压和电阻解释串联电路的特点和计算方法2.3 并联电路的分析应用欧姆定律分析并联电路中的电流、电压和电阻解释并联电路的特点和计算方法第三章：电路元件3.1 电阻元件介绍电阻的种类、特性和应用解释电阻的计算方法和测量方法3.2 电容元件介绍电容的种类、特性和应用解释电容的计算方法和测量方法3.3 电感元件介绍电感的种类、特性和应用解释电感的计算方法和测量方法第四章：电路测量与实验4.1 测量仪器与工具介绍常用的电路测量仪器和工具（如万用表、示波器、电表等）解释各种测量仪器的工作原理和使用方法4.2 电路测量方法介绍电路测量的基本方法和步骤解释如何测量电流、电压和电阻等参数4.3 实验与实践设计简单的电路实验引导学生进行实验操作和数据采集第五章：电路分析进阶5.1 节点和回路分析介绍节点和回路的定义及分析方法解释节点电压法和回路电流法的原理和应用5.2 网孔分析介绍网孔的定义及分析方法解释网孔电流法的原理和应用5.3 等效电路分析介绍等效电路的概念和种类解释等效电路的分析和应用方法第六章：交流电路分析6.1 交流电的基本概念介绍交流电的定义和特点解释交流电的波形和频率6.2 交流电路的电阻、电容和电感分析交流电路中电阻、电容和电感的作用解释串联和并联电阻、电容和电感的计算方法6.3 交流电路的功率介绍交流电路的功率概念（有功功率、无功功率、视在功率）解释功率的计算方法和功率因数的概念第七章：频率响应分析7.1 频率响应的基本概念介绍频率响应的定义和意义解释频率响应的图表表示方法（波特图）7.2 电路元件的频率响应分析电阻、电容和电感的频率响应特性解释频率响应分析在电路设计中的应用7.3 滤波器的设计与分析介绍滤波器的基本原理和类型（低通、高通、带通、带阻）分析滤波器的频率响应特性和设计方法第八章：谐振电路分析8.1 谐振电路的基本概念介绍谐振电路的定义和特点解释谐振的条件和频率8.2 串联谐振电路的分析分析串联谐振电路中的电流、电压和功率解释串联谐振电路的计算方法和应用8.3 并联谐振电路的分析分析并联谐振电路中的电流、电压和功率解释并联谐振电路的计算方法和应用第九章：非线性电路分析9.1 非线性元件的基本概念介绍非线性元件的定义和特点解释非线性元件的伏安特性和应用9.2 非线性电路的分析方法分析非线性电路的特性和工作原理解释非线性电路的解析方法和数值方法9.3 非线性电路的应用介绍非线性电路在实际应用中的例子解释非线性电路在信号处理和控制领域的应用第十章：电路仿真与实验10.1 电路仿真软件的基本操作介绍电路仿真软件（如Multisim、LTspice等）的基本操作和界面解释电路仿真软件的功能和应用范围10.2 电路仿真实例设计并仿真简单的电路例子分析仿真结果并与理论分析进行比较介绍实验报告的基本结构和内容重点解析本文主要介绍了电路分析的基础知识和方法，涵盖了电路的基本概念、电路的分类、电流、电压和电阻、基本电路分析方法、电路元件、电路测量与实验、电路分析进阶、交流电路分析、频率响应分析、谐振电路分析、非线性电路分析以及电路仿真与实验等内容。
电路分析基础完整ppt课件
可否短路？
恒压源特性中不变的是：__ __U_S________
恒压源特性中变化的是：_____I________
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 _大__小____ 的变化，
或者是__方__向___ 的变化。
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电工基础教学部
电路的基本分析方法。
22.04.2020
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电工基础教学部
4
目录
电工电子技术
1.1 电路元件
1.1.1 电路及电路模型
电路——电流流通的路径。
1.电路的组成和作用
电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能 量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信号 的有机整体。
①电路的组成：
电源 信号源
中间环节
目录
电工电子技术
②理想电流源（恒流源): RO= 时的电流源.
Ia
Uab
外
Is
U RL
特
I性
b
o
IS
特点：（1）输出电流 I 不变，即 I IS （2）输出电压U由外电路决定。
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电工基础教学部
25
目录
电工电子技术
（3）恒流源的电流 IS为 零时，恒流源视为开路。
IS=0
（4）与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。
E
+ _
R2
Is
a
R1 b
Is
a R1
b
例 设: IS=1 A
则: R=1 时， U =1 V Is R=10 时， U =10 V
I UR
第1章 电路分析基础
R0 US
+
U RL
U/V
U= US
电 流 源
_
_
0
b 电压源电路
I/A
理想电压源的外特性
当实际电压源的内阻 R0 0（相当于短路）时，U = US 为一定 值，此时通过电压源的电流I 则由负载电阻 RL 和 U 共同确定，这样 的电源称为理想电压源简称电压源。
电 流 源
a
I
I/A I=IS RL U/V
I1 R1 I6
b
I2
支路：共 ？条
节点：共 ？个
6条 4个
7个
a I4 I3
R6 I5 US4 +U
c
回路：共 ？个
R5
d _ R3
独立回路：？个
S3
有几个网眼就有几个独立回路
3. 基尔霍夫电流定律KCL
用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括 基氏电流定律（KCL）和基氏电压定律（KVL)两个定律。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件 的性质，或是电源，或是负载。
检验学习结果
1. 电路由哪几 部分组成？试 述电路的功能 。 2. 电路元件与实 体电路器件不何 不同？何谓电路 模型？
3. 为何要引入 参考方向？参 考方向与实际 方向有何联系 与区别？
4. 如何判别元件 是电源还是负载 ？
（2） 电压 ☆ 电压是电路中产生电流的根本原因。 ☆ 电压等于电路中两点电位之差。 ☆ 电路中a、b两点间的电压定义为单位正电
荷由a点移至b点电场力所做的功。
uab
dwab dq
或
U ab
Wab Q
大写 U 表示直流电压，小写 u 表示电压的一般符号 电压的单位及换算：1V=103mV=10-3KV
电工第一章电路分析基础
三、 电路的工作状态
全电路欧姆定律
1、电路的负载状态
1）电压电流关系
I a S
E I R0 R
U E R0 I E
电源外特性
R
R0
c E
-
.
U
b
负载状态
2）功率关系
如果将电压电流关系两端同时乘以I则可得：
IU IE I R0
2
P=UI——负载消耗功率； PE=IE——电源产生的功率；
二、用支路电流法分析电路的一般步骤
1）在电路图上，标出电流、 电压、电动势等各物理量的参 考方向。 2）对（n-1）个独立节点列写 KCL方程 对节点a列出
c
US1
R1 I1 I3
第一章
电路分析基础
8学时
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成及作用
电源 中间环节 负载
强电电路:处理的是电 能，即实现电能的传输 与转换
信 号 源
弱电电路:处理的是信号， 即实现信号的传递与处 理
强、弱电电路中的物理量 都是电流、电压
即：电路由电源（信号源）、 负载、中间环节等组成
二、电路中的基本物理量与参考方向
任 意 电 路
I U c
任 意 电 路
I U d
任 意 电 路
P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W P UI 220 (1) 220W
相当于电源
相当于负载 相当于负载
电动势（电源）的实际方向：是由低电位指向高电位， 即电位升高的方向。正好与电压的实际方向相反。
E ——直流电动势
第一章 电路分析基础
u0
u
电流源不能开路！
例1.10: 计算各元件的功率。
i
解:
2A
i iS 2 A
u 5V
产生
5V
u
_
满足：P（产）＝P（吸）
+
+
_
P2 A iS u 2 5 10W
P5V uS i 5 2 10W
吸收
实际电流源 i
伏安特性:
iS
i
u i iS RS
色码电阻
色别 黑 数字 0 误差 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 金 银 本色 I II III 5 10 20
有效数值 ‘0’的个数 1 2 3 4 误差等级 7 5 0
±5 %
6 8 0 0 = 6.8K
±10 %
二. 电阻元件的特性
参考方向与真实方向的关系
a
I(DC) i
(AC)
b b
I1 I2 b b
计算 结果
>0 一致 <0 相反
例1.1: 如何表示1A的电流从a点流向b点。
a
解:
a
a
I1=1A
I2= -1A 电流表
4.电流的测量 电流表要串联接入
被测量支路
电流表
二.电压
1. 电压的大小和极性
（1) 电压大小： 单位正电荷从 a点移到 b 点所获得的能量 u(t)=dw/dq （2) 电压极性： 高电位指向低电位，即电 压降方向。 (3) 电压的单位: 伏特（V) 1V=1000mV 1mV=1000uV
5i1 +
u+
1
解:
第1章 电路分析基础
例
b
支路：共 ？条
I2 结点：共 ？个
6条 4个
I1
a I6 R6
c
I5 回路：共 ？个 独立回路：？个
I4
I3 d
+E _ 3
R3
3个
有几个网眼就有几个独立回路
基尔霍夫电流定律（KCL） 在任何电路中，任何结点上的所有支路电流的代数 和在任何时刻都等于0：
i 0
基尔霍夫电流定律同样适用于任一闭合面。
I1 I 2 I 3 0
(2) 选定单孔回路Ⅰ和Ⅱ为顺时针方向，得回路电压方程
U S1 R1 I1 R2 I 2 U S 2 0 U S 2 R2 I 2 R3 I 3 U S 3 0
(3) 将已知数据代入各方程式，整理后得
I1 I 2 I 3 0 20 10 3 I1 60 10 3 I 2 4 0 60 10 3 I 2 30 10 3 I 3 24 0
基尔霍夫电压定律
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位降 等于电位升，或电压的代数和为 0。
I1
R1 + U1 - #1 I3
a R #3 b
3
+ #2 _ U2
I2 R2
U 0 即：
电位降为正 电位升为负
例如： 回路#1
I1R1 I3R3 U 1
电位降
对回路#2：
对回路#3：
列电流方程 结点a：
I 3 I 4 I1
结点b：
结点c：
I1 I 6 I 2
I 2 I5 I3
+
U3
d
R3 结点d：
I 4 I6 I5
电路分析基础第二章
- R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
令
R11=R1+R2 — 回路1的自电阻。等于回路1中所有电阻之和。 R22=R2+R3 — 回路2的自电阻。等于回路2中所有电阻之和。
自电阻总为正。 R12= R21= –R2 — 回路1、回路2之间的互电阻。 当两个回路电流流过相关支路方向相同时，互电阻取正 号；否则为负号。
(2) 列 KVL 方程
(R1+R2)Ia
-R2Ib
= US1- US2
-R2Ia + (R2+R3)Ib
- R3Ic = US2
-R3Ib + (R3+R4)Ic = -US4
对称阵，且 互电阻为负
(3) 求解回路电流方程，得 Ia , Ib , Ic
(4) 求各支路电流： I1=Ia , I2=Ib-Ia , I3=Ic-Ib , I4=-Ic
0 : 无关
特例：不含受控源的线性网络 Rjk=Rkj , 系数矩阵为对称阵。 （平面电路， Rjk均为负(当回路电流均取顺(或逆)时针方向)）
回路法的一般步骤： (1) 选定l=b-(n-1)个独立回路，并确定其绕行方向； (2) 对l个独立回路，以回路电流为未知量，列写其 KVL方程； (3) 求解上述方程，得到l个回路电流； (4) 求各支路电流(用回路电流表示)；
-Ib+3Ic=3U2
增补方程: ② U2=3(Ib-Ia)
4Ia-3Ib=2
解得 Ia=1.19A
受控电压源
③ -12Ia+15Ib-Ic=0 9Ia-10Ib+3Ic=0
Ib=0.92A Ic=-0.51A
看作独立电 压源列方程
电路分析基础ppt课件
叠加定理是指在分析暂态电路时，可以将激励（即输入）信号分解为多个正弦波信号，然后分别求解 每个正弦波信号引起的响应（即输出），最后将各个响应叠加起来得到总的响应。
综合应用案例分析
07
综合应用案例一：一个实际电路的分析
总结词
这是一个实际电路，我们需要运用所学 的电路分析基础来理解和分析它的工作 原理。
的性能是否符合要求。
THANKS.
VS
详细描述
首先，我们可以根据电路图识别出各个元 器件及其作用，然后根据欧姆定律、基尔 霍夫定律等基本原理来计算电流、电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
综合应用案例二：一个复杂电路的分析
总结词
这是一个复杂电路，我们需要运用所学的电 路分析基础来理解和分析它的工作原理。
详细描述
对于复杂电路，我们需要采用一些高级的分 析方法，如支路电流法、节点电压法等，来 计算各个支路上的电流、各个节点的电压等 参数，从而理解电路的工作过程。
RL电路
在RL电路中，电感L和电阻R串联，当开关从闭合状态变为断开状态时，电感L会通过电阻R放电，电流i(t)可以用 以下公式表示：i(t)=I_0(1-exp(-t/τ))，其中I_0为初始电流，τ为时间常数。
暂态电路的基本分析方法
节点电压法
在暂态电路中，节点电压是指在该节点处的电压降。节点电压法是通过求解节点电压来分析暂态电路 的一种方法。
电路分析基础ppt课件
目 录
• 电路分析概述 • 电阻电路分析 • 电容电路分析 • 电感电路分析 • 交流电路分析 • 暂态电路分析 • 综合应用案例分析
电路分析概述
01
电路分析的基本概念
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分 析和计算的过程，以了解电路的 性能和优化其设计。
电路分析基础pdf
电路分析基础简介电路分析是电子工程中的重要环节，它涉及到了电路的基本理论和分析方法。
本文档将介绍电路分析的基础知识和常用的分析技术，以帮助读者掌握电路分析的基本原理和方法。
电路基础知识在深入学习电路分析之前，有一些基础的电路知识是必须要掌握的。
本节将介绍一些基本的电路概念和电路元件。
电流和电压电流（Current）是电子在电路中的流动，用单位安培（A）表示。
电压（Voltage）是在电路两点之间的电势差，用单位伏特（V）表示。
了解电流和电压的概念对于理解电路分析非常重要。
电阻和电路元件电阻（Resistance）是电路元件之一，用于限制电流的流动。
电路中还有其他常见的元件，如电容器（Capacitor）和电感器（Inductor），它们在电路中有着不同的作用。
了解这些元件的特性和使用方法是电路分析的基础。
基本的电路分析方法本节将介绍一些基本的电路分析方法，包括电压法和电流法。
电压法电压法（Voltage Method）是一种基本的电路分析方法，通过在电路中建立基尔霍夫电压定律方程和欧姆定律方程，可以求解电路中的电流和电压。
电压法在分析复杂电路时常常非常有效。
电流法电流法（Current Method）是另一种基本的电路分析方法，通过在电路中建立基尔霍夫电流定律方程和欧姆定律方程，可以求解电路中的电流和电压。
电流法在一些特定情况下比电压法更方便。
常见的电路分析技术除了基本的电路分析方法外，还有一些常见的电路分析技术可以用于分析复杂电路。
等效电路等效电路（Equivalent Circuit）是指将复杂的电路简化为更为简单的电路模型。
通过等效电路的分析，可以更方便地理解和计算电路中的电流和电压。
直流分析和交流分析电路中的直流分析和交流分析是两种常见的电路分析技术。
直流分析是在直流电路中分析电流和电压的方法，而交流分析则用于分析交流电路中的电流和电压。
两者在实际中都有很重要的应用。
总结本文档介绍了电路分析的基础知识和常用的分析技术。
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右图取2、3、4、6为树支， 有哪些基本割集？
第 2讲
电路的分析法
4 1 4 8 5 6 7 1
电路图论
8 7 3
5
6 2
3
2
C1(2,1,5,7,8)
C3 (4,1,5,)
4 8 7 3 2 5 6 1 4
C2 (3,1,5,8,) C4(5,6,7,8)
1
8 7 3
第 2讲
电路的分析法
第 2讲
电路的分析法
补充知识
为什么要引入图论： 网络大型化、复杂化要求计算机辅助分析 图论起源： 1736年欧拉为解决肯尼希堡城7桥不循环问题
A
A
C
D
普雷格尔河
C
D
B
B
第 2讲
电路的分析法
电路图论
图论的发展和现状：
•目前称为数学分支之一——几何拓扑学 •由“点”、“线”组成的结构拓扑关系为研究 对象 •应用到自然科学、工程技术、经济理论、社会 研究等领域 图论在电学上的应用：
联解方程组①②③，得解： I1=6A，I2 =−2A，I3=4A
第 2讲
电路的分析法
注意事项： 对有n节点b支路的网络，只能有n-1个独立的KCL 和b - (n-1)个独立的KVL。 对n节点任意划去其中一点，剩余的节点列写的 KCL方程一定具有独立性。 对平面电路，取b - (n-1)个网孔列KVL，可以保证 方程的独立性。若取非网孔回路列KVL，所选取回 路至少应具有一条其它回路不曾包含的新支路，才 能保证该回路所列KVL方程的独立性。 对含恒流源的支路，由于支路电流已知，故可以少 列写1个KVL方程。 对含受控源的支路，照独立源处理，但需要补充方 程：控制量= f (未知数)
第 2讲
电路的分析法
典型例题： 已知电路各元件参数如图，求各支路电流。
I1 a I2 I3 7Ω
7Ω +
11Ω
1
+
70V
-
6V
b
2
解：设支路电流未知 数I1、I2、I3及其参考 方向如图：
节点a：–I1–I2+I3=0
①
③
网孔1：-70+7I1–11I2+6=0 ② 网孔2：11I2+7I3- 6=0
3 ① 1
2 ②
5
4
6
③
① 2
3 ② 5 4 6 ③
1
④
directed graph
④
第 2讲
电路的分析法
电路图论 有孤立节点的图
3、连通图&非连通图
任意二节点至少有一条路径连接，无孤立节点
+
抽象 连通图
+ -
抽象 非连通图
第 2讲
电路的分析法 立体图
电路图论
4、平面图&非平面图
只在一个平面内，除节点外无交叉处的图
C4: { 1 , 5 , 2 }
(1)由于KCL适用于任何一个闭合面，对于每一个割集来 说，组成割集的所有支路的电流应满足KCL。 (2)对于一个连通图，可有多个割集，可以列出与割集数 相等的KCL方程。这些方程彼此之间并不独立。 (3)借助于“树”可以来确定独立割集。
第 2讲
电路的分析法
电路图论
第 2讲
电路的分析法
电路图论
（1）网络图中的圆点（节点）依附于线段（支路） 而存在；数学几何图中点、线各自独立
（2）网络图中线段（支路）目前约定为串联 复合支路
+ -
抽象
支路
抽象
第 2讲
电路的分析法
电路图论
2、有向图&无向图
没有标注线段方向的图 标注了线段方向的图 常常用支路电流/电压方向作为线段方向
（4）单树支割集（基本割集） ①每一条树支和若干连支可以构成一个割集，称为单数 支割集或者基本割集 ②对n个节点和b条支路图G，有树支n-1个，因此可以 构成n-1单树支割集，称之为基本割集组。
② ② ②
1
①
2 5 4 3
④ ③ ①
1 5 4
2
③ ①
1 5 4
2
③
3
④
3
④
6 C1: { 2 , 3 , 6 }
【分析依据】：拓扑约束KCL、KVL 元件约束VCR 【对未知数的要求】： 独立性：选作未知数的各个量不能相互推导（否则
可以减少未知数的个数）
完备性：选作未知数的各个量一旦解出，则可以求
出其它任何电路参数（否则不能完整分析电路状况）
第 2讲
电路的分析法
【2b法思路】： 在（n、b）网络中，b个支路电路是一组完备的未 知数，b个支路电压也是一组完备的未知数；如果列出 2b个独立的方程，则可以解出i1…ib及u1…ub。 对n节点可以列出n-1个独立的KCL方程 对b-(n-1)个网孔，可列出b-(n-1)个独立KVL方程 对每条支路可以列出b个VCR方程 联解上述2b个方程组，可以得解支路电压和支路电流
组独立回路。
网孔树
（5）对独立回路组（含网孔组）列出的KVL方程是独立方程 组；选不同的树，可以对一网络列出不同的独立KVL方程组。
第 2讲
电路的分析法
电路图论
10、连通图的割集(set cut)
割集C是连通图G中一个支路的集合，具有下述性质： (1) 把C 中全部支路移去，将图分成两个分离部分；
ห้องสมุดไป่ตู้
第 2讲
电路的分析法
2、网孔电流法 (mesh current method) <网孔电流的定义> 平面电路中网孔上流动的假想电流imx <网孔电流法思路> ◆ 设每个网孔上流动一个电流ix。(它们间无法
5 6 2
第 2讲
电路的分析法
2b 方程法 常 用 电 路 求 解 方 法 分析法 网 孔 法 节 点 法 叠加定理 分解法 替代定理 等效电源定理 最大功率传输定理
第 2讲
电路的分析法
【问题】：已知电路结构、元件参数、电源等部分
电路参数；如何求解电路中所有的支路电压、支路电 流、元件电压、元件电流、元件功率？
第 2讲
电路的分析法
1
典型例题： I
7Ω
+ 1
a I2
11Ω + + 2 U -
I3 7Ω
70V
-
5U
b
节点a：–I1–I2+I3=0
网孔2：11I2+7I3- 5U=0 补充方程：U=7I3
①
③ ④
网孔1：-70+7I1–11I2+5U=0 ②
第 2讲
电路的分析法
2b 方程法 常 用 电 路 求 解 方 法 分析法 网 孔 法 节 点 法 叠加定理 分解法 替代定理 等效电源定理 最大功率传输定理
8、什么是树余？ 与树T互为补图的子图，具有下述性质： (1)可以是非连通图； (2)可以不包含G的所有节点； (3)可以包含回路。
第 2讲
电路的分析法
电路图论
9、树支与连支 树支：树中的各支路 tree branch
连支：树余中的各支路 link branch
（1）n节点、b支路的网络中，每个树T有n-1 条树支，每个树余有b-(n-1)条连支。
6 C2: { 3 , 5 , 4}
6 C3: { 1 , 5 ,3 , 6 }
③由树支的独立性可推出基本割集组是独立割集组，依 据它们列出的KCL方程组也具有独立性。
第 2讲
电路的分析法
电路图论
④连支集合不能构成割集。即使所有连支都去掉，剩 下的树支仍然构成连通图，与割集的定义矛盾。
⑤对复杂连通图G，可以选出多个回路和割集；但树T 一旦选定，G的基本回路和基本割集就完全确定。 ⑥n节点b支路的图G，其任一树T都有n-1个基本割集 和b-(n-1)个基本回路。
KCL : i1 i2 i3 0
KVL : u1 u3 0 u3 u2 0
VCR : U s1 i1 R1 u1 i3 R3 u3 U s 2 i2 R2 u2
Page62 图3-1 例题
页]；也可以将支路电流用VCR方
程中的支路电压表示,代入KCL形 成1b法——支路电压法[略]
第 2讲
电路的分析法
1、支路电流法 branch-current method 求解思路： 对于有n个节点、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 列写步骤： ① 标定各支路电流参考方向，确定未知数的个数 ② 选定(n–1)个节点，列写其KCL方程 ③ 选定b–(n–1)个独立回路，列写其KVL方程* ④ 求解上述方程，得到各个支路电流解
1
4
第 2讲 电路的分析法 典型例题：
2 i2 1 R2 1 i3 R32 R5 i5 i6
4
R4 i4 3
选定图示的3个回路（网孔） 列写独立KVL方程。
–R1 i1 + R2 i2 + R3 i3 = 0
–R3 i3 + R4 i4 – R5 i5 = 0 R1 i1 + R5 i5 + R6 i6 –uS = 0
R1
i1 3
4
R6
+ u – S
选定图示的1、2、4回路列写的KVL方程则不独立
第 2讲
电路的分析法
R3 i3 b i4 2 R4 c u – i5 + 解
列写图示电路的支路电流方程 a i1 R1 uS + – i2 1 R2
n=3 选c为参考节点。 iS
2个KCL方程：