电路与电子技术基础正弦稳态电路分析
《电路与电子技术基础》答案
《电路与电子技术基础》作业答案第1章电路分析的基本概念---作业题1-1题1-3题1-6第2章电路分析定理和基本方法---作业一、第3章时域电路分析---作业第4章正弦稳态电路分析---作业第5章互感与理想变压器---作业第6章半导体器件---作业1、6.5（a）D1导通，U AB= -0.7V(b) D2导通，U AB= -5.3V2、6.9 D Z1导通，U o=0.7V3、6.12 U BE>0，I B>0；U CE>04、6.13 电流放大作用，i C=βi B，i E= i B+i C=i B(β+1)=( i C/β)*( β+1)5、6.16 （1）在截止区（2）U ce= 3.5V 工作在放大区（3）U ce= -1.5V 工作在反偏状态，在饱和区第7章半导体三极管放大电路---作业书上习题：1、7.22、7.3 （1） R B =565 K Ω ，R C =3 K Ω（2） A u == -120 ，U o =0.3V3、7.4 Q 点:Ω≈≈≈k r m A I A μ I be CQ BQ 3.176.122Ω==-≈Ω≈-≈≈k R R A k R A V U c o usi uCEQ 5933.13082.6 空载时：471153.25-≈-≈≈Ω=usuCEQ L A A V U k R 时：Ω==Ω≈k R R k R c o i 53.1第8章集成运算放大电路---作业1、 书上习题8.3 u O = u O1-0.6= -(R f /R 1)u i -0.6 V2、 书上习题8.5 u O =-1VI L =-100μAI O =110μA3补充：)()(200112t u t t u u O i O +-=－4补充：o f f I R R R R I ∙∙++≈414o f f f I R R R R R R I V ∙∙∙++≈=41411电流串联负反馈电路5补充：电压串联负反馈电路6补充:o f f I R R R I ∙∙+≈55 电流并联负反馈电路第9章波形发生电路---作业1 改错：2、3、书上习题9.2习题图9.2（a）习题图9.2（b）第10章直流稳压电源---作业书上习题1、 10.8 （1）U o =ZD U ＝10V I o ＝10 mAI =14 mAZ D I =4 mA（2）I ＝ I o ＝16 mAU o =10VD 没反向工作， Z D I =0 mA2、 10.123、补充：A 5.4)1( 'O 12L 'O 12C =⋅+≈⋅≈I R R I I R R I。
电路与电子技术基础读后感
电路与电子技术基础读后感
今天下午我认真阅读了黄先生的新著——《电路与电子技术基础》。
这是一本由“通俗”向“专业”过渡的教材。
它的特点在于从工程应用出发，以例题讲解为主线来展开理论知识，把所有相关的概念、原理都贯穿到各种类型的例题中去。
书中内容比较全面，还涉及一些前沿科学的知识和最新的应用成果。
例如，对于器件的频率响应方面的介绍，就远不是那几个基本公式可以说明的。
再者，对于微处理器这样的重要单元，对其功能和工作原理进行阐述时也有自己独到之处。
总体上看，该书具备很强的实践性和可操作性，因此被列入普通高等院校的教材。
《电路与电子技术基础》这本书是清华大学出版社出版的一本图书。
《电路与电子技术基础》主要讨论电子设计与制造领域使用的电路理论和电子技术两门课程。
对于前者，侧重电路分析与计算方法；而对于后者，则着眼于集成电路应用系统的设计和集成电路技术的发展趋势。
这本书的内容包括：电路分析基础、电阻电路、正弦稳态分析、线性动态电路的时域分析、二端口网络、非线性电路分析、放大电路、振荡电路、直流电源、电子电路的过渡过程、半导体二极管和半导体三极管等共12章。
其中第1～6章属于电路分析基础，介绍直流电路、交流电路、动态电路的时域分析、二端口网络等内容。
第7～12章属于电子电路的过渡过程和半导体器件，介绍双极型晶体管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管、集成运算放大器、场效应管放大器、直流集成电路、基本放大电路、负反馈放大电路、功率放大电路、直
流稳压电源、晶闸管和其他电力电子器件等。
电路与电子学基础内容
电路分析导论
仔细理解下面的例题
• 图示电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U为 5V，求电流I。 U I
解
P －20 I= = 5 = －4A U
+
元件
• 图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U 为10V，求电功率P。并说明元件性质。 U I +
解 P = UI = 10×(-100) = 1000W
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电路分析导论
利用电路模型研究问题的特点
1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种 真实电路中共同规律的工具。
2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数
电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都 集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流 出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象 可以用数学方式来精确地分析和计算。
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电路分析导论
1.1 电路及其模型
1.1.1 电路的作用、组成与模型
• 电路的概念
由实际元器件构成的电流的通路称为电路。
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电路分析导论
电路的组成
• 电路的组成
电源
火线 零 线
..
连接导线和其余 设备为中间环节 负载
电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
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电路分析导论
电路的功能
电路与电子学基础
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电路分析导论
欢迎学习电路与电子学基础
电路与电子学基础是通信、信息工程、计算机、自动 控制等专业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可 使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路 实验的基本技能，为后续专业课程打下必要的基础。
电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学 生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能 养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重 要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。
中国大学mooc《电子技术实验基础(一：电路分析)(电子科技大学) 》满分章节测试答案
title电子技术实验基础（一：电路分析)（电子科技大学）中国大学mooc答案100分最新版content实验1-1 常用电子测量仪器的使用——数字示波器的使用数字示波器的使用单元测试题1、如图所示示波器的面板旋钮中，标出哪个按键是垂直通道的菜单按键A:AB:BC:CD:D答案: A2、如图所示示波器的面板旋钮中，标出哪个旋钮是水平通道的位移旋钮A:AB:BC:CD:D答案: C3、若被测试的信号是交直流叠加信号，示波器的垂直耦合方式应该选择哪一挡A:AC耦合B:DC耦合C:接低耦合D:AC、DC均可答案: DC耦合4、如图所示示波器的探头，测试信号时，探头应该与测试端应如何连接A:探勾接信号端钮，黑色鳄鱼夹接地B: 探勾接地，黑色鳄鱼夹接信号端钮C: 可以任意连接D:以上均不正确答案: 探勾接信号端钮，黑色鳄鱼夹接地5、如下图所示第四个菜单栏中，如果测量时发现该菜单栏显示不是电压1X，而是电压10X，应该调节哪个按键或旋钮使其为电压1XA:旁边的按键切换选择B:VARIABLE旋钮C:AUTOSETD:关机重启答案: VARIABLE旋钮6、下图是所示是示波器探头的手柄阻抗拨动开关细节图，若手柄放在1X端，垂直菜单栏中第四栏应怎么调节？若手柄放在10X端，又该怎样调节？A:电压1X、电压10XB:电压10X、电压1XC:电压1X、电压1XD:任意选择不影响结果答案: 电压1X、电压10X7、如图所示示波器的显示屏上，哪个标示的是通道1的零基线位置A:AB:BC:CD:D答案: C实验1-2 常用电子测量仪器的使用——函数发生器和晶体管毫伏表的使用函数发生器和晶体管毫伏表单元测验1、信号源输出周期信号时频率显示如图所示，当前输出信号的频率是多少？A:1HzB:10HzC:1KHzD:10KHz答案: 1KHz2、信号源给后级网络提供正弦信号，如果信号源幅度显示窗口显示如图所示，表明现在后级网络得到的信号电压大小是？A:不确定B:电压峰值是111mVC:电压峰峰值是111mVD:电压有效值是答案: 不确定3、下列说法正确的是？A: 数字万用表可以测量函数发生器输出信号中的直流分量B: 函数发生器只用“输出幅度调节”旋钮进行幅度调节C:函数发生器可用“直流偏移”旋钮输出直流电压信号D:函数发生器输出信号电压的最大值和最小值之间相差60dB答案: 数字万用表可以测量函数发生器输出信号中的直流分量4、列说法正确的是？A:毫伏表是用来测量包括直流电压在内的电压值的仪表B:使用毫伏表测量正弦信号的有效值时需要考虑正弦信号的频率C:毫伏表和万用表作为交流电压表都可以测量正弦信号的有效值，在没有毫伏表时，可以临时用万用表替代D:三角波信号和方波信号不能送入毫伏表测量答案: 使用毫伏表测量正弦信号的有效值时需要考虑正弦信号的频率5、某个正弦交流信号的有效值是0.8V，毫伏表应选择哪一档进行测量？A:10VB:3VC:1VD:300mV答案: 1V实验2 正弦稳态时RLC元件电压电流相位关系的测试正弦稳态时RLC元件电压电流相位关系的测试1、采用课程实验方案测量电感元件的电压电流相位关系时，为了获得近似90°的电压、电流波形相位差，信号源的频率应：A:适当增大信号源的频率；B:适当减小信号源的频率；C:调节信号源的频率不会影响相位差的测试；D:以上措施都不会改善测量结果答案: 适当增大信号源的频率；2、采用课程实验方案测量电容元件的电压电流相位关系时，示波器测量波形如图所示，下面哪种说法正确：A:CH1通道为取样电阻的电压信号， CH2通道为信号源信号；B:CH1通道为信号源信号， CH2通道为取样电阻的电压信号；C:CH2通道为电容元件的电压信号， CH1通道为取样电阻的电压信号；D:无法判断答案: CH1通道为信号源信号， CH2通道为取样电阻的电压信号；3、测量示波器相位差时显示的两路波形如图所示，为了能正确测量，应适当调节面板中哪个旋钮:A:A;B:B;C:C;D:D答案: A;4、测量示波器相位差时显示的两路波形如图所示，为了减小读数误差，需要适当应适当调节面板中哪个旋钮 :A:A;B:B;C:C;D:D答案: D5、采用课程实验方案正确测量元件的电压电流相位关系时，示波器测量波形如图所示，由此可以判断当前测试的是哪种元件:A:电感；B:电容；C:电阻；D:无法判断答案: 电阻；实验3 一阶RC电路频率特性研究一阶RC电路频率特性研究1、关于一阶RC低通滤波器的截止频率fc，如下描述中哪一项是正确的？A:电阻保持不变，减小电容值， fc降低B:电阻保持不变，增大电容值， fc降低C:截止频率处的输出电压是最大输出电压的50%D:低通滤波器的带宽是fc ~∞答案: 电阻保持不变，增大电容值， fc降低2、根据一阶RC低通滤波器的相频特性公式，随着频率从低到高，相位差的正确变化规律是：A:从0°~ -90°B:从0°~90°C:从-45°~+45°D:从0°~-180°答案: 从0°~ -90°3、测试低通滤波器的幅频特性曲线时，此处假设截止频率是大于500Hz的，如下哪种说法不正确：A: 测试过程中保持电路的输入信号幅度一致B:在大于20Hz的较低频率处找到最大输出电压后，再以此为参照开始测试C: 以输入电压为参照，调节频率至输出电压下降3dB就是截止频率D:在各个频率点测试时，应当保证测试输出电压的毫伏表的指针偏转超过刻度线的⅓答案: 以输入电压为参照，调节频率至输出电压下降3dB就是截止频率。
电子技术基础： 正弦交流电路
1 T
t Im2 sin2 ωtdt
0
1 T
T 0
Im2
(1
cos 2
2ωt
)dt
Im 2
即 I Im 2
i(t) Im sin t
同样可定义电压有效值 U Um
2
2I sin t
注意：电气工程上电压电流的大小，一般都用有效值来表示， 电气工程测量仪表一般也指有效值。但耐压值指的是最大值。
单相电压220V是指有效值，其最大值约为311V. 电路计算中一般用有效值运算。
3.1.2 正弦交流电的频率与周期
周期T : 正弦量变化一个循环所需要的时间。单位是秒 (s）。
频率f : 单位时间内的周期数。单位是赫兹（Hz )。
显然 f =1/T 或 T =1/f
角频率ω :
i
T Im
反映正弦量变化的快慢。
电压电流相量形式满足KCL，KVL，有效值不满足 KCL、KVL. 求交流电路应用相量关系计算 。
．
例．3 图示电路中，已知．U=220∠0°V U1=100∠60°V，求U2 的值。
解：由基尔霍夫电压定律，得
U&
.
U. 1
U.&2
UU&22UU&-UU&11 2200oV 10060oV
2
3)转换为瞬时式
i 25 sin(ωt 6.9o ) A
3) 5 6.9o
j. I1
注意，只有同频率量才可进行 相量运算。
相量图
.1 .I
I2
3.3 单一元件的正弦交流电路
3.3.1电阻元件
i(t)
+ uR(t) R -
电路分析基础课程标准.
课程标准课程名称：电路分析基础课程代码：05001适用专业：应用电子技术、通信技术学时：64学分：4制订人：审核：《电路分析基础》学习领域（课程）标准一、学习领域（课程）综述（一）学习领域定位《电路分析基础》是面向应电类、通信类专业的学生开设一门专业技术基础课程，是以满足社会发展需求为目的，以科学分析学院办学定位为前提，通过专业岗位群进行分析调查，形成的一门基于工作过程导向的工学结合的学习领域课程。
该课程是在一年级第一学期开设，是应用电子专业和通信专业的一门主干课程，因而是最重要也是最现行的职业基础课，是为后续课程奠定基础的起点。
在教学中要根据高职学生的知识基础及就业岗位需求组织教学内容，同时采取适宜的教学方法，教、学、练一体化，注重理论与实践的融合，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。
进一步提高学生综合素质，增强适应职业变化的能力，为继续学习打下基础。
（二）设计思路本课程以应电、通信专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以本专业共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中电工技能要求，确定本课程的项目模块和课程内容。
按照认识课程、认识电路、变压器使用与维护、白炽灯、日光灯的安装与维修、认识动态电路、供电与用电等具体实践过程安排学习项目，使学生掌握电工技能的基本操作要领。
为了充分体现任务引领、实践导向课程的思想，将本课程项目模块下的教学活动又分解设计成若干任务，以任务为单位组织教学，并以电工仪器仪表、电路设备为载体，按电工工艺要求展开教学，让学生在掌握电工技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，为学生的终身学习打下良好基础。
高职学院课程建设与改革的核心和关键是：合理进行教学设计，建立突出职业能力培养的课程标准，规范课程教学的基本要求，提高教学质量，改革教学方法和手段，融“教、学做”为一体，强化学生能力培养。
电路分析基础第3章 正弦交流电路
20 图3.2.4 不同初相时的正弦电流波形
21
在正弦交流电路的分析中，有时需要比较同频率的正弦 量之间的相位差。例如在一个电路中，某元件的端电压u和 流过的电流i
u=Umsin(ωt+ψu) i=Imsin(ωt+ψi) 它们的初相分别为ψu和ψi，则它们之间的相位差(用φ表 示)为 φ=(ωt+ψu)-(ωt+ψi)=ψu-ψi (3.2.7) 即两个同频率的正弦量之间的相位差就是其初相之差，相位 差φ
以复数运算为基础的，复数的表示如图3.3.1所示。
32 图3.3.1 复数的表示
33
一个复数A可以用下述几种形式来表示。
1.代数形式
A=a+jb
(3.3.1)
式中， j 1 2.三角形式
A=rcosψ+jrsinψ=r(cosψ+jsinψ)
(3.3.2)
式中，r a2b2, t gb,arctban
28
I B I Bm 7 .07 5 A 22
A
100
π
1 300
π 60 3
B
100
π
1 600
π 30 6
A
B
π 3
π 6
π 2
90
(2)
iA=14.1sin(314t+60°)A
iB=7.07sin(314t-30°)A
29 图3.2.6 例3.2.5的波形图
a
a
ψ称为A的辐角。
34
3.指数形式
根据欧拉公式
ejψ=cosψ+jsinψ
电工电子技术基础知识点详解3-1-单一元件正弦交流电路
单一元件正弦交流电路
1、分析方法
单一元件的正弦交流电路分析方法是相同的，即（1）列出电压电流瞬时值的关系式；
（2）设电压（或电流）为参考正弦量，而后根据电压和电流关系求得电流（或电压），并用三角函数式、正弦波形图、相量图和相量式表示。
（3）比较电压和电流的相位和大小关系。
（4）求出瞬时功率，讨论有功功率和无功功率。
注意：无功功率不是无用的，它是感性负载和容性负载所需要的。
若电路中存在电感或电容元件，则这些元件和电源之间发生能量交换，能量交换的规模也就是无功功率。
2、电量关系
对于单一元件交流电路，电路中电量之间关系如表1所示。
表1单一元件交流电路电量关系
电阻R
电感L
电容C
基本规律Ri u =R t
i
L
u d d L =t
u C
i d d =直流电路RI
U =R 相当于短路
相当于开路
电阻电抗R
fL L X πω2L ==fC C X πω211
C =
=有效值关系
RI
U =R I
X U L L =I
X U C C =
相位关系u R 和i 同相u L 超前i
︒
90u C 滞后i
︒
90相量关系
I R U =R I jX U L L
=I jX U C
C -=
相量图
有功功率R R IU P =0L =P 0C =P 无功功率
R =Q L
R IU Q =C
C IU Q -=。
《电工与电子技术基础》第2章正弦交流电路习题解答
67
（1）i= u Z
（2）I= U R + XC
（3）
I
=
R
U − jωC
（4）I= U Z
（7） I = − j U ωC
（5）U=UR+UC
（8）
I
=
j
U ωC
（6）U =UR + UC
解：在
R、C
串联电路中，总阻抗 Z
=
R
−
j
X
C
=
R
−
j
1 ωc
而 Z=
R2
+
X
2 C
I = U Z
L = XL =
8
= 25.5 (mH)
2πf 2 × 3.14 × 50
2.10 题 2.10 图中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314t A，则 U 为多少？写出其瞬时值表 达式。
解：由电路图可知，电压 u1 与电流 i 同方向，而电压 u2 超前电流 i90º，所以
U=
U12
+
U
2.2 两个频率相同的正弦交流电流，它们的有效值是 I1=8A，I2=6A，求在下面各种情况 下，合成电流的有效值。
（1）i1 与 i2 同相。 （2）i1 与 i2 反相。 （3）i1 超前 i2 90º角度。 （4）i1 滞后 i2 60º角度。
解：（1） I = I1 + I2 = 8 + 6 = 14 （A）
− j4 2 − j2
=
2+
2j
+
− j4(2 + j2) (2 − j2)(2 + j2)
=3+
j (Ω)
电工与电子技术基础3三相正弦交流电路课件
3.3.2三相不对称负载的星形连接
1. 三相四线制
A
IA
+
U A
N
-
U B
B+
C
IN
-
U C +
ZC
IB
IC
ZA
ZB
三相四线制三相电路
不对称负载：
ZA ZB ZC ZA RA jXA ZA A
ZB RB jXB ZB B
ZC RC jXC ZC C
Z
A
RA2
X
2 A
A
arctg
ZA=11， ZB=ZC=22 ，它们的额定电压为220V。若电源的线
电压为Ul=380V，试求各负载两端的电压，并说明各相白炽灯能
否正常工作。
IA
解: UA UA U NN
1650 V
UB UB U N N 220 252 131 V
2200 550 120 550 UC
+ C
IB
IC
ZA
ZB
IC
UC ZC
220120 20 120
11240 11 120A
IN IA IB IC 110 22―180 11―120 11 3―150A
【例】电路如图所示，电源线电压Ul =380V，三相负载
Z电A流=20IA、，IBZ和B
10
IC
j10 3()
中线电流
1 3
U
AB
30
2200 V
U A
N-
U AB
C
B IB-
3U0A-
Z
Z
U N Z A
IB
I IC A
U IA
电工与电子技术基础课件第三章正弦交流电
_
正弦交流电的优越性：
正半周
便于传输；易于变换
便于运算；
有利于电器设备的运行；
.....
负半周
二、正弦交流电的产生
正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a 所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和 转子组成，定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转 动的圆柱形铁心，在它上面缠绕着一匝线圈，线圈的两 端分别接在两个相互绝缘的铜环上，通过电刷A、B与 外电路接通。
1 F 106 F
1pF 1012 F
图3-17 电容器的图形符号
(2) 电容器的基本性质 实验现象1
1）图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电 源上，这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了，电流表的指 针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2）当电容器上的电压和外加电源电压相等时，充电就停止了， 此后再无电流通过电容器，即电容器具有隔直流的特性，直流 电流不能通过电容器。
1．电容器的基本知识 (1)电容器——是储存电荷的容器
组成：由两块相互平行、靠得很近而 又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号
电容量 C q
u 1）C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2）电容的SI单位为法［拉］, 符号为F; 1 F=1 C／V。
常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。
第一节 交流电的基本概念
一、交流电
交流电——是指大小和方向 都随时间作周期性的变化的
电动势、电压和电流的总称。
正弦交流电——接正弦规律 变化的交流电。
图3-1 电流波形图 a）稳恒直流 b）脉动直流
c）正弦波 d）方波
正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
电路与模拟电子技术基础 习题及实验指导答案 第二版
《电路与模拟电子技术基础 习题及实验指导答案 第二版》第1章 直流电路一、填 空 题1.4.1 与之联接的外电路；1.4.2 1-n ，)1(--n b ；1.4.3 不变；1.4.4 21W ，负载；1.4.5 Ω1.65A ， ；1.4.6 1A 3A ， ； 1.4.7 3213212)(3)23(R R R R R R R +++=； 1.4.8 1A ；1.4.9 Ω4.0，A 5.12；1.4.10 电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源；1.4.11 3A ；1.4.12 3A ；1.4.13 Ω2；1.4.14 15V ，Ω5.4；1.4.15 V 6S =U 。
二、单 项 选 择 题1.4.16 C ； 1.4.17 B ； 1.4.18 D ； 1.4.19 A ；1.4.20 A ； 1.4.21 C ； 1.4.22 B ； 1.4.23 D 。
第2章一阶动态电路的暂态分析一、填 空 题2.4.1 短路，开路；2.4.2 零输入响应；2.4.3 短路，开路；2.4.4 电容电压，电感电流；2.4.5 越慢；2.4.6 换路瞬间；2.4.7 三角波；2.4.8 s 05.0，k Ω25； 2.4.9 C R R R R 3232+； 2.4.10 mA 1,V 2。
二、单 项 选 择 题2.4.11 B ； 2.4.12 D ； 2.4.13 B ；2.4.14 D ； 2.4.15 B ； 2.4.16 C 。
第3章 正弦稳态电路的分析一、填 空 题3.4.1 ︒300.02s A 10， ， ； 3.4.2 V )13.532sin(25)(︒+=t t u ；3.4.3 容性， A 44；3.4.4 10V ，2V3.4.5 相同；3.4.6 V 30，20V ；3.4.7 A 44，W 7744；3.4.8 A 5；3.4.9 减小、不变、提高；3.4.10 F 7.87μ；3.4.11 20kVA ，12kvar -；3.4.12 不变、增加、减少；3.4.13 电阻性，电容性； 3.4.14 LC π21，阻抗，电流；3.4.15 1rad/s ，4；3.4.16 Ω10；3.4.17 P L U U =，P L 3I I =，︒-30； 3.4.18 P L 3U U =，P L I I =，超前。
电工学I(电路与电子技术)[第二章正弦交流电路]山东大学期末考试知识点复习
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第二章正弦交流电路2．1．1 正弦量的三要素及表示方法(1)正弦交流电路：如果在线性电路中施加正弦激励(正弦交流电压源或正弦交流电流源)，则电路中的所有响应在电路达到稳态时，也都是与激励同频率的正弦量，这样的电路称为正弦交流电路。
(2)正弦交流电压或正弦交流电流等物理量统称为正弦量，它们的特征表现在变化的快慢、大小及初值3个方面，分别由频率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位来确定。
所以称频率、幅值(或有效值)和初相位为正弦量的三要素。
(3)因为正弦量具有3个要素，它们完全可以表达对应的正弦量的特点和共性。
所以，只要能够反映出正弦的三要素，就可以找到多种表示正弦量的方法，其常见的表示方法如下。
①三角函数表示法和正弦波形图示法，比如正弦电压u=U m sin(ωt+φ)，其正弦波形如图2．1所示，但是正弦量的这两种表示方法都不利于计算。
②旋转矢量表示法，由于复平面上一个逆时针方向旋转的复数能够反映出正弦量的3个要素，因此可用来表示正弦量。
③相量及相量图表示法，由于正弦交流电路中的激励和响应均为同频率的正弦量，故可在已知频率的情况下，只研究幅值和初相位的问题。
这样，不仅可以用旋转矢量表示正弦量，而且也能把正弦量表示成复数(该复数与一个正弦量对应，称为相量)。
图2．1所示正弦电压的幅值相量和有效值相量分别为2．1．2 电路基本定律的相量形式将正弦量用相量表示有利于简化电路的分析和计算，其中电路分析的基本定律在频域中也是成立的，即为表2．1的电路基本定律的相量形式。
当用相量来表示正弦电压与电流，用复阻抗来表示电阻、电感和电容时，正弦交流电路的分析与计算也就类似于直流电路，复阻抗的串并联等效、支路电流法、叠加定理和戴维宁定理等分析方法均可应用。
为了研究复杂正弦交流电路中激励与响应之间的关系，以及研究电路中能量的转换与功率问题，就必须首先掌握单一参数(电阻、电感、电容)元件在正弦交流电路中的特性(见表2．2)，以作为分析复杂正弦交流电路的基础。
【精品】J__《电工电子技术基础》电子教案_电工电子技术课件_第2章 正弦交流电路
电感元件上电压、电流的有效值关系为：
U=LI=2πf LI=IXL
其中：
XL=2πf L=ωL称为电感元件的电抗，简称感抗。 感抗反映了电感元件对正弦交流电流的阻碍作用；
感抗的单位与电阻相同，也是欧姆【Ω】。
感抗与哪些 因素有关？
XL与频率成正比；与电感量L成正比
直流下频率f =0，所以XL=0。L 相当于短路。
平均功率用大写 ！
例
“220V、100W”和“220V、40W”灯泡的电阻？ U2 2202 解： R100 484 P 100 U2 2202 R40 1210 P 40 显然，在相同电压下，负载的电阻与功率成反比。
第3页
2.3.2 电感元件
1. 电感元件上的电压、电流关系
耐压为220V的电容 器，能否用在180V 的正弦交流电源上 ？
U=180V，则Um≈255V
255V>220V 不能用在180V正弦电源上！
u
何谓反相？ 同相？相位 正交？超前 ？滞后？
u1
u2
u3
u4
ωt
u1与u2反相； u1与u4同相；u3与u4正交； u3超前u490°；u3滞后u290°。
第3页
p<0
2. 平均功率（有功功率）P
P=0，电感元件不耗能。 3. 无功功率Q
U Q ULI I X L XL
2
2
Q反映了电感元件与电源之间能量交换的规模。
问题与讨论 1. 电源电压不变，当电路的频率变化时， 通过电感元件的电流发生变化吗？
f 变化时XL随之变化，导致电流i 变化。
则 p ic u I Cm cost U m sint
电路与模拟电子技术基础 正弦稳态电路的分析习题解答 第章习题解答
第3章 正弦稳态电路的分析习题解答3.1 已知正弦电压()V 314sin 10θ-=t u ，当0=t 时，V 5=u 。
求出有效值、频率、周期和初相，并画波形图。
解 有效值为 V 07.7210==UHz 502314==πf ；s 02.01==f T将 0=t , V 5=u 代入，有 )sin(105θ-=，求得初相︒-=30θ。
波形图如下3.2 正弦电流i 的波形如图3.1所示，写出瞬时值表达式。
图3.1 习题3.2波形图解 从波形见，电流i 的最大值是A 20，设i 的瞬时值表达式为A π2sin 20⎪⎭⎫⎝⎛+=θt T i当 0=t 时，A =10i ，所以 θsin 2010=，求得 ︒=30θ 或 6π=θ。
当 s 2=t 时，A =20i ，所以 ⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=6π2π2sin 2020T，求得 s 12=T 。
所以 A ⎪⎭⎫⎝⎛︒+=306πsin 20t i 。
3.3正弦电流()A 120 3cos 51︒-=t i ，A )45 3sin(2︒+=t i 。
求相位差，说明超前滞后关系。
解 若令参考正弦量初相位为零，则1i 的初相位︒-=︒-︒=30120901θ，而2i 初相位︒=452θ，其相位差 ︒-=︒-︒-=-=75453021θθϕ， 所以1i 滞后于2i ︒75 角，或2i 超前1i ︒75 角。
3.4 正弦电流和电压分别为（1）V )60 4sin(23o1+=t u（2）V )75 4cos(52︒-=t u （3）A )90 4sin(2o1+-=t i (4) V )45 4cos(252︒+-=t i 写出有效值相量，画出相量图。
解 (1) V 6031︒∠=•U ，相量图如图（1） (2) V )15 4sin(5)75 4cos(52︒+=︒-=t t u 有效值相量为 V 15252︒∠=•U ，相量图如图（2）(3) ()()A 90 4sin 290 4sin 21︒-=︒+-=t t i 有效值相量为 A 9021︒-∠=•I ，相量图如图（3）(4) ()()A 45 4sin 2545 4cos 252︒-=︒+-=t t i 有效值相量为 A 4552︒-∠=•I ，相量图如图（4）3.5 图3.2中，已知A )452sin(221︒+=t i ，A )452(cos 222︒+=t i ，求S i 。
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A(t ) B(t ) Am Bm
2. 线性规则：
3. 微分规则
A(t ) Am ; B(t ) Bm 则 K1 A(t ) K2 B(t ) K1 Am K2 Bm
A(t ) Am
则
d A(t ) j Am dt
第五章 正弦稳态电路分析
I me j (t i ) I m cos(t i ) jIm sin(t i )
i (t ) I m sin(t i ) Im(I m e
I m I m e j i I m i
j (t i )
) Im(I m e e
第五章 正弦稳态电路分析
电 路 与 电 子 技 术 基 础
2. 正弦信号的相位差
注意：在相同频率的正弦信号激励下，线性非时变电路的稳态响应都是同频 率的正弦信号。 若 u(t)=Umsin(ωt+θu) i(t)=Imsin(ωt+θi) + 则相位差为：θ= (ωt+θu)- (ωt+θi)= θu-θi 同频率的正弦信号相位差即为初相之差。 U R ~u R θ= θu- θi>0 表示电压超前电流 θ= θu- θi=0 表示电压与电流同相 θ= θu- θi= 表示电压与电流反相
周期电流I通过电阻R，一个周期内消耗的能量为：
T
Wi
0
T
p(t )dt
0
Ri 2 dt
直流电流I在相同时间T内通过电阻R所消耗的能量为：
WI RI 2T
令Wi=WI有：
2 T
RI T R i dt
2 0
I 1 2 1 2 2 I i dt I m sin (t i )dt m 0.707I m T0 T0 2
电 路 与 电 子 技 术 基 础
例：电路中一个节点A，如图所示，已知：
i1 5 2 sin(t 36.9 )A, 析 第五章 正弦稳态电路分析 第四节 相量模型 5.4.1 阻抗与导纳
电 路 与 电 子 技 术 基 础
第一节 正弦信号的基本概念
5.1.1 正弦信号的三要素
5.1.2 正弦信号的相位差 5.1.3 正弦信号的有效值
5.4.2 正弦稳态电路相量模型
5.4.3 阻抗和导纳的串、并联 第五节 相量法分析
T
T
同理可得正弦电压的有效值：
U Um 2 0.707U m
用有效值表示电压和电流可写为：
u (t ) 2U sin(t u ) i(t ) 2 I sin(t i )
第五章 正弦稳态电路分析
第二节 正弦信号的相量表示
电 路 与 电 子 技 术 基 础
1. 正弦信号为什么要用相量表示？
第二节 正弦信号的相量表示
5.2.1 复数及其运算 5.2.2 用相量表示正弦信号
第六节 电路的谐振
5.6.1 串联谐振 5.6.2 并联谐振
第三节 基本元件伏安特性和基尔霍夫定律的相量形式
5.3.1 基本元件伏安特性的相量形式 5.3.2 基尔霍夫电流定律和电压定律的相量形式
第五章 正弦稳态电路分析
3. 正弦信号的有效值
由于交流信号是不断变化的，如何直观的比较两个交流大小？我们一般考虑 它对电路产生的平均效果—即有效值。 有效值 定义：两个相同阻值的电阻，分别通过周期交流信号和直流信号，在 一个周期内，两个电阻消耗相同的能量，称该直流电流值为周期电流的 有效值。
第五章 正弦稳态电路分析
电 路 与 电 子 技 术 基 础
电 路 与 电 子 技 术 基 础
第一节
1. 正弦信号三要素
u,i u,i
正弦信号的基本概念
u,i u,i
0 0 t 0 t
t
0
t
第五章 正弦稳态电路分析
电 路 与 电 子 技 术 基 础
u Um
u
0 -Um
T/4 T/2 3T/4 T π /2 π 3π /2 2π
t ω t/rad
0 θ =-π /3
2. 复数运算复习 (1)复数表示：代数型、指数型、极性表示法，相互转换方法。 (2)复数运算：加减法用代数表示法；乘除法用指数表示法 (3)复数几何意义：加减法是平行四边形作图法，乘除法是模增减倍数， 复角旋转一个角度 实部—Real number 虚部—Imaginary 3. 正弦信号的相量表示 由于正弦稳态电路中，各电路变量中的角频率是相同的，所以正弦信号 的三要素中只需关注振幅和初相两个要素。下面推导如何用相量表示正弦电 流信号： 欧拉公式： e jx cos x j sin x
研究对象：在正弦信号作用下、电路达到稳态以后电路的分析方法 关注焦点：如何利用数学变化的方法将三角函数的运算转换成相量运算，在 建立了电路的相量模型以后，其电路的分析方法就可以运用前三章所学的电 路分析方法进行求解。 学习意义：正弦交流电产生容易、便于控制和转换，且可以远距离传输，故 应用广泛；在电子产品、设备研制、生产和性能测试过程中，会遇到正弦稳 态电路的分析设计问题；各种周期的非正弦信号也可分解为众多的正弦分量， 正弦稳态分析是系统频率分析的基础。
ωt
(a)
(b)
交流电定义：信号波形的大小和方向都随时间周期变化。 正弦交流电定义：按正弦规律变化的交流电。 u(t)=Umsin(ωt+θ) 或 u(t)=Umcos(ωt+θ) 对于一个正弦信号，只要知道Um、ω和θ就可以唯一确定，因此这三个参 数称为正弦信号的三要素。 其中：Um--峰值或振幅、ω--角频率(ω=2π/T，T—为信号变化周期，f=1/T称 为交流信号的频率，单位是赫兹Hz)、θ--初相角
j i
jt
) Im(I m e jt )
第五章 正弦稳态电路分析
电 路 与 电 子 技 术 基 础
同理可以推出电压的相量表示。 由于最大值与有效值之间差0.707，所以，正弦信号相量也可以用有效值表示。 相量表示的几何意义：长度为幅值，起始位置为初相角、以角频率逆时针方 向旋转的一个矢量在实轴上的投影。 特别注意：正弦信号是代数量，而不 是矢量或复数量，所以相量不等于正 弦信号。用相量表示正弦信号只表明 它们之间有对应关系。 对应规则： 1. 唯一性原则：