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文檔簡介

1、直流電路小結(jié)直流電路小結(jié)一一.幾個(gè)定律幾個(gè)定律、KCLKCL:在集總電路中,任何時(shí)刻,對于任一結(jié)點(diǎn),:在集總電路中,任何時(shí)刻,對于任一結(jié)點(diǎn),所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于0 0,即:,即:i i=0=0。流出為正,。流出為正, 流入為負(fù)?;蛎枋鰹槿我鈺r(shí)刻對流入為負(fù)?;蛎枋鰹槿我鈺r(shí)刻對于任意節(jié)點(diǎn)于任意節(jié)點(diǎn)i i 出出= = i i入入。、K KL L:集總電路中,任何時(shí)刻,沿任意回路,所:集總電路中,任何時(shí)刻,沿任意回路,所有支路的電壓代數(shù)和恒等于有支路的電壓代數(shù)和恒等于0 0,即:,即: u u=0=0。、歐姆定律、歐姆定律二二.常用電路元件三常用電路

2、元件三.常用電路變量常用電路變量 . .電阻電阻 . .電感電感 . .電容電容 . .獨(dú)立源獨(dú)立源 . .受控源受控源 .電流電流 .電壓電壓 .功率功率四四. .電阻電路的分析方法電阻電路的分析方法(一)等效變換法(局部變換)(一)等效變換法(局部變換).電源模型的等效變換電源模型的等效變換.任意線性二端口網(wǎng)絡(luò)的等效變換任意線性二端口網(wǎng)絡(luò)的等效變換.疊加定理疊加定理(二)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的幾種分析方法(二)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的幾種分析方法 .支路電流法:,支路電流法:, .結(jié)點(diǎn)電壓法:結(jié)點(diǎn)電壓法: .回路電流法(網(wǎng)孔法):回路電流法(網(wǎng)孔法): 各種分析方法之間是相互有聯(lián)系的,對于各種分析方法之間是相互有聯(lián)

3、系的,對于某個(gè)電路究竟采用哪種分析方法視具體情某個(gè)電路究竟采用哪種分析方法視具體情況而定,需要求解全部支路時(shí)用拓?fù)浞治鰶r而定,需要求解全部支路時(shí)用拓?fù)浞治龇椒ǎ枰蠼饽骋粭l支路的變量時(shí)用等方法,需要求解某一條支路的變量時(shí)用等效變換法效變換法1.1.兩種電源模型的互換兩種電源模型的互換、戴維南定理:、戴維南定理:任意一個(gè)線性含源一端口,對外任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來說,總可以用一個(gè)電壓源和一個(gè)電阻的串聯(lián)電路來說,總可以用一個(gè)電壓源和一個(gè)電阻的串聯(lián)組合來等效置換,此電壓源的電壓等于一端口的開組合來等效置換,此電壓源的電壓等于一端口的開路電壓;而電阻則等于一端口內(nèi)的全部獨(dú)立源置零路電壓;而

4、電阻則等于一端口內(nèi)的全部獨(dú)立源置零后的輸入電阻。后的輸入電阻。說明:說明:R Reqeq為為N Ns s 內(nèi)所有獨(dú)立源置零后的輸入電阻,稱為一端內(nèi)所有獨(dú)立源置零后的輸入電阻,稱為一端口的戴維南等效電阻;口的戴維南等效電阻;u uococ為一端口的端口開路電壓;為一端口的端口開路電壓; 注意注意u uococ的參考方向,應(yīng)使等效置換后端子電壓保持不變。的參考方向,應(yīng)使等效置換后端子電壓保持不變。3 3、諾頓定理、諾頓定理: :任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來說,總可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)的并聯(lián)組合來等效置說,總可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)的并聯(lián)組合來等效置換。電流源的

5、電流等于該一端口的短路電流換。電流源的電流等于該一端口的短路電流i isc sc ,電,電導(dǎo)等于該一端口內(nèi)全部獨(dú)立源置零后的輸入電導(dǎo)導(dǎo)等于該一端口內(nèi)全部獨(dú)立源置零后的輸入電導(dǎo)G Ge q e q (1 / Re q 1 / Re q )。)。eqocscsceqocRuiiRu4、疊加定理:在線性電路中,任一支路的電壓或、疊加定理:在線性電路中,任一支路的電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電壓或電流的疊加(代數(shù)和)。產(chǎn)生的電壓或電流的疊加(代數(shù)和)。只要是線性電路,就可直接設(shè)響應(yīng)為:只要是線性電路,就可直接設(shè)響應(yīng)為: y yK

6、K1 1u us1s1 K K2 2u us2s2 K K3 3i is1s1 K K4 4i is2s2步驟:步驟: 選定各支路電流的參考方向選定各支路電流的參考方向; 選選(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn),列個(gè)結(jié)點(diǎn),列KCL電流方程;電流方程;選定一組獨(dú)立回路選定一組獨(dú)立回路(b-n+1) ,并指定回路繞行,并指定回路繞行方向,列方向,列KVL方程;方程; 解方程組,求出各支路電流;解方程組,求出各支路電流; 根據(jù)需要根據(jù)需要, 求解支路電壓。求解支路電壓。 4.以支路電流為電路變量列出方程并求解的方法以支路電流為電路變量列出方程并求解的方法5.以結(jié)點(diǎn)電壓為電路變量列出方程并求解的方法以結(jié)點(diǎn)電壓為電路變量

7、列出方程并求解的方法結(jié)點(diǎn)電壓法的基本步驟:結(jié)點(diǎn)電壓法的基本步驟:1 1表明參考結(jié)點(diǎn)和獨(dú)立結(jié)點(diǎn)表明參考結(jié)點(diǎn)和獨(dú)立結(jié)點(diǎn)( (參考方向總是獨(dú)立結(jié)點(diǎn)指向參參考方向總是獨(dú)立結(jié)點(diǎn)指向參考結(jié)點(diǎn));考結(jié)點(diǎn));2 2用觀察法列出用觀察法列出( (n n-1)-1)個(gè)結(jié)點(diǎn)方程,其形式為:個(gè)結(jié)點(diǎn)方程,其形式為: )1)(1(S)1()1)(1(22)1(11)1(22S)1()1(222212111S)1()1(1212111.nnnnnnnnnnnnnnnnnnnniuGuGuGiuGuGuGiuGuGuG3 3解方程求得各結(jié)點(diǎn)電壓。解方程求得各結(jié)點(diǎn)電壓。4 4根據(jù)要求,計(jì)算各支路電流或電壓。根據(jù)要求,計(jì)算各支路

8、電流或電壓。 小結(jié):小結(jié):1 1、自電導(dǎo)、自電導(dǎo)該結(jié)點(diǎn)電壓該結(jié)點(diǎn)電壓 互電導(dǎo)互電導(dǎo)相鄰結(jié)點(diǎn)電壓相鄰結(jié)點(diǎn)電壓 流入該結(jié)點(diǎn)的電源電流代數(shù)和流入該結(jié)點(diǎn)的電源電流代數(shù)和 電源的戴維南形式電源的戴維南形式諾頓形式;諾頓形式; 選參考結(jié)點(diǎn),規(guī)定各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的選參考結(jié)點(diǎn),規(guī)定各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)電壓;電壓; 列結(jié)點(diǎn)電壓方程,求解。列結(jié)點(diǎn)電壓方程,求解。2 2、含電壓源支路的處理辦法,有兩個(gè):、含電壓源支路的處理辦法,有兩個(gè): 合理選擇參考結(jié)點(diǎn),使某結(jié)點(diǎn)電壓為已知數(shù);合理選擇參考結(jié)點(diǎn),使某結(jié)點(diǎn)電壓為已知數(shù); 給電壓源設(shè)一電流作為未知量。給電壓源設(shè)一電流作為未知量。3 3、含受控源電路、含受控源電路 將受控源暫按

9、獨(dú)立源處理,列寫方程;將受控源暫按獨(dú)立源處理,列寫方程; 補(bǔ)充控制量和結(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系方程。補(bǔ)充控制量和結(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系方程。注意:和電流源串聯(lián)的電阻,在寫結(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)不予考慮注意:和電流源串聯(lián)的電阻,在寫結(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)不予考慮。6.以回路電流為電路變量列出方程并求解的方法以回路電流為電路變量列出方程并求解的方法回路電流法的基本步驟:回路電流法的基本步驟: 1 1如有電流源模型則轉(zhuǎn)換為電壓源模型;如有電流源模型則轉(zhuǎn)換為電壓源模型; 2 2標(biāo)明一組獨(dú)立回路及回路電流參考方向;標(biāo)明一組獨(dú)立回路及回路電流參考方向; 3 3用觀察法列出用觀察法列出 l l (=b-(=b-n n+1)+1)個(gè)回

10、路方程,其形式為:個(gè)回路方程,其形式為:lllllllllllllllllllluiRiRiRuiRiRiRuiRiRiRS221122S222212111S1212111.回路法小結(jié):回路法小結(jié): 諾頓電路諾頓電路 戴維南電路;戴維南電路; 2222212111212111 smmsmmuiRiRuiRiR 其中:其中:1 10 0 R Rij ij = R= Rjiji ; 2 20 0 互阻的符號:互阻的符號: 當(dāng)相鄰回路電流在該互阻上的方當(dāng)相鄰回路電流在該互阻上的方向相同時(shí),互阻為正;方向相反向相同時(shí),互阻為正;方向相反則為負(fù)值。則為負(fù)值。 為了回路電流方程的整齊,一般將各回路電流的繞

11、向取為一致,為了回路電流方程的整齊,一般將各回路電流的繞向取為一致,這樣,所有互阻均為負(fù)值,在寫方程時(shí)不須再考慮互阻的符號。這樣,所有互阻均為負(fù)值,在寫方程時(shí)不須再考慮互阻的符號。電路中含有受控源時(shí)電路中含有受控源時(shí) :先將其按獨(dú)立電源看待寫回路電流:先將其按獨(dú)立電源看待寫回路電流方程;再用回路電流表示控制量。方程;再用回路電流表示控制量。含有理想電流源支路的處理辦法,有兩個(gè)含有理想電流源支路的處理辦法,有兩個(gè): 1 10 0 合理選擇回路電流,使其中某個(gè)回路電流為已知量;合理選擇回路電流,使其中某個(gè)回路電流為已知量; 2 20 0 給電流源設(shè)一電壓變量給電流源設(shè)一電壓變量u ui i 。典型

12、例題一典型例題一典型例題二典型例題二il1il2典型例題三典型例題三圖示電路中,圖示電路中,u us1s1=10V=10V, u us2s2可調(diào)??烧{(diào)。當(dāng)當(dāng)u us2s2 0V0V時(shí),可測得時(shí),可測得u uabab 2V2V;當(dāng)當(dāng)u us2s2 8V8V時(shí),可測得時(shí),可測得u uabab 2V2V。問:當(dāng)問:當(dāng)u us2s2 5V5V時(shí),時(shí),u uabab 為多少為多少伏?伏?圖25如圖如圖2525所示電路中,當(dāng)電流源所示電路中,當(dāng)電流源is1is1和電壓源和電壓源us1us1反反向時(shí)(向時(shí)(us2us2不變),電壓不變),電壓uabuab是原來的是原來的0.50.5倍;當(dāng)倍;當(dāng)is1is1和

13、和us2us2反向時(shí)(反向時(shí)(us1us1)不變,電壓)不變,電壓uabuab是原來的是原來的1.51.5倍。問僅倍。問僅is1is1反向時(shí)(反向時(shí)(us1us1,us2us2均不變),電均不變),電壓壓uabuab應(yīng)為原來的幾倍?應(yīng)為原來的幾倍? 典型例題四典型例題四電路如圖16所示,問:Rx為何值時(shí),Rx可獲得最大功率?此最大功率為何值? 圖16典型例題五典型例題五電路如圖電路如圖24所示,電阻所示,電阻Rx為多大時(shí),為多大時(shí),它可以獲得最大的功率。它可以獲得最大的功率。Rx圖24典型例題六典型例題六1.1.網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1 1的吸收功率為:的吸收功率為: W W。電圖電圖2電流源吸收電流源吸收

14、 功率,電壓源發(fā)出功率,電壓源發(fā)出 功率。圖功率。圖3U= V,I= A。2A 1 1V641圖10V A22圖IA62u A23圖2電路如圖電路如圖4所示,則端口的輸入電阻所示,則端口的輸入電阻Rin= inRab4i2i 2 4abU3電路如圖電路如圖5所示,所示,R1=3、R2=2、R3=5、R=7、R4=7,電路中電路中2RV81R5圖3RRbaRRRocUeqR4.一端口電路如圖一端口電路如圖7所示,所示,則它的戴維南等效電路的兩個(gè)參數(shù),則它的戴維南等效電路的兩個(gè)參數(shù),圖79V3i163i1圖185.則a-b端口的開路電壓Uoc= 。6.則端口則端口1-1的等效電阻為的等效電阻為 。

15、小結(jié):戴維南定理:小結(jié):戴維南定理: 任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來說,總可以用一個(gè)電任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來說,總可以用一個(gè)電壓源和一個(gè)電阻的串聯(lián)組合來等效置換,此電壓源的電壓等于一壓源和一個(gè)電阻的串聯(lián)組合來等效置換,此電壓源的電壓等于一端口的開路電壓;而電阻則等于一端口內(nèi)的全部獨(dú)立源置零后的端口的開路電壓;而電阻則等于一端口內(nèi)的全部獨(dú)立源置零后的輸入電阻。輸入電阻。戴維南定理可以用下圖電路加以證明:戴維南定理可以用下圖電路加以證明:利用替代定理利用替代定理應(yīng)用疊加定理將右圖分解為如下兩種情況:應(yīng)用疊加定理將右圖分解為如下兩種情況:0)1(iocuu)1(開路電壓ii)2(iR

16、ueq)2(Req為Ns 內(nèi)獨(dú)立源置零后的輸入電阻。iRuueqoc所以:據(jù)此電壓電流關(guān)系,可得如下等效電路:據(jù)此電壓電流關(guān)系,可得如下等效電路:說明:說明:R Reqeq為為N Ns s 內(nèi)所有獨(dú)立源置零后的輸入電內(nèi)所有獨(dú)立源置零后的輸入電阻,稱為一端口的戴維南等效電阻阻,稱為一端口的戴維南等效電阻; ;u uococ為一端為一端口的端口開路電壓;口的端口開路電壓; 注意注意u uococ的參考方向,應(yīng)的參考方向,應(yīng)使等效置換后端子電壓保持不變。使等效置換后端子電壓保持不變。例題例題 1、電路中不含受控源。、電路中不含受控源。 例題例題1、用戴維南定理求電流 i L。解解:先求除外電路先求除

17、外電路R RL L以外含源一端口的戴維南等效電路。如右圖所示。以外含源一端口的戴維南等效電路。如右圖所示。1 1o o 求開路電壓求開路電壓u uococ :外電路開路后,電路仍是一個(gè)完整的線性電路,可:外電路開路后,電路仍是一個(gè)完整的線性電路,可以用學(xué)過的各種方法去分析和求解。以用學(xué)過的各種方法去分析和求解。節(jié)點(diǎn)法:節(jié)點(diǎn)法:Vun 81110Vuunoc 612接上外電路,求i L :回路法:Vuoc 61) 11 (10212o 求戴維南等效電阻Re q :一端口內(nèi)所有獨(dú)立源置零后,可得: Re q 3所以,原電路可等效為右圖電路。A 2 . 1236Li很顯然,戴維南定理非常適合求某一條

18、某一條支路的電壓或電流。練習(xí)練習(xí)1、下圖電路中求電流i 。例題例題2、求圖示電路的戴維南等效電路。解:求開路電壓uoc : 端口開路時(shí),i =0, 所以, uoc =10V。求戴維南等效電阻Re q :見右上圖。端口加電源激勵u,產(chǎn)生電流i。 1500 500 2000iiiu 1500 iuReq畫出戴維南等效電路,見右圖所示。諾頓定理諾頓定理 任意一個(gè)線性含源一端口,對外電路來說,總可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)的并聯(lián)組合來等效置換。電流源的電流等于該一端口的短路電流isc ,電導(dǎo)等于該一端口內(nèi)全部獨(dú)立源置零后的輸入電導(dǎo)Ge q (1 / Re q )。eqocscsceqocRuiiRu例題例題

19、3、求圖示一端口的諾頓等效電路。求圖示一端口的諾頓等效電路。解:解:求短路電流isc :用節(jié)點(diǎn)法:如上右圖選參考節(jié)點(diǎn),獨(dú)立節(jié)點(diǎn)1的節(jié)點(diǎn)電壓為:un 2052015 101201201nu V 5nu可得:A 5 . 2210nscui求Re q :方法和前面一樣。 201020/20eqR畫出諾頓等效電路,如右圖。注意:電流源的方向。例題例題1圖示電路中,欲使 ,問電阻Rx應(yīng)為何值?IIx91解:解:先用替代定理,將電壓源支路替換為電流為I的電路源。用戴維南定理求解:用戴維南定理求解:IIIUoc21211212 5 . 13/3eqRxxRII5 . 12令: 得:IIx91 3xR例題例題

20、2:圖中N0為線性無源網(wǎng)絡(luò),已知: is=8A,R=3時(shí),i=0.5A; is=18A,R=4時(shí),i=1A;求: is=40A,R=5時(shí),i=?A解:解: 可將a、b左側(cè)電路等效為戴維南電路。此時(shí)is是變化的,如何等效?可利用齊性定理!設(shè)is=1A時(shí),對應(yīng)的開路電壓為uoc=u ,戴維南等效電阻為Req,則根據(jù)齊性定理有:is=8A時(shí),開路電壓為uoc=8u,戴維南電阻為Req ;is=18A時(shí),開路電壓為uoc=18u ,戴維南電阻為Req。 則由: 得:RRuieqoc5181385 . 0eqeqRuRu 5V 5 . 0eqRu則is=40A時(shí), uoc=40u=20V ,當(dāng)R=5時(shí),

21、有:A 25520i例題例題3: 、圖示電路,、圖示電路,N僅含電阻。僅含電阻。當(dāng)當(dāng): :US=3V, R=1時(shí),時(shí),U=1V,US=5V, R=2時(shí),時(shí),U=3V, 問當(dāng)問當(dāng): :US=11V, R=3時(shí),時(shí),U=? 解解:畫出戴維南等效電路畫出戴維南等效電路則則:OCURRRUeq根據(jù)疊加定理根據(jù)疊加定理, ,可知可知: :Uoc=kUs故得故得:kReq3111kReq5223S kURRRUeq83eqRk 當(dāng)當(dāng)US=11V, R=3時(shí),時(shí), V9113383 U習(xí)題課習(xí)題課1.1.電路的基本物理量:電路的基本物理量:U,I,PU,I,P2.2.電路元件:電路元件:a.a.無源元件無源

22、元件 b.b.有源元件有源元件3.3.集總電路的基本定律:集總電路的基本定律: a.KCL b.KVLa.KCL b.KVL第一章第一章第二章第二章1.1.電阻的串并混及等效電阻電阻的串并混及等效電阻2.2.電源的串并聯(lián)及電源的等效變換電源的串并聯(lián)及電源的等效變換3.3.輸入電阻的求法:輸入電阻的求法:a.a.等效變換法等效變換法 b.b.外加激勵法外加激勵法1.1.支路電流法支路電流法2.2.結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法3.3.回路法和網(wǎng)孔法回路法和網(wǎng)孔法第三章第三章第四章第四章1.1.疊加定理疊加定理2.2.戴維南定理和諾頓定理戴維南定理和諾頓定理3.3.最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理題題1 1

23、元件iu圖1(b)元件iu圖1(a)(1 1)圖)圖1 1(a a)中)中u u和和i i的參考方向是否關(guān)聯(lián)?的參考方向是否關(guān)聯(lián)? (2 2)圖)圖1 1(a a)中)中u u和和i i的乘積表示什么功率?的乘積表示什么功率? (3 3)如果在圖)如果在圖1 1(a a)中)中u0u0,i0i0,則元件實(shí),則元件實(shí)際上是吸收功率還是發(fā)出功率?際上是吸收功率還是發(fā)出功率? (4 4)如果在圖)如果在圖1 1(b b)中)中u0u0,i0i0,則元件實(shí),則元件實(shí)際上是吸收功率還是發(fā)出功率?際上是吸收功率還是發(fā)出功率? 題題2:2:如圖如圖所示一端口電路,則端口電壓所示一端口電路,則端口電壓U U的

24、值的值為(為( )V,V,電流電流I I的值為(的值為( )A A 4V502U-2A6V22I3A題題3 3電路如圖所示,則圖中的電流電路如圖所示,則圖中的電流I I的為的為I題題4 4電路如圖所示,電路中電路如圖所示,電路中a a、b b兩端間等效電兩端間等效電阻阻R Rabab為(為( )。)。 60ab20503030圖 8圖2 題題5 5電路如圖所示,則端口電路如圖所示,則端口1-11-1的戴維南等效電的戴維南等效電路的兩個(gè)參數(shù)分別為(路的兩個(gè)參數(shù)分別為( )。)。20圖61 1電路如圖電路如圖1 1所示,則:所示,則:(1 1)_V_V(2 2)元件吸收的功率為)元件吸收的功率為_

25、。ABU2. 電路如圖電路如圖2所示,則所示,則a、b兩端間等效電阻兩端間等效電阻Rab=_。3 3電路如圖電路如圖3 3所示,則電流源吸收功率為所示,則電流源吸收功率為 W W,電壓源發(fā)出功率為電壓源發(fā)出功率為 W W。4 4電路如圖電路如圖4 4所示,網(wǎng)絡(luò)所示,網(wǎng)絡(luò)N N吸收的功率為吸收的功率為 W W。6V24A2i圖4Nus2AIs10V圖3圖3533ab圖23A2AIU5如圖如圖7 7所示一端口電路,則圖中所示電流所示一端口電路,則圖中所示電流I I的值為的值為( )A A。6如圖如圖8 8所示一端口電路,則端口所示一端口電路,則端口a a、b b的輸入電阻為(的輸入電阻為( )。7

26、.如圖如圖9所示電路中所示電路中2電阻的吸收功率電阻的吸收功率P等于(等于( )8.如圖如圖10所示一端口電路,則端口電壓所示一端口電路,則端口電壓U的值為(的值為( )V圖2V22U2A圖1013211I11V2U8V圖20U電路如圖20所示,求電壓U、電流I1和I2 電路如圖16所示,問:Rx為何值時(shí),Rx可獲得最大功率?此最大功率為何值? 圖16 本章小結(jié)本章小結(jié): : 一一. . 有關(guān)概念: 1.正弦量的三要素 2.2.相位差和有效值 3.3.復(fù)數(shù)及其計(jì)算方法是正弦交流電路計(jì)算中 常用計(jì)算工具 4.正弦量的相量 5.相量圖 6.相量法 7.阻抗 8.導(dǎo)納 二二. .正弦交流電路的分析計(jì)

27、算正弦交流電路的分析計(jì)算 基本步驟基本步驟: 1) 1) 從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為為相量模型從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為為相量模型: : 正弦電流、電壓用相量表示正弦電流、電壓用相量表示, ,無源支路用阻抗表示無源支路用阻抗表示; ; 2 2)選擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎ哼x擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎ?等效變換法、網(wǎng)孔法、回路法、節(jié)點(diǎn)法、戴維寧等效變換法、網(wǎng)孔法、回路法、節(jié)點(diǎn)法、戴維寧定理等;定理等; 3 3)由由相量方程求相量解;相量方程求相量解; 4 4)轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。三三. .正弦交流電路的功率正弦交流電路的功率i1).1).有功功率有功功率P P2).2).無功功率無功功率Q Q3).3).視

28、在功率視在功率S S4).4).復(fù)功率復(fù)功率S5).5).功率因數(shù)和功率因數(shù)角功率因數(shù)和功率因數(shù)角四四. .功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高五五. .最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理六六. .諧振電路諧振電路2).2).無功功率無功功率Q Q.已知一個(gè)正弦量電壓的瞬時(shí)值已知一個(gè)正弦量電壓的瞬時(shí)值Vtu)351000sin(10則它對應(yīng)的向量可以表示為則它對應(yīng)的向量可以表示為( )。.電路如圖電路如圖4所示,則方框所示,則方框N內(nèi)最簡單內(nèi)最簡單的等效串聯(lián)組合可以表示為的等效串聯(lián)組合可以表示為圖4tAi2cos5Vtu 2cos303.圖示電路正處于諧振狀態(tài),閉合開關(guān)圖示電路正處于諧振狀態(tài),閉合開關(guān)K

29、后,后,電壓表讀數(shù)將電壓表讀數(shù)將 。(增大、減小、為。(增大、減小、為0、不變)、不變)例例1、 圖示用實(shí)驗(yàn)法測定整流器參數(shù)的圖示用實(shí)驗(yàn)法測定整流器參數(shù)的r r和和L L(也可以是任意(也可以是任意阻抗參數(shù))在阻抗參數(shù))在工頻工頻下,使用取樣電阻下,使用取樣電阻R R1 1=50=50,現(xiàn)測得:,現(xiàn)測得:V V1 1=50V=50V,V V2 2=80V=80V,V V3 3=100V=100V,求求r r和和L L。 工頻指工頻指 f=50Hzf=50Hz,則,則 =2f=314rad/s =2f=314rad/s 解:運(yùn)用相量間關(guān)系解:運(yùn)用相量間關(guān)系 :A 15050RUI 112222)

30、(80Z LrIUHLLrIU25. 0XL 24.79X 11r )()50(100Z 223如果不充分利用阻抗模值如果不充分利用阻抗模值與電壓電流有效值之間的與電壓電流有效值之間的關(guān)系,顯然計(jì)算會復(fù)雜一關(guān)系,顯然計(jì)算會復(fù)雜一些。因?yàn)槌跸辔徊⒉恢馈P?。因?yàn)槌跸辔徊⒉恢馈T倥e幾個(gè)利用再舉幾個(gè)利用相量圖相量圖求解求解題目的例子。題目的例子。 例例2 如圖正弦電路,已知電流表如圖正弦電路,已知電流表A A1 1讀數(shù)為讀數(shù)為1A1A,電路參數(shù)如圖所,電路參數(shù)如圖所示,試求電流表示,試求電流表A A和電壓表和電壓表V V的的讀數(shù)讀數(shù)。 明確一點(diǎn):明確一點(diǎn):交流電壓表、電流表交流電壓表、電流表測出的

31、讀數(shù)是什么值?測出的讀數(shù)是什么值? 解:解: 01L01R0119010I10U 010I10U A 01II j則作為參考相量,即令以V 14.4UV 45210UUU 01LR的讀數(shù)電壓表畫相量圖見右圖A 1A A 901III 135210I 02102的讀數(shù)電流表jU例例3.圖示電路圖示電路, ,感性負(fù)載電路的額定功率感性負(fù)載電路的額定功率P = 40 kW, 功率因數(shù)功率因數(shù) cos = 0.6。電源電壓。電源電壓U = 380 V, f = 50Hz。UC解解: 畫出并聯(lián)電容前后,有功、無功及視畫出并聯(lián)電容前后,有功、無功及視在功率和功率因數(shù)的幾何關(guān)系圖在功率和功率因數(shù)的幾何關(guān)系圖

32、S(2)(2)若要將若要將功率因數(shù)提高到功率因數(shù)提高到cos 0.95, (1)(1)若在若在負(fù)載端并聯(lián)負(fù)載端并聯(lián)120F的電容的電容C, 問功率因數(shù)問功率因數(shù)cos將提高到多少?將提高到多少?,PtanQ CQQQCUPtan2)115( 2222PfCUtanPfCUPtan(1) (1) ,6 .0cos53且為且為感性負(fù)載感性負(fù)載, 代入數(shù)值代入數(shù)值, 得得: 813. 0tan40766. 0cos)(22tantanfUPC(2)(2)代入數(shù)值代入數(shù)值, 得得: FC882PQtan問應(yīng)并聯(lián)多大電容?問應(yīng)并聯(lián)多大電容?討論討論: : 可否將功率因數(shù)提高到可否將功率因數(shù)提高到1 1?

33、 采用采用C= =1173F 的電容的電容QPQC=-U2CUICX圖圖13例例4.4.電路如圖13所示,已知同相位,電路消耗的有功功率為18W,求U、I及 十章小結(jié)十章小結(jié): : 一一. .互感: 1.自感 2.2.互感 3.3.同名端 4.耦合系數(shù) 5.互感電壓相量關(guān)系 二二. .含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算 方法:互感消去法方法:互感消去法 1) 1) 公共端為同名端公共端為同名端; ; 2 2)公共端為異名端)公共端為異名端; ;三三. .變壓器變壓器1.1.空心變壓器空心變壓器(1)(1)原邊等效電路原邊等效電路(2)(2)副邊等效電路副邊等效電路2.2.理想變壓器理

34、想變壓器(1)(1)變壓變壓(2)(2)變流變流(3)(3)阻抗阻抗L1圖圖1L2ML3ab圖圖21電路如圖電路如圖1所示,所示,L1=2H,L2=4H,L3=3H,M=3H,則,則a-b端口等效電感為(端口等效電感為( )。)。2電路如圖電路如圖2所示,虛線框中為理想變壓器,所示,虛線框中為理想變壓器,則端口則端口1-1的等效阻抗為的等效阻抗為 。A2cos25Sti 圖圖32:1?20511圖圖43如圖如圖3所示電路中,已知所示電路中,已知則穩(wěn)態(tài)開路電壓則穩(wěn)態(tài)開路電壓uoc= 。4電路如圖電路如圖4所示,虛線框中表示的是理想變所示,虛線框中表示的是理想變壓器,則壓器,則?為何值時(shí)負(fù)載獲得最

35、大功率為何值時(shí)負(fù)載獲得最大功率 八九章小結(jié)八九章小結(jié): : 一一. . 有關(guān)概念: 1.正弦量的三要素 2.2.相位差和有效值 3.3.復(fù)數(shù)及其計(jì)算方法是正弦交流電路計(jì)算中 常用計(jì)算工具 4.正弦量的相量 5.相量圖 6.相量法 7.阻抗 8.導(dǎo)納 二二. .正弦交流電路的分析計(jì)算正弦交流電路的分析計(jì)算 基本步驟:基本步驟: 1) 1) 從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為即相量模型從時(shí)域電路模型轉(zhuǎn)化為即相量模型: : 正弦電流、電壓用相量表示正弦電流、電壓用相量表示, ,無源支路用阻抗表示無源支路用阻抗表示; ; 2 2)選擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎ海┻x擇適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ǎ?等效變換法、網(wǎng)孔法、回路法、節(jié)點(diǎn)法

36、、戴維寧等效變換法、網(wǎng)孔法、回路法、節(jié)點(diǎn)法、戴維寧定理等;定理等; 3 3)由相量方程求相量解;)由相量方程求相量解; 4 4)轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。)轉(zhuǎn)化為時(shí)域解。三三. .正弦交流電路的功率正弦交流電路的功率i1).1).有功功率有功功率P P2).2).無功功率無功功率Q Q3).3).視在功率視在功率S S4).4).復(fù)功率復(fù)功率S5).5).功率因數(shù)和功率因數(shù)角功率因數(shù)和功率因數(shù)角四四. .功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高五五. .最大功率傳輸定理最大功率傳輸定理六六. .諧振電路諧振電路 IU,1.已知正弦量已知正弦量u (t)=10cos(1000t+30) V, i(t)=5sin(100

37、0t60) A則它們對應(yīng)的相量分則它們對應(yīng)的相量分別為別為: 圖圖12.如圖如圖1,若一個(gè)大小為,若一個(gè)大小為1F的電容兩端的電壓為的電容兩端的電壓為 Uc=10e-2t V, 其電流為其電流為ic= 圖圖23已知圖已知圖2(a)、(b)中電壓表中電壓表V1的讀數(shù)為的讀數(shù)為30 V,V2的讀數(shù)為的讀數(shù)為60 V;圖;圖2(a)、(b)電路端電電路端電壓的有效值壓的有效值U分別為(分別為( )V。4.電路如圖電路如圖3所示已知電流表所示已知電流表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為3 A、A2為為4 A,則,則A表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為 A。若此時(shí)電壓表讀數(shù)若此時(shí)電壓表讀數(shù)100 V則電路的復(fù)阻抗則電路的復(fù)阻抗 ,

38、及復(fù)導(dǎo)納及復(fù)導(dǎo)納 S。圖圖35電路如圖電路如圖2所示,則端口所示,則端口a-b的輸入阻抗為的輸入阻抗為( )。88-j4j4j5ab圖圖260.1HF10sU圖3I圖圖46電路如圖電路如圖3所示,如果電路中電流的有效值所示,如果電路中電流的有效值I=0,則電路中激勵,則電路中激勵的角頻率的角頻率為(為( )。)。7.如圖如圖4所示電路,電壓所示電路,電壓U=220cos(2t)V, 電流電流 I=11cos(2t-37o)A, 則則 R= . L= . 8電路如圖電路如圖5所示,如果電路中電流與電壓同所示,如果電路中電流與電壓同相位相位 ,C=100F,L=10mH,激勵,激勵的角頻率的角頻率

39、為(為( )9電路如圖電路如圖6所示,則端口所示,則端口a-b的輸入阻抗為的輸入阻抗為00220U10.如圖如圖20所示電路中,所示電路中,并聯(lián)負(fù)載并聯(lián)負(fù)載Z1=50,Z2=40+j30,=1000 rad/s。(1)求電流表、功率表的讀數(shù);)求電流表、功率表的讀數(shù);(2)求)求電路總的有功功率與無功功率電路總的有功功率與無功功率;(3)如果使原電路的功率因數(shù)提高到)如果使原電路的功率因數(shù)提高到=1,需并聯(lián)多大的電容?需并聯(lián)多大的電容? 第一章第一章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)參考方向和關(guān)聯(lián)參考方向;)參考方向和關(guān)聯(lián)參考方向;(2 2)功率計(jì)算;)功率計(jì)算;

40、(3 3)電阻元件;)電阻元件;(4 4)電源元件;)電源元件;(5 5)基爾霍夫定律。)基爾霍夫定律。關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向利用基爾霍夫定律和元件的利用基爾霍夫定律和元件的VCR計(jì)算電流、電壓和功率計(jì)算電流、電壓和功率第二章第二章 電阻電路的等效變換電阻電路的等效變換重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)等效變換的概念;)等效變換的概念;(2 2)分壓分流公式;)分壓分流公式;(3 3)電源的串聯(lián)和并聯(lián);)電源的串聯(lián)和并聯(lián);(4 4)實(shí)際電源的模型及其等效變換;)實(shí)際電源的模型及其等效變換;(5 5)輸入電阻。)輸入電阻。利用等效變換分析電路,求含受控源電路的等效電阻利用等

41、效變換分析電路,求含受控源電路的等效電阻(5 5)輸入電阻。)輸入電阻。利用等效變換分析電路,求含受控源電路的等效電阻利用等效變換分析電路,求含受控源電路的等效電阻(5 5)輸入電阻。)輸入電阻。解:解:2 2個(gè)節(jié)點(diǎn),個(gè)節(jié)點(diǎn),3 3條支路。條支路。 如圖選如圖選l l1 1、l l2 2兩個(gè)回路。兩個(gè)回路。設(shè)各支路電流分別為設(shè)各支路電流分別為i1i1、i2i2、i3i3,參考方向如圖示。,參考方向如圖示。0 KCL 1321iii:節(jié)點(diǎn)014212 KVL 211iil:回路014 :KVL 2233iiu回路31142iiu補(bǔ)充:補(bǔ)充:解得:解得: i i1 1=0.5A =0.5A i i

42、2 2= =2.5A 2.5A i i3 3=2A =2A u u3 3= = 13V13V求下圖電路中各支路電流和求下圖電路中各支路電流和u u3 3 ,以及電源的,以及電源的功率。功率。例題一例題一:例題二例題二求電流 i解:解:進(jìn)行電源等效變換Ai5 . 07349例題例題3.3.利用等效變換法求下圖電路中的電流i 解:解:如圖作電源的等效變換。受控源暫按獨(dú)立源處理;最后補(bǔ)充控制量與要求的待求量之間的關(guān)系方程即可。5102 uiiu3AAi 909. 0 1110 解得:例題例題4求圖示電路的輸入電阻Rin。第三章第三章 電阻電路的一般分析方法電阻電路的一般分析方法重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1

43、1)KCL、KVL方程的獨(dú)立數(shù)方程的獨(dú)立數(shù);(2 2)網(wǎng)孔電流法;)網(wǎng)孔電流法;(3 3)結(jié)點(diǎn)電壓法。)結(jié)點(diǎn)電壓法。熟練列寫電路方程,列寫附加方程熟練列寫電路方程,列寫附加方程第四章第四章 電路定理電路定理重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)疊加定理疊加定理;(2 2)戴維寧定理;)戴維寧定理;(3 3)最大功率傳遞定理。)最大功率傳遞定理。第六章第六章 動態(tài)元件動態(tài)元件重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)電感、電容元件的特性及其電感、電容元件的特性及其VCR;(2 2)動態(tài)元件的串并聯(lián)。)動態(tài)元件的串并聯(lián)。第七章第七章 一階電路和二階電路的時(shí)域分析一階電路和二階電路的時(shí)域分析重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)一階電路的

44、零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng);(2 2)時(shí)間常數(shù)的含義和計(jì)算公式;)時(shí)間常數(shù)的含義和計(jì)算公式;(3 3)一階電路的全響應(yīng)(三要素法);)一階電路的全響應(yīng)(三要素法);(4 4)二階電路的充放電過程;)二階電路的充放電過程;(5 5)階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng);)階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng);(6 6)積分電路和微分電路的特點(diǎn)。)積分電路和微分電路的特點(diǎn)。第八章第八章 相量法相量法重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)有效值和相位差的概念有效值和相位差的概念;(2 2)相量和正弦量的對應(yīng)關(guān)系;)相量和正弦量的對應(yīng)關(guān)系;(3 3)電路元件相量形式的)電路元件相量形式的VCR及其相位關(guān)系及其相位關(guān)系;(

45、4 4)電路定律的相量形式。)電路定律的相量形式。會寫相量、會畫相量圖、會利用電路定律計(jì)算電路會寫相量、會畫相量圖、會利用電路定律計(jì)算電路中的電壓和電流中的電壓和電流第九章第九章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)阻抗和導(dǎo)納的定義及其關(guān)系阻抗和導(dǎo)納的定義及其關(guān)系;(2 2)阻抗和導(dǎo)納的串并聯(lián);)阻抗和導(dǎo)納的串并聯(lián);(3 3)有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù);)有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù);(4 4)復(fù)功率計(jì)算;)復(fù)功率計(jì)算;(5 5)功率因數(shù)的提高;)功率因數(shù)的提高;(6 6)串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)及計(jì)算。)串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)及計(jì)算。

46、第十二章第十二章 三相電路三相電路重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容(1 1)三相電路的連接形式三相電路的連接形式;(2 2)對稱三相電路電流、電壓的線、相關(guān)系;)對稱三相電路電流、電壓的線、相關(guān)系;(3 3)對稱三相電路電壓電流及功率的計(jì)算;)對稱三相電路電壓電流及功率的計(jì)算;(4 4)非對稱三相電路的概念。)非對稱三相電路的概念。填空題填空題基本概念、元件性質(zhì)、結(jié)論等內(nèi)容基本概念、元件性質(zhì)、結(jié)論等內(nèi)容簡算題簡算題1 1、電壓、電流及功率的計(jì)算、電壓、電流及功率的計(jì)算利用利用KCL、KVL、VCR 進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算標(biāo)出參考方向和變量,列寫方程,求出電壓和電流標(biāo)出參考方向和變量,列寫方程,求出電壓和電流注意方程

47、中各變量的符號,尤其是非關(guān)聯(lián)時(shí)歐姆定律的寫法注意方程中各變量的符號,尤其是非關(guān)聯(lián)時(shí)歐姆定律的寫法計(jì)算功率要找準(zhǔn)元件的電壓和電流,并清楚吸收還是發(fā)出計(jì)算功率要找準(zhǔn)元件的電壓和電流,并清楚吸收還是發(fā)出簡算題簡算題2 2、應(yīng)用疊加定理進(jìn)行計(jì)算、應(yīng)用疊加定理進(jìn)行計(jì)算畫出每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)的分電路,標(biāo)明參考方向畫出每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)的分電路,標(biāo)明參考方向受控源不能單獨(dú)作用,但要保留在每個(gè)分電路中受控源不能單獨(dú)作用,但要保留在每個(gè)分電路中不作用的獨(dú)立源要置零,電壓源用短路,電流源用開路不作用的獨(dú)立源要置零,電壓源用短路,電流源用開路含有受控源的分電路采用含有受控源的分電路采用KCL、KVL、VCR 列

48、方程求解列方程求解不含受控源的分電路是否可以用分壓和分流公式求解不含受控源的分電路是否可以用分壓和分流公式求解將分電路的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加將分電路的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加簡算題簡算題3 3、交流電路計(jì)算、交流電路計(jì)算利用阻抗的定義求阻抗值利用阻抗的定義求阻抗值功率的計(jì)算功率的計(jì)算計(jì)算兩個(gè)正弦量之間的相位關(guān)系計(jì)算兩個(gè)正弦量之間的相位關(guān)系利用相量法計(jì)算電路的電壓電流利用相量法計(jì)算電路的電壓電流簡算題簡算題4 4、電路諧振計(jì)算、電路諧振計(jì)算根據(jù)已知條件判斷電路是否發(fā)生諧振根據(jù)已知條件判斷電路是否發(fā)生諧振 諧振頻率、元件參數(shù)值、元件電壓電流值、品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率、元件參數(shù)值、元件電壓電流值、品質(zhì)因數(shù)、功率計(jì)算等功率計(jì)算等根據(jù)諧振電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析根據(jù)諧振電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析簡算題簡算題5 5、對稱三相電路計(jì)算、對稱三相電路計(jì)算負(fù)載的連接方式若為三角形,等效變換為星型負(fù)載的連接方式若為三角形,等效變換為星型計(jì)算單相負(fù)載的線電流和相電流計(jì)算單相負(fù)載的線電流和相電流計(jì)算單相負(fù)載的相電壓和線電壓計(jì)算單相負(fù)載的相電壓和線電壓由負(fù)載的對稱性寫出另外兩相負(fù)載的電壓和電流由負(fù)載的對稱性寫出另外兩相負(fù)載的電壓和電流利用相電壓和相電流計(jì)算三相負(fù)載的總功率利用相電壓和相電流計(jì)算三相負(fù)載的總功率計(jì)算題計(jì)算題1 1、列寫網(wǎng)孔電流和結(jié)點(diǎn)電壓方程、列寫網(wǎng)孔電流和結(jié)

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