電路電阻電阻復習(1-4章)

獨立源(直流),電阻,受控源,理想運算放大器電阻電路總復習(1-4章)電阻電路包含的元件電阻電路知識結構基本概念,基本定律,基本分析方法,電路定理方向規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向元件(導線)中電流流動的實際方向只有兩種可能:

實際方向實際方向AABB問題復雜電路中電流的實際方向往往很難事先判斷基本概念1.電流和電壓的參考方向

參考方向i

參考方向大小方向電流(代數(shù)量)任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。ABi

參考方向i參考方向i>0i<0實際方向實際方向電流的參考方向與實際方向的關系：AABB電壓U

單位：V(伏)、kV、mV、V2.電壓的參考方向單位正電荷q從電路中一點移至另一點時電場力做功（W）的大小

電位單位正電荷q從電路中一點移至參考點（＝0）時電場力做功的大小實際電壓方向電位真正降低的方向問題復雜電路中兩點間電壓的實際方向往往很難判別

電壓的參考方向U

<0>0參考方向U+–+實際方向+實際方向參考方向U+–U假設的電位降低方向元件或支路的u，i采用相同的參考方向稱之為關聯(lián)參考方向。反之，稱為非關聯(lián)參考方向。關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向3.關聯(lián)參考方向i+-+-iUU4.電路吸收或發(fā)出功率的判斷

u,i

取關聯(lián)參考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(實際吸收)P<0吸收負功率(實際發(fā)出)p=ui

表示元件發(fā)出的功率P>0

發(fā)出正功率(實際發(fā)出)P<0

發(fā)出負功率(實際吸收)

u,i

取非關聯(lián)參考方向+-iu+-iu獨立源電路求解的基本理論電阻受控源類似于獨立源如果一個電路中共有b個元件,那么需要求解的未知變量為2b個(b個電壓,b個電流),也就是說我們需要列寫2b個方程來求解.這2b個方程包括元件約束方程和網絡約束方程元件約束令流出為“+”，有：例

在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任意結點流出或流入該結點電流的代數(shù)和等于零。流進的電流等于流出的電流基爾霍夫定理(網絡約束)（2）選定回路繞行方向，順時針或逆時針.–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0

在集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一閉合路徑繞行，各支路電壓的代數(shù)和等于零。I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4（1）標定各元件電壓參考方向U2+U3+U4+US4=U1+US1

或：–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4小結:1參考方向,關聯(lián)和非關聯(lián)問題.2三個元件的元件約束.3基爾霍夫定理,尤其是回路方程的列寫,統(tǒng)一按照順時針方向,電勢降為正來列寫.對一假象的閉合路徑(非實際閉合回路)也可以列寫回路方程,應注意沒有構成實際回路的部分沒有電流.等效化簡方法1.等效的概念:端口電壓和端口電流關系相同的一端口電路,對外電路是等效的.B+-uiC+-ui等效對A電路中的電流、電壓和功率而言，滿足BACA2.電阻的等效變換常用方法:

(1)找等電勢點,連接等電勢點或將等電勢點重合既可看出相關電阻的串并聯(lián)關系.(2)電橋平衡時可以將電橋開路或短路.(3)通過重新繪制電路圖,伸長或縮短導線,看出電阻的串并聯(lián)關系.(4)三角形和星形電阻電路等效.3.電源的等效變換(含源一端口的等效)

(1)去掉多余元件.uS+_I任意元件u+_uS+_Iu+_iSooiSoo任意元件u_+

(2)實際電源模型的等效變換

iGi+u_iSi+_uSRi+u_

iS=uS/RiGi=1/Ri電阻電路分析方法1.本章首先解決怎樣找出獨立的KCL方程組和獨立的KVL方程組。結論：n個結點,b條支路的電路。獨立的KCL方程個數(shù)為n-1個，任選n-1個結點列方程。獨立的KVL方程為b-n+1個，選擇基本回路的方法：確定個數(shù)為b-n+1個，并且包含所有的支路。最常用的是選擇平面電路的網孔為基本回路組。2.其次解決的問題是怎樣設未知量和怎樣列方程的問題。共有三種方法，本章的解題思路為不對電路進行任何化簡的前提下求解所有的響應。

支路電流法未知量：b個支路電流列方程：n-1個KCL方程和b-n+1個KVL方程方法分析：支路電流已經設出，n-1個KCL很容易列寫，KVL一般選擇網孔回路，支路電壓由支路電流表示。特殊情況1：含有無伴電流源，無法列KVL解決方法：1設出電流源上的電壓列寫KVL，同時列寫增補方程：電流源的值等于該支路電流2不用設含無伴電流源支路上的電流，并且避開該支路取回路列寫KVL，少取一個回路，少一個未知量。特殊情況2：含有受控源解決方法：先把受控源當作獨立源來列方程，增補方程為用支路電流來表示控制量。

回路電流法未知量：b-n+1個回路電流，列方程：b-n+1個KVL方程方法分析：回路電流是假想的，各支路電流為回路電流的代數(shù)和（KCL），KCL自動滿足。回路一般選擇網孔，只有在特殊情況下才選擇非網孔回路。特殊情況1：含有無伴電流源，無法列KVL解決方法：1設出電流源上的電壓列寫KVL，同時列寫增補方程：電流源的值等于回路電流的代數(shù)和。選擇非網孔回路，使含有無伴電流源的支路作為某一個回路所獨占的支路，因此，可以設該回路的回路電流就是電流源的值，并且該回路不必再列寫回路方程。此方法方程個數(shù)顯著減少，但是選擇非網孔回路列方程較容易出錯。特殊情況2：含有受控源解決方法：實際上本章三種方法碰到受控源的處理方法是一樣的，先把受控源按獨立源處理，增補方程為用已設的未知量來表示控制量?；芈冯娏鞣蟹匠碳记桑?按照電勢降低為正來列寫，碰到電阻，要計算該電阻上流過的實際電流，認為該電流總是和該回路電流方向一致。2列寫回路電流標準形式，要求熟記公式以及公式中各項怎樣確定。該公式中各項無明確的物理含義。i1i3i2RSR5R4R3R1R2US+_i結點電壓法未知量：n-1個電位（參考點已設）列方程：n-1個KCL方程方法分析：參考點選定，設出其他n-1個點的電位，由于支路電壓就是各結點的電位差，所以KVL自動滿足。適用于結點較多的電路。特殊情況1：含有無伴電壓源，無法列KCL。2含有控源源，解決方法同前兩種方法。解決方法：1設出無伴電壓源的上的電流值，增補方程為連接無伴電壓源的兩個結點的電位差為該電壓源的值。選擇連接無伴電壓源的兩個結點之一為參考點（0電位），則另一個點的電位就已知了，不必再對該點列寫KCL。3選擇連接無伴電壓源的兩個結點為廣義結點來列寫KCL，少一個結點方程，增補方程為連接無伴電壓源的兩個結點的電位差為該電壓源的值?？梢圆挥迷O出電壓源上的電流。如果碰到多個無伴電壓源，如果彼此相連按方法2來處理，如果彼此不相連，其中一個用方法2處理，其余用方法3處理。結點電壓法列方程技巧：1按照電流流出的代數(shù)和為0來列寫，確定與該結點連接的支路上電阻的電壓即可得支路電流，如果某支路上無電阻，是電流源可直接列寫，是無伴電壓源按照特殊情況處理。2.熟記公式按照標準形式來列寫。UsG3G1G4G5G2+_231GS解題方法的選擇1支路電流法用的較少，只有在電路較簡單時使用?；芈冯娏鞣ê徒Y點電壓法的比較：（1）當電路中沒有無伴電流源和無伴電壓源時，兩種方法難度基本相同，如果結點數(shù)少就用結點電壓法。（2）當電路含有無伴電流源時用回路電流法的解法2比較簡單，當電路含有無伴電壓源時用結點電壓法的解法2，3比較簡單。電路定理電路定理提供了新的解題思路,但電路求解的基礎還是前三章學習的知識.一.疊加定理1.內容:電路中的響應都可以表示為每個獨立源(不包含受控源)單獨作用時所產生的分響應的代數(shù)和,它體現(xiàn)了獨立電源的獨立性.每個獨立源所產生的分響應和獨立源的值成正比2.要求:疊加定理一般并不會簡化電路的求解,它更重要的是提供了新的思路,后面將要學習的動態(tài)電路以及其他專業(yè)課都會用到這樣的思路.要求掌握的題型是例5.

3.注意:疊加定理常配合齊次定理使用.二.替代定理1.內容:對于給定的任意一個電路，若某一支路電壓為uk、電流為ik，那么這條支路就可以用一個電壓等于uk的獨立電壓源，或者用一個電流等于ik的獨立電流源，或用一R=uk/ik的電阻來替代2.替代的前提:支路電壓或電流已知,或者都已知.替代前后電路有唯一解.3.替代和等效的區(qū)別:等效是指兩個一端口電路的端口電壓電流約束關系相同即這兩個一端口電路等效,與這兩個一端口電路上加的外電路無關.替代是指兩個一端口電路在外加相同的電路時,并且已知端口電壓電流,則這兩個一端口電路在外電路不改變的前提下可以相互替代.

三.等效電源定理1.內容:一個含獨立源一端口電路,可以等效成一個電壓源模型或者電流源模型.電壓(流)源的值為含源一端口電路的開路電壓(短路電流),內阻為含源一端口電路將獨立源置0后的輸入電阻.2.定理的證明:要求理解.應用了替代定理和疊加定理.注意:原本電路中的響應如果已知,可以用替代定理置換為獨立源,然后應用疊加定理來求其他的響應.3.解題思路:先拆后合.(1)斷開待求支路形成一端口電路(2)求一端口電路的等效電源模型，求開路電壓，短路電流，輸入電阻，三者之二，方法自選.(3)將等效電源模型和待求支路組合起來求解。在只求某一支路上的響應或功率時，要考慮等效電源定理，最大功率傳輸定理就是此方法的應用。4.注意:選擇合適的一端口電路.選擇開路電壓，短路電流，輸入電阻三者中最容易求解的量.電路求解的基礎(前三章)一定要好.四.互易定理.1.內容:兩個雙端口電路,兩個端口之間為相同的純電阻電路,則他們的端口電壓電流滿足關系:2.注意:互易定理的三種情況都是上式推出的,條件是兩個端口之間必須為相同的電阻電路.含有受控源的網絡，互易定理一般不成立。3.應用:1.雙端口網絡求解問題.2.具體的電阻電路求解,一個激勵求一個