電路基礎(chǔ)分析知識點

電 路 分 析 基 礎(chǔ)1.〔1〕實際正方向：規(guī)定為從高電位指向低電位?！?〕參考正方向：任意假定的方向。留意：必需指定電壓參考方向，這樣電壓的正值或負值才有意義。電壓和電位的關(guān)系：Uab=Va－Vb電動勢和電位一樣屬于一種勢能，它能夠?qū)⒌碗娢坏恼姾赏葡蚋唠娢?，如同水路中的水?guī)定由電源負極指向電源正極，即電位上升的方向。電壓、電位和電動勢的區(qū)分：電壓和電位是衡量電場力作功本領(lǐng)的物理量，電動勢則是衡量電源力作功本領(lǐng)的物理量；電路中兩點間電壓的大小只取決于兩點間電位的差值，是確定的量；電位是相對的量，其凹凸正負取決于參考點；電動勢只存在于電源內(nèi)部。參考方向分析電路前應(yīng)選定電壓電流的參考方向，并標(biāo)在圖中；參考方向一經(jīng)選定，在計算過程中不得任意轉(zhuǎn)變。參考方向是列寫方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真實方向，因此不必追求它們的物理實質(zhì)是否合理。電阻〔或阻抗〕一般選取關(guān)聯(lián)參考方向，獨立源上一般選取非關(guān)聯(lián)參考方向。(5)在分析、計算電路的過程中，消滅“正、負”、“加、減”及“一樣、相反”這幾個名詞概念時，切不行把它們混為一談。說明它的實際方向與參考方向相反，參考方向下一個電壓為“＋20V”，說明其實際方向與參考則是指電壓、電流是否為關(guān)聯(lián)參考方向，“一樣”是指電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)，“相反”指的是電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)?；鶢柣舴蚨苫鶢柣舴蚨砂ńY(jié)點電流定律〔KCL〕和回路電壓〔KVL〕兩個定律，是集總電路必需遵循的普遍規(guī)律。中學(xué)階段我們學(xué)習(xí)過歐姆定律〔VAR〕，它說明白線性電阻元件上電壓、電流之間的相互約束關(guān)系，明確了元件特性只取決于元件本身而與電路的連接方式無關(guān)這一根本規(guī)律?；鶢柣舴?qū)⑽锢韺W(xué)中的“液體流淌的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中，總結(jié)出了他的第構(gòu)造上整體的規(guī)律，具有普遍性?；鶢柣舴騼啥珊蜌W姆定律合稱為電路的三大根本定律。幾個常用的電路名詞支路：電路中流過同一電流的幾個元件串聯(lián)的分支。〔m〕結(jié)點：三條或三條以上支路的集合點〔連接點〕?！瞡〕回路：由支路構(gòu)成的、電路中的任意閉合路徑。(l〕網(wǎng)孔：指不包含任何支路的單一回路。網(wǎng)孔是回路，回路不肯定是網(wǎng)孔。平面電路的每個網(wǎng)眼都是一個網(wǎng)孔。結(jié)點電流定律〔KCL〕基爾霍夫電流定律〔KCL〕是用來確定聯(lián)接在同一結(jié)點上的各支路電流之間的關(guān)系。依據(jù)電流連續(xù)性原理，電荷在任何一點均不能積存(包括結(jié)點)。故有：任一瞬間，流向某一節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達式為：i=0〔任意波形的電流〕I=0〔直流電路中電流〕KCL在任一瞬間通過任一封閉面的電流的代數(shù)和也恒等于零。回路電壓定律〔KVL〕基爾霍夫電壓定律〔KVL〕是用來確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電路定律。依據(jù)電位的單值性原理，繞回路一周，電位上升的數(shù)值必定等于電位降低的數(shù)值。故有：任一瞬間，沿任一回路參考繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。U=0KVLIR=∑US推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經(jīng)過的各元件電壓的代數(shù)和。例題歐姆定律解決的是元件上電壓、電流的約束關(guān)系，這種約束取決于支路元件的性質(zhì)，與電路構(gòu)造無關(guān)；KCLKVL與支路元件的性質(zhì)無關(guān)。KCL各項給出其正、負依據(jù)。假設(shè)計算結(jié)果電流為負值，說明該電流的實際方向與電路圖上標(biāo)示的參考方向相反。KCL定律的推廣應(yīng)用主要應(yīng)把握廣義結(jié)點的正確識別；KVL定律的推廣應(yīng)用則要在充分理解電位單值性原理的根底上，正確列寫式中各段電壓的正、負。電源之間的等效變換模型存在內(nèi)阻，因此它們之間可以等效變換。電路中某一點的電位是指由這一點到參考點的電壓。電路的參考點可以任意選取，通常認為參考點的電位為零。例題電路中某一點的電位等于該點到參考點的電壓電路中各點的電位隨參考點選的不同而轉(zhuǎn)變，但是任意兩點間的電壓不變。4個橋臂電阻的值只要滿足對臂電阻的乘積相等的平衡條件，電橋電路就由一個簡單電路變?yōu)楹啙嶋娐?，分析過程將大大簡化。含有受控源的電路分析要點一可以用兩種電源等效互換的方法，簡化受控源電路。但簡化時留意不能把掌握量化簡掉。否則會留下一個沒有掌握量的受控源電路，使電路無法求解。含有受控源的電路分析要點二假設(shè)一個二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)除了受控源外沒有其他獨立源，則此二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓必為0。由于，只有獨立源產(chǎn)生掌握作用后，受控源才能表現(xiàn)出電源性質(zhì)。求含有受控源電路的等效電阻時，須先將二端網(wǎng)絡(luò)中的全部獨立源去除(恒壓源短路處理、恒流源開路處理)，受控源應(yīng)保存。含受控源電路的等效電阻可以用“加壓求流法”求解。電路分析根底其次章一．.支路電流法定義：以支路電流為未知量，依據(jù)基爾霍夫兩定律列出必要的電路方程，進而求解客觀存在的各支路電流的方法，稱支路電流法。電路，但當(dāng)支路數(shù)很多時，方程數(shù)增加，計算量加大。因此，適用于支路數(shù)較少的電路。應(yīng)用步驟：確定電路的支路數(shù)m，并在電路圖上標(biāo)示出各支路電流的參考方向；KCLn-1個獨立結(jié)點方程式。KVLm-n+1個獨立電壓方程式。m個支路電流。二．回路電流法定義：以假想的回路電流為未知量，依據(jù)KVL定律列出必要的電路方程，進而求解客觀存在的各支路電流的方電流法。適用于支路數(shù)較多但網(wǎng)孔數(shù)較少的簡單電路。選取自然網(wǎng)孔作為獨立回路，在網(wǎng)孔中標(biāo)出各回路電流的參考方向，同時作為回路的繞行方向；建立各網(wǎng)孔的KVL方程，留意自電阻壓降恒為正，公共支路上的互阻壓降由相鄰回路電流而定；對聯(lián)立方程式進展求解，得假想各回路電流；在電路圖上標(biāo)出客觀存在的各支路電流參考方向，依據(jù)它們與回路電流之間的關(guān)系，求出各支路電流。支路電流是客觀存在于各條支路中的響應(yīng)，一般是電路分析求解的對象；回路電流則是為了削減電路分析中方程式的數(shù)目而人為假想的電路響應(yīng)，由于回路電流對它所經(jīng)過的電路結(jié)點，均流入一次、流出一次，因此自動滿足KCL定律，這樣在電路求解的過程中就可省去KCL方程，對結(jié)點數(shù)較多、網(wǎng)孔數(shù)較少的電路格外適用?；芈冯娏鹘?jīng)過的各條支路，假設(shè)支路上僅流過一個回路電流，則這個支路電流在數(shù)值上就等于該回路電流，方向與回路電流全都時為正，相反為負；公共支路上通過兩個回路電流，即支路電流在數(shù)值上等于這兩個回路電流之代數(shù)和，與支路電流方向全都的取正值，與支路電流方向相反的取負值。例題：如選取各回路電流均為順時針方向時，三個方程式中左邊第一項自電阻壓降恒為正值，左邊其余項為互電阻壓降，恒為負值；方程式右邊為電源壓升，由“－”→“+”與回路電流方向全都時取正，反之取負此電路有6條支路，運用支路電流法求解電路時明顯要列6瑣而簡單。由于該電路具有4個結(jié)點，應(yīng)用回路電流法就可省去4-1=3個KCL列6-4+1=3KVL方程式即可解出各網(wǎng)孔電流，進而求出支路電流。2.3結(jié)點電壓法定義：以結(jié)點電壓為待求量，利用基爾霍夫定律列出各結(jié)點電壓方程式，進而求解電路響應(yīng)的方法。適用范圍：適用于支路數(shù)較多但結(jié)點數(shù)較少的簡單電路。與支路電流法相比，它可削減m-n+1個方程式。解題步驟：選定參考結(jié)點。其余各結(jié)點與參考點之間的電壓就是待求的結(jié)點電壓〔均以參考點為負極〕；標(biāo)出各支路電流的參考方向n-1KCL方程式；KVL和歐姆定律，將結(jié)點出結(jié)點電壓方程式；5〕由結(jié)點電壓求各支路電流及其它響應(yīng)。4〕解方程，求解各結(jié)點電壓；用結(jié)點電壓法求解結(jié)點n=2的簡單電路時，明顯只需列寫出2-1=1個結(jié)點電壓方程式，即：留意：式中分子局部為各支路恒壓源與其支