電工學(xué)-電路及分析

電工學(xué)-電路及分析第1頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電工技術(shù)電子技術(shù)電路理論電磁電機學(xué)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電工學(xué)第2頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月主要參考書：《電工學(xué)》

大連工學(xué)院蔣德川主編《電路與電機—電工學(xué)與電子學(xué)（I）》沈世銳編《電路電機技術(shù)》同濟大學(xué)出版社《電路》邱關(guān)源主編電工技術(shù)第3頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月一、本課程的性質(zhì)和任務(wù)研究電工技術(shù)和電子技術(shù)的理論及應(yīng)用屬非電專業(yè)類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)研究對象：電的基本規(guī)律及電磁現(xiàn)象緒論第4頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電工技術(shù)課程體系

電路基本概念、定律

基本電路分析正弦信號電路暫態(tài)電路分析非正弦信號電路（I）電學(xué)部分直流電路第5頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁路基本概念、定律電磁場分析電機理論電機控制電路（II）磁學(xué)部分第6頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電工和電子技術(shù)發(fā)展概況古代的電磁現(xiàn)象18-19世紀的迅速發(fā)展

20世紀的發(fā)展與完善21世紀第7頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月三、本課程和非電類專業(yè)學(xué)生的關(guān)系在非電類專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，如機械制造，現(xiàn)代先進的制造技術(shù)涉及電鍍、電焊、數(shù)字控制技術(shù)、電機控制技術(shù)等；又如發(fā)動機的數(shù)字控制等，都和電學(xué)知識息息相關(guān)。幾乎沒有任何一個行業(yè)離得開電學(xué)非電類專業(yè)學(xué)生考研的一門專業(yè)課程在航空領(lǐng)域，飛機上的電氣設(shè)備比比皆是，都離不開電工電子技術(shù)第8頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月四、本課程的實用性*能分析并設(shè)計一些簡單的應(yīng)用電路（包括模擬及數(shù)字電路）*掌握交流電動機的原理，并能對其進行控制*掌握基本的電磁學(xué)知識第10頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章電路的基本概念與基本定律基本物理量電路的基本定律☆☆☆電路的工作狀態(tài)電壓、電流的參考方向☆☆第13頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月§1.1電路的作用與組成部分電路——即電流的通路組成部分:電源+中間環(huán)節(jié)+負載電源——供應(yīng)電能，如發(fā)電機、電池等中間環(huán)節(jié)——傳輸和分配電能，如電力線、變壓器等負載——消耗電能或轉(zhuǎn)換電能，如日光燈、電腦等電路的作用之一：實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換第14頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月例:擴音器電路話筒放大器揚聲器電路的作用之二：傳遞和處理信號負載信號源信號處理電路電路組成部分:第15頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電路分析——

在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，討論電路的激勵與響應(yīng)之間的關(guān)系。響應(yīng)——由于激勵在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流激勵——電源或信號源輸出的電壓或電流，推動電路工作術(shù)語：“激勵”、“響應(yīng)”第16頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月§1—2電路模型一、電路元件的理想化將實際元件理想化(或稱模型化)，把它近似看作理想電路元件，只考慮它的主要電磁性質(zhì)，忽略其他次要因素實際的電路元件除了其主要的電氣特性外，可能還具有一些其他的電磁特性，如果全部考慮的話，將不利于電路分析，也沒有必要。第17頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電路模型由一些理想電路元件所組成的電路,即為實際的電路模型理想電路元件:電阻、電容、電感、電源等以后把電路模型簡稱為“電路”第18頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）電流的實際方向正電荷運動的方向或負電荷運動的相反方向（2）電流的參考方向（假定的正方向）

如下圖中，支路中的電流方向事先難以判斷一、電流的方向§1—3電壓和電流的參考方向第19頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月在電路分析中，為便于分析計算，常任意選定某一方向作為電流的參考方向或正方向如圖（2）中，I5的方向即為設(shè)定的參考方向（正方向）圖（2）第20頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）參考方向與實際方向的關(guān)系A(chǔ)、如果電流的實際方向與參考方向一致，則電流I為正值，如I5=2A結(jié)論：電流的參考方向一旦選定后，其電流I

的取值有正負之分，今后在本課程中，所稱電流的方向均為參考方向。B、如果電流的實際方向與參考方向相反，則電流I為負值，如I5=-2A第21頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)電流I為正值，如I5=2A，則電流的實際方向與參考方向一致一般是經(jīng)過計算后通過參數(shù)值的正負來判斷參考方向和實際方向是否一致。(2)電流I為負值，如I5=-2A，則電流的實際方向與參考方向相反第22頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）參考方向的表示方法

電流的單位

箭標(biāo)法ab第23頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電壓的方向1、實際方向由高電位端指向低電位端，即電位下降的方向2、參考方向（任意假定的）若參考方向與實際方向一致，則若參考方向與實際方向相反，則+如圖中的電壓

+第24頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電壓方向的圖形表示兩種表示方法ab+ab也可以用雙下標(biāo)表示，如上圖中的電壓也可表示為：很顯然

電壓的單位第25頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月在今后的電路分析中，一般都是先假設(shè)參數(shù)（電壓、電流）的參考方向，經(jīng)過計算后通過參數(shù)值的正負來判斷參考方向和實際方向是否一致。第26頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電動勢的方向1、實際方向：在電源內(nèi)部低電位端指向高電位端，即電位升高的方向2、參考方向：任意選擇一方向作為電動勢的參考方向，若E>0，則說明參考方向與實際方向一致，否則相反第27頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電源電壓與電動勢的關(guān)系4.電壓和電動勢的單位+第28頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月§1-4歐姆定律一、歐姆定律2.歐姆定律的表示形式：（2）在U、I的參考方向不一致時（1）在U、I的參考方向一致時1.歐姆定律：流過電阻的的電流與電阻兩端的電壓成正比++第29頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電阻伏安特性（在U、I參考方向一致時）1、2、伏安特性曲線（1）線性電阻不滿足歐姆定律（2）非線性電阻第30頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月++例：第31頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月教材及參考書教材：《電工學(xué)簡明教程》第二版

秦曾煌主編高等教育出版社《電工學(xué)》（少學(xué)時）

唐介主編高等教育出版社參考書：《電工學(xué)簡明教程學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》

(第2版)秦曾煌主編高等教育出版社信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第32頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月教材內(nèi)容電工技術(shù)電路分析電機與控制直流電路交流電路暫態(tài)分析變壓器、電機工業(yè)控制電子技術(shù)電工學(xué)簡明教程模擬電子數(shù)字電子信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第33頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月課程結(jié)構(gòu)（八章）第1章電路及其分析方法第2章正弦交流電路第3章磁路和變壓器第4章電動機第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)第7章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電(自學(xué))第8章電工測量(自學(xué))信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第34頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月希望和要求:教學(xué)形式:課堂上，多媒體授課；

課后，完成作業(yè)。意見要求及時反饋建議希望踴躍發(fā)表信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第35頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月答疑時間：每周四晚19:00-21:00答疑地點：實驗樓304(電子信息基礎(chǔ)教研室)聯(lián)系電話績評定信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

1.試卷成績80%2.平時成績(包括考勤、作業(yè)、實驗)20%第36頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月衷心祝愿大家學(xué)有所成+理論實踐信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第37頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章電路及其分析方法1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4電源有載工作、開路與短路1.6電阻的串聯(lián)與并聯(lián)1.5基爾霍夫定律1.11電路中電位的計算1.9電壓源與電流源及其等效變換1.7支路電流法1.8疊加定理1.10戴維寧定理1.12電路的暫態(tài)分析1.1電路的作用與組成部分電路的基本概念和基本定律電路分析方法電路的暫態(tài)分析信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第38頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月本章要求掌握電路的基本概念和基本定律。

電路模型、電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電源的工作狀態(tài)以及電路中電位的計算等。2.學(xué)會電路分析的常用方法。

支路電流法、疊加原理、電壓源模型與電流源模型的

等效變換和戴維寧定理。3.掌握電路暫態(tài)分析的三要素法?；A(chǔ)重點信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第39頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電路的基本概念信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第40頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1

電路的作用與組成部分

(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒1.電路的作用

電路--電流的通路發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第41頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電路的組成部分電源:

提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第42頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電路的組成部分直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負載信號源:

提供信息放大器揚聲器話筒激勵----電源或信號源的電壓或電流，它推動電路工作。響應(yīng)----由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流。電路分析----電路分析是在已知電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的條件下，討論響應(yīng)與激勵的關(guān)系。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第43頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月i1.2電路模型

實際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成，如發(fā)電機、變壓器、電動機、電池、電阻器等，它們的電磁性質(zhì)是很復(fù)雜的。例如：一個白熾燈在有電流通過時，R

R

L

消耗電能(電阻性)

有電流通過時產(chǎn)生磁場儲存磁場能量(電感性)

忽略

L

為了便于分析與計算實際電路，在一定條件下常忽略實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質(zhì)，把它看成理想電路元件。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第44頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電源負載連接導(dǎo)線電路實體電路模型1.2電路模型用理想電路元件組成的電路，稱為實際電路的電路模型。SER–

+R0開關(guān)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第45頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1電路基本物理量的實際方向1.3電壓和電流的參考方向物理中對基本物理量規(guī)定的方向物理量實際方向單位電流I(高電位→低電位)正電荷運動的方向kA、A、mA、μA電壓U高電位→低電位(電位降低的方向)kV、V、mV、μV電動勢E低電位→高電位(電位升高的方向)kV、V、mV、μV在復(fù)雜電路中電壓、電流的實際方向很難判斷，為此引入?yún)⒖挤较虻囊?guī)定。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第46頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3電壓和電流的參考方向（2）參考方向的表示方法：在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向，任意假定。（1）參考方向：電流：電壓：–

+Uba箭標(biāo)：雙下標(biāo)：Iab正負極性：雙下標(biāo)：UabIab信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

1.3.2電路基本物理量的參考方向第47頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）實際方向與參考方向的關(guān)系：1.3電壓和電流的參考方向當(dāng)電壓、電流參考方向與實際方向相同時，其值為正，反之則為負值。

若I=3A，電流的實際方向與參考方向相同

，即電流從a流向b；若

I=–3A，電流的實際方與參考方向相反，即電流從b流向a。例：Iab注意在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負之分。若U=3V，則電壓的實際方向從a流向b，與參考方向相同

；若U=-3V，則電壓的實際方向從b流向a，與參考方向相反。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

–

+Uba第48頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

歐姆定律歐姆定律：通過電阻的電流與電壓成正比。U、I參考方向相同U、

I參考方向相反RUI+–圖(a)IRU+–圖(b)+–圖(c)RUI或表達式U=–RI圖(b)中若I=–2A，R=3

，則U=–3

(–2)=6V電壓與電流參考方向相反電流的參考方向與實際方向相反信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第49頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4電源有載工作、開路與短路通路（有載工作）開路短路電源斷開處于空載狀態(tài)。電路處于有載接通狀態(tài)電源兩端用導(dǎo)線直接連通信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第50頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1電源有載工作分析1.4電源有載工作、開路與短路

開關(guān)閉合,接通電源與負載R+R0I=E負載端電壓在電源有內(nèi)阻時，I↑→U↓?；芈冯娏鱑=RIU=E–R0I

或信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

ER0I電源的外特性曲線IUOUEIU0R0Rabcd+_+_U+_電源端電壓U0

=U當(dāng)R0<<R時，則U

E表明當(dāng)負載變化時，電源的端電壓變化不大，即電源帶負載能力強UI=EI–R0I2

P=PE–

P電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率電源輸出功率負載功率功率平衡式第51頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1電源開路工作分析1.4電源有載工作、開路與短路

開關(guān)斷開負載端電壓回路電流信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

EIU0R0Rabcd+_+_U+_電源端電壓U0

=EP=0負載功率I=0U=0電路中某處斷開時:1.開路處的電流等于零

I=02.開路處的電壓U

視電路情況而定。第52頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月EIU0R0Rabcd+_+_U+_IS1.4.3電源短路分析電源兩端被短接負載端電壓回路電流電源端電壓U0

=E-IS

R0P=0負載功率I=0U=0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

PE=

P=R0IS2

為防止事故發(fā)生，需在電路中接入熔斷器或自動斷路器，用以保護電路。電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉當(dāng)R0很小時，短路電流過大，將燒毀電源！第53頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電源與負載的判別（1）根據(jù)電壓、電流的實際方向判別U、I的實際方向相反，即電流從“+”端流出；U、I的實際方向相同，即電流從“+”端流入。（2）根據(jù)電壓、電流的參考方向判別P=UI<0，電源，發(fā)出功率；U、I參考方向相同P=UI>0，負載，取用功率。電源：負載：（發(fā)出功率）（吸收功率）P=UI>0，電源，發(fā)出功率；U、I參考方向相反P=UI<0，負載，取用功率。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第54頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]已知：圖中UAB=3V，I=–2A[解]

P=UI=

(–2)

3=–6W求：N的功率，并說明它是電源還是負載。因為此例中電壓、電流的參考方向相同而P為負值，所以N發(fā)出功率，是電源。想一想，若根據(jù)電壓電流的實際方向應(yīng)如何分析？NABI信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第55頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電器元件的額定值額定值是為電氣設(shè)備在給定條件下正常運行而規(guī)定的允許值。電氣設(shè)備不在額定條件下運行的危害：不能充分利用設(shè)備的能力；降低設(shè)備的使用壽命甚至損壞設(shè)備。電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)額定工作狀態(tài)：I=IN，P=PN

(經(jīng)濟合理安全可靠）欠載(輕載)：I<IN，P<PN

(不經(jīng)濟)過載(超載)：I>IN，P>PN

(設(shè)備易損壞)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第56頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫定律信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第57頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月第一定律：用于結(jié)點上電流分配又稱電流定律(KCL)第二定律：用于回路上電壓分配又稱電壓定律(KVL)1.5基爾霍夫定律信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第58頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月幾個概念電路中三條或三條以上支路連接的點。電路中的每一分支電路中，按任意路徑閉合的電路。如abcaadbaadbca如abI1I2+_R1E1+_E2R2R3I3cadb支路一條支路流過一個電流，稱為支路電流。如acbabadb結(jié)點回路信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

內(nèi)部不含支路的回路。網(wǎng)孔如adbaadbca第59頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5.1基爾霍夫電流定律(KCL)

用來確定同一結(jié)點上各支路的電流關(guān)系。

定律：在任一瞬間，流入任一結(jié)點的電流總和等于流出該結(jié)點的電流總和。I1I2I3a根據(jù)電流參考方向?qū)Y(jié)點a：I1+I3=I2I1+I3–I2=0

?實質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)。規(guī)定：流入結(jié)點的電流方向為正，流出為負。反之亦然方向

即:

I入=

I出

或:

I=0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第60頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月IAIBIABIBCICAKCL

推廣應(yīng)用即

I=0ICIA+IB+IC=0

可見，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。ABC

對A、B、C三個結(jié)點應(yīng)用KCL可列出：IA=IAB–ICAIB=IBC–IABIC=ICA–IBC上列三式相加，便得信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第61頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5.2基爾霍夫電壓定律(KVL)

用來確定回路中各段電壓之間的關(guān)系。

定律：在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路繞行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。

在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。即

U=0I2+_R1E1+_E2R2U2I1U1cadb+_U3+U4_

根據(jù)電壓參考方向，回路

KVL方程式，為U1+U4=U2+

U3或I2R2–

I1R1=E2–E1列方程前標(biāo)注回路循行方向信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第62頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月KVL推廣應(yīng)用于假想的閉合回路E

RI

U=0U=E

RI或根據(jù)KVL可列出EIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_根據(jù)

U=0UAB=UA

UB

UA

UB

UAB=0電位升=電位降信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第63頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

基爾霍夫電流定律小結(jié)基爾霍夫定律結(jié)點電流定律回路電壓定律

U=0或:

電位升=

電位降

I入=

I出或:

I=0

應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律，首先都要在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動勢的參考方向。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第64頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月U1+U2–U3–U4+U5=0U4+–U1U2abced++––+–U5U3+–R4

[例2]圖中若U1=–2V，U2=8V，U3=5V，U5=–3V，R4=2

，求電阻R4兩端的電壓及流過它的電流。

[解]

設(shè)電阻R4兩端電壓的極性及流過它的電流I的參考方向如圖示。(–2)+8–5–U4+(–3)=0U4=–2VI=1AI列寫回路的KVL方程式:代入數(shù)據(jù)，有U4=–

IR4信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第65頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月abcd+_20?140V+_90V5?6?10A4A6A1.6電路中電位的計算電路中某一點的電位是指由這一點到參考點的電壓。衡量電路各點電位高低的一般方法：1）任設(shè)一點為參考點，令該點電位為零。設(shè)d點為參考點，Vd=02）其余各點于之比較，高者為正，低者為負。若Vb=0，則Vd=-60VVb=60V1）參考點具有單一性和任意性。2）電路中各點的電位隨參考點選的不同而改變。3）任意兩點的電位差即為兩點間的電壓，具有絕對性Ubd=Vb

Vd=60V第66頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]電路如圖所示,分別以a、b為參考點計算c和d點的電位及c和d

兩點之間的電壓。2

10V+–5V+–3

bcd[解]以a為參考點II

=10+53+2=3AVC=3

3=9VVD=

3

2=–6V以

b為參考點VD=–5VVC=10VUCD=VC–VD=15VaUCD=VC

VD=15V返回信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第67頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月回顧上次課內(nèi)容電路模型電壓和電流的參考方向電源的有載工作、開路和短路基爾霍夫定律信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第68頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電源與負載的判別U、I參考方向不同，P=UI

0，電源；

P=UI

0，負載。U、I參考方向相同，P=UI0，負載；

P=UI

0，電源。

1.

根據(jù)U、I的實際方向判別2.

根據(jù)U、I的參考方向判別電源（發(fā)出功率）

U、I實際方向相反，即電流從“+”端流出。

負載（吸收功率）

U、I實際方向相同，即電流從“-”端流出。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第69頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月I=?I=02

+_+_I5

1

1

5

6V12V在任一瞬間，一個結(jié)點上電流的代數(shù)和恒等于零。表達式：i=0推廣：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。

基爾霍夫電流定律（KCL）信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第70頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

基爾霍夫電壓定律（KVL）

在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。表達式U=0支路：（共6條）結(jié)點：(共4個）回路：（共7個）Eadbc–+R3R4R1R2I2I4I5I1I3IR5信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第71頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月例：對回路abda：對回路acba：對回路bcdb：R5I5R5–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I5R5=0I4R4–E+I3

R3=0應(yīng)用

U=0列方程adbcE–+R3R4R1R2I2I4I5I1I3I信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第72頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月電路的分析方法信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第73頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

電路中兩個或更多個電阻一個接一個地順序相連，并且在這些電阻中通過同一電流，則這樣的連接方法稱為電阻的串聯(lián)。

1.6.1電阻的串聯(lián)R1R2UIU2U1+–+–+–R=R1+R2特點：1）各電阻一個接一個地順序相連接；2）各電阻中通過同一電流；3）等效電阻等于各電阻之和；4）串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。兩電阻串聯(lián)時的分壓公式：U2=———UR1+R2R2RUI+–應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第74頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

電路中兩個或更多個電阻連接在兩個公共的結(jié)點之間，則這樣的連接法稱為電阻的并聯(lián)。在各個并聯(lián)支路(電阻)上受到同一電壓。

1.6.1電阻的并聯(lián)特點：1）各電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間；2）各電阻兩端的電壓相同；3）等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和；4）并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。兩電阻并聯(lián)時的分流公式:應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等I1=———IR1+R2R2I2=———IR1+R2R1IR2R1I1I2U+–UR+–I信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第75頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月以支路電流為求解對象，應(yīng)用基爾霍夫定律（KCL、KVL）列方程組求解。1.7支路電流法

支路電流法：對上圖電路支路數(shù)：b=3

E1

E2I1I2R1R2I3R3+

__

+

回路數(shù)=3信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

ab結(jié)點數(shù)：n=2第76頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.7支路電流法3.應(yīng)用KVL對回路列出b–(n–1)個獨立的回路電壓方程4.聯(lián)立求解b個方程，求出各支路電流支路電流法求解電路的步驟1.確定支路數(shù)b

，假定各支路電流、電壓的參考方向2.

應(yīng)用KCL對n個結(jié)點列方程(n–1)個獨立的結(jié)點電流方程返回I1I2I3I1+I2=I3對結(jié)點A：E1

=

R1I1+R3I3E2

=I2R2+I3R3

E1

E2R1R2R3+

__

+A12信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第77頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月例：已知E、R1、R2、R3、R4、R5，求I5I5R5–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I5R5=0I4R4–E+I3

R3=0對回路abda、acba、bcdb：列KVL方程R5adbcE–+R3R4R1R2I2I4I5I1I3I對結(jié)點a、b、c列KCL：I1–I2–I5=0I3–I4+I5=0I2+I4–I

=0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第78頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月在多個電源共同作用的線性電路中，某一支路的電壓(電流)等于每個電源單獨作用，在該支路上所產(chǎn)生的電壓(電流)的代數(shù)和。1.8疊加原理

當(dāng)電壓源不作用時應(yīng)視其短路，而電流源不作用時則應(yīng)視其開路。計算功率時不能應(yīng)用疊加原理。注意I=I

I+

IR1+–R2ISE1=I

R1+–R2E1I

R1R2ISE1+信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第79頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]

求圖示電路中5

電阻的電壓U及功率P。+–10A5

15

20V+–U2

4

[解]

先計算20V電壓源單獨作用在5

電阻上所產(chǎn)生的電壓

U

。U

=20

5+155

=5V電流源不作用應(yīng)相當(dāng)于開路20V+–5

15

+–U′2

4

信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第80頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]

求圖示電路中5

電阻的電壓U及功率P。+–10A5

15

20V+–U2

4

[解]

再計算10A電流源單獨作用在5

電阻上所產(chǎn)生的電壓U

。電壓源不作用應(yīng)相當(dāng)于短路5

15

+–U

2

4

10A信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第81頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]

求圖示電路中5

電阻的電壓U及功率P。+–10A5

15

20V+–U2

4

U=U

+U

=5–37.5=–32.5V

=211.25W若用疊加原理計算功率將有用疊加原理計算功率是錯誤的。想一想，為什么？

[解]

根據(jù)疊加原理5

電阻的功率為返回信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第82頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月①疊加原理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。③不作用電源的處理：將恒壓源E短路，即E=0；將恒流源Is

開路，即Is=0。②線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算，但功率P不能用疊加原理計算。例：⑤應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解，即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。④解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。

若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時，疊加時相應(yīng)項前要帶負號。注意事項信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第83頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月回顧上次課內(nèi)容電阻的串并聯(lián)支路電流法疊加原理信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第84頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向，對選定的回路標(biāo)出回路循行方向。2.

應(yīng)用KCL對結(jié)點列出

(n－1)個獨立的結(jié)點電流方程。3.

應(yīng)用KVL對回路列出

b－(n－1)

個獨立的回路電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出）

。4.

聯(lián)立求解b

個方程，求出各支路電流。ba+-E2R2+-R3R1E1I1I3I2對結(jié)點a：例1：12I1+I2–I3=0對回路1：對回路2：I1R1+I3R3=E1I2R2+I3R3=E2支路電流法的解題步驟:信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第85頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月疊加原理在多個電源共同作用的線性電路中，某一支路的電壓(電流)等于每個電源單獨作用，在該支路上所產(chǎn)生的電壓(電流)的代數(shù)和。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第86頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月①疊加原理只適用于線性電路。③不作用電源的處理：

E=0，即將E短路；Is=0，即將Is

開路

。②線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算，但功率P不能用疊加原理計算。例：⑤應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解，即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個。④解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。

若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時，疊加時相應(yīng)項前要帶負號。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

注意事項：第87頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題：

電路如圖，已知E=10V、IS=1A，R1=10

R2=R3=5

，試用疊加原理求流過R2的電流I2和理想電流源IS兩端的電壓US。

(b)E單獨作用將IS

斷開(c)IS單獨作用

將E短接解：由圖(b)(a)+–ER3R2R1ISI2+–US+–ER3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2

+–US

信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第88頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

習(xí)題：電路如圖，已知E=10V、IS=1A，R1=10

R2=R3=5

，試用疊加原理求流過R2的電流I2

和理想電流源IS兩端的電壓US。

(b)E單獨作用(c)IS單獨作用(a)+–ER3R2R1ISI2+–US+–ER3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2

+–US

解：由圖(c)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第89頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.9電壓源與電流源及其等效變換1.9.1電壓源電壓源是由電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源的電路模型。電壓源模型U+_IbER0RL+_a由上圖電路可得:U=E–IR0

電壓源的外特性曲線U0=EIS=OI/AU/V理想電壓源電壓源

R0E

若R0<<RL

，U≈E，可近似認為是理想電壓源。若R0=0理想電壓源:U≡E信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第90頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.9電壓源與電流源及其等效變換1.9.1電流源電流源是由電流IS和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電源的電路模型。電流源模型由上圖電路可得:電流源的外特性曲線若R0>>RL

，I≈IS

，可近似認為是理想電流源。若R0=∞理想電流源:I≡IS

IURLR0+–ISR0UU0

=ISR0IS

OI/AU/V理想電流源電流源R0U

I

=IS-信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第91頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.8.3電源模型的等效變換電壓源和電流源的外特性相同，因此兩種電源模型可以等效變換IbEUR0RL+_+_aIURLR0+–ISR0U電壓源電流源U=E–IR0U=ISR0–IR0等效變換條件E=ISR0IS=ER0

電壓源與電流源模型的等效變換關(guān)系僅對外電路而言，至于電源內(nèi)部則是不相等的。注意信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第92頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

[例

1]

用電源等效變換方法求圖示電路中I3。+_+_I390V140V20

5

6

[解]4

I36

25A4

I36

20

7A5

18A信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第93頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項①電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言，對電源內(nèi)部則是不等效的。②等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。③理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。④任何一個電動勢E

和某個電阻R

串聯(lián)的電路，都可化為一個電流為IS和這個電阻并聯(lián)的電路。例：當(dāng)RL=∞

時，電壓源的內(nèi)阻R0

中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻R0中則損耗功率。Eb+_aR0R0ISbaEb+_aR0R0ISba信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第94頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.10戴維寧定理

二端網(wǎng)絡(luò):

具有兩個出線端部分的電路；

無源二端網(wǎng)絡(luò):

二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含電源；

有源二端網(wǎng)絡(luò):

二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部含有電源。a無源二端網(wǎng)絡(luò)bRaba有源二端網(wǎng)絡(luò)babR0IS無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡為一個電源abR0+_E戴維寧定理諾頓定理信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第95頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

任意線性有源二端網(wǎng)絡(luò)N，可以用一個電動勢為E的理想電壓源與和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源來等效代替。其中等效電源的電動勢E等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)所有獨立源都不作用時由端鈕看進去的等效電阻。1.10戴維寧定理信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第96頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.10戴維寧定理UI線性有源二端網(wǎng)絡(luò)Nab–+RLbEUR0RL+_+_aIN除去獨立源：恒壓源短路恒流源開路R0N0ab

E=UONab–+其中等效電壓源的電壓E為有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓R0為有源二端網(wǎng)絡(luò)所有電源都不作用，從a、b兩點看進的等效電阻。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第97頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例1]

用戴維寧定理求圖示電路中電流

I。

[解]

上圖可以化為右圖所示的等效電路。+__+I90V20

5

6

140VbEUR0+_+_aI6

等效電源的電動勢E為除6

支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，見圖(a)

圖(a)

ab+_IU0等效電阻R0

為除6

支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)所有電源都不作用從a、b看進去的等效電阻，見圖(b)圖(b)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第98頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月R1R2+__+E1E2ab+_U0I(a)于是

E=U0=E1

R1I=(140202)V=100V或

E=U0=E2

+R2I=(90+52)V=100V等效電源的電動勢E為除6

支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，見圖(a)

信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第99頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

R0為除6

支路外有源二端網(wǎng)絡(luò)所有電源都不作用從a、b看進去的等效電阻，見圖(c)

R1R2ab(c)則信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第100頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月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。Va=E1Vc=–E2Vb=I3R3若以d為參考點，則:+E1–E2簡化電路1.11電路中電位的計算+_R1E1+_E2R2R3I3abcddabcR1R2R3Vd=0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第101頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月[例

1]電路如圖所示,分別以a、b為參考點計算c和d點的電位及c和d

兩點之間的電壓。2

10V+–5V+–3

bcd[解]以a為參考點II

=10+53+2=3AVC=3

3=9VVD=

3

2=–6V以

b為參考點VD=–5VVC=10V小結(jié)：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改變，但是任意兩點間的電壓不變。UCD=VC–VD=15VaUCD=VC

VD=15V返回信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第102頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.12電路的暫態(tài)分析1.12.1電阻元件、電感元件和電容元件1.12.2儲能元件和換路定則1.12.3RC

電路的暫態(tài)分析1.12.4

RL

電路的暫態(tài)分析信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第103頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.12電路的暫態(tài)分析所謂穩(wěn)態(tài)是指電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)一定時，電路中電壓、電流不變。暫態(tài)過程則由于電路中含有儲能元件(電感或電容)，當(dāng)電路發(fā)生換路時（接通、斷開或電路參數(shù)發(fā)生變化），電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定狀態(tài)一般需要經(jīng)過一定短暫時間才能到達穩(wěn)態(tài)。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第104頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月上式表明電阻將全部電能消耗掉，轉(zhuǎn)換成熱能。1.電阻元件1.11.1電阻元件、電感元件和電容元件iu+_R圖中u和i參考方向相同，根據(jù)歐姆定律得出u=RiR=ui電阻元件的參數(shù)電阻對電流有阻礙作用將u=Ri兩邊同乘以i

，并積分之，則得R是耗能元件信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第105頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月i安(A)韋伯(Wb)亨利(H)N電感+–u

2.電感元件

d

dteL=Ndidt=LL+–ui–eL+當(dāng)電感元件中磁通Ф或電流發(fā)生變化時，則在電感中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱電感或自感為：電流通過一匝線圈產(chǎn)生Φ(磁通)電流通過N匝線圈產(chǎn)生Ψ=NΦ(磁鏈)L

=iN

iΨ

=信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第106頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月L是儲能元件根據(jù)KVL可寫出電壓電流關(guān)系L+–ui–eL+或當(dāng)電流增大時，磁場能增大，把電能轉(zhuǎn)換為磁能，電感元件從電源取用電能；當(dāng)電流減小時，磁場能減小，把磁能轉(zhuǎn)換為電能，電感元件向電源放還能量。上式兩邊同乘上i，并積分，得儲存的磁場能在直流穩(wěn)態(tài)時，u=0，電感相當(dāng)于短路。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第107頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月伏(V)庫侖(C)法拉(F)3.電容元件電容元件的參數(shù)iu+–C

當(dāng)通過電容的電荷量或電壓

發(fā)生變化時，則在電容中引起電流在直流穩(wěn)態(tài)時，I=0，電容相當(dāng)于開路。儲存的電場能C是儲能元件信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第108頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月1.12.2儲能元件和換路定則

換路

引起電路工作狀態(tài)變化的各種因素。如：電路接通、斷開、短路、電壓改變或參數(shù)變化等。電感元件的儲能不能躍變電容元件的儲能不能躍變產(chǎn)生暫態(tài)過程的原因：

由于物體所具有的能量不能躍變而造成若uc發(fā)生突變，tucCicdd=?∞信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

在換路瞬間儲能元件的能量也不能躍變第109頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

設(shè)

t=0為換路瞬間(定為計時起點)，

t=0–表示換路前的終了瞬間，

t=0+表示換路后的初始瞬間（初始值）。電感電路：iL(0+)=iL(0–)uC(0+)=uC(0–)換路定則用公式表示為：電容電路：注：換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中uc、iL初始值。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第110頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月初始值：電路中各u、i在t=0+時的數(shù)值。求解要點：(1)uC(0+)、iL(0+)的求法。1)先由t=0-的電路求出uC(0–)、iL(0–)；根據(jù)換路定律求出uC(0+)、iL(0+)。(2)其它電量初始值的求法。1)由t=0+的電路求其它電量的初始值；在t=0+時的電壓方程中uC=uC(0+)t=0+時的電流方程中iL=iL(0+)。初始值的確定信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第111頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

[例

1]

已知iL(0

)=0，uC(0

)=0，試求S

閉合瞬間，電路中各電壓、電流的初始值。t=0+時的等效電路為uC(0+)=uC(0-)=0i1(0+)=iC(0+)=iL(0+)=iL(0-)=0UR1R1u1(0+)=i1(0+)=Uu2(0+)=0uL(0+)=U[解]iL(0+)=iL(0–)=0SCR2R1t=0–

+ULuC(0+)u2(0+)R2R1iL(0+)uL(0+)iC(0+)u1(0+)i1(0+)+–+–U+–+–+–信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第112頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)

3.換路前,若uC(0-)

0,換路瞬間(t=0+等效電路中),

電容元件可用一理想電壓源替代,其電壓為uc(0+);

換路前,若iL(0-)

0

,在t=0+等效電路中,

電感元件

可用一理想電流源替代，其電流為iL(0+)。2.換路前,若儲能元件沒有儲能,換路瞬間(t=0+的等效電路中)，可視電容元件短路，電感元件開路。1.換路瞬間，uC、iL

不能躍變,但其它電量均可以躍變。iL(0+)=iL(0–)uC(0+)=uC(0–)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第113頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)KVL，t≥

0時uc滿足的微分方程為

只含有一個儲能元件或可等效為一個儲能元件的線性電路，稱為一階線性電路。

一階電路暫態(tài)分析的三要素法SCRt=0–

+U–

+uR–

+uCi描述一階電路的微分方程是一階常系數(shù)微分方程。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第114頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月求解方法經(jīng)典法：根據(jù)基爾霍夫定律列電路的微分方程，通過求解微分方程得出電路的響應(yīng)（電壓和電流）。三要素法：把經(jīng)典法所求得的一階微分方程的解公式化，通過求出電路響應(yīng)的初始值、穩(wěn)態(tài)和時間常數(shù)這三個關(guān)鍵值（三要素）直接寫出電路的響應(yīng)函數(shù)。信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第115頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月–

+USCRt=0–

+U012–

+uR–

+uCi1.12.3一階RC電路暫態(tài)過程的三要素公式

根據(jù)KVL，t≥

0時電路的微分方程為

令

=RC，稱時間常數(shù)非齊次方程的通解=任一個特解+對應(yīng)齊次方程的通解即t=∞時的uc滿足微分方程，因此特解t≥0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第116頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月對應(yīng)齊次方程的解信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第117頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月一階RC電路響應(yīng)的表達式：

一階電路暫態(tài)分析的三要素公式歸納為:–

+USCRt=0–

+U012–

+uR–

+uCi穩(wěn)態(tài)值初始值時間常數(shù)全響應(yīng)信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第118頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月RC電路的零輸入響應(yīng)

零輸入響應(yīng):

無電源激勵,輸入信號為零,僅由電容元件的初始儲能所產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。

實質(zhì)：RC電路的放電過程uR–

U0SCRt=0–

+12–

++uCi換路前電路已處穩(wěn)態(tài)t≥0時,電容C經(jīng)電阻R放電根據(jù)換路定則知信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第119頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月理論上認為t→∞

電路達穩(wěn)態(tài)時間常數(shù)

的物理意義

=RC時間常數(shù)

決定電路暫態(tài)過程變化快慢的物理量當(dāng)t=

時uCOuU0t0.368U0

>由于當(dāng)t=3

時，uC

已衰減到0.05U0，所以工程上通常在t>3

以后認為暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束。uR–

U0SCRt=0–

+12–

++uCi信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第120頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)

零狀態(tài)響應(yīng):換路前電容元件未儲能,僅由電源激勵產(chǎn)生的電路的響應(yīng)。

實質(zhì)：RC電路的充電過程uR–

USCRt=0–

+12–

++uCi換路前電路已處穩(wěn)態(tài)t≥0時,電容C經(jīng)電源充電根據(jù)換路定則知信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第121頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月tuCuCUOu時間常數(shù)

=RC當(dāng)t=

時，uC=63.2%U0.632U

隨時間變化曲線隨時間變化曲線OuU0t0.368U0

時間常數(shù)

=RC當(dāng)t=

時，uC=36.8%U0零狀態(tài):零輸入:信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第122頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月RC電路時間常數(shù)

的計算原則：

要由換路后的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計算。（同一電路只有一個

）步驟：(1)對于只含一個R和C的簡單電路，

=RC(2)對于較復(fù)雜的一階RC電路，將C以外的電路視為有源二端網(wǎng)絡(luò)，除源后求其網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0（與戴維寧定理方法相同）則

=R0Ct=0–

C–

+uCU+SR1R2R3Ct>0SR1R2R3R0信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第123頁，課件共137頁，創(chuàng)作于2023年2月

[例

2]

在下圖中，已知U1=3V，U2=6V，R1=1k

，R2=2k

，C=3F

，t<0時電路已處于穩(wěn)態(tài)。用三要素法求t≥0時的uC(t)，并畫出變化曲線。

[解]

先確定uC(0+)uC(

)和時間常數(shù)

R2R1–

U1C–

+1+uCU2–

+t<0時電路已處于穩(wěn)態(tài)，意味著電容相當(dāng)于開路。2t=0S信息商務(wù)學(xué)院信息工程系

第