電路分析同步輔導(dǎo)知識點

電路分析基礎(chǔ)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解21一知識點精析一、集總參數(shù)電路模型由集總參數(shù)原件組成的電路稱為集總電路。集總電路成立的先決條件是電路的尺寸遠(yuǎn)小于使用時最高工作頻率所對應(yīng)的波長，同時不考慮電路中電場與磁場的相互作用。二、電路變量、電流、電壓及功率將每單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量定義為電流，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為。將單位正電荷由a點移動到b點時所獲得或失去的能量定義為a、b之間電壓，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

將元件吸收能量的速率定義為功率電流的參考方向：在電流圖中用箭頭表示，參考方向可以任意選定。當(dāng)計算結(jié)果為正時，表示真實方向同參考方向相同，反之相反。電壓的參考方向：在電路或元件的兩端用“+”，“-”符號來表示。21一知識點精析功率參考方向：功率參考方向由電流、電壓的參考方向共同決定。功率參考方向及計算公式如表所示當(dāng)計算結(jié)果為正時，說明實際功率方向與功率參考方向相同，反之相反。三、基爾霍夫定律1、基爾霍夫電流定律（KCL）對于集總電路中的某個節(jié)點，在任意時刻，流入電荷數(shù)等于流出電荷數(shù)，即：2、對KCL應(yīng)用的幾點說明（1）節(jié)點可不局限于某一個“點”?？梢匀我忾]合曲面（線）所包圍的電路，即流入（流出）閉合曲面（線）的電流和為0。電壓電流功率關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向吸收P=uiP=-ui提供P=-uiP=ui21一知識點精析(2)對于連入節(jié)點的每一支路，必須指定其電流參考方向，參考方向定義可以任意。3.基爾霍夫電壓定律（KVL）對于任一集總電路中任一回路，在任一時刻，沿著該回路的所有支路電壓降的代數(shù)和為零，即4.對KVL應(yīng)用的幾點說明（1）KVL應(yīng)用于任意一個封閉回路。（2）在應(yīng)用KVL前，必須指定各個支路的電壓參考方向，以及回路繞行方向。繞行方向是同一個方向。四、電壓源、電流源電壓源具有端電壓是常數(shù)或只與時間有關(guān)的函數(shù)，與流過它的電流無關(guān)。電流源具有流出的電流是定值或是一定的時間函數(shù)，與兩端的電壓無關(guān)。當(dāng)電壓為零時，它發(fā)出的電流仍為或21一知識點精析五、受控源（1）受控源的輸出量與控制量呈線性關(guān)系，但不影響控制量。（2）受控源在具體實現(xiàn)時須借助有源器件（比如運算放大器等），所以受控源同樣是有源器件，其提供的功率來自外電路。六、分壓公式和分流公式分壓公式為分流公式為七、KCL、KVL方程的獨立性（1）若電路中有n個節(jié)點，則獨立的KCL方成數(shù)為（n-1）個，且為任意的（n-1）個。（2）若電路中有b條支路，則一般產(chǎn)生n-(b-1)個網(wǎng)孔拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且b-(n-1)個KVL相互獨立。（3）電路有b條支路，就有2b個獨立電壓、電流變量，b個VCR,n-1個KCL，b-（n-1）個KVL，相互獨立。共有b+n-1+b-(n-1)=2b個獨立方程，所以可解出所有2b個獨立變量21二、知識點精析一、網(wǎng)孔分析法1.網(wǎng)孔分析法以網(wǎng)孔電流為變量列寫電路方程，求解電路模型的分析方法，稱為網(wǎng)孔分析法。網(wǎng)孔分析法實際上是對KVL方程的應(yīng)用，是一種常用的電路模型簡化方法。2.網(wǎng)孔分析法的基本步驟（1）定義各網(wǎng)孔的網(wǎng)孔電流方向（一般統(tǒng)一取順時針或統(tǒng)一取逆時針，根據(jù)個人習(xí)慣而定）；（2）若存在電流源（包括受控電流源）定義電流源參考電壓方向；（3）根據(jù)各網(wǎng)孔的方向列寫KVL方程；（4）列寫電流源和受控源的約束方程，注意將受控源的控制變量用網(wǎng)孔電流表達(dá)。二、互易定理在只含一個電壓源，不含受控源的線性電阻電路中，電壓源與（理想）電流表互換位置，電流表讀數(shù)不變21二、知識點精析三、節(jié)點分析法1.節(jié)點分析法節(jié)點分析法是利用VCR消去了集總電路方程中的KVL關(guān)系而直接列寫的KCL方程組。在電路分析中，節(jié)點分析法是應(yīng)用非常廣泛的，因此必須很好的理解和掌握。2.節(jié)點分析法的解題步驟（1）定義電路地點（參考點），以及各節(jié)點編號。（2）分清自電導(dǎo)和互電導(dǎo)，以節(jié)點電壓為變量，利用各支路VCR列寫每個結(jié)點的KCL方程。（3）若有受控源，在列寫方程時視為理想電流（壓）源，之后根據(jù)控制參數(shù)支路的VCR關(guān)系，以節(jié)點電壓為自變量，列寫相應(yīng)約束方程。（4）求解節(jié)點電壓，并求出各支路電壓。四、理想運算放大器理想運放在實際電路中運用廣泛，常用在放大、濾波等電子電路中。理想運放具有“虛短”和“虛開”的性質(zhì)。21二、知識點精析“虛短”是指理想運放的兩個輸入端的電壓相等。這是因為理想運放的增益為無窮，若想使電壓不為無窮大，則輸入必為無窮小，即“虛開”是指理想運放的兩個輸入端的輸入電流為0。21三、知識點精析一、線性電路的比例性、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)由線性元件及獨立電源組成的電路為線性電路，電源為激勵，其他元件的電壓電流，以及電壓源的電流和電流源的電壓稱為響應(yīng)。線性電路的激勵與響應(yīng)之間保持著良好的比例性，也稱為“齊次性”。對單一激勵的線性、時不變電路，指定的相應(yīng)對激勵之比定義為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，即為H，即

二、疊加定理線性電路的疊加性常以原理的形式來表達(dá)。由線性電阻、線性受控源及獨立源組成的電路中，每一元件的電流或電壓可以看成時每一個獨立源單獨作用于電路時，在該原件上產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和，這就是疊加原理。當(dāng)某一獨立源單獨作用時，其他獨立源應(yīng)為零值，即獨立電壓源用短路代替；獨立電流源用開路代替。這就是說，在線性電路中，任一電流變量或電壓變量，作為電路的響應(yīng)y(t)，與電路各個激勵xm(t)的關(guān)系可表達(dá)為

21三、知識點精析式中表示電路中的電壓源電壓或電流源電流，設(shè)獨立電源的總數(shù)為M個，為相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。疊加性是線性電路的根本屬性。疊加方法作為電路分析的一大基本方法，可使復(fù)雜激勵問題簡化為單一激勵問題；結(jié)合網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，可簡化響應(yīng)與激勵的關(guān)系等。三、疊加方法和功率計算一般說來電阻的功率不能從疊加原理直接求得，功率計算也不服從疊加原理。對于不含受控源的線性電阻電路來說，電源對電路提供的總功率等于電壓源單獨作用時對電路提供的功率和電流源單獨作用時對電路提供的功率之和。一般利用疊加原理求得相應(yīng)支路的電壓、電流后，再計算功率。四、數(shù)模轉(zhuǎn)換的基本原理數(shù)模轉(zhuǎn)換器是數(shù)字量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量，進(jìn)而通過電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為模擬電壓量的裝置。21四、知識點精析一、分解的基本步驟1、二端網(wǎng)絡(luò)由元件相連組成，對外只有兩個端鈕的網(wǎng)絡(luò)整體稱為二端網(wǎng)絡(luò)或單口網(wǎng)絡(luò)。2、分解的基本步驟在進(jìn)行電路分析時，往往將復(fù)雜電路分解為兩個單口網(wǎng)絡(luò)以簡化計算，具體步驟如下（1）把給定網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個單口網(wǎng)絡(luò)和；（2）分別求出和的VCR(計算或測量)；（3）聯(lián)立兩者的VCR或由它們的伏安特性曲線的交點，求得和的端口電壓、電流；（4）分別求得和內(nèi)部各支路電壓、電流。二、單口網(wǎng)絡(luò)的電壓電流關(guān)系（1）單口可以用下列的幾種方式之一來描述：具體的電路模型；端口電壓與電流的約束關(guān)系，表示為方程或曲線的形式；等效電路；21四、知識點精析（2）單口網(wǎng)絡(luò)的VCR只與內(nèi)部的電路性質(zhì)有關(guān)，與外接電路無關(guān)。（3）求取VCR可在最簡單的外接電路情況下求得。三、單口網(wǎng)絡(luò)的置換---------置換定理1、置換定理若網(wǎng)絡(luò)N由兩個單口網(wǎng)絡(luò)和連接組成，且一直端口電壓和電流值分別為和，則（或）可以用一個電壓為的電壓源或一個電流為的電流源置換，不影響則（或）內(nèi)各支路電壓、電流原有數(shù)值。2、置換定理應(yīng)用的前置條件及適用范圍（1）置換定理一般要求被置換電路（或支路或網(wǎng)絡(luò)）與電流其他部分不存在耦合關(guān)系。（2）被置換電路（或支路、網(wǎng)絡(luò)）只有其端口電壓或電流是明確的，便可采用置換定理。（3）非線性電路只要工作點穩(wěn)定不變，便適用此定理。21四、知識點精析四、單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路1、等效的定義如果一個單口網(wǎng)絡(luò)和另一個單口網(wǎng)絡(luò)電壓、電流關(guān)系完全相同，亦即它們在u-i平面上的伏安特性曲線完全重疊，則這兩個單口網(wǎng)絡(luò)便是等效的。2、等效的解釋（1）等效是指對任意的外電路等效，而不是指對某一特定的外電路等效。這就是說，要求在外接任何電路時，都要具有相同的端電壓和相同的端電流，這就要求和的VCR完全相同。亦即u-i平面上兩者的伏安特性曲線必須完全重疊。（2）等效是建立在相同地VCR基礎(chǔ)之上的，而置換是建立在相同工作點基礎(chǔ)之上的。五、一些簡單的等效規(guī)律和公式1、兩電壓源串聯(lián)設(shè)一單口網(wǎng)絡(luò)由兩電壓源串聯(lián)組成，在任何外接電路下，都可得到21四、知識點精析21四、知識點精析6、兩電阻的并聯(lián)兩電阻和并聯(lián)，其等效電阻為7、電壓源與電流源的并聯(lián)8、電壓源與電阻的并聯(lián)9、電流源與電壓源的串聯(lián)10、電流源與電阻的串聯(lián)11、電壓源、電流源與電阻的串聯(lián)用戴維南等效或諾頓等效。21四、知識點精析六、戴維南定理含電源和線性電阻、受控源的單口網(wǎng)絡(luò)（含源線性單口網(wǎng)絡(luò)）不論其結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，就其端口來說，可等效為一個電壓源串聯(lián)電阻支路。電壓源等于該網(wǎng)絡(luò)N的開路電壓串聯(lián)電阻等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源為零值時所得網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。這就是說：若含源線性單口網(wǎng)絡(luò)的端口電壓u和電流i為非關(guān)聯(lián)參考方向（相對于單口網(wǎng)絡(luò)而言），則其VCR可表示成.這一電壓源串聯(lián)電阻支路稱為戴維南等效電路，其中串聯(lián)電阻稱為戴維南等效電阻，記為七、諾頓定理含源線性單口網(wǎng)絡(luò)N，就其端口來看，可以等效成一個電流源并聯(lián)電阻組合。電流源電流等效該網(wǎng)絡(luò)N的短路電流，并聯(lián)電導(dǎo)等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源為零值時所得網(wǎng)絡(luò)的等效電導(dǎo)，這就是諾頓定理。這一電流源并聯(lián)電導(dǎo)組合稱為諾頓等效電路。21四、知識點精析八、戴維南定理、諾頓定理的應(yīng)用注意事項（1）兩定理適用于線性含源單口網(wǎng)絡(luò)。（2）根據(jù)兩定理，可以根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)建立電路等效模型而不必知道具體的單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）確定的方法有三種：一是串并聯(lián)等效法，適用于沒有受控源的網(wǎng)絡(luò)；二是端口加電源法；三是開路電壓除以短路電流，二者關(guān)于網(wǎng)絡(luò)取非關(guān)聯(lián)參考方向。（4）一般不允許含源受控線性單口網(wǎng)絡(luò)與外電路存在耦合關(guān)系，即單口網(wǎng)絡(luò)中含有控制量在外加電路的受控源。九、最大功率傳遞定理1、定理內(nèi)容由含源線性單口網(wǎng)絡(luò)傳