電工學(xué)復(fù)習(xí)1課件

第1、2章電路的根本概念與分析方法1.電源與負(fù)載的判別2.基爾霍夫定律3.電源等效3.支路電流法4.疊加原理5.戴維楠定理與諾頓定理U和I兩者的參考方向選得一致電源

P＝UI＜0負(fù)載

P＝UI＞0

電源

P＝UI＞0

負(fù)載

P＝UI＜0U和I兩者的參考方向選得相反返回〔1〕如下圖電路中，U<0〔V〕，I>0〔A〕，方框表示電源的是〔〕。IUAIUBIUC1.電源與負(fù)載的判別2.基爾霍夫電流定律如圖I1＋I(xiàn)2＝I3或I1＋I(xiàn)2－I3＝0

即

I＝0在任一瞬時，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流之和。即在任一瞬時，一個結(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零。基爾霍夫電壓定律從回路中任意一點(diǎn)出發(fā)，沿順時針方向或逆時針方向循行一周，那么在這個方向上的電位升之和等于電位降之和.或電壓的代數(shù)和為0。U1＋U4＝U2＋U3U1－U2－U3＋U4＝0即

U＝0注意轉(zhuǎn)換前后E與Is的方向(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI(3)恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabIsaE+-bI〔不存在〕一般不限于內(nèi)阻，只要一個電動勢為E的理想電壓源和某個電阻R串聯(lián)的電路，都可以化為一個電流為的理想電流源和這個電阻并聯(lián)的電路。4.支路電流法凡不能用電阻串并聯(lián)化簡的電路，一般稱為復(fù)雜電路。在計(jì)算復(fù)雜電路的各種方法中，支路電流法是最根本的。它是應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對節(jié)點(diǎn)和回路列出方程，求出未知量。解題步驟：1.對每一支路假設(shè)一未知電流〔I〕4.解聯(lián)立方程組對每個結(jié)點(diǎn)有2.列電流方程對每個回路有3.列電壓方程一般地說，假設(shè)一個電路有b條支路，n個節(jié)點(diǎn)，可列n-1個獨(dú)立的電流方程和b-(n-1)個電壓方程。五條支路三個節(jié)點(diǎn)5.疊加原理在多個電源同時作用的線性電路(電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個電源單獨(dú)作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABE2I3''R3+_E2單獨(dú)作用+_AE1BI2'R1I1'R2I3'R3E1單獨(dú)作用*所謂電路中各個電源單獨(dú)作用，就是將電路中其它電源置0，即電壓源短路，電流源開路。應(yīng)用疊加定理要注意的問題1.疊加定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〕。2.疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令E=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3.解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。(轉(zhuǎn)下頁)=+5.運(yùn)用迭加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。=+注意“代數(shù)和”含義,如:=+從數(shù)學(xué)上看，疊加原理就是線性關(guān)系的可加性。所以功率的計(jì)算不能用疊加原理。注意返回〔1〕.應(yīng)用疊加原理計(jì)算以下圖所示電路中的電流I。_+1Ω2Ω5Ω10V4Ω15AI電流源獨(dú)立作用時

電壓源獨(dú)立作用時

共同作用時

5.戴維寧定理與諾頓定理計(jì)算復(fù)雜電路中的某一支路時，為使計(jì)算簡便些，常常應(yīng)用等效電源的方法。其中包括戴維寧定理和諾頓定理。

戴維南定理

任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電動勢為的理想電壓源和一個電阻的串聯(lián)來等效。電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓。所串電阻等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后所得到的無源網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻。等效電壓源有源二端網(wǎng)絡(luò)REdRd+_R注意：“等效〞是指對端口外等效有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用電壓源模型等效。等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻?！灿性淳W(wǎng)絡(luò)變無源網(wǎng)絡(luò)的原那么是：電壓源短路，電流源斷路〕等效電壓源的電動勢〔Ed〕等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓；有源二端網(wǎng)絡(luò)R有源二端網(wǎng)絡(luò)AB相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)ABABEdRd+_RAB諾頓定理

任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電流為的理想電流源和內(nèi)阻為并聯(lián)的電源來代替。理想電流源的電流就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流，即將a、b兩端短接后其中的電流。等效電源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去后所得無源網(wǎng)絡(luò)a、b之間的等效電阻。第3章電路的暫態(tài)分析2.1換路定那么及初始值確實(shí)定2.2一階線性電路的三要素法

換路定那么:在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。設(shè)：t=0時換路---換路前瞬間---

換路后瞬間那么：)()(=CCuu)()(=LLii初始值確實(shí)定求解要點(diǎn)：1.2.根據(jù)電路的基本定律和換路后的等效電路，確定其它電量的初始值。初始值：電路中

u、i

在

t=0+時的大小。小結(jié)1.換路瞬間，不能突變。其它電量均可能突變；3.換路瞬間，電感相當(dāng)于恒流源，其值等于，電感相當(dāng)于斷路。2.換路瞬間，電容相當(dāng)于恒壓電容相當(dāng)于短源，其值等于路；一階電路的三要素法根據(jù)經(jīng)典法推導(dǎo)的結(jié)果：一階電路微分方程解的通用表達(dá)式：只適用于一階線性電路的暫態(tài)分析三要素：初始值穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)可以是電路中的任一電壓和電流。初始值的計(jì)算:步驟:

(1)求換路前的(2)根據(jù)換路定則得出：(3)根據(jù)換路后的等效電路，求未知的或。三要素法分析要點(diǎn)：步驟:

(1)畫出換路后的等效電路（注意:在直流激勵的情況下,令C開路,L短路）； (2)根據(jù)電路的定理和規(guī)則，求換路后所求未知數(shù)的穩(wěn)態(tài)值。穩(wěn)態(tài)值的計(jì)算:原則:要由換路后的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。(同一電路中各物理量的

是一樣的)時間常數(shù)

的計(jì)算:電路中只有一個儲能元件時，將儲能元件以外的電路視為有源二端網(wǎng)絡(luò)，然后求其無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻

R0，則:步驟:或例1電路如圖所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)，試求換路后〔t≥0〕的uc。解：確定初始值確定穩(wěn)定值確定時間常數(shù)正弦交流電第4章交流電路如果在電路中電動勢的大小與方向均隨時間按正弦規(guī)律變化，由此產(chǎn)生的電流、電壓也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。

正弦量的數(shù)值表示:三要素法

i ：

電流幅值（最大值）：

角頻率（弧度/秒）：

初相角三要素:則有（均方根值）可得當(dāng)

時，交流直流熱效應(yīng)相當(dāng)電量必須大寫如：U、I有效值有效值概念正弦量的相量表示方法

瞬時值表達(dá)式

相量必須小寫前兩種不便于運(yùn)算，重點(diǎn)介紹相量表示法。

波形圖i正弦量的表示方法：重點(diǎn)相量的復(fù)數(shù)表示ab+1將復(fù)數(shù)放到復(fù)平面上，可如下表示：

代數(shù)式

指數(shù)式

極坐標(biāo)形式ab結(jié)論KCL的相量形式為：若對正弦電壓和運(yùn)算進(jìn)行考察，則有：KVL的相量形式為：1.單一參數(shù)電路中的根本關(guān)系電路參數(shù)基本關(guān)系復(fù)阻抗L復(fù)阻抗電路參數(shù)基本關(guān)系C電路參數(shù)R基本關(guān)系復(fù)阻抗小結(jié)在正弦交流電路中，若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（)表示，則直流電路中介紹的基本定律、公式、分析方法都能用。2.單一參數(shù)電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律

電阻電路電感電路電容電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律Z：復(fù)數(shù)阻抗實(shí)部為阻虛部為抗容抗感抗令則R-L-C串聯(lián)交流電路中的

復(fù)數(shù)形式歐姆定律復(fù)數(shù)形式的歐姆定律RLC〔２〕Z和電路性質(zhì)的關(guān)系

一定時電路性質(zhì)由參數(shù)決定

當(dāng)

時，表示u領(lǐng)先i－－電路呈感性當(dāng)時，

表示u、i同相－－電路呈電阻性當(dāng)

時，表示u落后i

－－電路呈容性阻抗角4.視在功率S：電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：伏安、千伏安PQ（有助記憶）S注：S＝UI可用來衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率〔額定電壓×額定電流〕視在功率5.功率三角形：無功功率有功功率電壓三角形SQP功率三角形R阻抗三角形RLC正誤判斷因?yàn)榻涣魑锢砹砍行е低膺€有相位。？RLC在R-L-C串聯(lián)電路中1、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖〔電路結(jié)構(gòu)不變〕2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖〔二〕一般正弦交流電路的解題步驟3、用復(fù)數(shù)符號法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式串聯(lián)諧振特征：(1)電路的阻抗模最小，電流最大。(2)電壓與電流同相，電路對外呈電阻性。此時，電路外部（電源）供給電路的能量全部被電阻消耗，電路不與外部發(fā)生能量互換。能量的互換只發(fā)生在電感與電容之間。并聯(lián)諧振：(1)電路的阻抗模最大，電流最小。(2)電壓與電流同相，電路對外呈電阻性。2.在圖中R1=3Ω，X1=4Ω，R2=8Ω，X2=6Ω，u=220√2sin314tV，試求i1，i2和i。解：Z1=R1+jx1=3+j4=5∠53.10ΩZ2=R2+jx2=8+j6=10∠36.90Ω第5章三相電路5.1三相電壓5.2負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路5.3負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路5.4三相功率5.1三相電壓三相電壓是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率相同、幅值相等、相位互差120的三相對稱正弦電壓，假設(shè)以uA為參考正弦量那么，也可用相量表示5.1三相電壓三相電源的星形聯(lián)結(jié)–

+uCA–

+uANABCN–

+uAB+–

uBCuB–

+uC–

+線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓間相量關(guān)系式相量圖UA?UC?UB?30o30o30o5.2負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路1.星形聯(lián)接–

+uANuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN設(shè)為參考正弦量那么有每相負(fù)載中的電流每相負(fù)載中的電流Ip稱為相電流電路及電壓和電流的參考方向如圖示每根相線中的電流Il稱為線電流負(fù)載為星形聯(lián)接時，負(fù)載線、相電流相等即5.2負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路1.星形聯(lián)接–

+uANuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN設(shè)為參考正弦量那么有每相負(fù)載中的電流的有效值為各相負(fù)載的電壓與電流的相位差為中性線中的電流為1.星形聯(lián)接–

+uAuB–

+uC–

+iAN

iBiCiN負(fù)載不對稱電壓、電流相量圖圖中，假設(shè)負(fù)載對稱，即ABCNUA?UC?UB?IA?IB?IC?IN?或因?yàn)殡妷簩ΨQ，負(fù)載電流也對稱，即因此。中線電流為零，即5.3負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路三角形聯(lián)接iCABCiBiAiABiBCiCA–

+uAB–

+uBC–

+uCA(2)負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系線、相電壓對應(yīng)相等(1)負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系負(fù)載三角形聯(lián)接電路如圖示，各電壓電流參考方向已在圖中標(biāo)出。各相負(fù)載相電流有效值分別為各相負(fù)載的電壓與電流相位差分別為三相功率不管負(fù)載是何種聯(lián)接方式，總的有功功率必定等于各相功率之和。當(dāng)負(fù)載對稱時，三相總功率為注意

是相電壓與相電流的相位差角當(dāng)對稱負(fù)載是星形聯(lián)接時，當(dāng)對稱負(fù)載是三角形聯(lián)接時，由上述關(guān)系可得對稱負(fù)載的三相功率為注意仍是相電壓與相電流的相位差角同理，可得2.在圖中，電源線電壓UL=380V?！?〕如果圖中各相負(fù)載的阻抗都等于10Ω，是否可以說負(fù)載是對稱的？〔2〕試求