電工電子學(xué)課件

1主要學(xué)習(xí)內(nèi)容電路的基本概念電路的基本元件基爾霍夫定律電路的分析方法2Chapter1電路：為了某種需要而由電源、導(dǎo)線、開關(guān)和負(fù)載按一定方式組合起來的電流的通路?！?.1電路的基本概念一、電路與電路模型汽車照明電路

電源：提供能量負(fù)載：消耗能量開關(guān)：控制電路工作3Chapter1

電路模型：用若干理想元件的某種組合來描述實際電路的模型。

理想元件：描述實際器件的基本物理規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，簡稱元件。實際電路

電路模型+–R理想元件4

電路組成：

電池為燈泡提供電能，稱之為電源或信號源；燈泡將電能轉(zhuǎn)換為光能和熱能，稱之為負(fù)載；開關(guān)、導(dǎo)線用來傳輸、分配電能，稱之為中間環(huán)節(jié)5Chapter1二、電流、電壓及參考方向1、電流（I，i）（Current）定義：電荷的定向移動形成電流。其實際方向是指正電荷運(yùn)動的方向。(實際電流方向)數(shù)學(xué)表示式：直流(DC)交流(AC)單位：安培A;(mAμA)

電路的工作是以其中的電壓、電流、功率等物理量來描述的。6Chapter1在復(fù)雜電路中難于判斷元件中電流的實際方向，電流如何求解？

UsIsRIRab電流方向ab？電流方向ba？7Chapter1iabi>0參考方向真實方向電流的參考方向——假定的電流正方向

如果求出的電流值為正即i>0，說明參考方向與實際方向一致，若i<0則說明參考方向與實際方向相反。

這個例題說明選定參考方向后，電流值成為既有大小、又有正負(fù)的代數(shù)量。電流的真實方向是通過電流值的正負(fù)確定的。

8Chapter12、電壓（U，u）（Voltage）電場失去dwab電場得到dwab定義：單位正電荷由a點(diǎn)移至b點(diǎn)電場力所做的功。數(shù)學(xué)表達(dá)式：正電荷由a移到b，若電場失去能量(電勢能)，則ua

ub，即a端為正b端為負(fù)；若電場得到能量，則ua<ub，即a端為負(fù)b端為正。方向：由高電位指向低電位。(實際電壓方向)單位：伏特V（mVμV）9電壓的參考方向（極性）——假定的電壓正方向ua+

bu>0

+電壓參考方向的標(biāo)注方式：⑴用參考極性表示⑵用箭頭表示⑶用雙下標(biāo)表示+?uuabuab真實方向參考方向10Chapter1abiu+

3、關(guān)聯(lián)參考方向

對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨(dú)立地任意確定，但為了方便起見，常常將其取為一致，稱關(guān)聯(lián)方向；如不一致，稱非關(guān)聯(lián)方向。(a)關(guān)聯(lián)方向abiu?+(b)非關(guān)聯(lián)方向如果采用關(guān)聯(lián)方向，在標(biāo)示時標(biāo)出一種即可。如果采用非關(guān)聯(lián)方向，則必須全部標(biāo)示。11Chapter1例1.1在圖（a）電路中，Uab=–5V，問a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電位高？+?uabab（a）+?u1ab+?u2（b）在圖（b）電路中，U1=–6V，U2=4V，問Uab＝？解：在圖（a）電路中Ua<Ub在圖（b）電路中Uab=U1–U2

=?10V12Chapter1三、電動勢表示符號：

E――有效值或直流量

e――瞬時值或交流量方向與電壓方向相反：低電位高電位13Chapter1+

ui+

ui四、電路中的功率定義：元件吸收或釋放能量的速率。在電路中為：p=ui數(shù)學(xué)表達(dá)式：wp>0p<0w單位：瓦特W方向：在電壓、電流取關(guān)聯(lián)參考方向下，p=ui

表示的是該元件“消耗”（吸收）的電功率的大小。即為：14Chapter1例1.2已知i=1A，u1=3V，u2=7V，u3=10V，求ab、bc、ca三部分電路吸收的功率P1、P2、P3。解：（實際吸收）（實際吸收）（實際提供）功率平衡15Chapter1§1.2電路的基本元件

常見的電路元件有電阻元件、電容元件、電感元件、電壓源、電流源。電路元件在電路中的作用或者說它的性質(zhì)是用其端口的電壓、電流關(guān)系即伏安關(guān)系（VAR）來決定的。16一、分類電磁特性：線性元件和非線性元件能量特性：無源元件和有源元件端子數(shù)目：二端元件、三端元件等

二、基本元件1、電阻元件（Resistor）電阻元件是一種消耗電能的二端元件。Chapter117Chapter1關(guān)聯(lián)方向時：

u=Ri或i=Gu功率：電路符號:+?uiR非關(guān)聯(lián)方向時：u

＝?Ri線性電阻的伏安特性曲線R:電阻參數(shù)，表征阻礙電流流過的能力,單位Ω。G:電導(dǎo)參數(shù)，單位S。歐姆定律：18Chapter1（1）開路電阻元件的兩種特殊情況當(dāng)一個電阻元件中的電流i不論為何值時，它的端電壓u恒為零，則稱“短路”，即R=0。當(dāng)一個電阻元件的端電壓u不論為何值時，流過它的電流恒為零，則稱“開路”，即R→∞。（2）短路19Chapter12、電容元件（Capacitor）伏安關(guān)系

電路符號：表征電容在一定電壓下儲存電荷的能力，單位：法拉(F)電容元件是一種能夠儲存電場能量的元件。Cui+?i

du/dt。只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但i=0，相當(dāng)于開路，即電容具有隔直作用。電容參數(shù)：20Chapter1伏安關(guān)系

UC(0)為初始時刻t＝0時電容的初始電壓，反映t＝0前“歷史”中電容電流的積累效應(yīng)——電容對它的電流具有記憶能力。電容元件中的電場能量電容元件儲存的電場能量只和考察時刻它的端電壓數(shù)值有關(guān)。21Chapter13、電感元件（Inductor）電感元件是一種能夠貯存磁場能量的元件。Ψi電路符號L為表征在一定電流作用下電感匝聯(lián)磁鏈的能力,Ψ為磁鏈?zhǔn)谴磐ㄅc匝數(shù)的乘積。單位：亨利(H)Li+

uL伏安關(guān)系

只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但u=0，相當(dāng)于短路。電感參數(shù)：22Chapter1伏安關(guān)系

I(0)為初始時刻t＝0時電感上的初始電流，反映t＝0前“歷史”中電感電壓的積累效應(yīng)——電感對它的電壓具有記憶能力。電感元件中的磁場能量電感在某一時刻所儲存的磁場能量只與該時刻電流的瞬時值有關(guān)。23Chapter14、電源元件（source）兩種電源：電壓源和電流源1）電壓源理想電壓源（恒壓源）IUabUs特點(diǎn)（1）無論負(fù)載電阻如何變化，輸出電壓不變。（2）電源中的電流由外電路決定。IUs+?abUab24Chapter1可見，恒壓源中的電流由外電路決定。設(shè):Us=10V當(dāng)R1

、R2

同時接入時:當(dāng)R1接入時:2

R1IUs+?abUab2

R2I=5AI=10A例1.325Chapter1實際電壓源模型:由理想電壓源串聯(lián)一個電阻組成U=Us–IRs當(dāng)Rs=0時，實際電壓源模型就變成恒壓源模型。UIRs+?UsRLIU0

Us理想電壓源實際電壓源Rs越大斜率越大電源內(nèi)阻，表示內(nèi)部損耗26Chapter1特點(diǎn)：（1）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流Is。（2）輸出電壓由外電路決定。

2）電流源理想電流源（恒流源)IIsabUabIUabIs27Chapter1設(shè):Is=1AR=10

時，

Uab

=10

VR=1

時，

Uab=1

V則:可見，恒流源兩端電壓由外電路決定。IIsabUabR例1.428Chapter1IsUIRsI=Is–U

/Rs

當(dāng)內(nèi)阻Rs=

時，實際電流源模型就變成恒流源模型。實際電流源模型:由理想電流源并聯(lián)一個電阻組成UIRsIsRLRs越大特性越陡29Chapter1例1.5（1）求圖示電路中電流源兩端的電壓。（2）當(dāng)電壓源的電壓或電阻的阻值變化時，電流源的輸出電流是否變化？電流源的電壓是否變化？1A10Ω++??10VUU=10×1?10=0解:（1）（2）不變化;變化。30Chapter1恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量Uab=Us

（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對Uab

無影響。I=Is

（常數(shù)）I

的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對I

無影響。輸出電流I

可變-----

I

的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab

可變-----Uab

的大小、方向均由外電路決定Us+?abIUababIUabIs31Chapter1§1.3基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律KCL基爾霍夫電壓定律KVL基爾霍夫定律用于描述由元件之間連接方式所形成的約束關(guān)系。（結(jié)構(gòu)約束）元件伏安關(guān)系用于描述元件本身物理特性所決定的電壓、電流約束關(guān)系。（自身約束）32Chapter1沒有分叉且包含一個或多個元件的電路稱為支路。b3條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。n由一條或多條支路所組成的閉合路徑稱為回路。l內(nèi)部不另含支路的回路，稱為網(wǎng)孔，又稱單回路。m結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的電路，稱為網(wǎng)絡(luò)。N一、相關(guān)概念圖示電路有

條支路，

個節(jié)點(diǎn)，

個回路，

個網(wǎng)孔。332233Chapter1二、基爾霍夫電流定律KCL任一時刻，對任一結(jié)點(diǎn)，流入結(jié)點(diǎn)的電流恒等于流出結(jié)點(diǎn)的電流。表述一基爾霍夫電流定律應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)處。表述二任何時刻，通過任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。i1＝i4＋i6i5－i2－i4＝0若取流出為正在圖示電路中對于結(jié)點(diǎn)a對于結(jié)點(diǎn)b34Chapter1基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展：結(jié)點(diǎn)

任意閉合面i1

＋i2＋i3

＝0U2U3U1+?RR1R+_+?RII=?I=0廣義結(jié)點(diǎn)法P15,T1.3.235應(yīng)用:將多個電流源的并聯(lián)化簡成一個電流源36Chapter1三、基爾霍夫電壓定律KVL表述二：任一時刻，沿任一回路繞行一周，回路中各元件電壓的代數(shù)和恒等于零

回路中支路電壓間的約束關(guān)系可用基爾霍夫電壓定律表示。表述一：在任一時刻，沿任一回路繞行一周，電壓升之和恒等于電壓降之和Us3+?++?I??+R1Us1Us2R2?+UR1UR2順時針繞行UR1?Us2+Us3+UR2?Us1=0UR1+Us3+UR2=Us2+Us137Chapter1Uab+?10V++?I??+30V8V5Ω3ΩKVL推廣：基爾霍夫電壓定律也適合開口電路。Uab＝5I+8或Uab＝10?3I+30廣義回路法38應(yīng)用:將多個電壓源的串聯(lián)化簡成一個電壓源39四、注意問題

1.KCL、KVL定律具有普遍性。

適用范圍廣，適用于由各種不同元件所構(gòu)成得電路。如直流和交流，線性和非線性電路等。

2.必須標(biāo)注參考方向。

把KCL應(yīng)用到某一結(jié)點(diǎn)時，必須指定支路電流參考方向；列寫KVL方程時，必須標(biāo)注各支路元件電壓參考方向，并規(guī)定回路的繞行方向，一般順時針繞行。

3.注意符號：

（1）列寫KCL方程第二種表述時支路電流＋、－號的確定，一般規(guī)定流出結(jié)點(diǎn)的支路電流取+，流入?。?/p>

（2）列寫KVL方程第二種表述時元件電壓＋、－號的確定，一般規(guī)定沿巡行方向電壓降時元件電壓?。?，相反?。?。

40Chapter1圖示電路的基爾霍夫電壓方程為

。A）U=Us+IRB）U=Us?IR；C）U=?Us+IRD）U=?Us?IR

例1.6B41例1.7求圖所示電路中電流I和電壓Us。+?5A6A15AI1.5Ω12Ω1Ω3ΩUs解：I1.5ΩI1.5Ω=

15?I＝14AI＝6?5＝1A由廣義結(jié)點(diǎn)由右結(jié)點(diǎn)I12ΩI3Ω=

15+I12Ω＝18A由中間結(jié)點(diǎn)I3ΩUs＝3I3Ω+12I12Ω

＝90V由右回路由左回路42Chapter1§1.4電路的分析方法電路的等效化簡支路電流分析法結(jié)點(diǎn)電壓分析法（選講）疊加原理戴維南定理諾頓定理（選講）電路中電位的計算43Chapter1一、電路的等效化簡等效的概念電阻串并聯(lián)接的等效變換實際電源模型間的等效互換44Chapter1在端口上具有相同電壓電流關(guān)系（即伏安關(guān)系，簡寫為VAR）的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路稱為等效電路。+

uiN1外電路+

uiN2外電路

將某一電路用與其等效的電路替換的過程稱為等效變換。將電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使外電路的分析計算得到簡化。N1與N2對外電路的影響是相同的。1、等效的概念45Chapter1n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻Reqiu

+baN2R1R2Rniu+

b++

+u1u2unN1a分壓公式兩個電阻串聯(lián)時電阻串聯(lián)使用多用于分壓。(1)電阻的串聯(lián)2、電阻串并聯(lián)接的等效變換46Chapter1(2)電阻的并聯(lián)Reqiu

+baN2R1R2Rn…ii1i2inab+

uN1兩個電阻并聯(lián)的等效電阻為Geq=G1+G2+…+Gn或47Chapter1兩個電阻并聯(lián)時R1R2Rn…ii1i2inab+

uN1分流公式電阻并聯(lián)使用多用于分流。48Chapter1例1.8

在圖示電路中，要在12V的直流電源上使6V、50mA的燈泡正常發(fā)光，應(yīng)采用哪種聯(lián)接電路？+?12V120Ω（a）+?12V120Ω120Ω（b）√49Chapter13、實際電源模型間的等效互換可見一個實際電源可用兩種電路模型表示：一種為電壓源Us和內(nèi)阻Rs串聯(lián)，另一種為電流源Is和內(nèi)阻

并聯(lián)。uiRs+?UsuiR'sIsui0電流源Is電壓源Us實際電源的伏安特性50Chapter1UsRs++

abui+

iuIsR'sab

同一個實際電源的兩種模型對外電路等效，等效條件為：51Chapter1例1.9用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流i1和i2。將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：解：52Chapter1例1.102A2Ωi2Ω4Ω求i=?解：4Ω電阻對該支路電流是否有影響？沒影響2A2Ωi2Ωi=1A若將4Ω電阻換成電壓源，情況如何？結(jié)論：

凡與電流源串聯(lián)的元件，在求其它支路電壓、電流時不起作用，該元件可視為短路。53Chapter1例1.11求U=?解：5Ω電阻對ab間電壓有無影響？沒影響U=4V若將5Ω電阻換成電流源，情況如何？結(jié)論：6V2ΩU5Ω1Ω+?+?ab6V2ΩU1Ω+?+?ab凡是與電壓源并聯(lián)的元件，在求其它支路電壓、電流時不起作用，該元件可視為開路。54Chapter1(1)“等效”是指“對外”等效（等效互換前后對外伏--安特性一致），對內(nèi)不等效。RL=

時例如：Rs中不消耗能量R's中則消耗能量等效變換的注意事項對內(nèi)不等效U'I'R'sIsRLUIRs+?UsRL對外等效55Chapter1(2)注意轉(zhuǎn)換前后Us

與Is

的方向uiRs+?UsuiR'sIsuiRs+?UsuiR'sIs56Chapter1(3)恒壓源和恒流源不能等效互換IUs+?abUabIIsabUab(4)進(jìn)行電路計算時，恒壓源串電阻和恒流源并電阻兩者之間均可等效變換。Rs和R‘s不一定特指電源內(nèi)阻。注意：恒壓源并電阻和恒流源串電阻兩者之間不可等效變換。57Chapter1二、支路電流分析法

支路電流法是最基本的電路分析法，它是以支路電流為待求量，應(yīng)用KCL、KVL分別對結(jié)點(diǎn)和回路列方程組，而后求解電流的方法。說明：（1）對具有n個結(jié)點(diǎn)的電路應(yīng)用基爾霍夫電流定律只能得到(n-1)個獨(dú)立KCL方程。（2）對具有n個結(jié)點(diǎn)b條支路的電路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律只能得到[b-(n-1)]個獨(dú)立KVL方程。技巧：平面網(wǎng)絡(luò),通?？蓪W(wǎng)孔列出。（3）應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律一共可以列出(n-1)+[b-(n-1)]=b個獨(dú)立方程，能夠解出b個支路電流。58Chapter1（1）b=3，各支路電流參考方向如圖。（2）n=2，可列出2－1=1個獨(dú)立的KCL方程。結(jié)點(diǎn)a（3）獨(dú)立的KVL方程數(shù)為3－(2－1)=2個?；芈稩回路Ⅱ用支路電流法求輸出電壓Uo。例1.12Uo+?4V2Ω+??+6V5Ω4Ω解：I1I2I3abIⅡ解出：I2=?1AUo=4V59Chapter1例1.13+?20V6A6Ω10Ω2Ω4ΩI1I2+?U用支路電流法求U（1）b=3，各支路電流參考方向如圖。（2）n=2，有1個獨(dú)立的KCL方程。結(jié)點(diǎn)a（3）只有2個待求電流，還需1個KVL方程。a解得：I2＝2.8A由KVL：避開電流源列KVL方程60Chapter1支路電流分析法解題步驟：（1）確定電路的支路數(shù)b，選定各支路電流的參考方向,并確定n。（2）對（n?1）個結(jié)點(diǎn)列KCL方程。（3）對[b?（n?1）]個回路（一般選網(wǎng)孔）列KVL方程。（4）聯(lián)解上列方程組，求出各支路電流。61Chapter1三、結(jié)點(diǎn)電壓分析法（選講）

以結(jié)點(diǎn)電壓為未知變量，應(yīng)用KCL對(n

1)個獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列出所需要的方程組，而后解出各未知電壓。結(jié)點(diǎn)電壓：任選一結(jié)點(diǎn)為參考點(diǎn)（零電位），其它(n

1)個結(jié)點(diǎn)對參考點(diǎn)的電壓稱結(jié)點(diǎn)電壓。5

2

1

1.4A3.1A

U1U2++??5

2

1

1.4A3.1AU1U262Chapter15

2

1

1.4A3.1AU1U2應(yīng)用KCL結(jié)點(diǎn)1：結(jié)點(diǎn)2：U1=5VU2=2VU5

=U1

U2=3V進(jìn)一步可計算出每個元件的功率。63Chapter1例1.14Uo+?4V2Ω+??+6V5Ω4Ω用結(jié)點(diǎn)電壓法求輸出電壓Uo。U（1）選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。解：（2）列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的KCL方程。0.95U=3.8Uo

=U=4V（2）求出結(jié)點(diǎn)電壓U及輸出電壓Uo

。64Chapter1例1.15+?18V6A6Ω8Ω2Ω4Ω+?UUn用結(jié)點(diǎn)電壓法求U。注意與電流源串聯(lián)的電阻在列寫KCL方程時作短路處理（1）選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。解：（2）列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的KCL方程。65Chapter1例1.162kΩI12V+

+

16V4kΩ4kΩ1kΩ2kΩU1U2思考：若右邊4kΩ電阻短路，結(jié)點(diǎn)電壓方程該如何列寫？用結(jié)點(diǎn)電壓法求I。（1）選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。解：（2）列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的KCL方程。U1=1V，U2=-2V66Chapter1四、疊加原理1、相關(guān)概念

線性電路：待求電路中所有元件均是線性元件的電路。

激勵：電源或信號源的電壓或電流稱為激勵。響應(yīng)：由激勵作用于電路各部分所產(chǎn)生的電壓或電流稱為響應(yīng)。

疊加原理研究的就是線性電路中激勵與響應(yīng)的關(guān)系，反映各個激勵的獨(dú)立性的原理。

672.基本內(nèi)容：對于任何一個含有多個電源的線性電路中，每一條支路的響應(yīng)（電壓或電流）都可以看成每個電源（電壓源或電流源）單獨(dú)作用時在該支路所產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)和。所有電源共同作用時產(chǎn)生的響應(yīng)成為響應(yīng)總量；每個電源單獨(dú)作用時產(chǎn)生的響應(yīng)稱為響應(yīng)分量。3.理解驗證：根據(jù)疊加原理可以知道，兩個電源共同作用相當(dāng)于每個電源單獨(dú)作用產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)和。68這里涉及某個電源單獨(dú)作用，其他電源不起作用的問題，這個過程也叫除源。除源：除掉的電源取零值。US1單獨(dú)作用時，

US2單獨(dú)作用時，

總量

除源的原則——電壓源作短路處理，電流源作開路處理。69Chapter1例1.1730V+?ab10Ω10Ω4Ω6Ω5A用疊加原理求4Ω電阻的功率。解：能否用疊加原理直接求功率？30V+?ab10Ω10Ω4Ω6ΩI'+II"ab10Ω10Ω4Ω6Ω5AI"=1+(-2)=-1A70Chapter1應(yīng)用疊加原理應(yīng)注意：1.疊加原理只適用于線性電路。2.當(dāng)某一電源單獨(dú)作用時，其他電源取零值。即電壓源應(yīng)予以短路；電流源應(yīng)予以開路。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。=+II'I"71Chapter14.疊加原理只能用于計算電壓或電流，不能直接求功率。如：5.運(yùn)用疊加原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。

設(shè)：則：=+IR72Chapter1五、戴維南定理與諾頓定理二端網(wǎng)絡(luò)：若一個電路只通過兩個輸出端與外電路相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)”或“一端口網(wǎng)絡(luò)”（Two-terminals=Oneport）。無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源ABAB線性無源二端網(wǎng)絡(luò)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)73Chapter1線性有源網(wǎng)絡(luò)N1外電路+

uiabb外電路+

uia+

uocRoN1+

uocabN1oRoab戴維寧等效電路參數(shù)的含義：1.戴維寧定理N1與外接電路斷開N1內(nèi)部電源取零值注意：電壓方向的一致性！74Chapter1例1.18

用戴維寧定理求2Ω電阻的功率。24V+?6Ω2Ω3Ω6Ω2A1Ω解：(1)斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其戴維寧等效電路。求開路電壓Uoc=18Vab24V+?6Ω3Ω6Ω2A1Ω+?Uocab75Chapter124V+?6Ω3Ω6Ω2A1Ωab6Ω3Ω6Ω1ΩabRo

將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源取零值，得除源后的無源二端網(wǎng)絡(luò)?？汕蟮玫刃щ娮鑂o為：(2)由戴維寧等效電路求2Ω電阻的功率。18V+?7Ω2Ωab求等效電阻Ro76Chapter1若將2Ω電阻換為可調(diào)電阻R，則R在何種條件下可獲最大功率？求該最大功率。思考：24V+?6Ω3Ω6Ω2A1ΩRUoc+?RoRab分析：可用戴維寧定理化簡電路。當(dāng)R=Ro時，R可獲最大功率77Chapter12.諾頓定理（選講）線性有源網(wǎng)絡(luò)外電路+

uiab+

uiiscRoba外電路bN1iscaN1在端口處短路N1oRoabN1內(nèi)部電源取零值諾頓等效電路參數(shù)的含義：78Chapter1例1.1930V+?ab10Ω10Ω4Ω6Ω5A用諾頓定理求4Ω電阻的功率。解：(1)斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其諾頓等效電路。求短路電流Isc30V+?ab10Ω10Ω6Ω5AIsc15V+?ab5Ω6Ω30V+?Isc用電源模型等效變換法化簡電路。79Chapter1

將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源取零值，得除源后的無源二端網(wǎng)絡(luò)?？汕蟮玫刃щ娮鑂o為：(2)由諾頓等效電路求4Ω電阻的功率。求等效電阻Ro30V+?ab10Ω10Ω6Ω5Aab10Ω10Ω6ΩRoIba11Ω4Ω80Chapter1六、電路中電位的計算1.電位在電路中的表示法在電子電路中，為了作圖簡便和圖面清晰通常用電位描述結(jié)點(diǎn)電壓。R1Us1+?R2R3Us2+?+Us1R1R2R3+Us2Ua用單下標(biāo)表示電位a8120Ω140V+?5Ω6Ω90V+?60Vbca+?dChapter1注意：電位和電壓的區(qū)別

電位值是相對的,參考點(diǎn)選得不同，電路中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改變；電路中兩點(diǎn)間的電壓值是絕對的，不會因參考點(diǎn)的不同而改變。例如若以d點(diǎn)為參考點(diǎn)Ud=0Ua=U6Ω=60VUb=140V若以a點(diǎn)為參考點(diǎn)Ua=0Ud=-U6Ω=-60VUb=140-60=80VUad=60VUad=Ua-Ud=60V82Chapter1例1.19計算圖示電路中B點(diǎn)的電位UAC=UA-UC=6-（-9）=15（V）AC支路的電流為UB=UBC+UC=0.1×100+(-9)=1(V)解：AC支路的電壓為2.電位的計算ABCR1100kΩ

50kΩ

I+6V-9VR283例1.20

在圖示電路中，電感為理想元件，則A點(diǎn)的電位為

。－12VB.9VC.4VD.－5VC84Chapter1兩電阻串聯(lián)并聯(lián)特點(diǎn)電流相同總電壓U＝U1＋U2電壓相同總電流I＝I1＋I(xiàn)2總電阻R＝R1＋R2作用分壓分流本章小結(jié)2.實際電源模型的等效互換應(yīng)用于含源支路的化簡。一般適合于求解某一支路的電流或電壓。1.85Chapter14.疊加原理是將各個電源單獨(dú)作用的結(jié)果疊加后，得出電源共同作用的結(jié)果。一般適合于求解電源較多的電路。5.戴維寧（諾頓）定理是先求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓（短路電流）和等效內(nèi)阻，然后，將復(fù)雜的電路化成一個簡單的回路，一般適合于求解某一支路的電流或電壓。

支路電流法、疊加原理、戴維寧定理是分析復(fù)雜電路最常用的三種方法。3.支路電流法是直接應(yīng)用KCL、KVL列方程組求解。一般適合于求解各個支路電流或電壓。Chapter2正弦交流電路SinusoidalAlternatingCurrent

主要內(nèi)容正弦交流電的基本概念正弦交流電路的相量模型RLC串聯(lián)的正弦交流電路正弦交流電路的分析功率因數(shù)的提高電路的諧振三相正弦交流電路§2.1正弦交流電的基本概念

正弦交流電的基本概念交流電：大小、方向隨時間變化的電壓或電流，用u、i、e表示。常見交流電形式：正弦波、方波、三角波。正弦交流電：隨時間按正弦規(guī)律變化的電壓、電流。表達(dá)式為：正弦交流電路：是指含有正弦電源（激勵）而且電路中各部分所產(chǎn)生的電壓和電流（響應(yīng)）均按正弦規(guī)律變化的電路。正弦電壓、電流是在通訊、無線電技術(shù)以及電力系統(tǒng)中最基本、最常見的激勵信號。

tIm：電流幅值(amplitude）三要素:Imψ

T一、正弦量ω：角頻率(frequency)ψ：初相位(角)（initialphase）

正弦交流電的基本概念頻率f：正弦量在單位時間內(nèi)變化的周數(shù)。單位：赫茲（Hz）。角頻率ω：正弦量單位時間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位：弧度/秒（rad/s）。周期與頻率的關(guān)系：角頻率與周期及頻率的關(guān)系：

tψ

TIm周期T：正弦量完整變化一周所需要的時間。單位：秒（s）。1.頻率與周期

正弦交流電的基本概念*電網(wǎng)頻率：中國50Hz（工頻）美國、日本60Hz小常識*有線通訊頻率：300-5000Hz*無線通訊頻率：

30kHz-3×104MHz

正弦交流電的基本概念相位：正弦量的電角度

(ωt+ψ)初相：t=0時的相位相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差，其值等于它們的初相之差。如相位差為：

tψ

TImiu

t2.相位、初相和相位差

正弦交流電的基本概念兩種正弦信號的相位關(guān)系P50

=ψu(yù)

ψi=，

u與i反相位(oppositeinphase);

=ψu(yù)

ψi=0，

u與i同相位(inphase)；

=ψu(yù)

ψi0，u超前(lead)i

，或i滯后(lag)于u；

=ψu(yù)

ψi=/2，

u與i

相位正交(normal)；

正弦交流電的基本概念

=ψu(yù)

ψi<0，i超前(lead)u

，或u

滯后(lag)于i為確切反映正弦電量在電路轉(zhuǎn)換能量方面的效應(yīng)，在工程應(yīng)用中常用有效值(effectivevalue)表示幅度。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)市電電壓220V，是指供電電壓的有效值。瞬時值，小寫字母表示最大值，大寫字母表示,下標(biāo)加m。3.幅值與有效值

正弦交流電的基本概念則有（有效值，均方根值）對正弦電量熱效應(yīng)相當(dāng)有效值概念I(lǐng)Ri(t)0≤t≤T＝有效值用大寫字母表示。

正弦交流電的基本概念同理：例如：求總電壓u=？其中，，。，計算比較繁瑣，為了簡化交流電路的計算，我們一般用相量來表示正弦量。

相量表示法的基礎(chǔ)是復(fù)數(shù)。二、正弦量的相量表示法三角函數(shù)式指數(shù)式極坐標(biāo)式1.復(fù)數(shù)及其運(yùn)算代數(shù)式

正弦交流電的基本概念其中：+1+jo復(fù)數(shù)A可用復(fù)平面上的有向線段來表示(相量)。復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算：j=1a2a1aθA注：復(fù)數(shù)計算可用計算器a、b鍵

例如：

3a，4b,2ndFa,則a→5=r,b→53=5a，53b，2ndFb,則a→3=a，b→4=b

2.正弦量的相量表示法

正弦交流電的基本概念a、正弦交流電路中所有電壓、電流的頻率和電源頻率相同，所以頻率認(rèn)為已知，沒有必要表示。b、復(fù)數(shù)表示正弦量三要素時只要表示另兩個要素模r—表示正弦量的大?。粡?fù)角θ—表示正弦量的初相位。

復(fù)數(shù)?或?m與給定頻率ω的正弦量有一一對應(yīng)關(guān)系,電路中復(fù)數(shù)?或

?m稱為相量(phasor)。正弦量可以用相量形式表示為：

—有效值相量，—最大值相量也可以寫成三角函數(shù)形式：（1）只有在頻率一定的情況下，相量才能表示一個正弦量。

A表示一個有效值為2A，初相位為0的正弦電流I＝2A則表示一個大小為2A的直流電流，不含頻率信息（2）相量正弦量(一一對應(yīng)),相量≠正弦量。P52（3）幾個同頻率的正弦量的和（差）的相量等于各正弦量的相量的和（差）注意：例2.1判斷下列各式是否正確？

正弦交流電的基本概念3.基爾霍夫定律的相量形式KCL：正弦交流電路中，各支路電流、電壓都是同頻率的正弦量，所以可以用相量表示法將基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律轉(zhuǎn)換為相量形式。在正弦交流電路中，對任一結(jié)點(diǎn)，流出（或流入）該結(jié)點(diǎn)的各支路電流相量的代數(shù)和恒為零。KVL：在正弦交流電路中，沿任一回路各支路電壓相量的代數(shù)和恒等于零。

正弦交流電的基本概念4、相量圖表示法（1）首先若為瞬時值形式應(yīng)化為相量（2）作相量圖：

①

首先要確定一個參考相量，通常取實軸為參考，虛軸省略；

②

在相量圖中作出、，在相量圖中一定要標(biāo)注相量符號，不能標(biāo)注瞬時值；

③

根據(jù)平行四邊形法則計算；

求:

例2.2求：i=i1+i2解：ii2i130

60

相量圖：已知：23.1

正弦交流電的基本概念§2.2正弦交流電路的相量模型電阻元件電壓、電流關(guān)系的相量形式電感元件電壓、電流關(guān)系的相量形式電容元件電壓、電流關(guān)系的相量形式

正弦交流電路中的RLC元件一、電阻元件電壓、電流關(guān)系的相量形式+

u(t)i(t)R瞬時值表示相量表示+

Ru(t)=Ri(t)ψu(yù)＝ψi——VAR相量形式電壓和電流頻率相同，相位相同。

正弦交流電路中的RLC元件二、電感元件電壓、電流關(guān)系的相量形式LiL+

uL設(shè)則電壓和電流頻率相同，電壓比電流相位超前90°

正弦交流電路中的RLC元件ψu(yù)＝ψi+90相量表示jωL+

——VAR相量形式ωXLω=0時XL=0直流短路ψu(yù)＝ψ

i+90電壓超前電流90

ω越大，感抗越大，阻礙電流的能力就越強(qiáng)感抗單位：Ω頻率函數(shù)uLiL

正弦交流電路中的RLC元件通低頻，阻高頻三、電容元件電壓、電流關(guān)系的相量形式瞬時值表示設(shè)則電壓和電流頻率相同，電壓比電流相位滯后90°CuCiC+

?

正弦交流電路中的RLC元件ψu(yù)＝ψi90相量表示+

?

——VAR相量形式ω=0時XC→

直流開路ψu(yù)＝ψi90電壓滯后電流90

頻率越高，容抗越小，阻礙電流的能力越小容抗單位：Ω頻率函數(shù)ωuCiC

正弦交流電路中的RLC元件通高頻，阻低頻。P57一、三角函數(shù)關(guān)系+

R

L+

+

?

+

設(shè)§2.3RLC串聯(lián)的正弦交流電路u與i是同頻率的正弦量二、相量關(guān)系由此：電阻復(fù)阻抗電抗由KVL+

RjωL+

+

?

+

阻抗角阻抗模相量模型圖1.阻抗是復(fù)數(shù)計算量2.阻抗三角形

RX＝XLXC

Z

+

RjωL+

+

?

+

3.阻抗角

與電路的性質(zhì)的關(guān)系純電阻電路

＝0純電感電路

＝90純電容電路

＝900＜

＜90感性電路

90＜

＜0容性電路4.計算阻抗的幾種方法（1）已知電路電壓、電流，求阻抗（2）已知R、L、C值求阻抗（3）阻抗的串并聯(lián)+

RjωL+

+

?

+

+

RjωL+

+

?

+

電壓三角形三、相量圖關(guān)系四、功率關(guān)系1.瞬時功率No+

t0puiPp

0，電路送出能量p0，電路吸收能量單位：瓦；W電阻電路：

＝0，電壓、電流同相位，P＝UI電感或電容電路：

＝±90，電壓、電流正交，P＝0功率因數(shù)2.

平均功率P(有功功率)t0p

=UIsin

sin2tp

=UIcos

(1－

cos2t)吸收能量釋放能量3.無功功率Q電阻電路：

＝0，電壓、電流同相位，Q＝0在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，儲能元件L、C

雖然不消耗能量，但存在能量交換，交換的規(guī)模用無功功率來表示。其大小為能量交換瞬時功率p

的最大值：Q=UIsin

單位：乏(Var)電感電路：

＝90，電容電路：

＝-90，p

=UIsin

sin2t工程上認(rèn)為電感吸收無功功率,電容發(fā)出發(fā)出無功功率.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（VA）PQS注：S＝UI

可用來衡量設(shè)備可能提供的最大有功功率（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

φ———功率因數(shù)角例2.3已知有一只額定功率為40W、功率因數(shù)為0.5（感性）的日光燈與一只額定功率為100W的白熾燈并聯(lián)在220V的交流電源上，試求該電路的總電流I及總功率因數(shù)cos

。解：日光燈中的電流∵cos

RL＝0.5∴

RL=arccos0.5=60+－取電壓為參考cos

=cos(-26.3)＝0.897∴總電流I＝0.71A總功率因數(shù)為日光燈接線圖白熾燈中的電流§2.4正弦交流電路的分析阻抗的計算相量圖法相量式法已知電路電壓、電流，求阻抗已知：求：Z、R、L或CRLC電路+

ui等效的R＝1Ω，XL＝1.73Ω解：感性一、阻抗的計算

正弦交流電路的分析例2.3已知R、L、C值求阻抗1mH300Ω11μFZ設(shè)f＝500kHz，求Z。ω＝2

f＝3140×103rad/s例2.4解：感性阻抗例2.5阻抗的串并聯(lián)Z1Z2Z3+

已知：求：解：

正弦交流電路的分析指出下列結(jié)果是否正確,若有錯,試將其改正。j||例2.6Rj

L+–++––(5)若則

正弦交流電路的分析二、相量圖法例2.7已知，UC=UR=20V求U。解：R–++––+例2.8已知I=5A

I1=4A求I2

。解：R+-5A4A例2.9電路如圖所示，已知，R=XL，XC=10?，IC=10A,總電壓與總電流同相，求I、IL、U、R、XL。

LRC+

45解：設(shè)為參考相量

因為所以

UoAAB5

C1C2設(shè)：A讀數(shù):10A已知：UAB=100V，求：A、Uo的讀數(shù)解：例2.10Uo讀數(shù):141V

正弦交流電路的分析三、相量式法例2.11已知：試求：兩個電源各自發(fā)出的有功功率和無功功率。解：兩個電源發(fā)出的有功功率互相抵消，而無功功率不抵消，因為電路中的電感吸收無功功率。jωL+–+–電源設(shè)備(容量S)向負(fù)載送多少有功功率要由負(fù)載的阻抗角

決定。P=Scos

S75kVA負(fù)載cos

=1,P=S=75kWcos

=0.7,P=0.7S=52.5kW異步電機(jī)：空載cos

=0.2~0.3滿載cos

=0.7~0.85日光燈：cos

=0.45~0.6(2)當(dāng)輸出相同的有功功率時，線路上電流大I=P/(Ucos

)，線路壓降損耗大。功率因數(shù)低帶來的問題：

(1)電源設(shè)備不能充分利用，電流到了額定值，但有功功率還未達(dá)到最大值；

正弦交流電路的功率§2.5功率因數(shù)的提高解決辦法：對感性負(fù)載并聯(lián)電容，提高功率因數(shù)。分析:j1j2

不變量：并聯(lián)電容后，原感性負(fù)載取用的電流不變，吸收的有功功率不變，即負(fù)載工作狀態(tài)沒有發(fā)生任何變化。

變化量：并聯(lián)電容中的電流補(bǔ)償部分感性負(fù)載電流，使總電流減小，且總電流與電源電壓的夾角變小，功率因數(shù)提高。LRC+

正弦交流電路的功率補(bǔ)償電容容量的確定：j1j2Isin

2ILsin

1得：

正弦交流電路的功率cos

1=0.6(感性)。要使λ提高到0.9,求并聯(lián)電容C。解：LRC+

P=20kWcosj1=0.6+_Ccos

2=0.9

2=25.84

1=53.13cos

1=0.6例2.13已知：f=50Hz,U=380V,P=20kW,

正弦交流電路的功率補(bǔ)償容量不同的分類全補(bǔ)償——不要求(電容設(shè)備投資增加,經(jīng)濟(jì)效果不明顯)欠補(bǔ)償過補(bǔ)償——使功率因數(shù)又由高變低(性質(zhì)不同)綜合考慮，提高到適當(dāng)值為宜(0.9左右)。j1j2

正弦交流電路的功率§2.6電路的諧振

在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，當(dāng)總電壓恰與總電流同相位時，稱電路發(fā)生諧振(harmonic)。產(chǎn)生諧振現(xiàn)象的電路稱為諧振電路。諧振電路廣泛應(yīng)用于無線電工程和其他電子技術(shù)領(lǐng)域中，以達(dá)到有選擇地傳遞信號的目的。串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振電路的頻率特性（選講）并聯(lián)諧振（選講）

電路的諧振內(nèi)容一、串聯(lián)諧振1、串聯(lián)諧振在RLC串聯(lián)電路中2、諧振頻率發(fā)生諧振時的角頻率稱諧振角頻率，用

0表示。時，阻抗角

=0，電流與電壓同相位，當(dāng)電路出現(xiàn)諧振現(xiàn)象——串聯(lián)諧振。+Rj

L1/j

C

電路的諧振3、串聯(lián)諧振的特點(diǎn)電流與外施電壓同相位，電路呈電阻性。電路阻抗Z=R，外加電壓一定時，電流具有最大值Io。+Rj

L1/j

C

諧振時電感電壓UL0與電容電壓UC0大小相等，方向相反，二者互相抵消，電源電壓全部降落在電阻上。

電路的諧振品質(zhì)因數(shù)---Q

值

定義：電路串聯(lián)諧振時，電感或電容上的電壓和總電壓的大小之比。若諧振時有XL=XC

R，則UL=UC

URUL=UC=QUR

=QU

電路的諧振串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。收音機(jī)接收電路L1：接收天線L2與C

：組成諧振電路L3：將選擇的信號送接收電路例2.14串聯(lián)諧振應(yīng)用

電路的諧振已知：解：如果要收聽us1節(jié)目，C應(yīng)配多大？即：當(dāng)C調(diào)到150pF時，可收聽到us1的節(jié)目。1.L2Cus1

、us2為來自2個不同電臺（不同頻率）的信號

電路的諧振2.諧振時，us1信號在電路中產(chǎn)生的電流有多大？在C

上產(chǎn)生的電壓是多少？已知：解：L2C所希望的信號被放大了64.5倍

電路的諧振二、串聯(lián)諧振電路的頻率特性（選講）1、阻抗的頻率特性RωLωω＜ωo容性ω＞ωo感性

電路的諧振2、電流頻率特性0110.707Q=10Q=100Q=1定義：通頻帶BW=

2

1在此頻率范圍內(nèi)信號通過電路時幅值損失較小。Q

，BW，電路選擇性

。

電路的諧振三、并聯(lián)諧振（選講）∵ωL>>R+RLC

諧振時，阻抗虛部為零，則

電路的諧振在ωL>>R的情況下，并聯(lián)諧振電路與串聯(lián)諧振電路的諧振頻率相同。并聯(lián)諧振時，

=0，電壓與電流同相位，阻抗為：諧振角頻率為：諧振頻率為：阻抗的模最大。在外加電壓一定時，電路的總電流最小。

電路的諧振§2.7三相正弦交流電路三相電路實際上是一種結(jié)構(gòu)特殊的交流電路。正弦交流電路的分析方法對三相電路完全適用。由于三相電路的對稱性，可采用一相電路分析，以簡化計算。三相電源三相電路的分析與計算三相電路的功率

三相正弦交流電路內(nèi)容三相制相對于單相制在發(fā)電、輸電、用電方面有很多優(yōu)點(diǎn)，主要有：(1)三相發(fā)電機(jī)比單相發(fā)電機(jī)輸出功率高。(2)經(jīng)濟(jì)：在相同條件下(輸電距離，功率，電壓和損失)三相供電比單相供電省銅。(3)性能好：三相電路的瞬時功率是一常數(shù)，對三相電動機(jī)來說，意味著產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩均勻，電機(jī)振動小。(4)三相制設(shè)備(三相異步電動機(jī)，三相變壓器)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，工作經(jīng)濟(jì)、可靠。綜合上述的優(yōu)點(diǎn)，三相制得到廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)所采用的供電方式絕大多數(shù)屬于三相制，日常用電是取自三相制中的一相。

三相正弦交流電路一、三相電源+uAAx

+uBBy

+uCCz

NSoIwAzBCyx（1）瞬時值表達(dá)式1.三相電源對稱三相電源(three-phasesource):三個大小相等、頻率相同、初相位互差120°的正弦電源的組合。

三相正弦交流電路（2）波形圖相序：三相電源到達(dá)正最大值的先后次序。相序A-B-C稱為正序或順序。反序或逆序:C-B-A（3）相量表示（4）對稱三相電源的特點(diǎn)uA+uB+uC=0或t0uAuBuC

三相正弦交流電路2.三相電源供電方式三相四線制+++NABC

中點(diǎn)或零點(diǎn)相(火)線中(零)線線電壓：相線間的電壓相電壓：相線與中點(diǎn)的電壓有效值一般用UL表示。有效值一般用UP表示。

三相正弦交流電路線、相電壓間相量關(guān)系式+++NABC

線、相電壓之間的關(guān)系30°由相量運(yùn)算可得

三相正弦交流電路二、三相電路的分析與計算1.三相負(fù)載與連接方式三相負(fù)載整體三相負(fù)載：三相電動機(jī)、三相變壓器由單相負(fù)載（如電燈、電視）組成三相負(fù)載。若3相負(fù)載都相等，即則稱對稱負(fù)載，否則稱不對稱負(fù)載。

三相正弦交流電路+++ZNZ1Z1Z1Z2Z2Z2Z3Z3Z3Z4Z4Z4Z5Z5Z5

n三角形連接星形連接

三相正弦交流電路三相三線制NABCZCZBZAM3~三相四線制三角形連接星形連接三相負(fù)載采用何種連接方式由負(fù)載的額定電壓決定。當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時采用三角形連接；當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時采用星形連接。

三相正弦交流電路中線電流:負(fù)載電壓＝電源相電壓各線電流=各相負(fù)載電流當(dāng)ZA=ZB=ZC=Z時為對稱電流。

且（1）三相四線制2.負(fù)載星形連接的三相電路N

ABCN

三相正弦交流電路（2）三相三線制當(dāng)ZA=ZB=ZC=Z時可將中線去掉三相三線制注意：當(dāng)負(fù)載不對稱，且無中線時，使得負(fù)載不能正常工作N

ABCN

三相正弦交流電路例2.15三相四線制電源相電壓220V三相照明負(fù)載：RA=5Ω，RB=10Ω，RC=20Ω求:（1）負(fù)載電壓、電流及中線電流。解：因為有中線，則UAN'=UBN'=UCN'=UP=220V已知：RBRCN

RAANBC

三相正弦交流電路RBRCN

RAANBC（2）A相短路時負(fù)載電壓、電流。UAN'=0UBN'=UCN'=UP=220VIA很大，A相熔斷器熔斷。IB、IC不變。（3）A相開路時負(fù)載電壓、電流。IA=0B、C相不受影響。UBN′、UCN′、IB、IC均不變。

三相正弦交流電路（4）中線斷開，且A相短路時負(fù)載電壓、電流。UBN′=UCN′=380V均大于負(fù)載的額定電壓，不允許！RBRCN

RAANBC

三相正弦交流電路（5）中線斷開，且A相開路時負(fù)載電壓。B相電壓小于負(fù)載的額定電壓，電燈發(fā)暗。C相電壓大于負(fù)載的額定電壓，不允許！RBRCN

ANBC

三相正弦交流電路關(guān)于中線的結(jié)論負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。

中線的作用在于:強(qiáng)制使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的電源相電壓。照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對稱，必須采用三相四相制供電，而且必須保證中線可靠暢通。中線上不允許接保險絲也不允許接開關(guān)。

三相正弦交流電路3.負(fù)載三角形連接的三相電路(2)負(fù)載線、相電流間關(guān)系(1)負(fù)載線、相電壓間關(guān)系各相負(fù)載相電流分別為各線電流分別為ABC

三相正弦交流電路若負(fù)載對稱，即則負(fù)載相電流也是對稱的，即當(dāng)ZA=ZB=ZC=Z時ABC顯然三個線電流也對稱30

三相正弦交流電路三相總的有功功率：三、三相電路的功率當(dāng)負(fù)載星形連接時，當(dāng)負(fù)載三角形連接時，對稱負(fù)載的三相功率為同理，可得1.三相功率的計算當(dāng)負(fù)載對稱時：相電壓與相電流的相位差

三相正弦交流電路2.三相功率的測量(1)三表法：若負(fù)載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。*三相負(fù)載WWWABCN*****

三相正弦交流電路(2)二表法：若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則P=P1+P2

即為三相總功率。證明參看教材P88三相負(fù)載W1ABC****W2

三相正弦交流電路這種量測線路的接法是將兩個功率表的電流線圈接到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒有功率表的線上。例2.16對稱三相三線制的線電壓每相負(fù)載阻抗為求：負(fù)載為Y及△兩種情況下的電流和三相總功率P。解：（1）負(fù)載星形連接時，相電壓的有效值為：三相總功率為：線電流等于相電流：設(shè)：

三相正弦交流電路（2）當(dāng)負(fù)載為三角形連接時，相電壓等于線電壓，設(shè)：相電流為：線電流為：三相總功率為：由此可知，負(fù)載由星形連接改為三角形連接后，相電流增加到原來的倍，線電流增加到原來的3倍，功率增加也到原來的3倍。

三相正弦交流電路①正弦交流電路的基本概念②基爾霍夫定律的相量形式本章小結(jié)

正弦量瞬時值

f(t)=Amsin(t+ψ)Am、

、ψ為正弦量的三要素。③RLC元件伏安關(guān)系的相量關(guān)系式——電容元件VAR的相量形式——電感元件VAR的相量形式——電阻元件VAR的相量形式⑤正弦電流電路的分析

相量圖法相量式法④復(fù)阻抗No+

⑦正弦電流電路的頻率特性

當(dāng)電路中總電壓與總電流同相位時，電路出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。視在功率：S=UI有功(平均)功率：P=UIcos

無功功率：Q=UIsin

諧振頻率⑥正弦交流電路的功率負(fù)載星形聯(lián)接時：負(fù)載三角形聯(lián)接時：⑧對稱三相電路的計算利用對稱性，將三相變換成單相計算。⑨三相電路的功率若三相負(fù)載對稱Chapter3電路的暫態(tài)分析主要內(nèi)容換路定則與電壓電流初始值的確定RC電路的暫態(tài)響應(yīng)一階電路暫態(tài)響應(yīng)的三要素分析法RL電路的暫態(tài)響應(yīng)§3.1換路定則與電壓電流初始值的確定一、概述1.“穩(wěn)態(tài)”與“暫態(tài)”的概念S未動作前S接通電源后進(jìn)入另一穩(wěn)態(tài)i=0，uC=0i=0，uC=Us過渡（暫態(tài)）過程：電路由一個穩(wěn)態(tài)過渡到另一個穩(wěn)態(tài)需要經(jīng)歷的過程。SUsRCuCi+

?

SUsRCuCi+

?

uCtO能量不能躍變SUsRCuCi+

?

初始狀態(tài)t1過渡狀態(tài)舊穩(wěn)態(tài)Us新穩(wěn)態(tài)2.過渡過程產(chǎn)生的原因（1）電路中含有儲能元件(內(nèi)因)（2）電路結(jié)構(gòu)或電路參數(shù)發(fā)生變化(外因)支路的接入、斷開；開路、短路等參數(shù)變化換路t＝0_

換路前瞬間，一般看作穩(wěn)態(tài)

u(0-)，i(0-)1.換路的概念電源（開關(guān)）的接通與斷開或電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)的突變統(tǒng)稱為換路。t＝0換路時刻（瞬間）t＝0+

換路后瞬間，變化開始時刻

u(0+)，i(0+)穩(wěn)定狀態(tài)二、換路定則電感儲能換路瞬間，能量不能躍變iL不能躍變電容儲能uC不能躍變換路定則：（2）換路定則僅適用于換路瞬間，可由此確定t＝0+時電路中電壓和電流之值，即暫態(tài)過程的初始值。必須注意：（1）只有uC

、

iL受換路定則的約束而保持不變，電路中其他電壓、電流都可能發(fā)生躍變。三、電壓電流初始值的確定初始值：電路中u、i

在t=0+

時的大小。求解要點(diǎn)：換路定則2.3.根據(jù)換路后的等效電路和電路的基本定律,確定其它電量的初始值。1.求出換路前的恒壓源恒流源步驟：換路定則例3.1已知：Us=12V，R1=2k

，R2=4k

，C=1F求：uC(0+)，iC(0+)根據(jù)換路定則：在t=0+時，電容相當(dāng)于一個恒壓源S(t=0)+UsR1CuCiC+

?

?

R2解：t=0

時電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，則S+UsR1CuC(0+)iC(0+)+

?

?

R2

？t＝0+時的等效電路例3.2在開關(guān)S閉合瞬間，圖示電路中的iR、iL、iC和i這四個量中，不發(fā)生躍變的量是（）。RL+

CusiiRiLiCR1S（a）iL和iC（b）iL和i（c）iL和iR（d）i和iRc小結(jié)：求初始值的一般方法：(1)由換路前電路求uc(0

)和iL(0

)；(2)由換路定則，得uC(0+)和iL(0+)；(3)作t=0+時等效電路：(4)由t=0+時電路求所需的u(0+)、i(0+)。電容用電壓為uC(0+)的電壓源替代；電感用電流為iL(0+)的電流源替代?！?.2RC電路的暫態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)：激勵(電源)為零，由初始儲能引起的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)：儲能元件初始能量為零，在激勵(電源)作用下產(chǎn)生的響應(yīng)。全響應(yīng)：非零初始狀態(tài)的電路受到電源激勵時電路中產(chǎn)生的響應(yīng)。激勵分類外加輸入信號——獨(dú)立電源US、IS

動態(tài)元件的初始儲能——uC(0+)、

iL(0+)一、RC電路的零輸入響應(yīng)(C對R放電)開關(guān)S原來在位置1，電容已充有電壓Uo。

t=0時，開關(guān)S迅速撥到位置2，使電容C在初始儲能的作用下通過電阻R放電，產(chǎn)生電壓、電流。由KVL：uR

+uC=0解的形式

uC(t)=Aept特征方程RCp+1=0Uo+uCS(t=0)Ri+

C12+uCRi

CuR+

由于uC(0+)=uC(0

)=Uo

A=uC(0+)=U0+uCRi

C（t≥0）t0uCUoiIo定義：

稱為時間常數(shù)（t≥0）

越大，過渡過程曲線變化越慢，uC達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時間越長。關(guān)于時間常數(shù)的討論：0.007U05

U000.02U00.05U00.135U00.368U04

3

2

t

tU

0e-

＝RC工程上當(dāng)t=5

時，過渡過程基本結(jié)束，uC達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。由波形圖可見

的大?。航Y(jié)論:

是決定電路過渡過程變化快慢的電路參數(shù)。t0

3

1

2

1

2

3例3.3開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。t=0