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文档简介
电路分析基础第一章
电路的基本概念和基本定律电子课件第一章1.熟练掌握电路和电路模型的组成及作用,能够把实际电路抽象成电路图;2.熟练掌握电路的基本物理量;3.能够理解电路中电压、电流、电功率的物理意义,并会计算电压、电流、电功率;第一章4.理解电阻的定义和性质、电导的意义,掌握欧姆定律的意义、公式和应用;5.理解理想电源、实际电源的定义和伏安特性,了解受控源的相关知识;6.理解电路的工作状态;第一章7.理解电路中的几个常用名词,熟练掌握基尔霍夫定律并能够灵活应用定律对电路进行分析和计算。目录1.1电路和电路模型1.2电路的基本物理量1.3电阻元件与欧姆定律1.4电压源与电流源1.5基尔霍夫定律1.6电路的工作状态1.1电路和电路模型电路是电流的通路,是为了某种需要由用电设备或电路元件按一定方式组合而成。作用:一种是实现电能的传输与转换;另一种作用是实现信号的传递与处理。1.1电路和电路模型电路模型是实际电路的抽象形式,它是对实际电路进行分析和计算的依据。1.1电路和电路模型消耗电能的器件称为电阻元件;
能够存储电场能量的器件称为电容元件;
能够储存磁场能量的器件称为电感元件;
能够输出电能的元件称为电源元件。1.2电路的基本物理量电流:
单位时间内通过导体横截面的电荷量。交流(i):大小和方向随时间变化的电流。1.2电路的基本物理量直流(I):
方向不随时间变化的电流,其中大小和方向都不随时间变化电流称为恒定直流(或者稳恒直流)。电流的正方向(电流的实际方向):
正电荷的运动方向(或负电荷运动的相反方向)。1.2电路的基本物理量电流参考方向与实际方向的关系1.2电路的基本物理量电流:
单位时间内通过导体横截面的电荷量。交流(i):
大小和方向随时间变化的电流。直流(I):
方向不随时间变化的电流,其中大小和方向都不随时间变化电流称为恒定直流(或者稳恒直流)。1.2电路的基本物理量电流的正方向(电流的实际方向):
正电荷的运动方向(或负电荷运动的相反方向)。1.2电路的基本物理量电压(U):
电场力对电荷做功的能力。电压的实际方向:
电场力移动正电荷做正功的方向。在电路分析中,没有特别说明,电压和电流一般为关联参考方向。1.2电路的基本物理量电压参考方向与实际方向的关系1.2电路的基本物理量电位(V):
某点到参考点的电压。参考点是任意选定的,电路中各点的点位都是针对参考点而言。通常规定参考点的电位为零,因此参考点又称为零电位点,用接地符号“”表示。某点a的电位Va是该点到参考点(如点O)的电压。1.2电路的基本物理量以电路中的0点为参考点,则有Va=Ua0,Vb=Ub0电流参考方向与实际方向的关系1.2电路的基本物理量电动势(E):
在电源内部,电源力把单位正电荷从负极移动到正极所做的功。电动势的方向是由电源的负极指向正极,即从低电位端指向高电位端。1.2电路的基本物理量对于同一电源,电动势的方向与电源电压的方向正好相反。电动势的大小只取决于电源本身的性质,而与外电路无关。虽然电动势与电压的单位都是V(伏特),但它们在概念上有一定区别,电动势只存在于电源内部。1.2电路的基本物理量电功率(P):
单位时间内电路吸收或释放的电能。电路的功率等于该电路电压和电流的乘积。在直流情况下:P=UI。1.2电路的基本物理量
应根据电压和电流的参考方向是否关联,选用相应的功率计算公式,再代入相应的电压、电流值。若计算的电路元件的功率为正值,则表示它在吸收功率,实际上是一个负载元件;反之,若计算的功率为负值,则表示它在发出功率,实际上是一个电源元件。1.2电路的基本物理量电能:
使用电荷所携带的能量。在电源内部,非电能转化成电能。在外电路中,电能转换成其他形式的能量。W=Pt=UIt1.2电路的基本物理量在电路中电荷只是一种转化和传输能量的媒介物,电荷本真并不产生或者消耗任何能量。1.3电阻元件与欧姆定律电阻元件可分为导体、绝缘体、半导体三大类导体:导电性能良好,有大量的自由电子;绝缘体:导电性能很差,几乎没有自由电子;半导体:
导电性能介于导体和绝缘体之间。1.3电阻元件与欧姆定律电阻元件还可分为线性电阻元件和非线性电阻元件在温度一定的条件下,截面均匀的导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,并与导体材料的性质有关,即1.3电阻元件与欧姆定律电阻元件导通电流的特性用电导来衡量,将电阻的倒数称为电导(G),单位为西门子(S),即1.3电阻元件与欧姆定律欧姆定律反映流过线性电阻元件的电流与加在它两端的电压之间的关系,是电路分析中最重要的基本定律之一。欧姆定律:
导体中的电流与它两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。或1.3电阻元件与欧姆定律欧姆定律反映流过线性电阻元件的电流与加在它两端的电压之间的关系,是电路分析中最重要的基本定律之一。欧姆定律:
导体中的电流与它两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
1.3电阻元件与欧姆定律电阻中的电流与电压的参考方向是一致的,即电流与电压为关联参考方向时,该式成立。若为非关联参考方向,则此时的欧姆定律中要加上一个负号电阻元件的伏安特性曲线1.4电压源与电流源电压源(恒压源):
端电压恒定不变,或者按照某一固有的函数规律随时间变化,与流过其的电流无关。理想电压源1.4电压源与电流源实际电压源可以用一个理想电压源Us与一个电阻Rs串联的模型来表示不能将电压源短路,因为短路电流过大,会烧毁电源。1.4电压源与电流源实际电压源1.4电压源与电流源电流源(恒流源):
电流恒定不变,或者按照某一固有的函数规律随时间变化,与其端电压无关。理想电流源1.4电压源与电流源实际电流源可以用一个理想电流源Is与一个电阻Rs并联的模型来表示
不能将电流源开路,因为其开路电压过高,会损毁电源。1.4电压源与电流源实际电流源1.4电压源与电流源受控源:
具有电源的一些特性,但是对于外电路不能独立地提供能量,即非独立电源。受控源可以分为四种类型:
电压控制电压源(VCVS)、电压控制电流源(VCCS)、电流控制电压源(CCVS)以及电流控制电流源(CCCS)。1.4电压源与电流源受控源的四种电路模型1.4电压源与电流源电路中的耗能元件当电流流过时,会不断地消耗电能,因此,电路中只有电阻等耗能元件是不能正常工作的,电路中必须有提供能量元件——电源。
常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源和直流稳流电源等;1.4电压源与电流源常用的交流电源有电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信号发生器等。电源中,能够独立向外提供电能的,称为独立电源,它包括独立电压源和独立电流源;不能独立地向外电路提供电能的电源称为非独立电源,又称为受控源。1.5基尔霍夫定律支路:
电路中通过同一电流的并含有一个以上元件的分支。支路电流:一条支路流过的电流。结点:
三条或三条以上支路的连接点。回路:
由支路组成的闭合路径.1.5基尔霍夫定律网孔:
将电路画在平面上,其内部不含有支路的回路.1.5基尔霍夫定律
图中电路,共有6条支路,6个支路电流;有4个结点;{1,2}、{1,3,4}、{1,3,5,6}、{2,3,4}、{2,3,5,6}和{4,5,6}都是回路;{1,2}、{2,3,4}和{4,5,6}回路都是网孔;1.5基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律(KCL):
对于任何集总参数电路的任一结点,在任一时刻,流出该结点全部支路电流的代数和等于零,其数学表达式为对电路某结点列写KCL方程时,流出该结点的支路电流取正号,流入该结点的支路电流取负号。1.5基尔霍夫定律对a、b、c、d
4个结点写出的KCL方程分别为:,
1.5基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律(KVL):
对于任何集总参数电路的任一回路,在任一时刻,沿该回路全部支路电压的代数和等于零,其数学表达式为在列写回路KVL方程时,其电压参考方向与回路绕行方向相同的支路电压取正号,与绕行方向相反的支路电压取负号。1.5基尔霍夫定律对电路中的三个回路,沿顺时针方向绕行回路一周,写出的KVL方程为1.5基尔霍夫定律1.6电路的工作状态开路(空载):
电源两端断开或者电路某处断开,电路中没有电流通过,电源不向负载输送电能。电路中的电流为零,电源端电压和电动势相等短路:
外电路被阻值近似为零的导体接通,这时电源就处于短路状态。1.6电路的工作状态电路中的电流(短路电流)为;电源的端电压为短路电流很大,电源端电压为零防止短路的最常见方法是在电路中安装保险管(丝)。1.6电路的工作状态通常电源的内阻都基本不变并且数值很小,所以可近似认为电源的端电压等于电源电动势。今后若不特别指出或标出电源内阻时,就表示内阻很小,可以忽略不计。1.6电路的工作状态通路(负载):
电路中的开关闭合,负载中有电流流过。U=IRs=Us-IRL根据负载的大小,通路状态下的电路又分为满载、轻载、过载三种情况。负载在额定功率下的工作状态叫额定工作状态或满载;1.6电路的工作状态低于额定功率的工作状态叫轻载;高于额定功率的工作状态叫过载。由于过载很容易烧坏电器,所以一般情况都不允许出现过载。THANKYOU电路分析基础第二章
线性电阻电路的分析电子课件第二章1.理解电路等效变换的概念;2.了解电阻的串、并联以及星形和三角形连接,掌握电阻电路的等效变换方法;3.理解并掌握电源等效变换的方法和应用;第二章4.熟练掌握支路电流法;5.理解网孔电流法、结点电位法的的概念,理解和掌握网孔电流法和结点电位法的正确运用。目录2.1电阻的串联、并联和混联电路2.2电阻的Y形与△联结及等效变换2.3电源的联结及两种实际电源模型的等效变换2.4支路电流法2.5网孔电流法目录2.6结点电位法2.7叠加定理2.8戴维宁定理与诺顿定理2.9受控源电路2.1电阻的串联、并联和混联电路线性电阻的串联:
两个二端电阻首尾相联,各电阻流过同一电流的连接方式。2.1电阻的串联、并联和混联电路串联电路中电流处处相等。当n个电阻串联时,则
电路两端的总电压等于串联电阻上分电压之和2.1电阻的串联、并联和混联电路当n个电阻串联时,电路的总电阻等于各串联电阻之和各电阻消耗的功率为2.1电阻的串联、并联和混联电路线性电阻的串联:
两个二端电阻首尾相联,各电阻流过同一电流的连接方式。2.1电阻的串联、并联和混联电路
串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻的阻值成正比;各个电阻所消耗的功率也和各个电阻阻值成正比。
当两个电阻串联时,通过每个电阻的电压可以用分压公式计算,分压公式为2.1电阻的串联、并联和混联电路线性电阻的并联:
把两个或两个以上的电阻接到电路中的两点之间,电阻两端承受同一个电压的连接方式。2.1电阻的串联、并联和混联电路并联电路中各个电阻两端的电压相同电阻并联电路总电流等于各支路电流之和并联电路的总阻值的倒数等于各并联电阻的倒数之和2.1电阻的串联、并联和混联电路线性电阻的并联:
把两个或两个以上的电阻接到电路中的两点之间,电阻两端承受同一个电压的连接方式。2.1电阻的串联、并联和混联电路n个电阻并联,其等效电导等于各电导之和
并联电路中各支路电流与电阻成反比;各支路电阻消耗的功率和电阻成反比或与它的电导成正比。
两个电阻并联时,通过每个电阻的电流可以用分流公式计算,分流公式为2.1电阻的串联、并联和混联电路电阻的混联:
电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式。用串、并联公式化简后,其等效电阻为2.1电阻的串联、并联和混联电路2.1电阻的串联、并联和混联电路电阻的混联:
电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式。电阻混联电路的分析方法利用电流的流向及电流的分、合,画出等效电路
2.1电阻的串联、并联和混联电路2.1电阻的串联、并联和混联电路电阻的混联:
电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式。电阻混联电路的分析方法利用电路中各等电位点分析电路,画出等效电路(1)确定等电位点、标出相应的符号。(2)画出串、并联关系清晰的等效电路图。(3)求解。2.1电阻的串联、并联和混联电路2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换电阻的Y形连接(星形连接):
将三个电阻的一端连在一起,另一端分别与外电路的三个节点相连的连接方式。电阻的三角形连接(Δ形连接):
将三个电阻首尾相连,形成一个三角形,三角形的三个顶点分别与外电路的三个结点相连的连接方式。2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换Y—Δ连接的等效变换的条件:
对应端流入或流出的电流必须保持相等,对应端之间的电压也必须保持相等,即等效变换后电路的外部性能保持不变。2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换从三角形连接电阻求等效星形连接电阻的关系式2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换从星形连接电阻求等效三角形连接电阻的关系式2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换Y—Δ连接的等效变换的条件:
对应端流入或流出的电流必须保持相等,对应端之间的电压也必须保持相等,即等效变换后电路的外部性能保持不变。2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换为了便于记忆,可表示为下列文字公式:2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换Y—Δ连接的等效变换的条件:
对应端流入或流出的电流必须保持相等,对应端之间的电压也必须保持相等,即等效变换后电路的外部性能保持不变。2.2电阻的Y形连接和△形连接及等效变换当时,则,称为对称三角形连接电阻;则等效星形连接的电阻也是对称的即
2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换电源的连接当n个电压源串联时,可以用一个电压源等效,且这个等效的电压源的电压为当n个电流源并联时,可以用一个电流源等效,且这个等效的电流源的电流为等压电压源并联,等流电流源串联2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换实际电源模型电压源一个实际的电源含有电动势和内阻,当电源工作时,其端电压会随着输出电流的变化而变化,为了便于分析,用一个电压源模型进行等效。2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换电源的内阻R0越大,在输出电流相同时,端电压越低;电源的内阻R0越小,在输出电流相同的情况下,端电压越大。如果电源的内阻R0=0,端电压U=ES,与输出电流无关,称为理想电压源或恒压源。2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换当负载RL远远大于电源的内阻R0时,可将电源视为理想电压源。2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换实际电源模型电流源一个实际电源,除了用电压源模型等效之外,还可以用电流源模型来等效。电流源的内阻RS越大,IS在RS上的分流越小,输出电流I越接近IS。当RS趋于无穷大时,I=IS,即输出电流与端电压无关,呈恒流特性,称为理想电流源或恒流源。2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换当电源的内阻RS远远大于负载RL时,可将电源视为理想电流源。实际电流源理想电流源2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换电压源与电流源的等效变换实现电压源和电流源互相置换的条件是:电压源和电流源的外特性必须一样。可互相置换的电源称为等效电源。在电路分析课程中,用等效电源置换原电源后,不影响外电路的工作状态。2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换实际的直流电压源可以看成是由理想的电压源和电阻串联构成的实际的直流电流源可以看成是由理想的电流源和电导并联构成的
2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换电压源与电流源的等效变换两种实际电源等效变换的条件:对外电路来讲,电流、电压对应相等,吸收或发出的功率相同。即需满足2.3电源的连接及两种实际电源模型的等效变换①理想电压源和理想电流源之间不能等效变换。②电压源和电流源的等效关系只对外电路而言,对电源内部则是不等效的。③等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。④任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路,都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路。2.4支路电流法能够用电阻串、并联等效变换公式将电路化简、并且用欧姆定律求解的电路都是简单电路;反之,则为复杂电路。复杂电路的分析与计算的主要内容:给定网络的结构、电源及元件的参数,要求计算出网络里各个支路的电流及电压、还有时要计算电源或电阻元件的功率。2.4支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量,根据KCL和KVL列出电路中结点电流方程及回路电压方程,然后联立求解,计算出各支路电流。2.4支路电流法独立方程的确定
为应用KCL和KVL,需先假定所求量I、I0和U的参考方向,并标注于图中。2.4支路电流法列KVL方程:
绕行方向取顺时针方向,并于图中标出。a—R0—b—IS—a回路:a—US—R—b—R0—a回路:a—US—R—b—IS—a回路:对具有n个结点b条支路的电路,应用KVL电压定律可以得到[b-(n-1)]个独立方程2.4支路电流法列结点的KCL方程结点a:结点b:具有n个结点的电路,应用KCL电流定律只能得到(n-1)个独立方程2.4支路电流法支路电流法的解题步骤
支路电流法的一般步骤如下(假设电路具有b条支路、n个节点、m个网孔):
(1)选定支路电流的参考方向,标明在电路图上,有b条支路就有b个未知变量。
(2)根据KCL列出节点方程,如果有n个节点可列(n—1)个独立方程。2.4支路电流法
(3)选定网孔绕行方向,标明在电路图上,根据KVL列出网孔方程,网孔数就等于独立回路数,可列m个独立电压方程。
(4)联立求解上述b个独立方程,求得各支路电流。2.4支路电流法
另外,对含有电流源的回路,应将电流源的端电压列入回路电流方程。此时,电路增加一个变量,应该补充一个相应的辅助方程,该方程可由电流源所在支路的电流为已知来引出。第二种处理方法是,由于理想电流源所在支路的电流为已知,在选择回路时也可以避开理想电流源支路。2.4支路电流法举例分析
电动势E1=140V、E2=90V,电阻R1=20Ω、R2=5Ω、R3=6Ω。要求计算R3所在支路电压U32.4支路电流法两个结点,可列出一个独立的KCL方程。结点a:按照网孔列KVL方程,均取顺时针方向为绕行方向。网孔a—b—E1—a:网孔a—E2—b—a:2.4支路电流法
联立求解,可得I1=4A、I2=6A、I3=10A。三个电流均为正值,表明电流的实际方向与图示正方向相同。
联立方程求解,得2.5网孔电流法网孔电流法:
以假想的网孔电流为未知量,应用KCL列出网孔方程,联立方程求得各网孔电流,再根据网孔电流与支路电流的关系式,求得各支路电流。网孔电流法的独立方程数为b-(n-1);2.5网孔电流法2.5网孔电流法图示的两个网孔为独立回路,网孔电流分别用im1、im2。支路电流i1
=im1,i2=im2-im1,i3=im2网孔1:
网孔2:电压与回路绕行方向一致时取“+”;否则取“-”2.5网孔电流法网孔电流方程2.5网孔电流法(1)表示网孔1的自电阻,等于网孔1中所有电阻之和。表示网孔2的自电阻,等于网孔2中所有电阻之和。自电阻总为正。(2)表示网孔1、网孔2之间的互电阻。互电阻Rjk:当两个网孔电流流过相关支路方向相同时,互电阻前取正号;2.5网孔电流法否则取负号(平面电路中,各个网孔的绕行方向都取为相同的方向时,互电阻Rjk均为负值)。(3)表示网孔1中所有电压源电压的代数和。表示网孔2中所有电压源电压的代数和。在求所有电压源电压的代数和时,当网孔中各个电压源电势方向与该回路方向一致时,取正号;反之取负号。2.5网孔电流法网孔电流法的解题步骤网孔电流法的一般步骤如下。
(1)选定网孔电流的参考方向,标明在电路图上,并以此方向作为网孔的绕行方向。m个网孔就有m个网孔电流。
(2)按上述规则列出网孔电流方程。
(3)联立并求解方程组,求得网孔电流。
(4)根据网孔电流与支路电流的关系式,求得各支路电流或其他需求的电量。2.5网孔电流法举例分析
(1)选择各网孔电流的环绕方向,计算的自电阻、互电阻及电源电压代数和。2.5网孔电流法
(2)列出网孔方程
(3)求解方程组
(4)求得各支路电流I1=6.25A,I2=3.75A,I3=2.5A,I4=2.5A,I5=1.25A,I6=3.75A2.5网孔电流法I5I62.6结点电位法节点电位:
各节点与参考零电位节点之间的电压。节点电位法:
以节点电位作为未知量,将各支路电流用节点电位表示,利用KCL列出独立的电流方程进行求解的方法。2.6结点电位法一个具有n个节点的电路,除指定的参考点外,有n-1个节点电位,即未知的节点电位数有n-1个,它等于电路的独立节点数。对这n一1个独立节点恰好可以列出n-1个独立方程进行求解。2.6结点电位法用节点法时,先任选一节点为参考点,其参考极性常设为“-”极性,其余节点的电位均设为“+”极性,以节点电位为变量对独立节点列出n-1个独立方程求解。这种方法特别适用于节点数少而支路数较多的电路分析。2.6结点电位法基本原理图2-25所示电路有0、1、2三个节点,设以节点0为参考点。标出各支路电流方向,根据KCL定律写出节点1、2的KCL方程为:节点1:节点2:2.6结点电位法将支路电流代入节点方程并整理得到:节点1:
节点2:2.6结点电位法图2-25节点电位法2.6结点电位法自电导:某一节点所连的所有电导,均取正;互电导:
某一节点与相邻节点之间的电导,总取负。节点电位方程的一般形式为该点的电位×自电导+相邻点的电位×互电导=流入该点电流的代数和2.6结点电位法式中,Gmm-所选节点的自电导(总取正);Umm-所选节点的电位;Gmn-相邻节点的互电导(总取负);Un-相邻节点的电位;Imn-所选节点流入的电流代数和(电流从节点流出取负,流入节点取正)。2.6结点电位法求解步骤(1)选择电路中的参考节点,并以独立节点的节点电位作为电路变量。(2)按上述规则列n-1个节点的电位方程。(3)联立求解方程组,求各节点电位。(4)根据节点电位与支路电流的关系式,求解各支路电路或其它所需量。2.6结点电位法举例分析用节点电位法求图中各支路的电流作为电路变量。设电路中C点为零电位点,则:对节点A有:
对节点B有:2.6结点电位法对于节点D有:
又因:联立求解可得:2.6结点电位法2.6结点电位法使用节点电位法的注意事项(1)列节点方程时,自电导前总是正,互电导前总是负。(2)表示流入节点j的电流的代数和,流入节点j的电流取正号,流出节点的j电流取负号。2.6结点电位法(3)参考点选择原则:其一,使参考点与尽量多的节点相邻;其二,如果电路含有理想电压源支路,应选择理想电压源所连的两个节点之一作参考点。(4)与理想电流源串联的电阻不影响各个节点的电位(因为理想电流源的内阻为无穷大)。2.6结点电位法(5)与理想电压源并联的电阻两端电压恒定,对其它支路的电流和各节点的电位不产生任何影响。(6)对含有受控源的电路,在列节点方程时应将它与独立源同样对待,需要时再将控制量用节点电位表示。2.7叠加定理叠加定理:
在线性电路中,任一支路的电流(或电压)可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和(叠加)。2.7叠加定理2.7叠加定理如图2-28(a)所示电路,有两个电源共同作用,一个是电压源,另一个是电流源。若要求支路电流,可以分解为图2-28(b)和图2-28(c)两个等效电路的合成,图(a)为电压源和电流源共同作用,图(b)为电压源单独作用,图(c)为电流源单独作用。即2.7叠加定理叠加原理解题的基本思路是分解法,步骤如下:(1)作出各独立电源单独作用时的分电路图,标出各支路电流(电压)的参考方向。不作用的独立电压源视为短路,不作用的独立电流源视为开路。2.7叠加定理(2)分别求出各分电路图中的各支路电流(电压)。(3)对各分电路图中同一支路电流(电压)进行叠加求代数和,参考方向与原图中参考方向相同的为正,反之为负。2.7叠加定理举例分析2.7叠加定理如图所示电路中,
R1=5Ω,R2=10Ω,
R3=15Ω,US1=10V,US2=20V,试用叠加原理求各支路电流I1、I2、I3。画出电压源和电压源单独作用时的电路,如图(b)和(c)所示。由此分别求得、、和、、,然后根据叠加定理将、、和、、相加得到电压I1、I2、I3。2.7叠加定理由图(b),
2.7叠加定理由图(c),2.7叠加定理根据叠加定理可知:2.8戴维宁定理与诺顿定理二端网络:
具有两个对外连接端钮的电路.有源二端网络:
含有电源的二端网络,如图(a)所示,可用一个带有字母A的方框加两个引出端表示。无源二端网络:不含电源的二端网络,如图(c)所示,可用一个带有字母P的方框加两个引出端表示。2.8戴维宁定理与诺顿定理有源二端网络与无源二端网络的连接方法如图(b)表示有源支路与无源支路的连接方法如图(d)表示2.8戴维宁定理与诺顿定理无源线性二端网络的等效电阻的求解方法.
(1)直接利用电阻的串、并联或Y—Δ等效变换逐步简化的方法。这种方法仅适用于电路结构和元件参数已知的情况。
(2)外加电源法。在无源线性二端网络P的端口施加一激励电源uS(或iS),可计算或测量得到网络端口的响应u(或i),则等效电阻为:2.8戴维宁定理与诺顿定理这种方法对于那些结构及元件参数不清楚的网络可利用实验进行测量求解。对含有受控源的无源线性二端网络常用此方法进行计算。2.8戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理:
电压源的电动势E0等于该二端网络的开路电压,电阻r0等于该二端网络中所有电源不作用时(即令电压源短路、电流源开路)的等效电阻(叫做该二端网络的等效内阻),又叫做等效电压源定理。2.8戴维宁定理与诺顿定理用戴维宁定理分析电路中某一支路电流或电压的一般步骤是:(1)把待求支路从电路中断开,电路的其余部分便是一个(或几个)有源二端网络。(2)求有源二端网络的戴维宁等效电路,即求UOC和R0。
(3)用戴维宁等效电路代替原电路中的有源二端网络,求出待求支路的电流或电压。2.8戴维宁定理与诺顿定理2.8戴维宁定理与诺顿定理求UOC和R0的方法戴维宁等效电路中电压源电压等于将外电路断开时的开路电压,电压源方向与所求开路电压方向有关。等效入端电阻R0的计算方法(1)将余下电路的内部独立电源全部置零(电压源用短路替代,电流源用开路替代)后,所得无源二端网络的输入电阻。2.8戴维宁定理与诺顿定理(2)求得有源网络A端间的开路电压后,将端口短路求得短路电流,根据戴维宁定理,有源网络A端口短路可以等效为如图所示电路。则有2.8戴维宁定理与诺顿定理2.8戴维宁定理与诺顿定理举例分析用戴维宁定理计算如图a所示电路中电阻R3上的电流I3。已知E1=150V、E2=60V、R1=12Ω、R2=6Ω、R3=6Ω。2.8戴维宁定理与诺顿定理2.8戴维宁定理与诺顿定理求解过程(1)求电压UO。将R3支路单独划出,如图(a)所示。然后求有源二端网络的戴维宁等效电路,由图(b)求开路电压UOC。由基尔霍夫电压定律可得:2.8戴维宁定理与诺顿定理
(2)求等效电阻R0。全部独立电源为零值的二端网络如图c所示。对a、b两端来讲,R1和R2是并联的,所以有:(3)由等效电路计算电流I3。等效电路如图(d)所示,由欧姆定律可得:2.8戴维宁定理与诺顿定理诺顿定理:
一个线性有源二端电阻网络N,可以用一个电流源与电阻并联的模型来等效。等效后的电流源的电流等于该二端网络端口短路电流,其并联电阻等于从端钮看进去该网络中所有独立源为零时的等效电阻。2.8戴维宁定理与诺顿定理iSC称为短路电流。R0称为诺顿等效电阻。电流源iSC和电阻R0并联的电源模型,称为诺顿等效电路。短路求流、除源求阻2.8戴维宁定理与诺顿定理举例分析求如图所示单口网络的诺顿等效电路。将单口网络从外部短路,并标明短路电流的参考方向,如图(a)所示。由KCL求得:2.8戴维宁定理与诺顿定理将单口内电压源用短路代替,电流源用开路代替,得到图(b)电路,由此求得
根据所设iSC的参考方向,画出诺顿等效电路图(c)。2.8戴维宁定理与诺顿定理2.9受控源电路独立电源:
本身能够产生电能的电源。受控源(非独立电源):
电压或电流受电路中某个电压或电流的控制的电源。2.9受控源电路常见受控源:
实验室常用的稳压电源、电子技术中的三极管和场效应管等.受控电流源有两对端钮:
施加控制量的输入端钮和对外提供输出电压(或电流)的输出端钮。2.9受控源电路2.9受控源电路受控源的四种类型电压控制电压源,简称VCVS,如图(a)所示。电压控制电流源,简称VCCS,如图(b)所示。电流控制电压源,简称CCVS,如图(c)所示。电流控制电流源,简称CCCS,如图(d)所示。2.9受控源电路2.9受控源电路含受控源电路的分析,需注意的要点(1)可以用两种电源等效互换的方法,简化受控源电路。但简化时注意不能把控制量化简掉。否则会留下一个没有控制量的受控源电路,使电路无法求解。(2)如果一个二端网络内除了受控源外没有其他独立源,则此二端网络的开路电压必为0。因为,只有独立源产生控制作用后,受控源才能表现出电源性质。2.9受控源电路(3)求含有受控源电路的等效电阻时,须先将二端网络中的所有独立源去除(恒压源短路处理、恒流源开路处理),受控源应保留。含受控源电路的等效电阻可以用“加压求流法”求解。2.9受控源电路举例分析
电路如图所示。已知r
=2,试用叠加定理求电流i和电压u。画出12V独立电压源和6A独立电流源单独作用的电路如图(b)和(c)所示。由图(b)电路,列出KVL方程:2.9受控源电路求得:由图(c)电路,列出KVL方程2.9受控源电路求得:2.9受控源电路THANKYOU电路分析基础第三章
正弦交流电路及其谐振电子课件第三章1.掌握正弦交流电的三要素即振幅、角频率和初相位;2.熟练掌握正弦交流电的相量表示法;3.掌握R、L、C单一元件参数的交流电路和RLC串、并联交流电路的电压与电流间的关系;第三章4.理解交流电路中的功率、功率因数及提高功率因数的方法;5.掌握阻抗的串、并联关系;6.掌握交流电表、钳形电流表、万用表、试电笔的使用方法;7.学习用示波器观察信号波形;第三章8.会按照图纸要求安装照明电路,并能排除照明电路简单故障。目录3.1正弦量的三要素3.2正弦交流电的相量表示法3.3单一参数的交流电路3.4基尔霍夫定律的相量形式目录3.5RLC串、并联电路的分析3.6阻抗的串联和并联3.7正弦电路功率因数的提高3.8谐振电路3.1正弦量的三要素正弦交流电直流电:
电压和电流的大小与方向不随时间的变化而变化。交流电:
电压和电流的大小和方向随时间按一定规律周期性变化的量。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素正弦量:
随时间按照正弦函数规律周期性变化的电压和电流。振幅、角频率和初相角称为正弦量三要素。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位图3-2正弦交流电3.1正弦量的三要素正弦电压、电流的瞬时值表达式为:
、称为振幅或最大值,为角频率,、称为初相角
3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素正弦交流电的振幅:
正弦量的瞬时值表达式中的系数,与时间无关的定值。有效值:
与交流电热效应相同的直流电流的数值。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位图3-3正弦交流电流的波形图3.1正弦量的三要素I、U、E分别表示交流电流、交流电压、交流电动势的有效值。
正弦电压和正弦电流的瞬时值表达式也可表示为:3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素正弦交流电的角频率:
单位时间正弦信号变化的弧度数。周期、频率和角频率三个量都是说明正弦交流电变化快慢的,角频率与频率、周期的关系为3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素角频率的单位为弧度每秒(rad/s),频率的单位为赫兹(Hz),周期的单位为秒(s)3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素周期、频率和角频率三个量都是说明正弦交流电变化快慢的。三个量中只要知道一个,即可求出其它两个量例如,在我国工业和照明用电的频率为50Hz(称为工频),其周期为,角频率3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素正弦交流电的初相位:
电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素其中,
、称为初相角,简称初相,单位为弧度(rad),初相反映了正弦量在计时起点(即t=0)所处的状态。一般规定初相在-π~π范围内,初相角在纵轴的左边时,为正角,取;初相角在纵轴的右边时,为负角取。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位和为电压和电流正弦量的相位角3.1正弦量的三要素例题分析【例3-1】试计算下列正弦量的周期、频率和初相角。【解】周期频率初相3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素两个频率正弦量初相位之差称为它们之间的相位差,用来表示。正弦电压与正弦电流的相位差为:
若,表示,表明电压的相位超前于电流的相位(电流滞后于电压的相位);3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素若,表示,表明电压的相位滞后于电流的相位,或电流超前于电压的相位;若,表示,表明电压与电流同相;若,表示,表明电压与电流反相;3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.1正弦量的三要素若,表示,表明电压与电流正交。3.1.1正弦交流电的基本概念3.1.2正弦交流电的振幅3.1.3正弦交流电的角频率3.1.4正弦交流电的初相位3.2正弦交流电的相量表示法复数的表示形式代数式为:
指数式为:三角函数式为:
极坐标式为:换算关系3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法虚数单位3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则复数的模复数的辅角复数的实部复数的虚部3.2正弦交流电的相量表示法复数的运算复数的加、减运算采用代数式进行,其实部与实部相加、减,虚部与虚部相加、减;复数的乘、除法运算采用极坐标式进行,两复数相乘,模相乘,辅角相加;两复数相除,辅角相减;复数的乘、除法运算也可采用三角函数式或指数式进行3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法相量的表示幅值向量3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法有效值向量3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法例如:向量,可以表示为如图3-5所示的向量图3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则图3-5相量图3.2正弦交流电的相量表示法举例分析试写出表示,
,和
的相量,并画出相量图。3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法【解】分别用有效值相量,和表示正弦电压uA,uB和uC3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法其相量图如图3-6所示3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则图3-6相量图3.2正弦交流电的相量表示法小提示:(1)相量只表示正弦量,而不是等于正弦量。(2)只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不能用相量表示。(3)只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法举例分析
在图3-7所示的电路中,设,试求总电流i。3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则图3-7例3-5图
3.2正弦交流电的相量表示法【解】
用相量图求解。如图3-8所示,先作出表示和的相量和,而后以和为两邻边作一平行四边形,其对角线即为总电流的幅值相量,它与横轴正方向间的夹角即为初相位。3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法根据图3-8可得
将正弦量表示成相量图计算时,几个同频率正弦量的和与差,可通过在相量图上求相量和、差的方式得到所求正弦量的幅值和初相。3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则3.2正弦交流电的相量表示法3.2.1复数及其运算3.2.2正弦量的相量表示法3.2.3同频率正相量的运算规则图3-8用相量图求解
3.3单一参数的交流电路交流电路:
由负载和交流电源组成的电路。单相交流电路:
电源中只有一个交变电动势的电路。最简单的交流电路是由电阻、电感、电容单个电路元件组成的。3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路当电路中的元件仅由R、L、C三个参数中的一个来表征时,则称这种电路为单一参数元件的交流电路。复杂的交流电路可以认为是单一参数元件电路的组合。3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路纯电阻电路:
只含有电阻元件的交流电路.当外加电压一定时,在纯电阻电路中影响电流大小的主要因素是电阻R.电阻元件上的电压与电流瞬时值的关系3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路例如图a中的线性电阻元件的交流电路,根据欧姆定律,两者的瞬时值关系为
或。假设则有显然,纯电阻电路的电压与电流同相位、同频率。3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电阻元件上的电压与电流有效值关系根据电阻元件上的正弦电压与电流的瞬时值表达式,可得到其有效值关系为:电阻元件上的电压与电流相量关系3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路
在电阻元件的交流电路中,电流和电压是同相的;电压的幅值(或有效值)与电流的幅值(或有效值)的比值,就是电阻R。3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路纯电阻元件的功率瞬时功率p:
电路任一时刻所吸收或释放的功率有功功率P:
在电路中电阻部分所消耗的功率3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路【例3-6】把一个100Ω的电阻元件接到频率为50Hz,电压有效值为10V的正弦交流电源上,问流过电阻元件上的电流是多少?如保持电压值不变,而电源频率改变为5000Hz,这时电流将变为多少?3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路【解】
因为电阻与频率无关,所以电压有效值保持不变时,频率虽然改变但电流有效值不变。即:I=U/R=(10/100)A=0.1=100mA
3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母“L”表示,单位亨利(H)。感抗:电感对交流电流的阻碍能力,单位欧姆(Ω)3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路瞬时值关系向量关系3.3单一参数的交流电路3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路通直流、阻交流3.3单一参数的交流电路
,电感元件上的电压超前电流90°,或说电流滞后电压90°。电感上的电压与电流是同频率的正弦量。电压有效值等于电流有效值与感抗的乘积3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路纯电感元件的瞬时功率为
电感元件的瞬时功率既可以为正,也可以为负。
纯电感元件的平均功率为3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电感元件本身不消耗能量,而是一个储能元件,但存在着电源与电感元件之间的能量交换,所以瞬时功率不为零。无功功率(Q):瞬时功率的最大值,即电压和电流有效值的乘积,单位var
Q=UI=I2XL=U2/XL3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电容元件
:
表征电路元件储存电荷特性的理想元件,单位法拉(F)容抗:
电容阻碍交流电流通过的能力,单位欧姆(Ω)3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电容元件
:
表征电路元件储存电荷特性的理想元件,单位法拉(F)容抗:
电容阻碍交流电流通过的能力,单位欧姆(Ω)3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路瞬时值关系向量关系图3-12电容元件的正弦交流电路3.3单一参数的交流电路3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路通高频
、阻低频
3.3单一参数的交流电路在电容元件电路中,在相位上电流比电压超前90°;电压的幅值(或有效值)与电流的幅值(或有效值)的比值为容抗XC;在电压有效值一定时,频率越高,则通过电容元件的电流有效值越大3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路纯电容元件的瞬时功率为电容元件的瞬时功率既可以为正,也可以为负。
纯电容元件的平均功率为3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.3单一参数的交流电路电容元件本身不消耗能量,是储能元件,但存在着电源与电感元件之间的能量交换,所以瞬时功率不为零。无功功率(Q):衡量其能量交换的速度,电容的无功功率取负值。瞬时功率的最大值,即电压和电流有效值的乘积,单位varQ=-UI=-I2XC=-U2/XC3.3.1电阻元件及其交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路3.4基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫电流定律的实质是电流的连续性原理任一瞬间流过电路的一个结点(闭合面)的各电流瞬时值的代数和等于零,亦即流过电路中的一个结点的各电流解析式的代数和等于零.3.4.1基尔霍夫电流定律3.4.2基尔霍夫电压定律3.4基尔霍夫定律的相量形式相量形式的基尔霍夫电流定律(KCL)
电流前的正负号是由其参考方向决定的。若支路电流的参考方向流出结点,取正号,流入结点取负号3.4.1基尔霍夫电流定律3.4.2基尔霍夫电压定律3.4基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫电流定律的实质是电流的连续性原理同一瞬间,电路的任一个回路中各段电压瞬时值的代数和等于零,亦即流过电路中的任一个回路的各段电压解析式的代数和等于零.3.4.1基尔霍夫电流定律3.4.2基尔霍夫电压定律3.4基尔霍夫定律的相量形式相量形式的基尔霍夫电压定律(KVL)
KCL和KVL只对瞬时值和相量值成立,对于幅值或者有效值则不成立,即或。3.4.1基尔霍夫电流定律3.4.2基尔霍夫电压定律3.4基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫电流定律的实质是电流的连续性原理同一瞬间,电路的任一个回路中各段电压瞬时值的代数和等于零,亦即流过电路中的任一个回路的各段电压解析式的代数和等于零.
相量形式的基尔霍夫电压定律(KVL)3.4.1基尔霍夫电流定律3.4.2基尔霍夫电压定律3.5RLC串、并联电路的分析取电流为参考正弦量,设:则:电压三角形:3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析取电流为参考正弦量,则:3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析电压三角形:RLC串联电路的阻抗:电抗:3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析复阻抗:复阻抗的辐角:相量形式的欧姆定律:3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析当电流频率一定时,电路的性质有电路的参数L与C决定(1)当时,,电路呈感性;(2)当时,,电路呈容性;3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析(3)当时,,电路呈电阻性,又称为串联谐振状态。3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析举例分析由电阻R=8Ω、电感L=0.1H和电容C=127μF组成串联电路,如设电源电压,试求电流i,UR,UL,UC,并作出相量图3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析电阻、电感、电容元件上的电压有效值分别为171.2V,672V,535V3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析相量图3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析RLC并联电路的电压电流关系:RLC并联电路的阻抗:3.5RLC串、并联电路的分析3.5.1RL串联电路的分析3.5.2RLC串联电路的分析3.5.3RLC并联电路的分析RLC并联电路中的三角形:3.6阻抗的串联和并联阻抗:
在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗;其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗
;3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗;电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联根据向量形式的基尔霍夫电压定律,则总电压3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联串联电路的等效电阻:串联电路的等效电抗:
X=X1+X2+…+Xn串联电路的等效阻抗:串联电路的等效阻抗角为:3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联在复阻抗串联电路中,总复阻抗等于各个复阻抗之和,但总阻抗却不等于各阻抗之和,既有3.6.1阻抗的定义3.6.2阻抗的串联3.6.3阻抗的并联3.6阻抗的串联和并联举例分析两个复阻抗与相串联,接在电压
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