ch1电路及其分析方法合肥工业大学电工学简明教程.ppt

1、1.2电路模型，1.3电压和电流参考方向，1.4电源有载运行，开路和短路，1.5基尔霍夫定律，1.11电路中的电势计算，第1章电路及其分析方法，1.6电阻的串联和并联，1.7支路电流法，1.8叠加原理，1.9电压源和电流源及其等效变换，1.10戴维南定理、1.1本章首先讨论电路的基本概念和定律，如电路模型、参考这些内容是分析和计算电路的基础。然后介绍了几种常用的电路分析方法，包括支路电流法、叠加定理、电压源模型和电流源模型的等效变换以及戴维南定理。最后，讨论了电路的瞬态分析。本文介绍了用经典法和三元法分析瞬态过程。1.1电路的功能和元件1 .电路的组成和功能是电流循环的路径，由一些元件或设备组

2、成，是能够传输和转换电能或收集、传输和处理电信号的有机整体。电源系统原理图，扬声器原理图，1。电路的组成和功能。电路中电源和信号源的电压或电流称为激励，激励驱动电路工作。电路中激励产生的电压和电流称为响应。电路分析是在已知电路结构和参数的情况下讨论它们之间的关系。电路的组成和功能实际电路由一些元件或设备组成，这些元件或设备根据需要发挥不同的作用，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等。它们的电磁特性非常复杂。例如，白炽灯消耗电能(电阻)，产生磁场来存储磁场能量(电感)，并忽略l。为了分析和计算实际电路，在一定条件下，它往往忽略实际元件的次要因素，突出它们的主要电磁特性，并将其视为理想的电路元

3、件。1.2电路模型、电源、负载、连接线、电路实体、电路模型、1.2电路模型，由理想电路元件组成的电路称为实际电路的电路模型。开关、物理学中基本物理量的方向，1。电路基本物理量的实际方向，1.3电压和电流的参考方向，2。电流和电压的参考方向，a)，B)，u，I和e的实际方向和参考模式，图a中的电流、电压和电动势的方向可以根据物理学直接定义。然而，在图B中，不可能确定电流是否从电源的正极流出，必须进行具体的计算。(2)参考方向、电流、电压的表示，(1)参考方向，在分析和计算电路时，它是电量的任意假定方向。2。电流和电压的参考方向、实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正；实际方向与参考方向相反

4、，电流(或电压)值为负。(3)实际方向和参考方向之间的关系。注：选择参考方向后，电流(或电压)值将为正或负。如果I=5A，电流从a流向b；如果I=5A，电流将从B流向A。如果U=5V，电压的实际方向从A指向B；如果U=5V，电压的实际方向从b指向a。，_，U=3 (2)=6 V，3。在欧姆定律中，U和I的参考方向相同，U=RI，U和I的参考方向相反，电流的参考方向与实际方向相反，或者，在图(b)中，I、电压和电流的参考方向相反。E、I、U、1。电压和电流、R0、R、a、b、c、d、电源的外部特性曲线，当R0为R时，则为U E，表示电源具有较强的负载能力，_，_，_，_，U=RI，或u=err0

5、i。1.4.1电源在负载下工作，1。电压和电流，u=ri，u=err0i，ui=eir0i 2，p=PE p，电源产生的功率，内部电阻消耗功率，功率输出功率，功率单位：瓦特(w)或千瓦(kW)，电源产生的功率，=，负载R0，r，a，b，c，d，2。功率和功率平衡，1.4.1电源带负载工作，1)根据电压和电流的实际方向，如果U和I的实际方向相反，则是电源发出功率；我和你的实际方向是一样的，都是负载和动力。3。区分电源和负载，我和你有不同的参考方向，P=-UI 0，负载；p=-用户界面0，电源。u和我有相同的参考方向，P=用户界面0，加载；P=用户界面0，电源。2)。根据U和I的参考方向、1.4.

6、1电源带负载工作，3。电源和负载的区别，例1，已知图中UAB=3 V，I=2 A，解P=UI=3 (2)=6 W，求出N的功率，并加以说明。在本例中，电压和电流的参考方向相同，P为负，所以N发射功率，即为电源。额定值是给定条件下电气设备正常运行的允许值。额定电压、额定电流和额定功率分别用UN、IN和PN表示。电气设备不在额定条件下运行的危害：不能充分利用设备的容量；降低设备的使用寿命，甚至损坏设备。4。额定值和实际值、u、p=ui、电源的输出电流和功率效率是由负载的大小、S1、S2、S3、电源断开时的特性、1.4.2电源断开时、u、is、u=0、I=is=e/r0、p=u I=0、PE=p=r

7、0is2、e、r0、r、b、c、d、_为防止事故发生，保险丝或自动断路器应1.4.3电源短路，1.5基尔霍夫定律，基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。它反映了电路中所有支路的电压和电流的基本规律，是分析电路的基本规律。基尔霍夫定律和元件特性构成了电路分析的基础。电路中三个或更多分支相连的点，分支电路中的每个分支。一个支路流过一个恒定电流，环路是由一个或多个支路组成的闭合路径，如acb ab adb、abca adba adbca，如A、B、_、R1、E1、_、E2、R2、R3、I1、I2、I3、C、A，如abca adba、在任何时刻，某一节点的电流的代数和

8、等于零。基尔霍夫电流定律用于确定连接到同一节点的每个支路的电流之间的关系。根据电流连续性原理，电荷不能在任何点(包括节点)积累。因此，数学表达式为：1.5.1基尔霍夫电流定律(KCL)，I，符号规定：当I参考方向流向节点时，取 当它流出节点时，或者，1.5.1基尔霍夫电流定律(KCL)，如果流入节点的电流为负，则离开节点的电流为正。9 (2) I3 8=0，解，将已知数据代入节点A的KCL方程，KCL根据电流方向确定其符号，并判断电流的参考方向是否与实际方向相同，I3电流为负，因为电流参考方向与实际方向相反。、i3=19a、I2=i1 i3i4、ia、IB、iab、IBC、ICA、KCl推广应

9、用，即I=0、IC、ia IB IC=0。可以看出，在任何时刻通过任何闭合表面的电流的代数和总是等于零。KCL对节点a、b和c的应用如下：IA=IAB ICA，IB=IBC IAB，IC=ICA IBC，将上述三个公式相加，得到基尔霍夫电压定律，该定律用于确定回路各部分电压之间的关系。由于电路中任意点的瞬时电位都是单值的，因此在任意时刻，电路各部分电压的代数和沿电路的迂回方向(顺时针或逆时针)总是等于零。即，U=0，1.5.2基尔霍夫电压定律(KVL)，或，u-up=U-down。u符号指定：当u方向与弧线方向一致时，如果相反，则取 。1.5.2左图中的基尔霍夫电压定律(KVL)，I2。U1

10、U2 U4 U3=0。根据电压参考方向，环路c b d a c KVL的方程式为，R1，E1，E2，R2，U2，i1，u1，c，a，d，b，u3，U4，E和I的符号指定为：当E和I的方向与弧线方向一致时，用“+”标记；当它们与弧线方向相反时，它们标有、I2、_、R1、_、E2、R2、U2、I1、U1、C、A、D、B、_。U1 U4=U2 U3，KVL扩展到虚闭环，E RI U=0，可根据KVL列出，根据U=0，UAB=UAUB，UAUBUAB=0，U1U2U3U4U5=0，如果U1=2 V，U2=8 V，U3在例2中，设置电阻R4两端的电压极性和流经它的电流I的参考方向，如图所示。(2) 8

11、5 U4 (3)=0，U4=2 V，I=0.5 A，环路的KVL方程按顺时针方向写，有，代入数据，有，U4=IR4，1.6.1串联电阻，电路中两个或两个以上的电阻依次逐一连接，并通过这些电阻，分压公式，等效电阻，R=R1 R2，1.6串联电阻和并联电阻，1.6.2并联电阻，分流公式， 如果电路中的两个或多个电阻连接在两个公共节点之间，则这种连接方法称为电阻并联。 相同的电压施加到每个并联支路(电阻器)。等效电阻、该图显示了分压电路，其中变阻器调节负载电阻R1两端的电压。RL=50，U=220伏.中间环节是变阻器，其规格为100，3 A。今天，它分为四个部分，用点A、B、C、D和E标记。当滑动点

12、在A、C、D和E时，计算负载和变阻器各部分的电流和负载电压，并通过比较流经变阻器的电流和其额定电流来解释使用中的安全问题。解决方案，UL=0 V，i1=0A，(1)在点A:示例1，解决方案，(2)在点c:等效电阻r是与R1并联的Rca，然后与Rec串联，也就是说，请注意，虽然滑动触点位于变阻器的中点，但输出电压并不等于电源电压的一半，而是73.5 V.(因为RCA=rl)，iec，rl，ul，u，A，b，c，d，E，解，(3)在d点：注：由于Ied=4 A 3 A，ed部分已(4)在E点：(4)支路电流法以支路电流(电压)为解对象，分别用KCL和KVL列出节点和回路所需的方程，然后求解支路电流

13、(电压)。这是计算复杂电路最基本的方法。不能用串并联等效电阻简化的电路称为复杂电路。1.7分支电流法、1。在图中标出各支路电流的参考方向，并标出所选回路的回路运行方向(迂回方向)。2.KCL用于列出节点的(n1)个独立节点电流方程。3。使用KVL列出环路的b(n1)独立环路电压方程(通常可以通过网格列出)。4。同时解B方程，得到每个支路的电流。，分支电流法(b分支，n个节点)的求解步骤：对于节点a:例1:i1 i2i3=0，对于单元1:对于单元2:i1 r1i3r3=E1，i2r2i3r3=E2，对于上图中的电路分支编号：b=3，节点编号：n=2，如果用分支电流法计算分支电流，应列出三个方程。

14、(1)应使用KCL列出(n-1)个节点电流方程。因为分支的数量是b=6，所以应该列出六个方程。支路电流法是电路分析中最基本的方法之一，但是支路越多，需要的方程越多，求解起来就不方便。例2:对于节点a: i1 i2ig=0，对于单元Abda:igrg i3r i1 R1=0，对于节点b: i3i4ig=0，对于节点c: i2i4i=0，对于单元acba:i2r 2i 4r i4rg=0，对于单元bcdb:i4r i3r 3=E，rg，1.9电压源和电流源及其等效变换，1.9.1电压源，电压源模型，从上面的电路中，我们可以得到3360 U=E的外部特性那么：u e，u0=e，电压源由电动势e和串联的内阻R0的