北京交通大学基础电路分析总复习.ppt

1、国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,分析对象 q , I, u, p,w,时域元件约束 电阻，电感，电容，电源,时域拓扑约束 基尔霍夫定律,经验法 简单电路分析 串/并/混,规范法 复杂电路分析 2b/支路电流/网孔/节点,主要定理 叠加/替代/戴维南-诺顿/互易/最大功率传输,直流电路分析知识结构（1-3章）,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,1. 等效电路,两个二端网络，N1 与 N2 , 不管内部结构如何， 只要其端极上的伏安特性完全相同，则称它们 对端极而言是等效的,电压源串联,电流源与任意子电路串联,电流源并联,直流电路分析方法小结,串联,并

2、联,电压源与任意子电路并联,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,（2） 两种实际电源模型的等效转换 （有伴电源）,is= vs / R,vs= R is,（3）含受控电源的等效转换,原则上与独立源的等效变换相同处理,（4）求不含独立源的二端网输入电阻,（5）电阻网络星型与三角形变换,分析方法小结,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,（6）戴维南定理,（7）诺顿定理,分析方法小结,（10）节点法、网孔法（注意纯独立源支路）,（11）运放的虚短路特性、运放电路的分析方法,（8）叠加定理,（9）最大功率传输,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.

3、9,用网孔法 求Ia 及受控源功率？,解：（1）选网孔电流为变量,（2）建立网孔方程,网孔1：,网孔2：,网孔3：,补方程：,（3）解方程,（4）解其它变量,网孔分析法例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,网孔法要点,（1）其原理是以网孔电流为变量建立网孔的KVL方程,（2）步骤：（a）选网孔电流为变量 （b）按规律建立网孔方程 （c）解方程 （d）解其它变量,（3）难点： 电源处理,（4）特点：（a）适合节点多，网孔少的电路 （b）电压源好处理 （c）电流源为网孔电流时好处理 （d）尽量将所求支路选为网孔电流 电流源不是网孔电流时设电压，补方程。 （e）控制量不是网孔

4、电流需补方程。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,用节点法求U1？,（1）选参考点及节点电压变量,（2）建立节点方程,节点1：,节点2：,补方程1：,补方程2：,（3）解方程,节点分析法例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,节点法要点,（1）其原理是以节点电压为变量建立节点的KCL方程,（2）步骤：（a）选参考点及节点电压为变量 （b）按规律建立节点方程 （c）解方程 （d）解其它变量,（3）难点： 电源处理,（4）特点：（a）适合节点少，网孔多的电路 （b）电流源好处理 （c）电压源为节点电压时好处理 （d）尽量将所求支路选为节点电压 电压源不是

5、节点电压时设电流，补方程。 （e） 控制量不是节点电压时补方程。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,用戴维南和诺顿定理求I？,解：（1）求Uoc用网孔法,网孔1：,网孔2：,解方程：,求Uoc:,戴维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,求Ro:,戴维南电路：,求I：,戴维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,用开路短路法求Ro,诺顿电路：,戴维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,求戴维南等效电路,解：由节点法求Uoc,选b为参考节点建立节点方程,解得：,求Uoc:,戴

6、维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,利用Isc求Ro : (节点法）,解得：,所以：,求得Ro:,画出戴维南等效电路,戴维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,已知U2=12.5(V)，若将AB短路，Isc=10mA 求网络N的戴维南等效电路？,解：分析条件,条件1：,条件2：,戴维南定理应用例题,U2,U2,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,叠加定理：,解得：,戴维南定理应用例题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,动态电路分析小结,一阶动态电路,动态响应的物理概念：,暂态响应，

7、 稳态响应 固有响应， 强迫响应 零输入响应，零状态响应 时间常数,一阶电路分析方法：,选变量，建立微分方程； 确定变量的初始值（换路定律） 求解微分方程,微分方程的求法：,数学分析法（通解+特解） 三要素法,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,按响应过程 暂态响应 稳态响应 固有响应 强迫响应 按数学关系 齐次解 特解,完全响应：,按响应因果 零输入响应 零状态响应,完全响应：,动态电路分析小结,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,三要素法,y(0+): 变量的初始值： 根据换路定律确定,y(）：变量的稳态值： 根据稳态时的电路特性确定,： 电路的时间

8、常数 根据储能元件两端看出去的戴维南等效电阻确定,三要素法实用条件：直流电源或正弦电源,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,阶跃函数和阶跃响应,直流激励下的零状态响应称为阶跃响应。直流激励的作用常用单位阶跃函数描述。,用单位阶跃信号和单位延迟阶跃信号可构成各种波形的阶梯信号。由于阶梯信号可由单位阶跃信号叠加构成，所以，阶梯信号激励下电路响应可利用线性电路的叠加原理进行分析。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,对线性非时变电路，在零状态条件下,若电路对u(t)的响应为g(t),电路对u(t-t0)的响应为g(t-t0),若输入可以分解为延迟阶跃信号的和,

9、则电路对f(t)的零状态响应为,阶跃函数和阶跃响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,RC串联电路激励电压u(t)，零状态下,阶跃函数和阶跃响应,u(t)作用RL电路时，iL的零状态响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,二阶动态电路,二阶动态电路分析方法：,选变量，建立微分方程； 确定变量的初始值； （关键是电容及电感上电压与电流的初值） 求解微分方程,微分方程的求法：,数学分析法（通解+特解）,零输入响应的四种情况：,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,例 题,建立Uc的微分方程并求初值,解：,国家电工电子教学基地 电路理论系

10、列课程组 2007.9,求:Uc,Uo?,解：网孔法,特征方程：,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,求:iL,Uo?,解：网孔法,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,正弦稳态电路分析知识结构,交流电路基本概念,相量基本概念,相量域元件约束,相量域拓扑约束,简单电路分析 阻抗与导纳 （串/并/混）,复杂电路分析,功率的计算,三相电路,互感电路,谐振电路,串/并联谐振电路 条件，特点，选频特性,模型及分析方法 等效

11、/规范/反映阻抗/变压器模型,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,正弦稳态电路分析的两个依据,集尔霍夫定律的相量形式：,元件（支路）约束的相量形式：,阻抗反映了同一对象上 电压和电流的幅度与相位的关系,三种基本元件的阻抗与导纳：,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,功率的基本概念,瞬时功率 p ：,平均功率P：,真正被吸收并作功,无功功率Q：进行功率交换的瞬时功率的最大值（Var),视在功率S：对象能够得到的最大吸收功率（VA）,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,正弦稳态电路分析的关键,相量模型,阻抗与导纳,电压与电流,各种功率,简

12、单电路的分析：,利用串联/并联/混联/分压/分流,复杂电路的分析：,规范法与基本定理 （节点法/网孔法/相量图解法） （叠加定理/戴维南定理/最大功率传输定理）,分析误区：阻抗与导纳的关系,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,已知: us(t)=5Sin(2t-450) (V) 求: u(t)?,解：（节点法）,解得：,例,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,互感电路的分析,互感元件 时域模型,互感元件 相量模型,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,互感电路分析的关键,（1）互感电压的大小及方向,（2）同名端（当参考电流分别流

13、入（出）同名端时 所产生的磁通方向一致 ）,（3）对每个互感元件，既要考虑自感电压又要考虑互感电压,（4）互感电路常用分析方法,（a) 等效法（去耦）-串联/并联/互感消去法,（b）网孔法,（c）反映阻抗法（先初级后次级）,（d) 戴维南等效电路（先次级后初级）,(e) 理想变压器的分析（电压/电流/阻抗关系）,（f）理想变压器模型（全偶合变压器）,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,常用等效变换,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,反映阻抗法要点（先初级后次级）,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,戴维南等效电路法要点,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,理想变压器分析要点,电压关系：,电流关系：,阻抗关系：,全偶合变压器分析要点,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,求：ZL=？时 有PLmax=?,解：思路，求次级戴维南等效电路,例 题,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2007.9,串联谐振电路要点,电路：,阻抗：,电抗：,电流：,谐振频率：,谐振阻抗：,谐振电流：,谐振时元 件上电压：,回路品质因数：,回路选频特性：,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组