电分总复习ppt

1、一、电路分类 场量是否集中在有限的空间里场量是否集中在有限的空间里集总参数电路集总参数电路分布参数电路分布参数电路 实际电路可以用集总电路建模的判断条件(1)(1)元件材料要满足的条件元件材料要满足的条件 电阻元件的电导率比周围介质的电导率大很多，电容电阻元件的电导率比周围介质的电导率大很多，电容元件的介电常数比周围介质的介电常数大很多，电感元元件的介电常数比周围介质的介电常数大很多，电感元件的磁导率比周围介质的磁导率大很多。件的磁导率比周围介质的磁导率大很多。(2)(2)电路的尺寸要满足的条件（外加激励要满足的条件）电路的尺寸要满足的条件（外加激励要满足的条件）d 电路元件及整个电路的尺寸电

2、路元件及整个电路的尺寸信号频率所对应的波长信号频率所对应的波长 T信号从电路一端传输到信号从电路一端传输到另一端所需的时间另一端所需的时间信号的周期信号的周期一、电路分类 场量是否集中在有限的空间里场量是否集中在有限的空间里集总参数电路集总参数电路分布参数电路分布参数电路线性电路线性电路非线性电路非线性电路时不变电路时不变电路时变电路时变电路 元件参数是否随电压电流变化元件参数是否随电压电流变化 元件参数是否随时间变化元件参数是否随时间变化二、电路变量1. 电压电压 2. 电流电流 必须为电压、电流指定参考方向必须为电压、电流指定参考方向a biiab+ u + uab 注意注意关联参考方向与

3、非关联参考方向关联参考方向与非关联参考方向关联：关联：+u i非关联：非关联：+u i3. 功率功率iudtdwpu, i 为关联参考方向时表示为关联参考方向时表示 吸收功率。吸收功率。5. 电荷电荷q = C u = L i4. 能量能量 2121)()()(),(21ttttdttitudttpttw 21)(),(21ttdttittq 21)(),(21ttdttutt6. 磁链磁链二、电路变量三、两类约束是集总参数电路的基本规律（一）基尔霍夫定律1. KCL ik = 02. KVL uk = 0（二）元件的电压电流关系 (VCR)u = R ii = G u1. 电阻（电导）电阻（

4、电导） 欧姆定律欧姆定律（参考方向关联）（参考方向关联）iR+ u 三、两类约束是集总参数电路的基本规律2. 电容电容C+ u idtduCti )( tttdiCtudiCtu0)(1)(1)(0 q = C u)(21)(2tCutWC 3. 电感电感dtdiLtu )( tttduLtiduLti0)(1)(1)(0 )(21)(2tLitWL = L iL+ u i4. 电压源电压源+u i +uS(t) u = uS(t) , i 由外电路决定由外电路决定+u USi5. 电流源电流源i = iS(t) , u 由外电路决定由外电路决定+u iiS(t)三、两类约束是集总参数电路的基

5、本规律6. 受控源受控源(1) VCVS(2) CCVS(3) VCCS(4) CCCSu2 = u1i2 = gu1u2 = ri1i2 = i1+_+_i2u1u2gu1+_+_i1i2u2ri1+_i2u2i1i1+_+_+_u1i2u2u1三、两类约束是集总参数电路的基本规律7. 运算放大器运算放大器u u+ +uo+UUuou u+ +UU三、两类约束是集总参数电路的基本规律差动输入电压差动输入电压 实际运放的输入输出特性uou u+ +U U udsudsOuoud = u+ u A线性区线性区正饱和区正饱和区负饱和区负饱和区(1) 线性区：线性区：uo = Aud = A( u+

6、 u ), 当当 U Aud U时时 运算放大器是一个运算放大器是一个具有高放大倍数的差动放大器具有高放大倍数的差动放大器。(2) 负饱和区：负饱和区：uo = U，当当 Aud U 时时 7. 运算放大器运算放大器u u+ +uo+UUuou u+ +UU三、两类约束是集总参数电路的基本规律 理想运放：理想运放： u+ = u 虚短路虚短路 i+ = 0，i = 0 虚断路虚断路 uo , io 由外电路决定由外电路决定四、定理和定律1. 齐次性定理和叠加原理齐次性定理和叠加原理 线性电路，线性电路，只含一个独立源：只含一个独立源： y = k xS 线性电路，线性电路，含多个独立源：含多个

7、独立源： y = y + y + = k1xS1 + k2xS2 + + kjxSj 线性动态电路：线性动态电路： 完全响应完全响应 = = 零状态响应零状态响应 + + 零输入响应零输入响应 零状态响应的齐次性和线性零状态响应的齐次性和线性 零输入响应的齐次性和线性零输入响应的齐次性和线性2. 戴维南定理与诺顿定理戴维南定理与诺顿定理N0abR0R0 +UOC ab+uiNab+UOCi=0所有独立源所有独立源置零后的网络置零后的网络戴维南等效电路戴维南等效电路R0ISCab诺顿等效电路诺顿等效电路NabISCabNS+ui线性含源线性含源单口网络单口网络UOC = ISC R0 N(含源含

8、源)RL02max4RUPOCL RL = R0 匹配条件匹配条件网络网络 N 的戴维南的戴维南等效电路等效电路最大功率传递定理最大功率传递定理注意：注意：N 的结构参数不变，则的结构参数不变，则 R0 与与 UOC 不变，不变，只只 有有RL可调。可调。R0RLUOC3. 置换定理（替代定理）置换定理（替代定理）N1N2+ N1+ N1N2+ N24. 对偶原理对偶原理(1) 电路元件电路元件电阻电阻 R 电导电导 G独立电压源独立电压源独立电流源独立电流源电流控制电流源电流控制电流源 (CCCS)电压控制电压源电压控制电压源 (VCVS)电流控制电压源电流控制电压源 (CCVS)电压控制电

9、流源电压控制电流源 (VCCS)(2) 电路变量电路变量电流电流 i电压电压 u(3) 电路术语电路术语网孔网孔节点节点串联串联并联并联短路短路开路开路(4) 电路定律电路定律KCLKVL互易定理互易定理 1 互易定理互易定理 2电容电容 C 电感电感 L5. 特勒根定理特勒根定理(1) 特勒根定理特勒根定理 1 任意时刻，对于一个具有任意时刻，对于一个具有n 个节点、个节点、b 条支路的集条支路的集总参数电路，在支路电流和电压取关联参考方向下，总参数电路，在支路电流和电压取关联参考方向下，满足满足: bkkkiu10(2) 特勒根定理特勒根定理 2 网络网络 N 和和 具有相同的拓扑结构，对

10、应支路取相具有相同的拓扑结构，对应支路取相同的参考方向，且各支流电压、电流取关联参考方同的参考方向，且各支流电压、电流取关联参考方向。满足向。满足:46512342314651234231),(:kkiuN),(:kkiuN拟功率定理拟功率定理N6. 互易定理互易定理(1) 互易定理的第一种形式互易定理的第一种形式R+uS1 i211 22 Ri1+uS2 11 22 R 中只含线性电阻。中只含线性电阻。在在11 支路接入电压源支路接入电压源uS1时，时，22 支路的电流响应为支路的电流响应为i2；在在22 支路接入电压源支路接入电压源uS2时，时，11 支路的电流响应为支路的电流响应为i1。

11、R+uS1 i21122Ri1+uS2 1122当当uS1= uS2 时，时，i2 = i1 电压源和电流表可以互换电压源和电流表可以互换6. 互易定理互易定理(2) 互易定理的第二种形式互易定理的第二种形式R+u2 iS11122 R 中只含线性电阻。中只含线性电阻。在在11 支路接入电流源支路接入电流源iS1时，时，22 支路的电压响应为支路的电压响应为u2；在在22 支路接入电流源支路接入电流源iS2时，时，11 支路的电压响应为支路的电压响应为u1。RiS21122+u1 R+u2 iS11122RiS21122+u1 当当 iS1= iS2 时，时，u2 = u1 电流源和电压表可以

12、互换电流源和电压表可以互换五、基本分析方法1. 直接利用两类约束（通过观察建立方程）直接利用两类约束（通过观察建立方程）2. 支路电流法支路电流法3. 网孔电流法网孔电流法 电流源电流源/受控电流源受控电流源 在边界支路在边界支路 电流源电流源/受控电流源受控电流源 在公共支路在公共支路注意：首先指定参考节点注意：首先指定参考节点4. 节点电压法节点电压法 电压源电压源/受控电压源受控电压源 在参考节点与某节点之间在参考节点与某节点之间 电压源电压源/受控电压源受控电压源 在非参考节点的两节点之间在非参考节点的两节点之间 电压源与电阻串联的支路电压源与电阻串联的支路* 含受控源的电路含受控源的

13、电路 (1) 电阻的串并联电阻的串并联 等效电阻等效电阻 (2) 电压源串联电压源串联 等效电压源等效电压源 (3) 电流源并联电流源并联 等效电流源等效电流源 (4) 电压源和其他元件并联电压源和其他元件并联 电压源电压源 (5) 电流源和其他元件串联电流源和其他元件串联 电流源电流源 (6) 无源单口网络无源单口网络 等效电阻等效电阻 含受控源的无源单口网络：含受控源的无源单口网络： 外施电源法外施电源法 (7) 电压源电压源电阻串联网络电阻串联网络与电流源与电流源电导并联网络电导并联网络 (8) 含源单口网络含源单口网络 戴维南等效电路与诺顿等效电路戴维南等效电路与诺顿等效电路 (9)

14、T 变换变换5. 等效化简法等效化简法 等效网络具有相同的等效网络具有相同的VCR (1) 零状态响应（含阶跃响应）零状态响应（含阶跃响应） (2) 零输入响应零输入响应 (3) 全响应全响应 动态电路叠加原理动态电路叠加原理 三要素法三要素法 6. 一阶电路在直流激励下的响应一阶电路在直流激励下的响应一般 RC 一阶电路的零状态响应 (uC(0) = 0)NSC+uCuC (0) = 0含源单口网络含源单口网络+uCCR0 +uOC uC (0) = 0 = R0 CNSuC(t)+_步骤步骤1步骤步骤 2 步骤步骤3 ：求解：求解 NS中的变量中的变量置换定理置换定理一般 RL 一阶电路的

15、零状态响应 (iL(0) = 0)NSLiL (0) = 0iL(t)含源单口网络含源单口网络R0LiLiSCiL (0) = 0LGRL00 NSiL(t)步骤步骤1步骤步骤 2 步骤步骤3 ：求解：求解 NS中的变量中的变量置换定理置换定理 阶跃函数阶跃函数 (t) 阶跃响应：单位阶跃激励，零状态响应阶跃响应：单位阶跃激励，零状态响应 求解过程中令激励为求解过程中令激励为 1A电流源（电流源（1V电压源）电压源） 求解结果利用求解结果利用(t) 表示表示 利用阶跃响应的性质利用阶跃响应的性质 齐次性和非时变性齐次性和非时变性 进行子区间分析进行子区间分析 * * 分时间段进行子区间分析。分

16、时间段进行子区间分析。 阶跃响应与子区间分析阶跃响应与子区间分析一般一般 RC 电路的零输入响应电路的零输入响应N0CuC+_uC (0) 0uC (0) 0uC+_R0C0,)0()0()(110 teueututCtCRCC N0uC(t)+_ = R0C无源单口网络无源单口网络置换定理置换定理步骤步骤 1步骤步骤 2 步骤步骤 3 ：求解：求解 N0中的变量中的变量N0LiLiL (0) 0R0LiLiL (0) 00,)0()0()(0 teieititLtLRLL N0iL(t)LGRL00 步骤步骤1步骤步骤 2 步骤步骤3 ：求解：求解 N0中的变量中的变量一般一般 RL 电路的

17、零输入响应电路的零输入响应线性动态电路的全响应 = 零状态响应 + 零输入响应l 零状态响应 令电路中各动态元件的初始状态为零，仅在外令电路中各动态元件的初始状态为零，仅在外施激励作用下产生的响应。施激励作用下产生的响应。uC = 0，iL = 0n 零输入响应 令令电路中的电路中的外施激励外施激励为零，为零，仅由电路中动态元件仅由电路中动态元件的初始储能引起的响应的初始储能引起的响应。 既存在外施激励既存在外施激励，又存在动态元件初始储能又存在动态元件初始储能的条的条件下电路的响应。件下电路的响应。全响应的三要素法全响应的三要素法0t ,e)(x)0(x)(x) t (xt x(0+)： 根

18、据换路前的电路确定状态变量根据换路前的电路确定状态变量 uC(0) 和和 iL(0) ； uC(0+) = uC(0) ； iL(0+) = iL(0) 根据换路后的电路及根据换路后的电路及 uC(0+) 和和 iL(0+)确定非状态确定非状态变量变量 0+ 时刻的值。时刻的值。NSCN0R0 N0 为为 NS 对应的无源网络对应的无源网络 x()：稳态时稳态时电容相当于开路，电感相当于短路电容相当于开路，电感相当于短路 ： = R0C， = G0L = L/R0 全响应的分解响应的分解 零状态响应和零输入响应零状态响应和零输入响应 稳态响应和瞬态响应稳态响应和瞬态响应 强制响应和固有响应强制响应和固有响应动态电路的正弦稳态* 正弦稳态正弦稳态 正弦激励，稳态响应正弦激励，稳态响应C1200nFIC = -300VR180k0V1FREQ = 50VAMPL = 310VOFF = 0VV响应的特点：响应的特点：(1) 有过渡过程有过渡过程(2) 稳态时是与激励同频稳态时是与激励同频的正弦波，但幅值、的正弦波，但幅值、初相不同初相不同7