邱关源第五版《电路》复习ppt课件.ppt
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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律1、电路的概念、作用、组成以及各部分的作用;、电路的概念、作用、组成以及各部分的作用;电路模型以及常用理想模型;电路模型以及常用理想模型;2、电流的定义、电流强度、方向、参考正方向的性质;、电流的定义、电流强度、方向、参考正方向的性质;电压定义、单位、方向;关联方向和非关联方向;电压定义、单位、方向;关联方向和非关联方向;欧姆定律。功率的定义,功率正负的意义。欧姆定律。功率的定义,功率正负的意义。电路吸收或发出
2、功率的判断。电路吸收或发出功率的判断。3、电阻元件的定义、单位、功率;电压源、电流源的、电阻元件的定义、单位、功率;电压源、电流源的模型以及特点;四种受控电源。模型以及特点;四种受控电源。4、节点、支路、回路、网孔定义,、节点、支路、回路、网孔定义,KCL、KVL内容、数学表达式,扩展应用。内容、数学表达式,扩展应用。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分图示电路,求电压图示电路,求电压U和电流和电流I及受控源的功率。及受控源的功率。解解:-2-2I -2I -6U +10=0由由KVL,有,有-
3、4I -6U = - 8又有又有U = 2I+2联立解得联立解得U = 1.5vI = - 0.25A受控源受控源:(具有电源性具有电源性)P = 6UI = - 2.25W若受控源若受控源: 6UU UU = 4v I=1A(具有电阻性具有电阻性)例题例题P = UI= 4W变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例:电路及参考方向如图,例:电路及参考方向如图,求求Uab。解:解:I2=0 I3=5A I1=20/(12+8)=1A Uab=8I1+2I2+2-3I3 =-5 V 例题例题1282
4、3+20V-5A+2V-abI I2 2I I3 3I I1 1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分10V+-3I2U=?I =05 7.5 -+2I2 I25 +-解解AI155102 VIIIIU2225532222 0551022II变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第二章第二章 电阻电路等效变换电阻电路等效变换1、一端口概念,电阻串联和并联等效计算以及特点;、一端口概念,电阻串联和并联等
5、效计算以及特点;两个电阻并联计算功率、分流功率;两个电阻并联计算功率、分流功率;注意:等效是对外等效,对内不等效。注意:等效是对外等效,对内不等效。2、实际电源等效变换条件以及应用。、实际电源等效变换条件以及应用。3、输入电阻的计算。、输入电阻的计算。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 练习:练习:利用等效利用等效变换概念求下列电变换概念求下列电路中电流路中电流I I。I1解:解:I1I1经等效变换经等效变换,有有I1 =1AI =3A变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统
6、相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分R2I2r rI3I3R3IS1例例: 如图电路,已知如图电路,已知IS1=1.5A, R2=R3=8 , =4 , 求求I2和和I3?R2r rI3I3R3IS1R2I2解:由电压源和电流源等效替换,把支解:由电压源和电流源等效替换,把支路路2的受控电压源转换为受控电流源。的受控电压源转换为受控电流源。得等效电流源为得等效电流源为 I3/R2,电路如图电路如图由分流公式可得由分流公式可得1323()232SRIRRRII 注意:受控电压源与电阻的串联组合及受控电流源与注意:受控电压源与电阻的串联组合及受控电流源与电
7、导的并联组合也可进行等效变换,但注意在变换过程中电导的并联组合也可进行等效变换,但注意在变换过程中保存控制量所在的支路保存控制量所在的支路,不要把它消掉。,不要把它消掉。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分R2r rI3I3R3IS1R2I2代入数据有代入数据有 I3 = 0.5(1.50.5I3) I3 = 1 A I2 = IS1I3 = 0.5 A 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分输入电
8、阻输入电阻1. 定义定义无无源源+-ui输入电阻输入电阻iuRin 2. 计算方法计算方法(1)如果一端口内部仅含电阻,则应用电阻的串、)如果一端口内部仅含电阻,则应用电阻的串、 并联和并联和 Y变换等方法求它的等效电阻;变换等方法求它的等效电阻; (2)对含有受控源和电阻的两端电路,用电压、电流法求输)对含有受控源和电阻的两端电路,用电压、电流法求输 入电阻,即在端口加电压源,求得电流,或在端口加电流入电阻,即在端口加电压源,求得电流,或在端口加电流 源,求得电压,得其比值。源,求得电压,得其比值。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的
9、主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分练习:练习: 求输入求输入电阻电阻Rin。RinRinRin Rin Rin = 30 Rin = 1.5 应用举例一、不含受控源无源单口网络输入电阻的求解:应用举例一、不含受控源无源单口网络输入电阻的求解:变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 应用举例二、含受控源单口网络的化简:应用举例二、含受控源单口网络的化简:32ui 例例1:将图示单口网络化为最简形式。:将图示单口网络化为最简形式。解解:外加电压外加电压u,u,有有 u ui1i221uui21
10、iii23uuuu)2131(iuR 21311356变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分- 2i0 +i0i1i3i2例例3、将图示单口网络化为最简形式。将图示单口网络化为最简形式。解解: 递推法递推法:设设i0=1Aabcd则则u uabab=2V=2Vi1=0.5Ai2=1.5Au ucdcd=4V=4Vi3=0.5Ai=2Au= uu= ucd cd +3i = 10V+3i = 10ViuR5故单口网络的最简形式如图所示。故单口网络的最简形式如图所示。变电站电气主接线是指变电站的变压器
11、、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第三章第三章 线性电路分析方法线性电路分析方法1、独立的、独立的KCL、KVL方程数;支路电流法计算步骤;方程数;支路电流法计算步骤;2、网孔电流法:、网孔电流法:推广:对于具有推广:对于具有 l=b-(n-1) 个回路的电路,有个回路的电路,有: :其中其中:Rjk:互电阻互电阻+ : 流过互阻的两个网孔回路电流方向相同流过互阻的两个网孔回路电流方向相同- - : 流过互阻的两个流过互阻的两个网孔网孔回路电流方向相反回路电流方向相反0 : 无关无关R11il1+R12il2+ +R1l il
12、l=uSl1 R21il1+R22il2+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+ +Rll ill=uSllRkk:自电阻自电阻(为正为正)第三部分为回路电压源代数和,以电压升为正,反之为负。第三部分为回路电压源代数和,以电压升为正,反之为负。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3、回路电流法方程的建立;、回路电流法方程的建立;推广:对于具有推广:对于具有 l=b-(n-1) 个回路的电路,有个回路的电路,有: :其中其中:Rjk:互电阻互电阻+ : 流过互阻的两个回路电流方向
13、相同流过互阻的两个回路电流方向相同- - : 流过互阻的两个回路电流方向相反流过互阻的两个回路电流方向相反0 : 无关无关R11il1+R12il2+ +R1l ill=uSl1 R21il1+R22il2+ +R2l ill=uSl2Rl1il1+Rl2il2+ +Rll ill=uSllRkk:自电阻自电阻(为正为正)第三部分为回路电压源代数和,以电压升为正,反之为负。第三部分为回路电压源代数和,以电压升为正,反之为负。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4、节点电压方程的建立;、节点电压方
14、程的建立;一一般般形形式式G11un1+G12un2+G1(n- -1)un(n- -1)=iSn1G21un1+G22un2+G2(n-1)un(n-1)=iSn2 G(n- -1)1un1+G(n- -1)2un2+G(n-1)nun(n- -1)=iSn(n- -1)其中其中Gii 自电导,等于接在结点自电导,等于接在结点i上所有支路的电导之和上所有支路的电导之和( (包括电压源与电阻串联支路包括电压源与电阻串联支路) )。总为正。总为正。 当电路不含受控源时,系数矩阵为对称阵。当电路不含受控源时,系数矩阵为对称阵。iSni 流入结点流入结点i i的所有电流源电流的代数和(的所有电流源电
15、流的代数和(流流入结点取正号,流出取负号)入结点取正号,流出取负号)( (包括由电压包括由电压源与电阻串联支路等效的电流源源与电阻串联支路等效的电流源) )。Gij = Gji互电导,等于接在结点互电导,等于接在结点i与结点与结点j之间的所之间的所支路的电导之和,总为负。支路的电导之和,总为负。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分支路电流法例题支路电流法例题1例例1. 图示电路,图示电路,US1=10V,US3=13V,R1=1 ,R2=3 ,R3=2 ,求各支路电流及电压,求各支路电流及电压源
16、的功率。源的功率。用支路电流法解题,参考方向见图用支路电流法解题,参考方向见图I1I2I3=0I1 R1US1 I2 R2=0I2 R2I3R3US3=0U s1 1U s3 3R1R2R3I2I1I31 12 2代入数据得:代入数据得: I1 I2 I3 =0I1 103 I2 =03I2 2 I3 13=0解得:解得: I1 =1A, I2 =3A, I3 =2A 电压源电压源US1的功率:的功率:PUS1=-US1 I1 =-101=-10W (发出)发出) 电压源电压源US3的功率:的功率:PUS3=-US3 I3 =-132=-26W (发出)发出)变电站电气主接线是指变电站的变压器
17、、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分代入数据代入数据 I1I2I3=0 I12I21=0 2I23U13I3=0 U1=I1解得解得 I1=1A,I2=0A,I3=1AUs1 1R1R2R31 12 2I1I2I3U1 1U1 1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分网孔法例网孔法例1U s1 1U s3 3R1R2R3I2I1I3I Im m1 1I Im m2 2例例1. 图示电路,图示电路,US1=10V,US3=13V,R1
18、=1 ,R2=3 ,R3=2 ,试用网孔电流法求各,试用网孔电流法求各支路电流。支路电流。解:取网孔回路及参考方向如图,列写回路电压方程解:取网孔回路及参考方向如图,列写回路电压方程 (R1R2)Im1R2Im2=Us1 (R2R3)Im2R2Im1=Us3代入数据得代入数据得 4Im13Im2=10 得得 Im1=1A 5Im23Im1=13 Im2=2A 支路电流支路电流 I1= Im1=1A, I2= Im1Im2=3A, I3= Im2=2A 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分网孔法例
19、网孔法例3(包含受控源电路)(包含受控源电路)例例3. 图示电路,图示电路,US3=7V,R1=R2=1 ,R4=2 , R5=4 , =2=2,求各支路电流。求各支路电流。R1R2R4R5U2 2Us3 3I3I5I4I2I6I1U2 2解:取网孔回路参考方向为顺时针方向,解:取网孔回路参考方向为顺时针方向,对于受控电源,在对于受控电源,在列网孔回路电压方程时,先作为独立电源处理,然后再把控列网孔回路电压方程时,先作为独立电源处理,然后再把控制变量表示为网孔电流。制变量表示为网孔电流。 1)列各回路电压方程列各回路电压方程 (R1R2)Im1R2Im2 = U2 2 R R2I Im1(R(
20、R2R R4 4)I)Im2m2R R4 4I Im3m3 = U = Us3s3 R R4 4I Im2m2(R(R4 4R R5 5) ) I Im3m3 = = U2 2变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分R1R2R4R5U2 2Us3 3I3I5I4I2I6I1U2 22)方程中受控源控制变量)方程中受控源控制变量U2表示为网孔电流表示为网孔电流 U2=R2(Im2Im1)代入数据得代入数据得 2Im1Im2=2U2 Im13Im22Im3=7 2Im26Im3=2U2 U2= Im2I
21、m1解得解得 Im1=3A, Im2=4A, Im3=1A支路电流支路电流 I1=Im1=3A, I2=Im2Im1=1A, I3=Im2=4A I4=Im2Im3=3A, I5=Im3=1A, I6=Im3Im1=2A变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分回路电流法例回路电流法例2例例2 已知已知R1=1 ,R2=2 ,R3=3 ,R4=4 ,IS5=6A,IS6=6A,用回路电流法求各支,用回路电流法求各支路电流。路电流。解:电路包含两个电流源,选支路解:电路包含两个电流源,选支路1、3、4为
22、树支,回路电流及为树支,回路电流及方向如图,此时只需列一个回路方程方向如图,此时只需列一个回路方程 IL1=IS2, IL2 = IS6 (R1R2R3)IL3R1 IL1 R3 IL2 = 0 代入数据解得代入数据解得 IL3 = 2A变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分各支路电流为各支路电流为 I1 = IL1IL3 =8A I2 =IL2 = 2A I3 = IL2 IL3 = 4A I4 = IL1IL2 =12A 从该例题可看出,当电路包含较多的电流源支路从该例题可看出,当电路包含较多
23、的电流源支路时,用回路电流法解题较方便。时,用回路电流法解题较方便。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分回路电流法例回路电流法例3(含受控源电路分析含受控源电路分析)例例3 已知已知R1=R2=R3=R4=R5=2 ,US4=US6=2V,IS2=1A,g=0.5,用回用回路电流法求各支路电流。路电流法求各支路电流。解:解:1) 对于包含受控源的电路,在用回路电流法解题时,先对于包含受控源的电路,在用回路电流法解题时,先把受控源当作独立电源来列写回路电压方程。把受控源当作独立电源来列写回路电压方
24、程。 该电路包含两个电流源支路(一个独立源和一个受控源),该电路包含两个电流源支路(一个独立源和一个受控源),因此选择支路因此选择支路3、4、6为树支,三个回路电流及参考方向见图为树支,三个回路电流及参考方向见图所示。所示。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分列回路电压方程如下列回路电压方程如下 IL1 = IS2 IL2 = gU6(R1R4R6)IL3R6IL1R4IL2 = US6US4 2) 把受控源的控制变量用回路电流来表示(列补充方程)把受控源的控制变量用回路电流来表示(列补充方程)
25、 U6 = R6( IL1IL3)代入数据得代入数据得6IL3 2120.52(1 IL3)= 0 IL3 =0.5A, IL2 = gU6 = 0.5A变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分节点法例节点法例1例例1: 已知已知R11=R12=0.5 ,R2=R3=R4=R5=1 ,US1=1V,US3=3V,IS2=2A,IS6=6A,用,用节点电压法求各支路的电流。节点电压法求各支路的电流。解:取节点解:取节点3为参考节点,列出节点为参考节点,列出节点1和和2的电压方程的电压方程 121111
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