《同济电路理论》PPT课件.ppt

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1、1第一篇 总论和电阻电路的分析第一章 集总参数电路中电压和电流的约束关系1-1 电路及其模型 一.集总电路 分布电路重要假设重要假设:当构成电路的器件及电路本身的尺寸远小于电路工作时的电磁波的波长时.例:二.电路模型 电路模型的例子21-2 电路变量电路变量 电压电压 电流及功率电流及功率一一.电流电流 i :每单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度,简称电流 i.讨论:1)电流的方向:习惯上规定正电荷运动的方向为电流的流向.实际方向和参考方向参考方向 的概念2)DC 和AC3)电流的单位,库仑/秒,国际单位制为安培(A)34 电功率是元件上或一段电路上电压与电流的乘积,量纲为伏安,SI

2、制为瓦特(W),是标量 在电压和电流关联的参考方向下 当 p 0 时,该元件或该段电路吸收功率 当 p 0 时,P 0 线性电阻不仅是无源元件,且为耗能元件 131-6 电压源电压源理想电压源(简称电压源)是实际电压源的一种模型.讨论:1)元件上的电压是固定的,不随外电路而变;2)元件中的电流随外电路不同而改变；3)与 非关联,设 恒正,则当 ,电压源放电(发出功率),电压源充电(吸收功率)；4)由于输出电流的任意性，当负载短路时，电流将为无穷大，这是不允许的14讨论:1)元件中的电流是固定的,不随外电路而变;2)元件上的电压随外电路不同而改变.1-6 电流源电流源理想电流源(简称电流源)是实

3、际电源的一种模型.15例1-1:求下列各图中的未知量,并讨论功率平衡关系.解:1)有KCL,16171-8 受控源(controlled source)受控源的引出:18受控源是由电子器件抽象出来的电子模型191.受控源不是独立源,仅仅取用了电源的形式;2.受控源实质上是双口有源电阻元件,在电路模型中用菱形的符号表示,以区别圆形 的独立源;3.处理受控源主要是识别形式,抓住控制量,其VCR 约束方程为两个,即多加一个将控制量化为待解量的约束方程.对VCVS:对CCVS:对VCCS:对CCCS:当控制系数为常数时,为线性受控源.20例1-2:求图示电路的 ,解:对有受控源电路分析时,应先判断(识

4、别)受控源的类别.本题中是VCVS,控制量是 两端电压 .设电路各个电流的参考方向如图:则有:两个独立单回路通过受控源得到电的转移,耦合.因此,受控源是双口耦合元件,调整控制系数,将改变的 值,若 ,将使 ,起到了耦合放大作用.211-9 分压公式和分流公式一.串联电路的分压公式二.若有n个电阻串联,不难得出第k个电阻的电压为三.四.式中的分母即为串联电路的总等效电阻五.二.并联电路的分流公式 若有n个电导并联,不难得出第k个电导的电流为式中的分母即为并联电路的总等效电导三电子电路中分压电路的习惯画法22例1-3:均为对地的电压求:开关S打开和闭合时C点的电位解:1)开关S打开:串联电路,只有

5、一个电流,即2)开关S闭合后:此时有分流.231-10 KCL,KVL 方程的独立性一两类约束拓扑约束（topological constraints）电路互连形 式的约束，元件约束（element constraints）元件性质的约束，例欧姆定理二2b个独立方程式具有b条支路的电路，可以列出联系b个支路电流变量和b个支路电压变量的2b个独立方程式三KCL 和KVL 的独立方程数独立节点数 n-1独立回路数 l=b-(n-1)24251-11 支路电流法和支路电压法以支路电流和支路电压为电路变量列方程是一种直接的方法对一个具有b条支路n个节点的电路，按KCL可列出(n-1)个独立节点的支路电

6、流方程;选择一组独立回路,按KVL可列出(b-n+1)个独立的支路电压方程;这样共有b个方程列写支路电流法的电路方程的步骤:1)选定各支路电流的参考方向;2)按KCL,对(n-1)个独立节点列出方程3)选取(b-n+1)独立回路,指定回路的绕行方向,应用KVL型如下式的方程26例例2.52.5：试求各支路电流：试求各支路电流。7A3 12 6 dcab42V+_I1I2I3注意：当支路中含有恒流源时，根据所选回路是否包含恒注意：当支路中含有恒流源时，根据所选回路是否包含恒流源支路来决定所列方程的个数。若包含，则不减少方程；流源支路来决定所列方程的个数。若包含，则不减少方程；若不包含，则当包含恒

7、流源支路的个数为若不包含，则当包含恒流源支路的个数为a时时,减少减少a个方个方程。程。如图：支路数如图：支路数b=4,应列应列4个方程。个方程。271 2(1)应用应用KCL(2)应用应用KVL(3)联立解得：联立解得：I1=2A，I2=3A，I3=6A 对结点对结点 a：I1+I2 I3=7对回路对回路1：12I1 6I2=42对回路对回路2：6I2 +3I3 =0例例2.52.5：试求各支路电流：试求各支路电流。7A3 12 6 dcab42V+_I1I2I328132）选择回路中包含恒流源支路。）选择回路中包含恒流源支路。仍需列仍需列4个方程。个方程。(1)应用应用KCL(2)应用应用K

8、VL(3)联立解得：联立解得：I1=2A，I2=3A，I3=6A 对结点对结点 a：I1+I2 I3=7对回路对回路1：12I1 6I2=42对回路对回路2：6I2 +UX=0对回路对回路3：UX+3I3=0例例2.52.5：试求各支路电流：试求各支路电流。7A3 12 6 dcab42V+_I1I2I329例1-4:用支路电流法列出图示电路的电路方程解:将电压源和电阻串联的支路,电流源和电阻并联的支路均看成一条支路,则有:301-12 一些简单的等效规律和公式(1)两电压源串联(2)两电压源并联(3)两电流源并联31(4)两电流源串联(5)两电阻串联(6)两电阻并联32(7)电压源与电流源的并联(8)电压源与电阻的并联(9)电流源与电压源的串联(10)电流源与电阻的串联(11)电压源与电阻的串联,(12)电流源与电阻的并联33例例2.2：用等效变换的方法计算电流：用等效变换的方法计算电流 I。2A2 7 6V+2 I6A2 解：用图解法说明解：用图解法说明7 I3A2 2 6A2 2A341 9A7 2 2AI例例2.2：用等效变换的方法计算电流：用等效变换的方法计算电流 I。2A2 7 6V+2 I6A2 解：用图解法说明解：用图解法说明7 1 9V+_I2+4V-易得：易得：35363738394041