第1章 电子电路分析方法优秀PPT.ppt
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1、第第1章章 电子电路电子电路分析方法分析方法现在学习的是第1页,共60页学习要点学习要点n n电流、电压参考方向及功率计算电流、电压参考方向及功率计算n n常用电路元件的伏安特性常用电路元件的伏安特性n n基尔霍夫定律基尔霍夫定律n n支路电流法与节点电压法支路电流法与节点电压法n n叠加定理与戴维南定理叠加定理与戴维南定理n n电路等效概念及其应用电路等效概念及其应用n n分析电路过渡过程的三要素法分析电路过渡过程的三要素法第第1章章 电路分析方法电路分析方法现在学习的是第2页,共60页第第1章章 电路分析方法电路分析方法n n1.1 电路基本物理量电路基本物理量n n1.2 电路基本元件电
2、路基本元件n n1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律n n1.4 电路分析方法电路分析方法n n1.5 电路定理电路定理n n1.6 电路过渡过程分析电路过渡过程分析现在学习的是第3页,共60页 电路分析的主要任务电路分析的主要任务在于解得电路物理量,其中在于解得电路物理量,其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。1.1 电路基本物理量电路基本物理量为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。定方式组合起来的电流的通路称为电路。电路的主要功能:电路的主要功能:n一:进行能量的转换
3、、传输和分配。一:进行能量的转换、传输和分配。n二:实现信号的传递、存储和处理。二:实现信号的传递、存储和处理。现在学习的是第4页,共60页1.1.1 电流电流电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流的大小用电流强度电流强度表示,简称电流。表示,简称电流。电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。大写大写 I 表示直流电流表示直流电流小写小写 i 表示电流的一般符号表示电流的一般符号现在学习的是第5页,共60页正电荷运动方向规定为正电荷运动方向规定为电流的实际方向电流的实际方向。电流的方向用一个箭头表示。电流的方向用一个箭头表示
4、。任意假设的电流方向称为任意假设的电流方向称为电流的参考方向电流的参考方向。如果求出的电流值为正,说明参考方向与实如果求出的电流值为正,说明参考方向与实际方向一致,否则说明参考方向与实际方向相反。际方向一致,否则说明参考方向与实际方向相反。现在学习的是第6页,共60页1.1.2 电压、电位和电动势电压、电位和电动势 电路中电路中a a、b b点两点间的点两点间的电压电压定义为单位正电荷定义为单位正电荷由由a a点移至点移至b b点电场力所做的功。点电场力所做的功。电路中某点的电路中某点的电位电位定义为单位正电荷由该点定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。移至参考点电场力所做的功。电路
5、中电路中a a、b b点两点间的电压等于点两点间的电压等于a a、b b两点两点的电位差。的电位差。现在学习的是第7页,共60页电压的实际方向电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似,与电流方向的处理方法类似,可任选一方向为可任选一方向为电压的参考方向电压的参考方向例:例:当当ua=3V ub=2V时时u1=1V最后求得的最后求得的u为正值,说明电压的实际方向与参考为正值,说明电压的实际方向与参考方向一致,否则说明两者相反。方向一致,否则说明两者相反。u2=1V现在学习的是第8页,共60页 对一个元件,电流参考方向和电压参考方向可对一个元件
6、,电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定,但为了方便起见,常常以相互独立地任意确定,但为了方便起见,常常将其取为一致,称将其取为一致,称关联方向关联方向;如不一致,称;如不一致,称非关非关联方向联方向。如果采用关联方向,在标示时标出一种即可。如果采用关联方向,在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向,则必须全部标示。如果采用非关联方向,则必须全部标示。现在学习的是第9页,共60页 电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功,称为运到正极所做的功
7、,称为电源的电动势电源的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反,电动势的实际方向与电压实际方向相反,规定为由负极指向正极。规定为由负极指向正极。现在学习的是第10页,共60页1.1.3 电功率电功率电场力在单位时间内所做的功称为电场力在单位时间内所做的功称为电功率电功率,简称,简称功率。功率。功率与电流、电压的关系:功率与电流、电压的关系:关联方向时:关联方向时:p=ui非关联方向时:非关联方向时:p=uip0时吸收功率,时吸收功率,p0时放出功率。时放出功率。现在学习的是第11页,共60页例例:求图示各元件的功率:求图示各元件的功率.(a)关联方向,)关联方向,P=UI=52=10W,P
8、0,吸收,吸收10W功率。功率。(b)关联方向,)关联方向,P=UI=5(2)=10W,P0,吸收,吸收10W功率。功率。现在学习的是第12页,共60页1.2 电路基本元件电路基本元件 常见的电路元件有电阻元件、电容元常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。件、电感元件、电压源、电流源。电路元件在电路中的作用或者说它电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其端钮的电压、电流关系即的性质是用其端钮的电压、电流关系即伏伏安关系安关系(VAR)来决定的。)来决定的。现在学习的是第13页,共60页1.2.1 无源元件无源元件伏安关系(欧姆定律):伏安关系(欧姆定律):关联方向时:
9、关联方向时:u=Ri非关联方向时:非关联方向时:u=Ri1电阻元件电阻元件符号:符号:功率:功率:电阻元件是一种消耗电能的元件。电阻元件是一种消耗电能的元件。现在学习的是第14页,共60页伏安关系:伏安关系:2电感元件电感元件符号:符号:电电感感元元件件是是一一种种能能够够贮贮存存磁磁场场能能量量的的元元件件,是实际电感器的理想化模型。是实际电感器的理想化模型。称为电感元件的电感,单位是亨利()。称为电感元件的电感,单位是亨利()。只有电感上的电流变化时,电感只有电感上的电流变化时,电感两端才有电压。在直流电路中,两端才有电压。在直流电路中,电感上即使有电流通过,但电感上即使有电流通过,但,相
10、当于短路。,相当于短路。现在学习的是第15页,共60页3电容元件电容元件电电容容元元件件是是一一种种能能够够贮贮存存电电场场能能量量的的元元件件,是实际电容器的理想化模型。是实际电容器的理想化模型。伏安关系:伏安关系:符号:符号:只有电容上的电压变化时,电容两只有电容上的电压变化时,电容两端才有电流。在直流电路中,电容端才有电流。在直流电路中,电容上即使有电压,但,相当于上即使有电压,但,相当于开路,即开路,即 电容具有电容具有隔直作用隔直作用。C称为电容元件的电容,单位是法拉(称为电容元件的电容,单位是法拉(F)。)。现在学习的是第16页,共60页1.2.2 有源元件有源元件1电压源与电流源
11、电压源与电流源(1)伏安关系)伏安关系电压源:电压源:u=uS 端电压为端电压为us,与流过电与流过电压源的电流无关,由电压源的电流无关,由电源本身确定,电流任意,源本身确定,电流任意,由外电路确定。由外电路确定。电流源电流源:i=iS流过电流为流过电流为is,与电源与电源两端电压无关,由电两端电压无关,由电源本身确定,电压任源本身确定,电压任意,由外电路确定。意,由外电路确定。现在学习的是第17页,共60页(2)特性曲线与符号)特性曲线与符号电压源电压源电流源电流源现在学习的是第18页,共60页2受控源受控源(1 1)概念)概念受控源的电压或电流受电路中另一部受控源的电压或电流受电路中另一部
12、分的电压或电流控制。分的电压或电流控制。(2 2)分类及表示方法)分类及表示方法VCVS 电压控制电压源VCCS 电压控制电流源CCVS 电流控制电压源CCCS 电流控制电流源现在学习的是第19页,共60页VCVSi1=0u2=u1CCVSu1=0u2=ri1VCCSi1=0i2=gu1CCCSu1=0i2=i1现在学习的是第20页,共60页如采用关联方向:如采用关联方向:p=u1i1+u2i2=u2i2(3 3)受控源的功率)受控源的功率现在学习的是第21页,共60页1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路中通过同一电流的每个分支称为电路中通过同一电流的每个分支称为支路支路。3条或条或3条以上支
13、路的连接点称为条以上支路的连接点称为节点节点。电路中任一闭合的路径称为电路中任一闭合的路径称为回路回路。图示电路有图示电路有3条支条支路,路,2个节点,个节点,3个个回路。回路。现在学习的是第22页,共60页1.3.1 基尔霍夫电流定律(基尔霍夫电流定律(KCL)在任一瞬时,流入任一节点的电流之和必定等在任一瞬时,流入任一节点的电流之和必定等于从该节点流出的电流之和。于从该节点流出的电流之和。在任一瞬时,通过任一节点电流的代数和恒等在任一瞬时,通过任一节点电流的代数和恒等于零。于零。表述一表述一表述二表述二可假定流入节点的电流为正,流出节点的电流可假定流入节点的电流为正,流出节点的电流为负;也
14、可以作相反的假定。为负;也可以作相反的假定。所有电流均为正。所有电流均为正。现在学习的是第23页,共60页 KCL通常用于节点,但是对于包围几通常用于节点,但是对于包围几个节点的闭合面也是适用的。个节点的闭合面也是适用的。例:列出下图中各节点的例:列出下图中各节点的KCL方程方程解:取流入为正解:取流入为正以上三式相加:以上三式相加:i1 i2i3 0 节点节点a i1i4i60节点节点b i2i4i50节点节点c i3i5i60现在学习的是第24页,共60页1.3.2 基尔霍夫电压定律(基尔霍夫电压定律(KVL)表述一表述一表述二表述二 在任一瞬时,在任一回路上的电位升之和在任一瞬时,在任一
15、回路上的电位升之和等于电位降之和。等于电位降之和。在任一瞬时,沿任一回路电压的代数和恒在任一瞬时,沿任一回路电压的代数和恒等于零。等于零。电压参考方向与回路绕行方向一致时取电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号,相反时取负号。正号,相反时取负号。所有电压均为正。所有电压均为正。现在学习的是第25页,共60页 对于电阻电路,回路中电阻上电压降的代数对于电阻电路,回路中电阻上电压降的代数和等于回路中的电压源电压的代数和。和等于回路中的电压源电压的代数和。在运用上式时,电流参考方向与回路绕在运用上式时,电流参考方向与回路绕行方向一致时行方向一致时iR前取正号,相反时取负号;前取正号,相反时取负号;电
16、压源电压方向与回路绕行方向一致时电压源电压方向与回路绕行方向一致时us前前取负号,相反时取正号。取负号,相反时取正号。现在学习的是第26页,共60页 KVL通常用于闭合回路,但也可推广通常用于闭合回路,但也可推广应用到任一不闭合的电路上。应用到任一不闭合的电路上。例:列出下图的例:列出下图的KVL方程方程现在学习的是第27页,共60页1.4 电路分析方法电路分析方法1.4.1 电阻的串联及并联电阻的串联及并联 具有相同电压电流关系(即伏安关系,简具有相同电压电流关系(即伏安关系,简写为写为VAR)的不同电路称为)的不同电路称为等效电路等效电路,将某,将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为一电
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