第一章集总参数电路中的电压、电流的约束关系
一、电路的变量:电压、电流、功率
由电压、电流的参考方向确定电路中电位的高低;由功率的正负确定元件是电源还是负载。
二、基尔霍夫定律
1. 名词定义:节点、支路、回路
2. KCL、KVL定律的叙述
3. 广义节点、开口电路的端电压的求解;电位的计算
三、电阻元件
1. 线性电阻与非线性电阻的定义
2. 电阻元件的额定值的计算
3. 电阻电路的功率平衡。
四、电压源、电流源的性质
1. 利用KCL、KVL定律求电路中的参数
2. 理想电源模型及实际电源模型
3. 电路的三个工作状态
开路:0
I
0≠
=U
短路:0
0=
I
≠U
有载:0
I
0≠
≠U
五、受控源
1. 受控源的定义及分类
2. 用KCL、KVL联立求解含受控源电路的参数
六、分压、分流公式
1. 电路参数的求解
2. 电阻的串并联简化
七、两类约束及KCL、KVL方程的独立性
1. 了解两类约束的内容
2. KCL、KVL的独立方程数
八、了解支路电流法及支路电压法
第二章网孔分析和节点分析
一、网孔分析法
列写网孔方程(要求按标准形式整理),能解三变量的网孔方程。
二、节点分析法
列写节点方程(要求按标准形式整理),能解三变量的节点方程。
三、含运放的电阻电路 1. 理想运放的两个特点
虚短路:-+=u u (引申出虚地的概念) 虚断路:0==-+i i 2. 用节点分析法列写节点方程
第三章 叠加方法
一、定理叙述
二、除源方法
三、应用叠加原理求解电路变量。
四、叠加原理一般不适用于功率求解。
第四章 分解方法及单口网络
一、单口网络的等效电路 1. 无源电阻网络 i R u 0=
无受控源时可以直接串并联等效,有受控源时要采用外施电源法。 2. 有源单口网络 i R E u 0-= (即单口网络的伏安关系)
二、等效规律和公式
1. 电源、电阻的串并联简化
2. 电压源与电流源的等效互换
3. 与电流源串联、与电压源并联的多余元件的处理
三、戴维南定理 1. 定理叙述
2. 除源方法 电压源短路,电流源开路
3. 开路电压、等效电阻的求解
开路电压: 用对端口列KVL 方程求解 等效电阻:
方法一:首先将单口网络除源,若网络不含受控源可直接串并联简化,若含受
控源采用外施电源法。 方法二:sc
oc I U R =
0 (此时不用除源)
四、诺顿定理 1. 定理叙述
2. 了解短路电流的求解方法
五、最大功率传递定理 1. 定理叙述
2. 最大功率匹配的条件及功率的求解
第五章 电容元件与电感元件
一、电容、电感元件的VCR
电容 dt
du C
t i C =)( 电感 dt
di L t u L =)(
二、电容、电感元件的连续性质 )0()0(+-=C C u u )0()0(+-=L L i i
三、电容、电感元件的串并联
第六章 一阶电路
一、零输入响应 τ
t
e
f t f -+=)0()(
其中 RC 电路 C R 0=τ ; RL 电路 0
R L =
τ
0R 是除去储能元件之后的有源单口网络的戴维南等效电阻。
二、零状态响应 ]1)[()(τ
t
e
f t f -
-∞=
三、用三要素法求解一阶电路的全响应
τ
t
e
f f f t f -+∞-+∞=)]()0([)()(
第八章 阻抗和导纳
一、相量
1. 正弦量的表达式 )c o s ()(?ω+=t U t u m
一个正弦波可由振幅、频率(或角频率或周期)及初相这三个特征值完全确定。
2. 用相量表达正弦量的几种形式
直角坐标形式:??sin cos jU U U
+= 2
2)sin ()cos (??U U U +=其中 R
X U U ==?
??c o s sin arctan
极坐标形式:?
?j Ue U U
=?=/
二、基尔霍夫定律的相量形式
三、三种基本元件VCR 的相量形式及相量图
1. 电阻元件:I R U I R U m
m ==; 相量图:
2. 电感元件:I jX I j U I j U L
m m ===ωω; 相量图:
3. 电容元件:I
jX I C j U I C j U C
m
m
-=-==ωω1;1
相量图:
四、阻抗
1. 定义:元件在正弦稳态时电压相量与电流相量之比。
jX R I
U I U Z m m
+===
2. RLC 串联电路的阻抗 )1
(C
L j R Z ωω-
+=
2
2
)1
(C L R Z ωω-
+=其中 R
C L ωω?1
a r c t a n
-
=
3. RLC 串联电路的相量图
阻抗角φ表明了u 与i 之间的相位关系,也表明了电路的性质。
0>? 电流滞后电压,电路呈感性。 0 电流超前电压,电路呈容性。 0=? 电流与电压同相,电路呈阻性。
五、正弦稳态混联电路的分析 1. 阻抗的串联 21Z Z Z += 2. 阻抗的并联 2
121Z Z Z Z Z +=
六、相量模型的网孔、节点方程的列写
七、相量图法
八、RLC 电路的谐振 1. 定义
对含有电容和电感的正弦交流电路,当输入阻抗为纯电阻,亦即输入电压、电流同相时,称该电路处于谐振状态。
2. 串联谐振的特点
(1)电压与电流同相位。
(2)电路阻抗最小且呈阻性。 R
C
L j R Z =-
+=)1
(ωω
(3)电路电流最大,可能伴有电容和电感的超高压。R
U I =
(4)谐振频率 LC
f LC
π
ω21;100=
=
(5)谐振的条件 C L ωω1
=
(6)品质因数 CR
U
U R
L U
U
Q C L
001
ωω=
==
=
3.并联谐振的特点
(1)电压与电流同相位。
(2)电路导纳最小且呈阻性。 G
L
C j G Y =-
+=)1
(ωω
(3)电路电压最大,可能伴有电容和电感的超高电流。G
I U =
(4)谐振频率 LC
f LC
π
ω21;100=
=
(5)谐振的条件 C L ωω1
=
(6)品质因数 LG
G
C Q 001
ωω=
=
第九章 正弦稳态功率 三相电路
一、平均功率(有功功率) ?c o s IU P = 只有电阻消耗平均功率
二、无功功率 ?s i n IU Q = 只有电感与电容元件储存无功功率
三、视在功率 2
2
Q
P
UI S +=
=
视在功率反映设备的容量即额定电压与额定电流的乘积。
四、功率因数 ?
λc o s ==
S P
若阻抗为感性时(电路呈电感性质),0>? ,电流滞后电压;若阻抗为容性时(电路呈电容性质),0 ,电流超前电压。
为了减少电源与负载间的能量交换,可在负载处并联储能性质相反的元件,
成为负载的一个组成部分——功率因数的提高。
五、阻抗(导纳)、电压(电流)、功率三角形 阻抗(导纳)三角形 表明电路的性质。
电压(电流)三角形 表明电路中电压与电流之间的相位关系。 功率三角形 表明电路中P 、Q 、S 和φ关系。 注意:只有电压(电流)三角形是相量三角形。
六、三相电路 1. 对称三相电压
)
120cos()()120cos()(cos )(?+=?-==t U
t u t U t u t
U t u pm
c pm b pm a ωωω 有相同的振幅、频率、相位差。
在正相序时有:0=++c
b a U U U 2. 称三相电源的联接 星形:?
=
30,3p l p l U U U U 超前对应的
三角形:p l U U =
3. 称三相负载的联接
负载对称的条件:c b a c b a Z Z Z Z ????======; 星形:p
l p l p l I
I U U U U =?=
;
30,3超前对应的
三角形:?
=
=303;
p l p l p l I I I I U U 落后对应的,
4. 三相电路中中线的作用
使各相负载两端电压对称,中线上不能装开关、熔断器。
5. 三相对称电路的功率
?
?c o s 3c o s
33l l p p p I U I U P P ===
不论哪一种联接方式,P 的表达式是一样的,但所消耗的平均功率是不一样的。在相同负载的情况下,三角形联接时所消耗的平均功率是星形联接时的3倍。
第十一章 耦合电感和理想变压器
一、基本概念
1. 互感电压的表达式 dt
di M
u =
注意:互感电压与磁链的参考方向必须符合右手螺旋法则。当电流i 与互感电压u 的参考方向对同名端一致时,上式中u 的符号取正,反之取负。 2. 同名端的定义及应用 (1)定义
如果电流的参考方向由同名端指向另一端,那么由此电流在另一线圈内产生的互感电压的参考方向也应由该线圈的同名端指向另一端。 电流i 与dt
di M
的参考方向对同名端一致。
(2)应用
由同名端确定互感电压的极性。
3. 耦合电感线路中的互感现象用附加的电压源等效
能画出对应的等效电路图及对应的相量模型。
二、耦合电感的VCR
1. 微分表达式及相量表达式
2. 耦合系数 2
1L L M k =
三、能画出耦合电感去耦后用附加电压源表示互感电压的等效图并能写出的表达式或网孔方程。
四、耦合电感的串联
1. 顺接(异名端相连接): M L L L 221++=
2. 反接(同名端相连接): M L L L 221-+=
五、空心变压器电路的分析 1. 空心变压器电路的模型
其实质是去耦合后用附加电压源来表示互感电压的等效图。 2. 能根据模型列出相应的网孔方程,求出相应的参数。
3. 反映阻抗 L
r e f Z L j R M
Z M Z ++=
=
222
222
2
2ωωω
4. 利用反映阻抗画出等效的一次电路并求解出一次电路中的参数。
六、耦合电感的去耦等效电路 1. 异名端相连 2. 同名端相连
七、理想变压器电路的分析 1. 理想变压器的VCR
a N N u u ±=±
=2
12
1 当一次线圈电压与二次线圈电压的参考极性与同名端极
性一致时取正号,反之取负号。
a N N i i ±=±
=2
11
2 如果一个电流的参考方向是流进同名端而另一个电流的
参考方向是流出同名端,则取正号;反之取负号。 2. 理想变压器的能量守恒
理想变压器不消耗能量也不储存能量 0)()()()(1111=+t i t u t i t u 3. 阻抗变换 )()(
)(2
2
1ωωj Z N N j Z L i =
能画出含有折合阻抗的一次侧等效电路并能计算出相应的电路参数。