电路分析基础第四章(李瀚荪)
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线性电路和网络函数叠加定理叠加方法与功率计算§线性电路和网络函数独立电源:电路的输入,对电路起着激励的作用。
元件的电压、电流:激励引起的响应。
一、线性电路:一、线性电路:由线性元件及独立电源组成的电路。
su R R R R R R R i 13322132++=单输入的线性电路在单激励的线性电路中,激励增大(或减小)多少倍,响应也增大(或减小)相同倍数。
比例性或齐次性单激励sKu =叠加性两个以上激励若x1(t) Þy1(t), x2(t) Þy2(t)Þ叠加原理则x1(t) + x2(t) Þy1(t) + y2(t)对任何线性电阻电路,网络函数H 都是实数。
)(二、网络函数:对单一激励的线性、时不变电路,指定的响应对激励之比定义为网络函数,记为H 。
H=响应激励任一支路的电压或电流电压源电压或电流源电流若响应与激励在同一端口:激励策动点电导G i 策动点电阻R i 转移电导G T 转移电阻R T 转移电流比H i 转移电压比H u电流电压电压电流电流电压电流电压电压电流电流电压策动点函数转移函数策动点函数转移函数不在同一端口:+–U L R 1R 3R U s例:求电阻R L 的电压U L 。
例:求各支路电流和电压。
例:电桥电路如图,若输出电压为u o ,求转移电压比H u =u o u s 。
例:求转移电压比H u =u o u s 。
=1V,计算u和i;例5:在图中所示电路中,(1)若us(2)若u s=10V,计算u和i;(3)若图中每个1Ω电阻换为10V,计算u和i。
为10Ω电阻,usi2i1i§叠加原理在任何由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时,在该元件上产生的电流或电压的代数和。
当某一独立源单独作用时,其他独立源为零值,即独立电压源短路,独立电流源开路。
一、叠加原理:双节点1:i 1+i s =i 2回路:R 1i 1+R 2i 2=u si s =0,u s 单独作用时R 2中产生的电流叠加原理:叠加原理:在线性电路中,任一电流变量或电压变量,作为电路的响应y (t ),与电路各个激励x m (t )的关系可表示为式中x m (t )表示电路中的电压源电压或电流源电流,设独立电源的总数为M 个,H m 为相应的网络函数。
第4章分解方法及单口网络4.1 复习笔记一、分解的基本步骤1.划分原则一个元件的电压电流关系是由这个元件本身所确定的,与外接的电路无关。
从全面求解网络的角度来看,何处划分是随意的,视方便而定。
2.分解步骤分解的基本步骤为:(1)把给定网络划分为两个单口网络N1和N2;(2)分别求出N1和N2的VCR(计算或测量);(3)联立两者的VCR或由它们伏安特性曲线的交点,求得N1和N2的端口电压、电流;(4)分别求解N1和N2内部各支路电压、电流。
二、单口网络的电压电流关系1.单口网络的伏安关系VCR单口网络的伏安关系可用以下方式来描述:(1)具体的电路模型;(2)方程或曲线的形式;(3)等效电路。
2.单口网络VCR的求解方法(1)在单口网络两端外施电流源i求单口网络两端电压u;(2)在单口网络两端外施电压源u求单口网络两端电流i。
3.注意事项(1)单口网络的VCR与外接电路无关;(2)可以在最简单的外接电路情况下,求得单口网络的VCR;(3)外施电流源求电压法和外施电压源求电流法是求解VCR常用的方法.三、单口网络的置换-置换定理1.置换定理内容置换定理可表述为:若网络N由两个单口网络N1和N2连接组成,且已知端口电压和电流值分别为α和β,则N1(或N2)可以用一个电压为α的电压源或用一个电流为β的电流源置换,不影响N1(或N2)内各支路电压、电流原有数值。
2.置换过程的图示置换过程如图4-1所示。
(a)(b)N2为电压源所置换(c)N2为电流源所置换图4-1 置换定理四、单口网络的等效电路两单口网络等效是指一个单口网络N和另一个单口网络N'的电压、电流关系完全相同,即它们在u-i平面上的伏安特性曲线完全重叠。
1.等效串联电路(1)典型电路图串联等效电路的典型电路图如图4-2所示。
图4-2 串联等效电阻(2)串联等效的公式串联等效的公式为(3)串联等效的表述串联等效电路的电阻为各电阻之和。
2.等效并联电路(1)并列等效的公式等效并联电阻公式为(2)并联等效的表述并联等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
第1章1.1 复习笔记一、电路及集总电路模型1.基础元件图形实际电路是由电阻器、电容器、线圈、电源等部件和晶体管等器件相互连接组成的,各种部、器件可以用图形符号表示,如表1-1所示。
表1-1 部分电气图用图形符号2.集总电路(1)定义集总电路是指由集总参数元件组成的电路。
(2)应用条件当电路的尺寸远小于最高频率所对应的波长时,可以当做集总电路来处理。
二、电路变量电流、电压及功率1.电流(1)定义电流是指每单位时间内通过导体横截面的电荷量。
(2)表达式电流的表达式为(3)分类①恒定电流恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流,简称直流。
②交变电流交变电流是指大小和方向都随时间作周期性变化的电流,简称交流。
2.电压(1)定义电路中a、b两点间的电压是指单位正电荷由a点转移到b点时所获得或失去的能量。
(2)表达式电压的表达式为(3)分类①恒定电压恒定电压是指大小和极性都不随时间而变动的电压,也叫直流电压。
②时变电压时变电压是指大小和极性都随时间变化的电压,也叫交流电压。
(4)关联参考方向:关联参考方向是指电流参考方向与电压参考方向一致,如图1-1所示。
图1-1 关联的参考方向3.功率(1)定义功率是指能量流动的速率。
(2)表达式功率的表达式为p(t)=u(t)i(t)(3)功率的正负功率的正负表示能力的吸收与产生,电压电流取关联参考方向时:①当功率为正,电路吸收能量,p值即为吸收能量的速率;②当功率为负,电路提供能量,p值为产生能量的速率。
三、基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律(1)定律内容基尔霍夫电流定律可表述为:对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻,流出(或流进)该节点的所有支路电流的代数和为零。
(2)表达式基尔霍夫电流定律的数学表示式为(3)理论基础基尔霍夫电流定律的理论基础是电荷守恒法。
2.基尔霍夫电压定律(1)定律内容基尔霍夫电压定律可表述为:对于任一集总电路中的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。
电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)课后答案下载电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)内容简介下册第三篇动态电路的相量分析法和s域分析法第八章阻抗和导纳8—1 变换方法的概念8—2 复数8—3 振幅相量8—4 相量的线性性质和基尔霍夫定律的相量形式8—5 三种基本电路元件VCR的相量形式8—6 VCR相量形式的统一——阻抗和导纳的引入8—7 弦稳态电路与电阻电路分析方法的类比——相量模型的引入8—8 正弦稳态混联电路的分析8—9 相量模型的网孔分析和节点分析8—10 相量模型的等效8—11 有效值有效值相量8—12 两类特殊问题相量图法习题第九章正弦稳态功率和能量三相电路 9—1 基本概念9—2 电阻的平均功率9—3 电感、电容的平均储能9—4 单口网络的`平均功率9—5 单口网络的无功功率9—6 复功率复功率守恒9—7 弦稳态最大功率传递定理9—8 三相电路习题第十章频率响应多频正弦稳态电路 10一1 基本概念10—2 再论阻抗和导纳10—3 正弦稳态网络函数10—4 正弦稳态的叠加10—5 平均功率的叠加10—6 R1C电路的谐振习题第十一章耦合电感和理想变压器11—1 基本概念11—2 耦合电感的VCR耦合系数11—3 空心变压器电路的分析反映阻抗11—4 耦合电感的去耦等效电路11—5 理想变压器的VCR11—6 理想变压器的阻抗变换性质11—7 理想变压器的实现11—8 铁心变压器的模型习题第十二章拉普拉斯变换在电路分析中的应用 12一1 拉普拉斯变换及其几个基本性质12—2 反拉普拉斯变换——赫维赛德展开定理 12—3 零状态分析12—4 网络函数和冲激响应12—5 线性时不变电路的叠加公式习题附录A 复习、检查用题附录B 复习大纲部分习题答案(下册)索引结束语电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)目录《电路分析基础》(下高等学校教材)第4版下册讲授动态电路的相量分析法和s域分析法。
具体内容有:阻抗和导纳、正弦稳态功率和能量/三相电路、频率响应/多频正弦稳态电路、耦合电感和理想变压器、拉普拉斯变换在电路分析中的应用。
电路分析基础李瀚荪版配套课件第四章第四章分解方法及单口网络4-1 分解的基本步骤 4-2 单口网络的伏安关系 4-3 单口网络的置换-置换定理 4-4 单口网络的等效电路 4-5 戴维南定理 4-6 诺顿定理4-7 最大功率传递定理 4-8 T形网络和П形网络的等效变换单口网络:由元件相连接组成、对外只有两个端钮的网络整体称为二端网络或单口网络,二端网络或直接称为单口。
单口N§4-1 分解的基本步骤1. 把给定的网络分为两个单口网络N1和N2。
2. 分别求N1,N2的VCR。
3. 联立VCR,或由它们伏安特性曲线交点,求单口网络端钮上的电压u和电流i。
4. 分别求单口网络N1,N2中的电压,电流。
Nu Us QOUs/Ri{ u = Riu = UsT{ i =U / Rsu = UsQ:工作点,坐标(Us/R,Us)§4-2 单口网络的伏安关系求解单口网络的伏安关系方法:1. 列电路方程:求u-i关系。
列电路方程:2. 外施电流源求电压法:端钮上加电流源,求入端电压,得到u-i关系。
3. 外施电压源求电流法:端钮上加电压源,求入端电流,得到u-i关系。
例1:求图示含电源和电阻的单口网络的 VCR。
例2:求图示含电源、电阻和受控源的单口网络的VCR。
例3:求图示只含电阻的单口网络的VCR。
(1)外施电压源法4 21(2)外施电流源法3§4-3单口网络的置换—置换定理若网络N由两个单口网络 N1 或 N2 连接组成,且已知端口电压和电流值分别为u=α ,i=β ,则 N2 (或 N1 )可用一个电压为α的电压源或用一个电流为β的电流源置换,不影响 N1 (或 N2 )内各支路电压、电流原有数值。
例1:求图示电路的各支路电流。
i1 = 3.75A i2 = 1.5A i3 = 2.25A4Ω电阻用电流源置换:置换后对其他支路没有影响。
i2 = 1.5Ai3 = 2.25A例2:图示电路的N1能否用结构更简单的电路代替而保持N2的电流电压不变?6Ω电阻可否置换为其他元件?i 2.5 1u=6u = 6iQi =1u = 10 - 4i10 uO N1 N26工作点:Q(6V, 1A)置换是一种基于工作点相同的“等效”替换。