电路分析基础知识
- 格式:doc
- 大小:114.50 KB
- 文档页数:9
电路分析的基础知识一、填空题1.电压和电流的方向包括:、真方向和相关参考方向。
2.功率是电路中一个重要的物理量,可分为大小和大小。
3.若按某电流的参考方向计算出电流数值为i=―10a,且已知其真实方向与参考方向相反,按电流的真实方向表达,则i=。
4.在电路中,如果已知a点UA=-3V处的电压和B点UB=12V处的电压,则电位差UAB=。
5.在电路分析中,计算了电路两个节点的电位UA=-3.5V和UB=-7.8v,然后电压UAB=v.6。
相关参考方向是指电流参考方向和电压参考极性同相的情况。
7.当电路中某元件上的电压的参考极性与电流的参考方向一致时,称为方向,反之称为。
8.已知某一元件上的电流I=-2.5A,电压U=4.0V,U和I取非相关参考方向。
那么元素P=上吸收的功率,是产生还是吸收功率。
9.电路某元件上u=10v,i=―2a,且u、i取非关联参考方向,则其吸收的功率为。
10.已知某元件u、i为关联参考方向,且元件吸收功率为p=―12w,i=4a,则可计算出电压u=,表明该元件电压真实极性与参考极性。
11.如果电路元件的电压和电流采用非关联参考法,且已知u=--3.5V和I=--5.5A,则元件吸收的功率为p=(注:应计算p值,并应指出其是“吸收”功率还是“产生”功率)。
12.电路中某元件上的电压、电流取非关联参考方向,且已知i=―20ma,u=―3.5v,则该元件吸收的功率p=。
13.电路中元件的电压和电流取相关参考方向,已知:I=-50mA,元件产生的功率为150MW,则电压U=。
14.在一个5ω的电阻上施加20v的电压,该电阻吸收的功率是w。
15.如果电阻器的电阻值为484Ω,如果额定功率为100W,则可在该电阻器两端添加的最大电压值为v。
16.电容c上的伏安关系为ic=,uc=,电感l上的伏安关系为ul=,il=。
17.在直流电路中,电感相当于电阻R=的元件,电容相当于电阻R=的元件。
电路分析基础总结电路分析是电子工程领域中的重要一环,它涉及到电流、电压、电阻等电路基本元件的运行原理和相互作用。
在学习电路分析的过程中,我们需要掌握一些基本概念和方法。
本文将对电路分析的基础知识进行总结,帮助读者更好地理解和应用。
一、基本电路元件1. 电流源和电压源:电流源是能够提供恒定电流的元件,通常用I表示;电压源则是能够提供恒定电压的元件,通常用V表示。
它们在电路中起到驱动元件的作用,是电路的基础。
2. 电阻:电阻是阻碍电流流动的元件,它的作用是限制电流的大小。
电阻的大小用欧姆(Ω)表示,符号为R。
3. 电容:电容是储存电荷的元件,它由两个导体板和介质组成,通过电场作用来存储电荷。
电容的大小用法拉第(F)表示,符号为C。
4. 电感:电感是储存磁能的元件,它由线圈形成,通过变化的电场来产生感应电动势。
电感的大小用亨利(H)表示,符号为L。
二、基本电路定律1. 欧姆定律:欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的定律,它可以表示为V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
2. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,一个节点处的电流代数和为零;基尔霍夫电压定律指出,一个回路中各个电压代数和为零。
3. 配分定律:配分定律适用于并联电路,它指出在并联电路中,电流在各个支路上的配分与电阻的倒数成正比。
4. 超级位置定理:超级位置定理适用于线性电路,它指出线性电路中的任何两点间的电压和电流都可以用单一电源电路中的电压和电流来表示。
三、电路分析方法1. 等效电路:等效电路是将复杂的电路简化为简单的电路,保持两电路在某些特定终端条件下具有相同的行为。
2. 网络定理:网络定理是用来简化电路分析的重要工具,如诺顿定理、戴维南定理和最大功率传输定理等。
3. 传输线理论:传输线理论是研究电路中的电波传输和衰减等问题的数学模型,它对于高频电路和信号处理具有重要作用。
电路分析基础知识基尔霍夫电流定律(KCL)在集总参数电路中,在任一时刻,流入(或流出)任一节点或封闭面的各支路电流的代数和为零,即∑i(t) = 0例1:放大电路直流分析若规定流出节点或封闭面的电流为正,流入节点或封闭面的电流为负。
对节点a,有 i3+i4-i2=0晶体管可以看作封闭面S1:-i4 –i6 +i7 =0封闭面S2: i2+i5-i4=0例2:电路A和电路B之间只有一条支路连接时,必然有i=0基尔霍夫电压定律(KVL)在集总参数电路中,在任一时刻,沿任何一回路巡行一周,各元件电压的代数和为零,即∑u(t) = 0对于回路I :-us + u2 + u1 =0对于回路II :-u1 + u3 - u4 =0对于回路III :-u5 – u3 – u2 =0等效变换结论1:两个二端电路(单口)N1和N2,若它们的外部端口处电压电流关系(VCR)保持不变,则称N1和N2互相等效。
结论2:当把电路N1变换为N2后,若对应各节点的KCL方程不变,则称N1和N2互相等效。
结论3:当把电路N1变换为N2后,若对应两点间的电压保持不变,则称N1和N2互相等效。
根据等效变换的概念,对于两种特殊情况有以下结论:若电路中某支路电流为零,则可以用开路(断路)代替;若电路中某支路电压为零,则可以用短路线代替。
电压源:电源内阻较小时,u = us –Rs*i电流源:电源内阻较大,i = is – Gs*u = is-u/Rs从电路分析的角度,两种形式的电源可以等效互换。
对于(a)端口电压可表示为:u=us-Rs*i对于(b)由KCL有 i=is–u/Rs → Rs*i=Rs*is-u → u = Rs*is – Rs*i。
若令us = Rs*is,根据等效概念,电流型电源就与电压型电源的外部VCR相同,因而两者互相等效。
反过来由(a)也可等效于(b)。
电路分析方法1.网孔分析法2.节点分析法节点分析法的一般步骤:1. 将电路中所有电压型电源转换为电流型电源。
电路分析基础电路分析是电气工程中的重要基础知识,它涉及电路元件、电流、电压等方面的理论和计算。
通过电路分析,我们可以了解电路的性质和特点,为电路的设计与故障排除提供基础。
一、电路基本概念1. 电路:由电源、电路元件以及导线等组成的闭合路径,用于电流的传输与控制。
2. 电源:提供电流与电压的装置,如电池、发电机等。
3. 电路元件:用于改变电流与电压的元件,如电阻、电容、电感等。
二、基本电路定律1. 欧姆定律:描述电流、电压和电阻之间的关系,其数学表达式为V=IR,其中V为电压,I为电流,R为电阻。
2. 基尔霍夫定律:分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
前者表示在电路节点处,进入和离开该节点的电流之和为零;后者表示在闭合回路中,电压的代数和为零。
三、电路分析方法1. 等效电路法:将复杂电路化简为等效电路,通过替换与合并元件简化分析过程。
2. 串并联法:将电路中的元件按照串联和并联的方式组合,简化电路分析。
3. 特定电路分析法:对于特定类型的电路,可以采用特定的分析方法,例如交流电路中的复数法、矩阵法等。
四、常见电路元件1. 电阻:用于限制电流的元件,单位为欧姆,常用于控制电流大小。
2. 电容:用于储存电荷的元件,单位为法拉,常用于滤波与储能。
3. 电感:用于储存磁能的元件,单位为亨利,常用于电磁感应与频率选择性。
4. 二极管:一种具有单向导电性质的元件,常用于整流和开关。
5. 晶体管:一种电子器件,具有放大和开关功能,常用于电子电路中。
五、电路分析实例以下是一个简单的电路分析实例:假设有一个由电压源(V)和电阻(R1、R2、R3)串联而成的电路,如图所示。
\[示意图]我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律来分析该电路。
首先,根据欧姆定律,我们可以得到以下公式:\[V = I \cdot R_1\]\[V = I \cdot R_2 + I \cdot R_3\]接下来,我们可以根据基尔霍夫定律,得到以下公式:\[I = \frac{V}{R_1}\]\[I \cdot R_2 + I \cdot R_3 = V\]将上述两个公式代入前面的欧姆定律公式中,可以得到:\[\frac{V}{R_1} \cdot R_2 + \frac{V}{R_1} \cdot R_3 = V\]整理得到:\[\frac{R_2 \cdot R_3}{R_1} = 1\]通过这样的分析,我们可以获得电路中各个元件之间的关系,为电路设计和故障排除提供参考。
电路分析知识点总结大全一、电路分析的基础知识1. 电路基本元件在电路分析中,最基本的电路元件包括电阻、电容和电感。
这些元件分别用来阻碍电流、储存电荷和储存能量。
此外,还有理想电源、电压源、电流源等理想元件。
2. 电路参数在电路分析中,常用的电路参数包括电压、电流、电阻、电导、电容、电感、功率等。
3. 电路定理在电路分析中,常用的电路定理包括欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南-诺顿定理、叠加原理等。
4. 电路图在电路分析中,常用的电路图包括电路的标准符号、线路图和接线图。
二、直流电路的分析1. 基本电路的分析方法直流电路的分析主要包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南-诺顿定理和叠加定理等。
通过这些方法可以求得电流、电压、功率等参数。
2. 串并联电路的分析串联电路的分析主要是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等;并联电路的分析也是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等。
3. 戴维南-诺顿定理的应用戴维南-诺顿定理可以将复杂电路转化为简单的等效电路,从而方便计算电路的各项参数。
4. 叠加定理的应用叠加定理通过将电路分解为多个独立的部分,分别计算每个部分对电压、电流的贡献,最后叠加得到最终结果。
三、交流电路的分析1. 交流电路的基本知识交流电路的基本知识包括交流电源、交流电压、交流电流、交流电阻、交流电抗等。
2. 交流电路的复数表示法在交流电路分析中,常使用复数表示法来分析电压、电流和阻抗等参数。
3. 交流电路的频率响应交流电路的频率响应表征了电路对不同频率信号的响应情况,通过频率响应可以分析电路的频率特性。
4. 交流电路的功率分析在交流电路中,功率的计算可以通过功率因数、有功功率和视在功率来分析电路的功率特性。
四、数字电路的分析1. 逻辑门的分析逻辑门是数字电路的基本元件,常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等,通过逻辑门的组合可以实现各种逻辑运算。
2. 数字电路的布尔代数分析布尔代数是对逻辑门进行分析的基本方法,通过布尔代数可以推导出逻辑门的真值表和逻辑表达式。
电路分析基础知识点概要请同学们注意:复习时不需要做很多题,但是在做题时,一定要把相关的知识点联系起来进行整理复习,参看以下内容:1、书上的例题2、课件上的例题3、各章布置的作业题4、测试题第1、2、3章电阻电路分析1、功率P的计算、功率守恒:一个完整电路,电源提供的功率和电阻吸收的功率相等关联参考方向:ui=P-P=;非关联参考方向:ui<P吸收功率0P提供(产生)功率>注意:若计算出功率P=-20W,则可以说,吸收-20W功率,或提供20W功率2、网孔分析法的应用:理论依据---KVL和支路的VCR关系1)标出网孔电流的变量符号和参考方向,且参考方向一致;2)按标准形式列写方程:自电阻为正,互电阻为负;等式右边是顺着网孔方向电压(包括电压源、电流源、受控源提供的电压)升的代数和。
3)特殊情况:①有电流源支路:电流源处于网孔边界:设网孔电流=±电流源值电流源处于网孔之间:增设电流源的端电压u并增补方程②有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程3、节点分析法的应用:理论依据---KCL和支路的伏安关系1)选择参考节点,对其余的独立节点编号;2)按标准形式列写方程:自电导为正,互电导为负;等式右边是流入节点的电流(包括电流源、电压源、受控源提供的电流)的代数和。
3)特殊情况:①与电流源串联的电阻不参与电导的组成;②有电压源支路:位于独立节点与参考节点之间:设节点电压=±电压源值位于两个独立节点之间:增设流过电压源的电流i 并增补方程③有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程4、求取无源单口网络的输入电阻i R (注:含受控源,外施电源法,端口处电压与电流关联参考方向时,iu R i =) 5、叠加原理的应用当一个独立电源单独作用时,其它的独立电源应置零,即:独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;但受控源要保留。
注意:每个独立源单独作用时,要画出相应的电路图;计算功率时用叠加后的电压或电流变量求取。
第一章电路分析的基础知识内容提要【了解】电路的相关概念【熟悉】三个基本物理量:电流、电压、功率【掌握】电路元件的伏安关系(电阻、电感、电容、电源)【掌握】电路结构的基尔霍夫定律(KCL、KVL)【掌握】简单直流电阻电路的分析方法(电阻的串、并联及分压、分流公式)【熟悉】等效变换、戴维南定理、迭加定理【了解】 RC的过渡过程一.一.网上导学二.二.典型例题三.三.本章小结四.四.习题答案网上导学*概述:由三部分组成电路分析(直流,第一章)、电子技术(数字,二~七)、数字系统(了解,八)特点:1.1. 相关课程删除(大学物理、电路与磁路)和滞后(高等数学 ),难度大;2.2. 内容多、课时少,强调自主学习;3.3. 是一门实践性很强的课程(实验).要求认真听课,独立完成作业*了解电路的相关概念:p1~p3电路(电路元件的联结体)、作用(产生或处理信号、功率);电路分析〔电路结构和参数→求解待求电量,唯一〕,电路设计〔电路所要实现功能→求解电路结构和参数,多样〕电路结构的相关名词:支路(“串联”),节点(支路连接点),回路及绕行方向〔参考图1.1.1〕P2。
图1.1.1一.三个基本物理量电流、电压和功率:p3~p71.1.电流:定义〔I=ΔQ/Δt〕、单位(A)、字符〔I、i、i(t)〕,电流的真实方向(正电荷)〔参考图⒈⒉⒈P3〕图1.2.12.2.电压:定义〔Uab=ΔW/ΔQ〕、单位(V)、字符〔U、u、u(t)〕,电压的真实极性(+、-)〔参考图⒈⒉⒊P4〕图1.2.33.电压和电位的关系:电位:节点对参考点电压,Ua=Uao;电压:两片点间电位差,Uab=Ua-Ub=-Uba;例电路如图所示,试分别求出当c或b点为参考点时电位Ua、Ub 和Uab.R上=2KΩ, R下=8KΩ当c点为参考点时,Ua=10V, Ub=8V, Uab=10-8=2V,当b点为参考点时,Ua=2V, Ub=0V, Uab=2-0=2V,结论:当选择不同参考点时,各点的电位可能不同,但两点间电压保持不变.4.电流、电压的参考方向和极性:电流和电压不仅有大小,而且有方向或极性.在分析复杂电路时,它们的实际电流方向或电压极性往往一时难以确定,为便于分析和计算.我们一般先给它们任意假定一个方向或极性,称之为参考方向或参考极性,当根据假设的参考方向和参考极性最终计算出来的电流或电压值是正的.则说明假定的参考方向或参考极性实与实际的电流方向或电压极性一致,反之如果最终计算出耒的值是负的, 则说明假定的参考方向或参考极性与实际的电流方向或电压极性相反.5.关联参考方向和功率:①①关联和非关联参考方向关联:电流的参考方向指向电压参考极性的电压降方向,如图(a)(b)非关联:电流的参考方向指向电压参考极性电压升方向,如图(c)(d)图1.2.6②②功率:定义〔P=ΔW/Δt〕、单位(W)、字符〔P〕公式:关联 p=ui;非关联 p=-ui功率的吸收与产生:(根据最终计算出的P值的正、负来判断) p>0 吸收(消耗) , p<0 产生分析图⒈⒉⒌P6,功率的计算;例⒈⒉⒉P7,功率平衡。
电路分析基础1. 引言电路分析是电子工程中的基础知识,它旨在研究电路中电流、电压和功率等参数之间的关系。
电路分析的目的是通过分析电路中的元件和信号源之间的相互作用来理解和预测电路的行为。
本文将介绍电路分析的基础知识,包括基本电路定律、电路分析方法以及常用的电路元件。
2. 基本电路定律2.1. 基尔霍夫电流定律(KCL)基尔霍夫电流定律是电路分析中最基本的定律之一。
它规定,流入某节点的总电流等于流出该节点的总电流。
即,对于一个封闭节点,所有流入节点的电流等于所有流出节点的电流。
基尔霍夫电流定律可以表示为以下方程式:$$\\sum I_{in} = \\sum I_{out}$$2.2. 基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律是另一个非常重要的电路定律。
它规定,在一个封闭回路中,电压源、电流源和电阻之间的电压满足代数和为零的关系。
简单来说,对于一个封闭回路,电压沿着回路的代数和为零。
基尔霍夫电压定律可以表示为以下方程式:$$\\sum V = 0$$3. 电路分析方法3.1. 罗尔电阻法罗尔电阻法是一种常用的电路分析方法,适用于电阻性质的电路。
它通过使用欧姆定律和基尔霍夫电压定律来求解电路中的电流和电压。
具体步骤如下:1.选择适当的坐标系,并为每个元件引入适当的符号。
2.应用欧姆定律和基尔霍夫电压定律来建立方程。
3.解方程组,得到电路中电流和电压的值。
3.2. 跨节点分析法跨节点分析法是另一种常用的电路分析方法,适用于复杂的电路。
它通过使用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律来建立方程组,并利用线性代数的方法解方程组。
具体步骤如下:1.标记每个节点,并为每个未知电压引入变量。
2.应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,建立方程组。
3.解方程组,得到电路中电流和电压的值。
4. 常用电路元件4.1. 电阻器电阻器是最基本的电路元件之一,用于限制电流或降低电压。
电阻器的电阻值用欧姆(Ω)表示,根据欧姆定律,电阻器的电阻与通过它的电流成正比,与其两端的电压成直接比例。
电路分析基础1.(1)实际正方向:规定为从高电位指向低电位。
(2)参考正方向:任意假定的方向。
注意:必须指定电压参考方向,这样电压的正值或负值才有意义。
电压和电位的关系:U ab=V a-V b2.电动势和电位一样属于一种势能,它能够将低电位的正电荷推向高电位,如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。
电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量,其方向规定由电源负极指向电源正极,即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别:电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量,电动势则是衡量电源力作功本领的物理量;电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值,是绝对的量;电位是相对的量,其高低正负取决于参考点;电动势只存在于电源内部。
3. 参考方向(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向,并标在图中;(2)参考方向一经选定,在计算过程中不得任意改变。
参考方向是列写方程式的需要,是待求值的假定方向而不是真实方向,因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)电阻(或阻抗)一般选取关联参考方向,独立源上一般选取非关联参考方向。
(4) 参考方向也称为假定正方向,以后讨论均在参考方向下进行,实际方向由计算结果确定。
(5)在分析、计算电路的过程中,出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时,切不可把它们混为一谈。
4. 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。
应用参考方向时,“正、负”是指在参考方向下,电压和电流的数值前面的正、负号,若参考方向下一个电流为“-2A”,说明它的实际方向与参考方向相反,参考方向下一个电压为“+20V”,说明其实际方向与参考方向一致;“加、减”指参考方向下列写电路方程式时,各项前面的正、负符号;“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向,“相同”是指电压、电流参考方向关联,“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
5.基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括结点电流定律(KCL)和回路电压(KVL)两个定律,是集总电路必须遵循的普遍规律。
《电路分析基础》知识归纳一、基本概念1.电路:若干电气设备或器件按照一定方式组合起来,构成电流的通路。
2.电路功能:一是实现电能的传输、分配和转换;二是实现信号的传递与处理。
3.集总参数电路近似实际电路需满足的条件:实际电路的几何尺寸l(长度)远小于电路正常工作频率所对应的电磁波的波长λ,即l 。
4.电流的方向:正电荷运动的方向。
5.关联参考方向:电流的参考方向与电压降的参考方向一致。
6.支路:由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。
7.节点:电路中三条或三条以上支路连接点。
8.回路:电路中由若干支路构成的任一闭合路径。
9.网孔:对于平面电路而言,其内部不包含支路的回路。
10.拓扑约束:电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约束,任一回路的各支路(元件)电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束,这种约束关系与电路元件的特性无关,只取决于元件的互联方式。
U(直流电压源)或是一定的时间11.理想电压源:是一个二端元件,其端电压为一恒定值Su t,与流过它的电流(端电流)无关。
函数()S12.理想电流源是一个二端元件,其输出电流为一恒定值I(直流电流源)或是一定的时间Si t,与端电压无关。
函数()S13.激励:以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号,简称为激励。
14.响应:经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号,简称响应。
15.受控源:在电子电路中,电源的电压或电流不由其自身决定,而是受到同一电路中其它支路的电压或电流的控制。
16.受控源的四种类型:电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。
17.电位:单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。
在电力工程中,通常选大地为参考点,认为大地的电位为零。
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。
18.单口电路:对外只有两个端钮的电路,进出这两个端钮的电流为同一电流。
19.单口电路等效:如果一个单口电路N1和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同,则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的,可进行互换。
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点,它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前,我们需要了解一些基本概念。
1. 电流(I):电流是电子在电路中的流动方向,它的单位是安培(A)。
2. 电压(V):电压是电子在电路中的能量差异,它的单位是伏特(V)。
3. 电阻(R):电阻是电路元件对电流的阻碍程度,它的单位是欧姆(Ω)。
4. 电路:电路由电子器件和电源组成,它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中,有几种常见的电路模型,它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成,其中串联电路是电阻依序连接,而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路,其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路,其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中,我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具,它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,在电路的任何一个节点处,进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出,在电路中沿着任意一个回路,从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法,其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出,电阻上的电压与电阻上的电流成正比,即V = IR,其中V是电压,I是电流,R是电阻。
功率定律指出,电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比,即P = I²R,其中P是功率,I是电流,R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法,其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
电路分析基础1.(1)实际正方向:规定为从高电位指向低电位。
(2)参考正方向:任意假定的方向。
注意:必须指定电压参考方向,这样电压的正值或负值才有意义。
电压和电位的关系:U ab=V a-V b2.电动势和电位一样属于一种势能,它能够将低电位的正电荷推向高电位,如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。
电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量,其方向规定由电源负极指向电源正极,即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别:电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量,电动势则是衡量电源力作功本领的物理量;电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值,是绝对的量;电位是相对的量,其高低正负取决于参考点;电动势只存在于电源内部。
3. 参考方向(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向,并标在图中;(2)参考方向一经选定,在计算过程中不得任意改变。
参考方向是列写方程式的需要,是待求值的假定方向而不是真实方向,因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)电阻(或阻抗)一般选取关联参考方向,独立源上一般选取非关联参考方向。
(4) 参考方向也称为假定正方向,以后讨论均在参考方向下进行,实际方向由计算结果确定。
(5)在分析、计算电路的过程中,出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时,切不可把它们混为一谈。
4. 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。
应用参考方向时,“正、负”是指在参考方向下,电压和电流的数值前面的正、负号,若参考方向下一个电流为“-2A”,说明它的实际方向与参考方向相反,参考方向下一个电压为“+20V”,说明其实际方向与参考方向一致;“加、减”指参考方向下列写电路方程式时,各项前面的正、负符号;“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向,“相同”是指电压、电流参考方向关联,“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
5.基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括结点电流定律(KCL)和回路电压(KVL)两个定律,是集总电路必须遵循的普遍规律。
电路分析的基础知识The document was prepared on January 2, 2021第一章电路分析的基础知识内容提要【了解】电路的相关概念【熟悉】三个基本物理量:电流、电压、功率【掌握】电路元件的伏安关系(电阻、电感、电容、电源)【掌握】电路结构的基尔霍夫定律(KCL、KVL)【掌握】简单直流电阻电路的分析方法(电阻的串、并联及分压、分流公式)【熟悉】等效变换、戴维南定理、迭加定理【了解】 RC的过渡过程一.一.网上导学二.二.典型例题三.三.本章小结四.四.习题答案网上导学*概述:由三部分组成电路分析(直流,第一章)、电子技术(数字,二~七)、数字系统(了解,八)特点:1.1. 相关课程删除(大学物理、电路与磁路)和滞后(高等数学 ),难度大;2.2. 内容多、课时少,强调自主学习;3.3. 是一门实践性很强的课程(实验).要求认真听课,独立完成作业*了解电路的相关概念:p1~p3电路(电路元件的联结体)、作用(产生或处理信号、功率);电路分析〔电路结构和参数→求解待求电量,唯一〕,电路设计〔电路所要实现功能→求解电路结构和参数,多样〕电路结构的相关名词:支路(“串联”),节点(支路连接点),回路及绕行方向〔参考图。
图一.三个基本物理量电流、电压和功率:p3~p71.1. 电流:定义〔I=ΔQ/Δt〕、单位(A)、字符〔I、i、i(t)〕,电流的真实方向(正电荷)〔参考图⒈⒉⒈P3〕2.图电压:定义〔Uab=ΔW/ΔQ〕、单位(V)、字符〔U、u、u(t)〕,电压的真实极性(+、-)〔参考图⒈⒉⒊P4〕图电压和电位的关系:电位:节点对参考点电压,Ua=Uao;电压:两片点间电位差,Uab=Ua-Ub=-Uba;例电路如图所示,试分别求出当c或b点为参考点时电位Ua、Ub 和Uab.R上=2KΩ, R下=8KΩ当c点为参考点时,Ua=10V, Ub=8V, Uab=10-8=2V,当b点为参考点时,Ua=2V, Ub=0V, Uab=2-0=2V,结论:当选择不同参考点时,各点的电位可能不同,但两点间电压保持不变.4.电流、电压的参考方向和极性:电流和电压不仅有大小,而且有方向或极性.在分析复杂电路时,它们的实际电流方向或电压极性往往一时难以确定,为便于分析和计算.我们一般先给它们任意假定一个方向或极性,称之为参考方向或参考极性,当根据假设的参考方向和参考极性最终计算出来的电流或电压值是正的.则说明假定的参考方向或参考极性实与实际的电流方向或电压极性一致,反之如果最终计算出耒的值是负的, 则说明假定的参考方向或参考极性与实际的电流方向或电压极性相反.5.关联参考方向和功率:①①关联和非关联参考方向关联:电流的参考方向指向电压参考极性的电压降方向,如图(a)(b)非关联:电流的参考方向指向电压参考极性电压升方向,如图(c)(d)②图功率:定义〔P=ΔW/Δt〕、单位(W)、字符〔P〕公式:关联 p=ui;非关联 p=-ui功率的吸收与产生:(根据最终计算出的P值的正、负来判断) p>0 吸收(消耗) , p<0 产生分析图⒈⒉⒌P6,功率的计算;例⒈⒉⒉P7,功率平衡。
电路分析基础知识第一章1.参考电压和参考电流的表示方法。
(1)电流参考方向的两种表示:A)用箭头表示:箭头的指向为电流的参考方向。
(图中标出箭头)B)用双下标表示:如i AB , 电流的参考方向由A指向B。
(图中标出A、B)(2) 参考电压方向: 即电压假定的正方向,通常用一个箭头、“+”、”-”极性或“双下标”表示。
(3)电路中两点间的电压降就等于这两点的电位差,即U ab = V a- V b2.关联参考方向和非关联参考方向的定义若二端元件上的电压的参考方向与电流的参考方向一致(即参考电流从参考电压的正极流向负极),则称之为关联参考方向。
否则为非关联参考方向。
3.关联参考方向和非关联参考方向下功率的计算公式:(1)u, i 取关联参考方向:p = u i (2)u, i 取非关联参考方向:p =- ui 按此方法,如果计算结果p>0,表示元件吸收功率或消耗功率;p<0,表示发出功率或产生功率。
关联参考方向和非关联参考方向下欧姆定律的表达式:(1)电压与电流取关联参考方向:u Ri(2)电压与电流取非关联参考方向: u –Ri 。
4.电容元件(1)伏安特性(2)两端的电压与与电路对电容的充电过去状况有关(3)关联参考方向下电容元件吸收的功率(4)电容元件的功率与储能5.电感元件(1)电感元件的电压-电流关系——伏安特性(2)电感两端的电压与流过的电流无关,而与电流的变化率成正比(3)电感元件的功率与储能6.实际电压源随着输出电流的增大,端电压将下降,可以用理想电压源U S和一个内阻R0串联来等效。
7.实际电流源可以用理想电流源与一个电阻并联来等效. 电流源两端电压愈大,流过内阻的电流越大,输出的电流就愈小。
8.基尔霍夫电流定律(KCL)的内容及表达式。
KCL: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。
即例:对图示电路有:KCL的推广:KCL不仅适用于电路的节点,也适用于电路中任意假设的封闭面。
电路分析的基础知识【内容提要】电路理论一门是研究由理想元件构成的电路模型分析方法的理论。
本章主要介绍:精心整理精心整理1、电路的组成及电路分析的概念;2、电路中常用的基本物理量;3、电路的基本元件;4、基尔霍夫定律;5、简单电阻电路的分析方法6、简单RC 电路的过渡过程本章重点:简单直流电路的分析方法。
第一节 电路的组成及电路分析的概念一、电路及其作用1、电路:电路是为了某种需要,将各种电气元件和设备按一定的方式连接起来的电的建立过程。
(1)手电筒电路由电池、筒体、开关和灯泡组成;(2)将组成部件理想化:即将电池视为内阻为S R ,电源电动势为S U ;忽略筒体的电阻,筒体开关S 视为理想开关;将小灯泡视为阻值为L R 的负载电阻;(3)筒体是电池、开关和灯泡的联接体,用规定的图形符号画出各理想部件的联接精心整理关系;(4)在图中标出电源电动势、电压和电流的方向便得到手电筒电路模型如图2.1。
四、电路的常用术语①支路:将两个或两个以上的二端元件(只有两个端钮的元件)依次连接称为串联。
单个电路元件或若干个电路元件的串联构成电路的一个分支,一个分支上所通过的电流大小是相等的。
电路中的每个分支都称作支路。
如下图中ab 、ad 、aec 、bc 、bd 、cd 都mA A 10001=; A mA μ10001=2、电流的方向 电流是一个有大小和方向的基本物理量,当大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流,简称直流电流,用大写字母I 表示,则:tQ I =3、电流的参考方向在简单电路中,可以直接判断电流的方向,如图3.1所示。
但在如图R上电流的实际方向有时难以判4.1所示的较为复杂的电路中,流过电阻5定。
为了方便对电路进行分析和计算,有必要先假设一个电流流动的方向,这个假设的方向叫电流的参考方向。
⑤测量电流时,必须将电流表串联在被测电路中。
二、电压的大小和极性1、电压电压又叫电位差,是衡量电场力做功能力大小的物理量。
电路分析的根底知识讲解1. 电路的定义和分类电路是由电器元件〔如电源、电阻、电容、电感等〕连接而成的系统,用于控制电流和电压的流动和传递。
根据电流和电压的形式,电路可以分为直流电路和交流电路。
直流电路中电流和电压都是恒定的,而交流电路中电流和电压随时间变化。
2. 电路的根本元件2.1 电源电源是电路中的能量提供者,可以将其他形式的能量转化为电能,并提供稳定的电压或电流。
常见的电源有电池和电源适配器。
2.2 电阻电阻是电路中的消耗元件,它阻碍电流的流动。
电阻的单位是欧姆〔Ω〕。
通常用符号R表示。
在电路分析中,电阻可以用欧姆定律来描述,即电流等于电压除以电阻。
2.3 电容电容是电路中的储能元件,它能够储存电荷。
电容的单位是法拉〔F〕。
通常用符号C表示。
电容的充电和放电过程可以通过电压-电荷关系来描述。
2.4 电感电感是电路中的储能元件,它能够储存磁能。
电感的单位是亨利〔H〕。
通常用符号L表示。
电感可以通过电流和电压的变化率来描述。
3. 电路中的根本定律3.1 欧姆定律欧姆定律是电路分析中最根本的定律之一。
它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。
I = V / R其中,I表示电流,V表示电压,R表示电阻。
3.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析中另一个重要的定律。
它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律〔KCL〕描述了流入和流出节点的电流之和为零的关系。
即,一个节点的电流流入和流出的总和等于零。
基尔霍夫电压定律〔KVL〕描述了沿着闭合路径的电压之和等于零的关系。
即,一个闭合路径上的电压之和等于零。
3.3 配分定律配分定律是用来计算电路中的电流与电压分配的定律。
根据配分定律,电流在并联电路中分得越多,电压就分得越少;电压在串联电路中分得越多,电流就分得越少。
4. 电路分析方法4.1 置换律法置换律法是电路分析中常用的方法之一。
它根据电路中的对称性,将电路中的电阻、电容、电感互相替换,从而简化电路的分析过程。
第一章1、电流所经过的路径叫做电路,通常由电源、负载和中间环节三部分组成。
2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类,其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换;电子技术的电路主要功能则是对电信号进行传递、变换、存储和处理。
3、实际电路元件的电特性单一而确切,理想电路元件的电特性则多元和复杂。
无源二端理想电路元件包括电阻元件、电感元件和电容元件。
4、由理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路称为电路模型,这类电路只适用集总参数元件构成的低、中频电路的分析。
5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为稳恒直流电,大小和方向均随时间变化的电压和电流称为交流电,大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为正弦交流电。
6、电压是电路中产生电流的根本原因,数值上等于电路中两点电位的差值。
7、电位具有相对性,其大小正负相对于电路参考点而言。
8、衡量电源力作功本领的物理量称为电动势,它只存在于电源内部,其参考方向规定由电源正极高电位指向电源负极低电位,与电源端电压的参考方向相反。
9、电流所做的功称为电功,其单位有焦耳和度;单位时间内电流所做的功称为电功率,其单位有瓦特和千瓦。
10、通常我们把负载上的电压、电流方向称作关联方向;而把电源上的电压和电流方向称为非关联方向。
11、欧姆定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系,与电路的连接方式无关;基尔霍夫定律则是反映了电路的整体规律,其中KCL定律体现了电路中任意结点上汇集的所有支路电流的约束关系,KVL定律体现了电路中任意回路上所有元件上电压的约束关系,具有普遍性。
12、理想电压源输出的电压值恒定,输出的电流值由它本身和外电路共同决定;理想电流源输出的电流值恒定,输出的电压由它本身和外电路共同决定。
13、电阻均为9Ω的Δ形电阻网络,若等效为Y形网络,各电阻的阻值应为3Ω。
I20 A,14、实际电压源模型“20V、1Ω”等效为电流源模型时,其电流源SR1Ω。
内阻=i15、直流电桥的平衡条件是对臂电阻的乘积相等;负载上获得最大功率的条件是电源内阻等于负载电阻,获得的最大功率=P U S2/4R0。
min16、如果受控源所在电路没有独立源存在时,它仅仅是一个无源元件,而当它的控制量不为零时,它相当于一个电源。
在含有受控源的电路分析中,特别要注意:不能随意把控制量的支路消除掉。
第二章1、凡是用电阻的串并联和欧姆定律可以求解的电路统称为简单电路,若用上述方法不能直接求解的电路,则称为复杂电路。
2、以客观存在的支路电流为未知量,直接应用KCL定律和KVL定律求解电路的方法,称为支路电流法。
3、当复杂电路的支路数较多、回路数较少时,应用回路电流法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以假想的回路电流为未知量,直接应用KVL定律求解电路的方法。
4、当复杂电路的支路数较多、结点数较少时,应用结点电压法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以客观存在的结点电压为未知量,直接应用KCL定律和欧姆定律求解电路的方法。
5、当电路只有两个结点时,应用结点电压法只需对电路列写1个方程式,方,称作弥尔曼定理。
6、在多个电源共同作用的线性电路中,任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的叠加,称为叠加定理。
7、具有两个引出端钮的电路称为二端网络,其内部含有电源称为有源二端网络,内部不包含电源的称为无源二端网络。
8、“等效”是指对端口处等效以外的电路作用效果相同。
戴维南等效电路是指一个电阻和一个电压源的串联组合,其中电阻等于原有源二端网络除源后的入端电阻,电压源等于原有源二端网络的开路电压。
9、为了减少方程式数目,在电路分析方法中我们引入了回路电流法、结点电压法;叠加定理只适用线性电路的分析。
10、在进行戴维南定理化简电路的过程中,如果出现受控源,应注意除源后的二端网络等效化简的过程中,受控电压源应短路处理;受控电流源应开路处理。
在对有源二端网络求解开路电压的过程中,受控源处理应与独立源的分析方法相同。
第三章1、正弦交流电的三要素是指正弦量的最大值、角频率和初相。
2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的最大值;反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的频率;确定正弦量计时始位置的是它的初相。
3、已知一正弦量A-=ti,则该正弦电流的最大值是7.07 A;.7︒0730314sin()有效值是5 A;角频率是314 rad/s;频率是50 Hz;周期是0.02 s;随时间的变化进程相位是314t-30°电角;初相是-30°;合-π/6弧度。
4、正弦量的有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的开方,所以有效值又称为方均根值。
也可以说,交流电的有效值等于与其热效应相同的直流电的数值。
5、两个同频率正弦量之间的相位之差称为相位差,不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。
6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的有效值。
工程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的有效值,此值与交流电最大值的数量关系为:最大值是有效值的1.414倍。
7、电阻元件上的电压、电流在相位上是同相关系;电感元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压超前电流;电容元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压滞后电流。
8、同相的电压和电流构成的是有功功率,用P表示,单位为W;正交的电压和电流构成无功功率,用Q表示,单位为Var。
9、能量转换中过程不可逆的功率称有功功率,能量转换中过程可逆的功率称无功功率。
能量转换过程不可逆的功率意味着不但有交换,而且还有消耗;能量转换过程可逆的功率则意味着只交换不消耗。
10、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗z= R,与频率无关;电感元件上的阻抗z= X L,与频率成正比;电容元件上的阻抗z= X C,与频率成反比。
第四章1、与正弦量具有一一对应关系的复数电压、复数电流称之为相量。
最大值相量的模对应于正弦量的最大值,有效值相量的模对应正弦量的有效值,它们的幅角对应正弦量的初相。
2、单一电阻元件的正弦交流电路中,复阻抗Z= R;单一电感元件的正弦交流电路中,复阻抗Z= j X L;单一电容元件的正弦交流电路中,复阻抗Z= -j X C;电阻电感相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z= R+j X L;电阻电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z= R-j X C;电阻电感电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z= R+j(X L-X C)。
3、单一电阻元件的正弦交流电路中,复导纳Y= G;单一电感元件的正弦交流电路中,复导纳Y= -j B L;单一电容元件的正弦交流电路中,复导纳Y= j B C;电阻电感电容相并联的正弦交流电路中,复导纳Y= G+j(B C-B L)。
4、按照各个正弦量的大小和相位关系用初始位置的有向线段画出的若干个相量的图形,称为相量图。
5、相量分析法,就是把正弦交流电路用相量模型来表示,其中正弦量用相量代替,R、L、C电路参数用对应的复阻抗表示,则直流电阻性电路中所有的公式定律均适用于对相量模型的分析,只是计算形式以复数运算代替了代数运算。
6、有效值相量图中,各相量的线段长度对应了正弦量的有效值,各相量与正向实轴之间的夹角对应正弦量的初相。
相量图直观地反映了各正弦量之间的数量关系和相位关系。
7、电压三角形是相量图,因此可定性地反映各电压相量之间的数量关系及相位关系,阻抗三角形和功率三角形不是相量图,因此它们只能定性地反映各量之间的数量关系。
8、R、L、C串联电路中,电路复阻抗虚部大于零时,电路呈感性;若复阻抗虚部小于零时,电路呈容性;当电路复阻抗的虚部等于零时,电路呈阻性,此时电路中的总电压和电流相量在相位上呈同相关系,称电路发生串联谐振。
9、R 、L 、C 并联电路中,电路复导纳虚部大于零时,电路呈 容 性;若复导纳虚部小于零时,电路呈 感 性;当电路复导纳的虚部等于零时,电路呈 阻 性,此时电路中的总电流、电压相量在相位上呈 同相 关系,称电路发生并联 谐振 。
10、R 、L 串联电路中,测得电阻两端电压为120V ,电感两端电压为160V ,则电路总电压是 200 V 。
11、R 、L 、C 并联电路中,测得电阻上通过的电流为3A ,电感上通过的电流为8A ,电容元件上通过的电流是4A ,总电流是 5 A ,电路呈 感 性。
12、复功率的实部是 有功 功率,单位是 瓦 ;复功率的虚部是 无功 功率,单位是 乏尔 ;复功率的模对应正弦交流电路的 视在 功率,单位是 伏安 。
第五章1、在含有L 、C 的电路中,出现总电压、电流同相位,这种现象称为 谐振 。
这种现象若发生在串联电路中,则电路中阻抗 最小 ,电压一定时电流 最大 ,且在电感和电容两端将出现 过电压 ;该现象若发生在并联电路中,电路阻抗将 最大 ,电压一定时电流则 最小 ,但在电感和电容支路中将出现 过电流 现象。
2、谐振发生时,电路中的角频率=0ω0f3、串联谐振电路的特性阻抗=ρQ = ω0L/R 。
4、理想并联谐振电路谐振时的阻抗=Z ∞ ,总电流等于 0 。
5、实际应用中,并联谐振电路在未接信号源时,电路的谐振阻抗为电阻R ,接入信号源后,电路谐振时的阻抗变为 R//R S ,电路的品质因数也由=0Q R/ω0L 而变为=Q R//R S /ω0L ,从而使并联谐振电路的选择性变 差 ,通频带变宽 。
6、交流多参数的电路中,负载上获取的最大功率=L P7、谐振电路的应用,主要体现在用于 信号的选择 ,用于 元器件的测量 和用于 提高功率的传输效率 。
8、品质因数越 大 ,电路的 选择 性越好,但不能无限制地加大品质因数,否则将造成 通频带 变窄,致使接收信号产生失真。
第六章1、当流过一个线圈中的电流发生变化时,在线圈本身所引起的电磁感应现象称 自感 现象,若本线圈电流变化在相邻线圈中引起感应电压,则称为 互感 现象。
2、当端口电压、电流为 关联 参考方向时,自感电压取正;若端口电压、电流的参考方向 非关联时 ,则自感电压为负。
3、互感电压的正负与电流的 方向 及 同名 端有关。
4、两个具有互感的线圈顺向串联时,其等效电感为 L=L 1+L 2+2M ;它们反向串联时,其等效电感为 L=L 1+L 2-2M 。
5、两个具有互感的线圈同侧相并时,其等效电感为它们异侧相并时,其等效电感为6、理想变压器的理想条件是:①变压器中无 损耗 ,②耦合系数K= 1 ,③线圈的 自感 量和 互感 量均为无穷大。
理想变压器具有变换 电压 特性、变换 电流 特性和变换 阻抗 特性。
7、理想变压器的变压比n= U 1/U 2 ,全耦合变压器的变压比8、当实际变压器的 损耗 很小可以忽略时,且耦合系数K= 1 时,称为 全耦合 变压器。