北京交通大学电路分析研讨.ppt

即
U1
U2
ppt课件
R1
R2
8
ppt课件
9
串联电路的电阻特点： 总电阻等于各用电器电阻之和 R = R1 + R 2
注：把导体串联起来相当于增加了导体的长度， 所以总电阻比任一个电阻都大。
ppt课件
10
一、串联电路的特点
I1 R1
I2 R2
①串联电路中的电流处处相等。 I I=I1=I2=……
A R1
V
R2
S
ppt课件 43
7.如图电路，电源电压保 持不变, R1 = R2 = R3 = 20Ω ,当S1、S2都断开，电 流表示数是0.3A，求： 1）电源电压 2）S1、S2都闭合时，电流 表示数是多少？
R1 R3 S1
R2
A
S2
ppt课件
44
8.如图所示，R1＝10欧，R2＝20欧，R3＝30欧， 电源电压恒定不变，若开关S1闭合，S2断开时， 电流表的读数是0.3A， 求(1)电源电压多大？ (2)当S1和S2都断开时，电流表的读数多大？ (3)当S1、S2都闭合时，电流表的读数是多大？
大电阻通小电流, 小电阻通大电流.
ppt课件 25
练一练 1、如图，当开关Ｓ从断开到闭合时，电流 不变，灯的亮将_____ 不变 ，电流表 表１的读将____ 不变。 变大 ，电压表的读数将____ ２的读数将_____
A1
L
A2
ppt课件
＋
R0
V
S －
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2、电阻之比是1:5的灯L1、L2串联在同一电 路中，则灯L1、L2两端的电压之比是多少？ 电阻之比是1:5的灯L1、L2并联在同一电路 中，则灯L1、L2两端的电压之比是多少？

巴丁：1908年5月23日生于威斯康星州麦迪逊城，1923年入威斯康星 大学电机工程系就学，毕业后即留在该校担任电机工程研究助理。 1930-1933年在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方 法的研究。1928年获威斯康星大学理学士学位，1929年获硕士学位。 1936年获普林斯顿大学博士学位。1933年到普林斯顿大学，在 E·P·维格纳的指导下，从事固态理论的研究。1935-1938年任哈佛 大学研究员。1936年以《金属功函数理论》的论文从普林斯顿大学获 得哲学博士学位。1938-1941年任明尼苏达大学物理学助理教授， 1941-1945年在华盛顿海军军械实验室工作，1945-1951年在贝尔电话 公司实验研究所研究半导体及金属的导电机制、半导体表面性能等基 本问题。1947年和其同事W·H·布喇顿共同发明第一个半导体三极管， 一个月后，W·肖克莱发明PN结晶体管。这一发明使他们三人获得 1956年诺贝尔物理学奖，巴丁并被选为美国科学院院士。1951年迄今， 他同时任伊利诺伊大学物理系和电机工程系教授。他和L·N·库珀、 J·R·施里弗合作，于1957年提出低温超导理论(BCS理论)，为此， 他们三人被授予1972年诺贝尔物理学奖，在同一领域(固态理论)中， 一个人两次获得诺贝尔奖，历史上还是第一次。
第6章 半导体二极管和整流电路
6.1 PN结和半导体二极管 6.2 二极管整流电路 6.3 滤波电路 6.4 稳压管及其稳压电路 6.5 集成稳压器
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛， 成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪，人们面临的是以微电子技术（半导体和集成电路为代表） 电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电子 技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。 现在的世界，电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生 产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，人们现在生活在电子世界中，一天也离

树
树支：构成树的支路
连支：属于G而不属于T的支路
特点
1）对应一个图有很多的树 2）树支的数目是一定的：
bt n 1
连支数： bl b bt b (n 1)
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回路 (Loop)：
L是连通图的一个子图，构成一条闭合路径，并满足： (1)连通(2)每个节点关联2条支路
123 75
支路电流法的特点：
支路法列写的是 KCL和KVL方程， 所以方程列写方便、直观，但 方程数较多，宜于在支路数不多的情况下使用。
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例1.
I1 7
+ 70V
–
求各支路电流及电压源各自发出的功率。
a
I2
1 +
6V –
11 2
b
解
(1) n–1=1个KCL方程：
I3
节点a：–I1–I2+I3=0
选取独立回路，使理想电流源支路仅仅属于一个回路, 该回路电流即 IS 。
例
R1
R2
RS
+
i1
iS i2
US _
R4
i3
R3
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与电阻并联的电流源，可做电源等效变换
I
º
IS
转换
R
º
4.受控电源支路的处理
I
+
º
RIS _
R º
对含有受控电源支路的电路，可先把受控源看作独立电源按上述方法 列方程，再将控制量用回路电流表示。
列方程
节点电压法列写的是结点上的KCL方程，独立方 程数为：
(n 1)
与支路电流法相比，方程数减少b-(n-1)个。

(4)若闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数 (或指针几乎未动)，而电压表的指针有明显偏转。 出现这个故障的原因可能是( A )
A．灯丝断了或灯泡与灯座松动 B．开关接触不良 C．滑动变阻器接线松动 D．电流表烧坏
(5)若闭合开关，发现灯泡不亮，电压表的示数
为0，而电流表有示数，出现这个故障的原因可能
一、断路法：使电路中任一用电器 与电路断开
• 若其它用电器都没有电流通过，则所有用 电器串联；
• 若对其它用电器没有影响，则所有用电器 并联。
• 若使电路中某一用电器与电路断开，对某 些用电器有影响，而断开另一用电器又出 现另一种情况，则这些用电器组成混联电 路。
例1：试判断图1中三灯的连接方式
• 说明：如图所示的电路，开关S闭合时，发现 L1、L2都不亮，用电压表逐段测量，结果是 Uad=6V，Uab=6V，Ubc=0，Ucd=0，则该电路的 故障可能是（ A ）
• A．开关S接触不良 • B．灯L1断路 • C．灯L2短路 • D．灯L2的灯丝断了
例5（2013·东营)某同学在探究串联电路电流
一、基本电路故障
基本电路故障，常见的情况是断路和短路， 检验的方法有电压表法、小灯泡法、电流表法、 导线法。
1.断路的判断 （1）电压表检测法：把电压表分别与电路
各部分并联，若有示数且比较大（常表述为等 于电源电压），则和电压表并联的部分断路 （电源除外）。电压表有较大读数，说明电压 表的正负接线柱已经和相连的通向电源的部分 与电源形成了通路，断路的部分只能是和电压 表并联的部分。
从电源的正极出发，沿电流流向，分析电 流通过的路径。若只有一条路径通过所有用电 器，则这个电路是串联的（如图1所示）；若电 流在某处分支，又在另一处汇合，则分支处到 汇合处之间的电路是并联的（如图2所示）。

特点: (1) 内阻R0 = 0 (2) 输出电压是一定值。
(3) 理想电压源中的电流由外电路决定。 设 US = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流 例 1： 当 RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍， 金石可镂 友友情分享O(∩_∩)O~
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7
三、 电压源与电流源的等效变换
+ US – R0 电压源 由图a： U = US－ IR0 等效变换条件: US = ISR0 I + U – RL IS
R0
I U + R0 U –
RL
电流源 由图b： U = ISR0 – IR0
82 I A 1 A 222
– 2 I 4A 2
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2 2V 2 2 + 8V – (d)
+
V 2
I
–
I
11
2.3 支路电流法
支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律（KCL、KVL）列方程组求解。
(2)各电阻两端的电压相同；
应用： 分流、调节电流等。
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R2 I1 I R1 R2
R1 I2 I R1 R2
3
2.2 电压源与电流源及其等效变换
一、电压源
1、理想电压源
I + U _
RL
U
+ US _
US
O I 外特性曲线

一套完整的RFID系统， 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG) 也就是所谓的应答器(Transponder) 及应用程序系统三个部分所组成, 其工作原理是Reader发射一个特定频率的无线电波能量 给Transponder, 用以驱动Transponder电路将内部的数据送出， 此时 Reader便依序接收解读数据， 送给应用程序做相应的处理。
THANKS
然后采用变压器进行仿真 Multisim12 Multisim14 断开
Multisim12 Multisim14 闭合
3、若采用电压控制开关，控制电压vm为1kHz方波，那 么可以将控制电压看成应答器发出的一个信息，通过仿 真，观察C1上电压波形
开关介绍 在 multisim 中，压控开关有两种： (1) Voltage controlled SPST Animated （压控动作模拟 开关：即仿真时可看到开关的开合动作） 从图中可看 到，当控制电压增大到 VT-VH 时， 开关两头之间的电 阻由 Roff (断开) 瞬间变到 Ron（接通）；或者当控制电 压逐渐减小到 VT+VH 时，开关两 头之间的电阻由 Ron （接通）瞬间变到 Roff (断开)。因此，这种开关和 电路 分析理论课上讲的理想开关特性完全一致。 （VT：阈 值电压，VH：滞后电压）
包络检波电路原理
电压比较器
5．自由发挥：讨论下图R与C参数大小对节点8电压的 影响
5．自由发挥：讨论下图R与C参数大小对节点8电压的 影响
①R不变，C变
C=2nF R=3k Ohm
C=4nF R=3k Ohm
C=6nF R=3k Ohm
C=8nF R=3k Ohm
①当电容值较小时，电容储能较小，并且时间常数 较小，电压衰减较快，因此电压的波动较大。 ②当电容值较大时，电压衰减较慢，电压则较为平稳。 因此需要设置合适的C值，以保证换路稳定后波动电压 的最小值大于换路前波动电压的最大值。对于题目4中 电压比较器负极的直流电源应设置在换路前波动电压最 大值和换路后波动电压最小值之间

写出图(a)磁链 与某线圈交链的全部磁通) 磁链(与某线圈交链的全部磁通 例 写出图 磁链 与某线圈交链的全部磁通 关系式 ψ (t) = L i + M i = φ +φ
1 11 12 2 11 12
ψ2 (t) = L2i2 + M21i1 = φ22 +φ21
dψ1 di1 di2 端口伏安关系(1): = L1 + M 端口伏安关系 : u1 = dt dt dt dψ di di u2 = 2 = M 1 + L2 2 dt dt dt
C = 0.5F
us (t) = 2 2 sin t (V)
解: M = K L L2 =1 H) ( 1 列网孔方程: 列网孔方程:
互感消去
I1 + jI2 = 2∠0 jI1 + (1 j)I2 = 0
6 j2 I1 = 5 =1.26∠18.4 (A) I = 2 j4 = 0.89∠ 63.4 (A) 2 5
L1 , L2
L1i1 , L2i2 L1 di1 , L2 di2 关联方向 dt dt
互感系数 互感磁链 互感电压
互感电压方向
M,M
互感元件的电路模型
di2 di1 ,M 同名端 Mi2 , Mi1 M dt dt
总电压
总磁链
ψ 1 = L1i1 ± Mi2 ψ 2 = L2i2 ± Mi1
di1 di2 u1 = L1 ±M dt dt di2 di1 u 2 = L2 ±M dt dt
∴Mmax = L L2 1
M M K= = Mmax L L2 1
K≈1 紧耦合 K<<1 松偶合
习
题
5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5

1 Cu2(t)
0
2
即
WC
1 Cu2 2
第30页/共81页
例1.3 电容元件及其参考方向如图所示，已知u =
-60sin100t V，电容储存能量最大值为18J，求电容C
的值及 t = 2π/300 时的电流。
解： 电压 u 的最大值为60V，所以
+ i
1 C 602 18 2
C
36 602
36 3600
UE
U E
第12页/共81页
注意：
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分 析过程中不应改变。
2. 电路中标出的方向一律指参考方向。
3. 同一元件的 u、 i 同方向，称为关联参考方向。
+
–
U
I
I R或 U
+ I
RU
– I
R 或U
R
–
+
–
+
关联参考方向
非关联参考方向
第13页/共81页
A
A
U
U
B
U=4V
B
U= -4V
第11页/共81页
电源两端的电压
结论： 当电压的参
电动势正方向表示电位升
考方向与电动
电压正方向表示电位降
势的参考方向
A
相反时 U E
A
当电压的参
E
U
E
U 考方向与电动 势的参考方向
B
B
相同时
E 5V
E 5V
U E
U VA VB 5V U VB VA 5V
1.2.5 功率的计算
功率是电场力在单位时间内所做的功。

第一章：绪论
绪论
1. 什么是电力电子技术（电力电子学）
2. 电力电子技术的发展史
3. 电力电子技术应用 4. 课程简介和要求说明
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-13
绪论
2. 电力电子技术的发展史
史前期 （黎明期）
晶闸管问 世，(公元
元年)
全控型器件 迅速发展
晶体管诞生
1904
1930
绪论
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-3
绪论
1.1 电力电子与信息电子
电子技术
信息电子技术
电力电子技术
模拟电子技术
数字电子技术
电力电子技术——使用电力电 子器件对电能进行变换和控 制的技术，即 应用于电力领域的电子技术
信息电子技术——信息处理 ✓目前电力电子器件均用半导
电力电子技术——电力变换 电子技术一般即指信息
能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
✓20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术，21世纪
仍将以迅猛的速度发展
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-11
1.5 电能的基本变换形式
绪论
• AC～DC 整流
• DC～DC 斩波
• DC～AC 逆变
交流 电源
技术
✓应用的理论基础、分析方法、分析软件也
基本相同
✓信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可
工作在放大状态 电力电子电路的器件一般只工作在开关状态
✓二者同根同源
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
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