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清华大学电路原理电子课件 参赛课件

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清华大学电路原理课件--电路原理_skja_05

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_05


+
u
_
+
Req
u
_
10.0R 3.2e02q1u i iuk Rk 课件
串联电路的总电阻 等于各分电阻之和。
3
2. 电压的分配公式
i +
R1 + u u_k Rk
_
Rn
uk Rki Rk u Rki Rk
uk
Rk Rk
u
Rk u Req
电压与电阻成正比
例 两个电阻分压 i
10.03.2021
G 31
G2
G 12
G 23 G 12 G 23 G 31
G3
G 12
G 31 G 23 G 23 G 31
10.03.2021
课件
G12 G1 G2
G31 G3
G23
Y相邻电导乘积
G
GY
17
同理可得由 Y 电阻关系:
R1
R 12
R 12 R 31 R 23
R 31
R2
R 12
R 23 R 12 R 23 R 31
课件
8
三、电阻的串并联
例1
4
2 3
R
6
R = 4∥(2+(3∥6) )= 2
40 例2
R
30
40 40
R
30 30
30 R = (40∥40)+(30∥30∥30) = 30
10.03.2021
课件
9
四、计算举例
例1
I1 I2 R I3 R
+ 12V_
+
+
2R U_1 2R U_2 2R
清华大学—电路原理(完全版) (16) PPT课件

清华大学—电路原理(完全版) (16) PPT课件


则 相位差 j = (w t+y u)- (w t+y i)= y u-y i 初相位之差
• j >0， u 领先i j 角，或i 落后 u j 角(u 比 i 先到达最大值)；
u, i u i
O
yu yi j
• j <0， i 领先 u j 角，
u, i
i
wt
u
O
wt
j
(i 比 u 先到达最大值)。
工程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设备铭牌 额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、耐压值指的是 最大值。
测量中，电磁式交流电压、电流表读数均为有效值。
* 区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。
ui U IU mm I
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正弦电流电路的稳态分析
第一讲（总第十七讲）
正弦量的基本概念 周期性电流、电压的有效值
i(t)=Imsin(w t+y)
(w t+y ) ：相位(相位角)
(3) 初相位y ：正弦量在 t=0时的相位角。(反映正弦量的初始值。)
y 当 t= 0 时 i(t)= I m sin
初相位y 和计时起点有关，计时起点不同初相位不同。
wy wy 0 T s2 ( it n i) d t= 0 T 1 c2 o ( 2 t si)d t= 1 2 T
I=
T1Im 2 T2
=
Im 2
=0.70I7m
பைடு நூலகம்或 Im = 2I
wy wy 即 i( t)= I m sitn i) ( =2 I sitn i) (
同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系： U=12Um 或 Um= 2U
i
电路原理-清华-36共25页文档

电路原理-清华-36共25页文档


u2u S
+
D
+
u
_
S
R
u
_
2
0
t
非线性电感(nonlinearity inductance)电路
i
+
us
uS i
0
t
25.03.2020
课件
2
3. 大量脉冲信号均为周期性非正弦信号
f(t)
…
f(t)
0
t0
t
f(t) 0
t
尖脉冲
方波
锯齿波
二、周期性非正弦电流电路的分析方法
—谐波(harmonic wave)分析法
（3） 2 I 0 I m k sik n tk ()(k 1 ,2 ,3 , )直次流谐分波量乘与积各
T 10 T2I0k 1Ikm sik nt(k)dt0
余弦函数是偶函数 coxscosx)(
…
-T
f(t)
…
t 0T
… -T
f(t)
T 0
…
t
此类函数的傅里叶级数展开式只包含余弦函数项，不 包含正弦函数项，可能有常数项。
25.03.2020
课件
13
2. 根据半波对称性质判断 (a) f(t)f(tT)
2
半波对称横轴
…
-T
f(t)
…
0T
t
f (t T ) 2
2E
k
(1
cos
k
)
4E
k
0
k为 奇 数 k为 偶 数
25.03.2020
课件
10
则
f(t)4Esi nt4 3Esin 3t4 5Esin 5t 4E(sint1 3sin 3t1 5sin 5t)
最新清华大学-电路原理教学讲义PPT课件

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def L
i
韦安（ ~i ）特性
0
i
二、线性电感电压、电流关系：
i
+–
ue –+
i , 右螺旋 e , 右螺旋
u , e 一致 u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u e Ldi dt
iL +u –
u L di dt
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
p d w dw dq ui d t dq dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳) 符号（J）
二、功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
i 元件（支路）吸收功率
+
u
p=ui
或写为 p吸 = u i
–
2. u, i 取非关联参考方向
的参考方向。
UAB
A
B
三、电位
取恒定电场中的任意一点（O点），设该点的电位为零， 称O点为参考点。则电场中一点A到O点的电压UAO称为A
点的电位，记为A 。单位 V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
d
c
Uab = a- b
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电路元件的功率 (power)
短路
i = 0 , u由外电路决定
0
i
开路
电感 (inductor)元件
iL
变量: 电流 i , 磁链
+
u
–
电路原理-清华-33共21页

电路原理-清华-33共21页


Uψ120o
3
计算电流：
•
•
•
IA
U an
UA
U
ψ φ
Z Z |Z|
•
•
•
IB
U bn
UB
U
ψ 120 o φ
Z Z |Z|
•
•
•
IC
U cn
UC
U
ψ 120 o φ
Z Z |Z|
流过每相负载的电流与流过相应火线的线电流是同
一电流，且三相电流也是对称的。
因N，n两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。 这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求 出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其 它两相的结果。
3Uψ 90o
•
•
Uca UCA
3Uψ 150o
25.03.2020
课件
7
计算相电流：
•
•
I ab
U ab
Z
•
•
I bc
U bc
Z
3U ψ 30 o φ |Z | 3U ψ 90 o φ |Z |
A
+
•
U A_
•
UC
N
•
UB
C+
+B
•
•
I ca
U ca
3U ψ 150 o φ
25.03.2020
课件
4
A
+
•
• UA_ N
•
UC
UB
C+
+B
•
IA
c
•
IB
•
IC
a
Z
nZ
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_09

清华大学电路原理课件--电路原理_skja_09


i5 = i S
(5)
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回路电流法 (loop current method)
思路： 为减少未知量(方程)的个数，假想每个回路 中有一个回路电流。
a
i1 R1 uS1 + –
i2 R2 il1 + uS2 –
b
i3 il2 R3
设回路电流为 il1、 il2。 回路电流自动满足KCL 支路电流是回路电流的组合 i1= il1，i2= il2- il1， i3= il2。
1
3
i5 i6
4
R5
节点 1：i1 + i2 – i6 =0 节点 2：– i2 + i3 + i4 =0 节点 3：– i4 – i5 + i6 =0 节点 4：– i1 – i3 + i5 =0
这4个方程是不独立的
uS –
一般情况： 对有n个节点的电路，只有n-1个独立的KCL方程。任 意划去其中一个方程，剩余的就是独立方程。 独立节点：与独立KCL方程对应的节点。 被划去的节点通常被设为电路的参考节点。 由KVL所能列写的独立方程数为： l = b - (n-1) 上例 l = b - (n-1)=3
总有支路相互交叉 ∴是非平面电路
支路法列写方程的一般步骤： (1) 标定各支路电流参考方向； (2) 选定(n–1)个节点，列写其KCL方程；
(3) 选定b–(n–1)个独立回路，列写其KVL方程； (元件特性代入)
(4) 求解上述方程，得到b个支路电流。
例1
I1 R1 I2 R2 I1
a I3 R3
回路2中所有电压源电压升的代数和
一般情况，对于具有 l=b-(n-1) 个回路的电路，有 R11i1+R12i2+ …+R1l il=uSl1 R21i1+R22i2+ …+R2l il=uSl2 … Rl1i1+Rl2i2+ …+Rll il=uSll
电路原理-清华-44

电路原理-清华-44

t 1f(t)t2 e d 2 e (t 1 ) 2 e t t 1
课件
20
例3. e(t)2 [(t1)(t2)]h ,(t)et(t)
求 e1(t)*h (t)
解 由图解过程确定积分上下限：
e-(t-)
2
e-(-) 1
0
0
或
t1 f(t)0
1t 2 t
1t 2t t
1 t 2 f(t)t2 e (t )d 2 2 e (t 1 ) 1
解：先求该电路的冲激响应 h(t)
iS (t)mA
uC(0)C1
0
0 iSdt
1 C
0
(t)dt
103
100V0
0
C
uC()=0
R 5 C 0 13 0 0 1 60 0 .5 s
h(t)10e 0 2t(0t)V
09.02.2021
课件
17
再由卷积积分计算当 iS=2et (t) mA 时的响应 uC ( t ):
iC +
分二个时间段来考虑：
iS
R C uC
t
0 0
0
电容充电 电容放电
uC(0-)=0
1. t 从 0 0+
CduC uC (t)
dt R
uC 不可能是冲激函数 , 否则KCL不成立
0C d u Cdt0u Cdt0 (t)dt
0 d t
R 0
0
=0
=1
C [u C(0)u C(0) ]1
2
-1 0 1
f1(t-)
2
t’-1
-1 0 t 1 t’ f2() f1(t-)
2
1
-1 0 t 1
电路原理-清华-50共21页文档

电路原理-清华-50共21页文档


[Z]
Z11 Z21
Z12 Z22
称为Z 参数矩阵
Z参数方程也可以直接在端口接电流源导出
（2） Z 参数计算与测定
Z11
U1 I1
I2 0
Z21
U2 I1
I2 0
Z12
U1 I2
I10
Z22
U2 I2
I10
25.03.2020
课件
15
（3）互易二端口 Z12Z21 对称二端口 Z11Z22
（4） Z 参数矩阵与Y 参数矩阵互为逆矩阵。
二端口概述
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常碰到如下形式的电路。
K
放大器
25.03.2020
课件
1
R
C
C
n:1
25.03.2020
课件
滤波器
变压器
2
1. 端口 (port)
i1 +
u1 i1
N
2. 二端口（two-port)
端口由一对端钮构成，且满足 如下端口条件：从一个端钮流 入的电流等于从另一个端钮流 出的电流。
25.03.2020
课件
6
•
•
I1
I2
+
+
•
U1
N
•
U2
即： II 12 YY1211U U 11YY1222UU 22
上述方程即为Y参数方程，其系数即为 Y 参数，写成
矩阵形式为：
II 12YY1211
Y12 Y22
U U 12
[Y
]
Y11 Y21
Y1 2
Y2
2
[Y] 称为Y 参数矩阵.
清华考研_电路原理课件_第1章__电路元件和电路定律

清华考研_电路原理课件_第1章__电路元件和电路定律


Uab= ϕ a–ϕ b → ϕ b = ϕ a –Uab= –1.5 V
1.5 V Ubc= ϕ b–ϕ c → ϕ c = ϕ b –Ubc= –1.5–1.5 = –3 V
b
Uac= ϕ a–ϕ c = 0 –(–3)=3 V
1.5 V (2) 以b点为参考点，ϕ b=0
c
Uab= ϕ a–ϕ b → ϕ a = ϕ b +Uab= 1.5 V
2. 电压（voltage） 电场中某两点A、B间的电压（降）UAB 等于将点电荷q
从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
uAB
=
dWAB dq
A
B
单位名称： 伏（特） 符号：V （Volt，伏特；1745 – 1827，Italian）
3. 电位（potential） 在分析电路问题时，常在电路中选一个点为参考点
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由A指向B。
例
I 10V
A I1
10Ω
I2 B
电路中电流 I 的大小为1A, 其方向为从A流向B。 （此为电流的实际方向）
若参考方向如 I1 所示，则I1=1A
若参考方向如 I2 所示，则I2= -1A
因此，同一支路的电流可用两种方法表示。
电路模型
3. 集总参数电路 实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波
长。
返回目录
1.2 电流、电压、电动势及其参考方向
一、电流、电压、电动势
1. 电流 带电质点有规律的运动形成电流。
电流的大小用电流强度表示。
电流强度：单位时间内通过导体横截面的电量。
清华大学电路原理课件-

清华大学电路原理课件-

实际方向 实际方向
参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
实际方向
i< 0
电流参考方向的两种表示
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由A指向B。
例
I 10V
Uac= a– c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电 位参考点时，电路中各点电位将改变，但任意两点 间电压保持不变。
4. 电动势（electromotive force） 外力（非静电力）克服电场力把单位正电荷从负极经电
源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。
_
_
模型（circuit model）不再存在）。
i
实际电压源
r
（physical source）
u
US
_
_
u
US
0
i
u=US – r i
二、理想电流源（ideal current source）
电路符号
iS
1. 特点：
（a） 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。
电容（ capacitor ）元件：表示各种电容器产生电场、 储存能量的作用。
电源（ source ）元件：表示各种将其它形式的能量转 变成电能的元件。
2. 电路模型
由理想电路元件组成的电路，其与实际电路具有基本相同 的电磁性质。
例
开关
10BASE-T wall plate
12bjjc004清华大学电路原理课件 共12页

12bjjc004清华大学电路原理课件 共12页


IA23.2336.9 A
IB23.2 315.96 A
总电流：



IA IA 1 IA2
4 .4 1 5.1 3 3 .2 3 3.9 6 7 .5 6 4.2 6 A
P 总 3U lIAco φ总 s 3387 0 .5c 6o4s.2 63.4k 4W
pAuAiAUcIo sUcIo (2 st) pBuBiBUcIo sUcIo(2st[12 o) 0] pCuCiCUcIo sUcIo(2st[12 o) 0]
pp A p Bp C3 U cIφ os p
p
UIcos
3UIcos
iA
A
iA + iB+ iC=0 (KCL) iC= –(iA + iB) p= (uAN – uCN)iA + (uBN – uCN) iB
= uACiA +uBC iB
iB iC C
N B
P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 1 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iA的相位差。
注意：
(1) 为相电压与相电流的相位差角(相阻抗角)，不要误以
为是线电压与线电流的相位差。
(2) cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。
P
P
coφs

3UlIl 3UpIp
(3) 电源发出的功率。
2. 无功功率 Q=QA+QB+QC= 3Qp
(2) 用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。


IA
IA 2

清华大学电路原理电子课件


三相交流电路的分析方法
总结词
掌握三相交流电路的分析方法
详细描述
分析三相交流电路时，需要使用相量法、对称分量法等 数学工具，以便更好地理解电路的工作原理和特性。
三相交流电路的应用
总结词
了解三相交流电路的应用领域
详细描述
三相交流电在工业、电力、交通、通信等领域得到广泛应用，如电动机控制、输电线路、电力系统自动化等。
瞬态响应是指电路在输入信号的作用下， 电压和电流随时间从零开始变化至稳态的 过程。稳态响应是指电路达到稳定状态后 ，电压和电流不再随时间变化的状态。一 阶动态电路的响应可以通过求解一阶常微 分方程得到。
一阶动态电路的应用
总结词
一阶动态电路在电子工程、通信工程、自动 控制等领域有着广泛的应用。
详细描述
电路元件和电路模型
总结词
掌握电路元件和电路模型是分析电路的基本方法。
详细描述
电路元件包括电阻、电容、电感等，它们具有特定的电气特性。电路模型是用 图形符号表示电路元件及其连接关系的一种抽象表示方法。
电路的工作状态和电气参数
总结词
了解电路的工作状态和电气参数是评估电路性能的关键。
详细描述
电路的工作状态可以分为有载、空载和短路等，不同的工作状态对电路的性能产 生影响。电气参数包括电压、电流、功率等，它们是描述电路性能的重要指标。
二阶动态电路的应用
要点一
总结词
二阶动态电路在电子设备和系统中的应用
要点二
详细描述
二阶动态电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如振荡 器、滤波器、放大器等，用于实现特定的信号处理和控制 系统功能。
06
三相交流电路分析
三相交流电的基本概念
总结词
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B
若电压参考方向如 U1 所示，电压参考方向与实 际方向相同，则 U1 =10V。 若电压参考方向如 U2 所示，电压参考方向与实 际方向相反，则 U2 = -10V。
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用正负极性表示： 由正极指向负极的方向为电（降）的参考方向。
+
A
U
(2) 用双下标表示： 如 UAB，由A指向B的方向为电（降）的参考方向。
电路原理课件
参赛选手：***
第1章
1. 1 电路
绪论
1. 2 电流和电压 1. 3 电路模型的建立和电 路分析的基本观点 1. 4 电路用于信号处理
1. 5 电路用于能量处理
1. 6 电路的分类
1.1
一、电路 （circuits）
电路
电路是电工设备构成的整体，它为电流（current）的流通提 供路径。 电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。 电源（source）：提供能量或信号。 负载（load）：将电能转化为其他形式的能量，或对信号 进行处理。 导线（line）、开关（switch）等：将电源与负载接成通路。
单位名称：安[培] 符号：A
（Ampere，安培；1775 –1836，France）
电流的参考方向:
实际方向


实际方向
参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。
i
A
参考方向
B
电流的参考方向与实际方向的关系:
i
参考方向
i
参考方向 实际方向
实际方向
i>0
电流参考方向的两种表示：
i<0
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向； 用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由A指向B。
UAB
B
(3) 用箭头表示： 箭头指向为电压（降）的参考方向。
U
关于参考方向的小结： （1） 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 （2） 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 （包 括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。
（3） 参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际 方向不变。
i +
(reference point)，把任一点到参考点的电压（降）称为该点
的电位。 参考点的电位为零，参考点也称为零电位点。 电位用 （或U） 表示，单位与电压相同，也是V（伏）。 a b 设c点为电位参考点，则 c =0

a =Uac， b =Ubc， d =Udc
c
两点间电压与电位的关系： 前例 a
1.5 V
b = a –Uab= –1.5 V
b
Ubc= b– c c = b –Ubc= –1.5–1.5 = –3 V Uac= a– c = 0 –(–3)=3 V
R u u = Ri –
i
R
+
u
u = -Ri
-
（4） 元件或支路的u，i通常采用相同的参考方向（以
减少公式中负号）称之为关联参考方向。反之，称为非关
联参考方向。
i + u 关联参考方向 +
i u 非关联参考方向
（5） 参考方向也称为假定方向、正方向，以后讨论均 在参考方向下进行。
三、 电位（potential） 在分析电路问题时，常在电路中选一个点为参考点
例
A
10V I B
I1
10
I2
电路中电流 I 的大小为1A, 其方向为从A流向B。 （此为电流的实际方向）
若参考方向如 I1 所示，则I1=1A
若参考方向如 I2 所示，则I2= -1A
因此，同一支路的电流可用两种方法表示。
二、 电压 （voltage） 电场中某两点A、B间的电压（降）UAB 等于将点电荷q从 A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即
国内习惯的归类与统称
电气工程
各学科领域
电力工程 控制工程 通信工程 电子工程 …… 计算机科学与技术
国外习惯的归类与统 称
电气工程
信息科学与技术 (或电子信息科学与技术)
统称：电气工程与信息科学 （或电气电子信息科学）
计算机科学 计算机工程 统称：电气工程与计算机科学 （简称EECS、ECE）
四、电路都有哪些作用？
计算机系统
应用 领域
相互融合的信息系统 (无处不在的IT产业)
*：指各类信号处理课程，包括某些专业的专门课程（如生物医学工程、核电子学等）。
六、电路分析与电路综合
电路分析(analysis)
电路理论（电路原理） 电路综合(synthesis)
实际电路
电路模型 电路综合
分析
电路分析
结果
求解方程 （代数、常微分、偏微分）
七、如何看待电路
电阻电路
根据负荷性质 动态电路 暂态分析 根据感兴趣的时段 稳态分析 直流电路 根据电源性质 交流电路
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1.2
一、 电流 （current）
电流和电压
带电质点有规律的运动形成电流。 电流的大小用电流强度表示。
电流强度：单位时间内通过导体横截面的电量。
Δq dq i ( t ) = lim Δt 0 Δt dt
dWAB uAB dq
单位名称： 伏[特] 符号：V
A
B
（Volt，伏特；1745 – 1827，Italian）
电压（降）的参考方向：
+
实际方向
–
–
实际方向
+
参考方向
参考方向
+
U
实际方向
–
+ –
U
实际方向
–
+
–
+
U> 0
U<0
例
A 10V
U1 2
10
电路中电压UAB=10V，方向 从A指向B（实际方向）。
二、为什么要学习电路？ • 从学术的观点来看 – 电路是电气工程（electrical engineering）的基础。 – 电路是计算机科学（computer science）的基础。 • 从实际情况来看 – 电路原理是许多高级课程的先修课程。 – 熟练掌握电路原理对现实生活有帮助。
三、什么是电气工程？
• 处理能量 – 电能的产生、传输、分配…… • 处理信号 – 电信号的获得、变换、放大……
五、电路原理的后续课程
电路原理
公共 基础
信号与系统 模拟电子线路 数字电子线路
电力电子技术
通信电路
微电子技术
(关注大功率)
(关注高频段)
(集成芯片设计)
专门 技术
电力系统 控制系统 通信系统 信号处理系统* (能量传输与处理) (信号反馈与处理) (信号传输与处理)
b 仍设c点为电位参考点， c=0 Uac = a ， Udc = d
d
c
Uad= a–d
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的 电位差（potential difference）。
例 a
已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V
(1) 以a点为参考点， a =0
Uab= a– b