电路分析重点内容 (1)
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第一章电路分析的基本概念和定理(主要知识点)1.电路理论主要研究电路的基本规律和分析方法,包括电路分析和电路综合二个内容电路分析:指在给定电路结构和元件参数的条件下,求解电路在特定激励下的响应电路综合:在给定电路技术指标的情况下,设计出电路并确定元件参数。
2.实际电路的基本功能概括为两种:(1)实现电能的产生,传输,分配,和转换,如电力系统(2)实现电信号的处理,如语音信号,图像信号和控制信号等。
3.实际电路通常由电源,负载和中间环节三部分组成。
4.关联参考方向:指电压和电流的参考方向一致。
即电流的参考方向是从电压的“+”端流入,“-”端流出。
5.元件的功率:当电压电流取关联参考方向时,P(t)=U(t)×I(t),当P>0,元件吸收功率(或消耗功率),反之,P<0,元件发出功率(或产生功率)6.对一个完整的电路来说,任一时刻电路中各元件吸收的功率总和应等于发出的功率总和,或者说总功率的代数和为零,即必须遵守功率守恒定律。
7.电阻元件:任一时刻,如果一个二端元件电压U与电流I的关系可以用U-I平面上的唯一一条曲线确定,则称该元件为电阻。
电容元件:任一时刻,如果一个二端元件电荷Q与电压U的关系可以用U-Q平面上的一条曲线确定,则称该二端元件为电容元件。
电感元件:任一时刻,如果一个二端元件磁通链(磁链)与电流的关系可以用i-φ平面上的一条曲线确定,则称二端该元件为电感元件。
8.理想电压源:其端电压与流过的电流无关,不受外电路影响。
电压源可以开路(电流I=0),理想电压源不允许短路。
9.理想电流源:其电流与端电压无关,不×受外电路影响。
电流源可以短路(电流U=0),理想电流源不允许开路。
10.受控电源:受控电源是一种非独立电源,受控源不是激励。
11.电路分析遵循两类约束:元件约束和拓扑约束元件约束:由元件的特性,即元件的电压,电流关系形成的约束。
如欧姆定律拓扑约束:由元件在电路中的连接关系形成的约束,由基尔霍夫电流定律和电压定律体现。
第1篇一、实验背景电路分析是电子技术领域的基础课程,通过对电路的基本原理和特性的研究,培养学生的电路分析和设计能力。
本次实验旨在通过实际操作,加深对电路分析理论的理解,提高电路实验技能。
二、实验目的1. 掌握电路分析方法,包括电路等效变换、电路分析方法、电路特性分析等;2. 学会使用常用电子仪器,如万用表、示波器等;3. 提高电路实验技能,培养严谨的科学态度和团队合作精神。
三、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 电路基本元件的测试与识别;2. 电路等效变换与简化;3. 电路分析方法的应用;4. 电路特性分析;5. 电路实验技能训练。
四、实验步骤1. 实验前准备:熟悉实验原理、步骤,准备好实验器材;2. 测试电路基本元件:使用万用表测试电阻、电容、电感等元件的参数;3. 电路等效变换与简化:根据电路图,运用等效变换和简化方法,将复杂电路转换为简单电路;4. 电路分析方法的应用:根据电路分析方法,分析电路的输入输出关系、电路特性等;5. 电路特性分析:通过实验,观察电路在不同条件下的工作状态,分析电路特性;6. 实验数据记录与分析:记录实验数据,分析实验结果,总结实验经验。
五、实验结果与分析1. 电路基本元件测试:通过测试,掌握了电阻、电容、电感等元件的参数,为后续电路分析奠定了基础;2. 电路等效变换与简化:成功地将复杂电路转换为简单电路,提高了电路分析的效率;3. 电路分析方法的应用:运用电路分析方法,分析了电路的输入输出关系、电路特性等,加深了对电路理论的理解;4. 电路特性分析:通过实验,观察了电路在不同条件下的工作状态,分析了电路特性,为电路设计提供了参考;5. 电路实验技能训练:通过实际操作,提高了电路实验技能,为今后的学习和工作打下了基础。
六、实验总结1. 本次实验加深了对电路分析理论的理解,提高了电路实验技能;2. 通过实验,学会了使用常用电子仪器,为今后的学习和工作打下了基础;3. 培养了严谨的科学态度和团队合作精神,提高了自身综合素质;4. 发现了自身在电路分析方面的不足,为今后的学习指明了方向。
直流电路、动态电路、交流电路(含耦合电感、变压器)三个部分。
第一部分直流电路一、复习内容1.电压、电位、电流及参考方向、电功率:UI P =P.5(1)U 、I 参考方向关联:⎩⎨⎧<>=)(00提供实发实吸吸UIP (2)U 、I 参考方向非关联:⎩⎨⎧<>-=)(00提供实发实吸吸UIP 2.欧姆定律:(1)U 、I 参考方向关联:RI U =;(2)U 、I 参考方向非关联:RI U -=3.电压源、电流源及各自特性4.无源和有源二端网络的等效变换(最简等效电路)5.基尔霍夫定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0ii U KVLI KCL6.两种实际电源的等效变换:P.49(1)有伴电压源等效变换成有伴电流源;(2)有伴电流源等效变换成有伴电压源。
注意:任何支路或元件与电压源并联,对外电路而言,总可等效为电压源;任何支路或元件与电流源串联,对外电路而言,总可等效为电流源;理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
P.487.支路电流法:1-n 个节点电流(KCL )方程,1+-n b 个回路电压(KVL )方程。
8.网孔电流法:P.98(1)当支路有电流源时的处理,P.99例3-6;(2)当支路有受控源时的处理,P.99例3-7,要列补充方程。
9.节点电压法:P.105(1)只含一个独立节点的节点电压方程:弥尔曼定理。
P.107图3-21;(2)含独立无伴电压源的处理:P.107例3-13;(3)含受控源的处理:P.108例3-14;(4)利用节点电压法求解运算放大电路:P.111例3-17。
10.叠加定理:P.115。
(1)电压源s U 不作用,短路之;(2)电流源s I 不作用,开路之;(3)线性电路中的电压、电流响应可以表为激励的线性组合。
11.戴维南定理:oc U ,开路电压;i R,除源后等效电阻。
I12.最大功率传递定理:当L i R R =时,max 4ociP R =13.运算放大器:利用虚短路、虚断路(虚开路),KCL ;利用节点电压法,注意不得对输出点列写方程。
电路原理电路分析电路是电子技术中的基础概念,广泛应用于各个领域。
电路原理和电路分析是电子工程师必备的基本知识,它们可以帮助我们理解电路的工作原理和性能表现,进而设计和优化电路。
一、电路原理电路原理是研究电流、电压和电阻等基本概念以及它们之间的关系的学科。
在电路原理中,我们需要了解以下几个重要概念:1. 电压:指电路中两点之间存在的电位差,用符号"V"表示,单位是伏特(V)。
2. 电流:指电荷在单位时间内通过导体的数量,用符号"I"表示,单位是安培(A)。
3. 电阻:指电路中对电流流动的阻碍程度,用符号"R"表示,单位是欧姆(Ω)。
基于这些概念,我们可以通过欧姆定律来描述电路中电压、电流和电阻之间的关系:U = I * R。
其中,U代表电压,I代表电流,R代表电阻。
电路原理的研究还包括了电流的方向、电路中的电源、开关等内容。
通过学习电路原理,我们可以深入理解电路的特性和性能。
二、电路分析电路分析是通过建立电路模型和应用各种分析方法来研究电路的性能和行为。
在进行电路分析时,我们需要掌握以下几个重要的分析方法:1. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律包括了电流定律和电压定律。
电流定律指出,在任意一个节点上,流入该节点的电流等于流出该节点的电流的代数和。
电压定律指出,沿着闭合回路的电压总和等于零。
2. 罗尔定理:罗尔定理可以帮助我们分析复杂的电路中的电流和电压关系。
这个定理是基于电流的连续性维持的基础上,通过解线性方程组来求解电路中的未知电流和电压。
3. 戴维南定理:戴维南定理可以将复杂的电路分解为更简单的几个小电路,从而进行更容易的分析。
戴维南定理利用超节点或超网分析法,将电路通过源合并和分解电压源等方法拆解成简单的等效电路。
通过以上的分析方法,我们可以计算和预测电路各个节点的电压和电流分布,从而指导我们的电路设计和优化。
三、示例分析为了更好地理解电路分析的应用,让我们来看一个简单的示例。
教案授课题目(章、节)第1章电路模型和电路定律1-1 电路及电路模型;1-2电流、电压的参考方向;1-3电功率和能量授课方式理论课授课时间学时 2教学目标掌握集总参数电路模型、电压和电流参考方向及关联参考方向等概念。
深刻理解电压、电流、功率、能量等物理量的意义相互之间的关系。
教学方法重点和难点重点:1.电路与电路模型;2.电流和电压的参考方向;3.吸收功率与输出功率难点:1.电流和电压的参考方向;2.关联参考方向;3.吸收功率与输出功率的判断教学内容1.课程介绍:(1)电路分析基础课的地位与作用;(2)课程性质特点,学习方法2.授课内容与学时分配:理论(48学时)3.考核项目:考勤、作业、考试4.考核方式:平时成绩(30分),考试成绩(70分)第一章电路模型和电路定律§1-1 电路和电路模型一、实际电路1.定义:为了某种需要,由电路部件(例如:电阻器、蓄电池等)和电路器件(例如:晶体管、集成电路等)相互连接而成的电流通路装置。
2.实际电路举例3.实际电路的主要作用:(1)电能的传输、分配与转换(2)传递和处理信号教学内容4.基本概念:(1)激励:电源或信号源产生的电压或电流,也称为输入。
(2)响应:由激励在电路各部分产生的电压和电流,也称为输出。
(3)电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电路激励和响应之间的关系。
(4)电路理论:研究电路中发生的电磁现象,并用电流、电荷、电压、磁通等物理量描述其过程。
注意:电路理论主要是计算电路中各部件、器件的端子电流和端子间的电压,一般不涉及内部发生的物理过程。
本书讨论的电路不是实际电路,而是其电路模型。
(因为实际电路形式多样而且复杂,为了便于分析和计算常把实际电路抽象成电路模型)二、电路模型1.概念:实际电路的电路模型是由理想电路元件相互连接而成的电路。
2.理想电路元件:有某种确定的电磁性能的假想元件,具有精确的数学定义。
3.5种理想电路元件主要有:(1)电阻元件R:表示消耗电能的元件。
第一章电路分析的基本概念和定理(主要知识点)1.电路理论主要研究电路的基本规律和分析方法,包括电路分析和电路综合二个内容电路分析:指在给定电路结构和元件参数的条件下,求解电路在特定激励下的响应电路综合:在给定电路技术指标的情况下,设计出电路并确定元件参数。
2.实际电路的基本功能概括为两种:(1)实现电能的产生,传输,分配,和转换,如电力系统(2)实现电信号的处理,如语音信号,图像信号和控制信号等。
3.实际电路通常由电源,负载和中间环节三部分组成。
4.关联参考方向:指电压和电流的参考方向一致。
即电流的参考方向是从电压的“+”端流入,“-”端流出。
5.元件的功率:当电压电流取关联参考方向时,P(t)=U(t)×I(t),当P>0,元件吸收功率(或消耗功率),反之,P<0,元件发出功率(或产生功率)6.对一个完整的电路来说,任一时刻电路中各元件吸收的功率总和应等于发出的功率总和,或者说总功率的代数和为零,即必须遵守功率守恒定律。
7.电阻元件:任一时刻,如果一个二端元件电压U与电流I的关系可以用U-I平面上的唯一一条曲线确定,则称该元件为电阻。
电容元件:任一时刻,如果一个二端元件电荷Q与电压U的关系可以用U-Q平面上的一条曲线确定,则称该二端元件为电容元件。
电感元件:任一时刻,如果一个二端元件磁通链(磁链)与电流的关系可以用i-φ平面上的一条曲线确定,则称二端该元件为电感元件。
8.理想电压源:其端电压与流过的电流无关,不受外电路影响。
电压源可以开路(电流I=0),理想电压源不允许短路。
9.理想电流源:其电流与端电压无关,不×受外电路影响。
电流源可以短路(电流U=0),理想电流源不允许开路。
10.受控电源:受控电源是一种非独立电源,受控源不是激励。
11.电路分析遵循两类约束:元件约束和拓扑约束元件约束:由元件的特性,即元件的电压,电流关系形成的约束。
如欧姆定律拓扑约束:由元件在电路中的连接关系形成的约束,由基尔霍夫电流定律和电压定律体现。
12.基尔霍夫电流定律:在集总参数电路中,对于任一节点(或闭合曲面),在任一时刻流出该节点的支路电流的代数和恒等于零。
如果流出节点的电流取“+”,则流出节点的电流取“-”。
13.基尔霍夫电压定律:在集总参数电路中,沿任一回路,在任何时刻所有支路电压的代数和恒等于零。
在列写KVL方程时,各支路电压必须选定参考方向,还要选定列写方程的回路绕行方向,凡支路电压参考方向和绕行方向一致,取“+”,反之取“—”第二章电阻电路的等效变换(主要知识点)1.电路也称为网络,任何一个向外引出两个端子的电路称为二端电路(或二端网络),如二端网络满足从一个端子流入的电流等于从另一个端子流出的电流,则称为一端口网络。
2. 电阻的串联:(1)各个电阻顺序相连,每一个电阻流过同一个电流,这种连接方式称为电阻的串联。
(2)串联电路中:Req=(R1+R2+R3+R4+…….+Rn) (即等效电阻为N个电阻之和)电阻串联分压公式:Uk=(Rk÷Req)×U (即串联电路中各电阻上的电压与其阻值成正比3.电阻的并联:(1)各个电阻两端为同一个电压,这种连接方式称为电阻的并联。
(2)并联电路中:Req=1/Geq=1/(G1+G2+……+Gn)(即等效电导为N个电导之和,等效电阻为等效电导的倒数)(3)并联电路中:Ik=(Gk÷Geq)×I(I为总电流,Ik为第K支路的电流,Gk为第K支路的电阻Geq为总电导)(4)特殊的二个电阻R1于R2并联:Req=(R1×R2)÷(R1+R2)总电流为I,分流公式: I1=R2÷(R1+R2)×I,I2=R1÷(R1+R2)×I4.电阻的混联和У-△连接(1)对于混连电路,先判断电阻的连接方式,然后逐步用串并连规律化简电路。
(2)У-△连接:У连接三个电阻为R1,R2,R3;△连接三个电阻为R12,R23,R31У形电阻变△型电阻:R12=(R1*R2+R2*R3+R3*R1)/R3R23=(R1*R2+R2*R3+R3*R1)/R1R31=(R1*R2+R2*R3+R3*R1)/R2△形电阻变У型电阻:R1=(R31*R12)/(R12+R23+R31)R2=(R12*R23)/(R12+R23+R31)R3=(R23*R31)/(R12+R23+R31)当R1=R2=R3,У形电阻变△形电阻,R△=3RУ当R12=R23=R31,△形电阻变У形电阻,RУ=R△/35.理想电源的串联和并联(1)理想电压源的串联:Us=Us1+Us2+….+Usn Usk的参考方向与Us的参考方向一致取“+”,不一致取“—”(2)理想电压源的并联:必须满足大小相等,方向相同才可以并联,等效为其中任一个电压源。
理想电压源的并联任何元件(如电阻,电流源,任一条支路)等效为电压源。
(3)理想电流源的并联:Is=Is1+Is2+….+Isn Isk的参考方向与Is的参考方向一致取“+”,不一致取“—”(4)理想电流源的串联:必须满足大小相等,方向相同才可以串联,等效为其中任一个电压源。
理想电流源的串联任何元件(如电阻,电压源,任一条支路)等效为电流源。
(5)实际电源的两种模型及等效变换:实际电压源的模型用电压源与电阻的串联,其端口特性为:U=Us-R×I(式中:Us为电压源,R为电阻,I为端口电流)实际电流源的模型用电流源与电阻的并联,其端口特性为:I=Is-U÷R(式中:Is为电流源,R为电阻,U为端口电压)两种实际电源的等效变换: Us=R×Is Is=Us÷R(变换后电压源的极性要与电流源的电流方向一致,即Is从Us的“-”端指向“+”端)第三章电阻电路的一般分析(主要知识点)1.几个术语支路:通过同一个电流的路径称为支路(如几个电阻串联,电压源和电阻串联等)结点(节点):3条或3条以上的支路的连接点称为结点回路:电路中任一闭合路径称为回路。
(以下:电路均指:有B条支路,N个结点)2.支路电流法:以支路电流为未知量列写B个KCL和KVL方程的方法。
(1)选定各支路的电流参考方向(2)对(N-1)个独立结点,根据KCL列写电流方程(3)选定(B-N+1)个独立回路,指定回路绕行方向,根据KVL列写电压方程(4)求解联立方程,得到各支路电流3.回路电流法:以一组独立回路电流为变量,并对独立回路用KVL列出用回路电流表示的有关支路电压方程的方法。
(以三个独立回路为例,回路电流分别为I1,I2,I3 列写方程)R11×I1+R12×I2+R13×I3=Us11R21×I1+R22×I2+R23×I3=Us22R31×I1+R32×I2+R33×I3=Us33方程中: Rkk 为K回路的自电阻,它是K回路中所有电阻之和,恒取“+”;Rkj(k≠j)称为回路k和回路j的互电阻,它是回路K与回路J共有支路上所有电阻之和,如果所有回路电流的绕向相同,互电阻取“-”;Uskk是K回路中所有电压源电压的代数和,与回路电流方向相反的电压源取“+”,反之取“—”回路电流法的注意事项:(1)受控电源的控制量不论是电压或电流,都用回路电流表示(2)受控电压源看作独立电压源,直接参与列写方程(3)有伴的受控电流源等效变换为受控电压源(4)无伴的受控电流源,增加电压作为未知变量,并增加一个方程4.结点电压法:以结点电压为变量,对独立结点用KCL列写用结点电压表示支路电流方程的方法。
(以三个独立结点电压为例,结点电压分别为Un1,Un2,Un3 列写方程)G11×Un1+G12×Un2+G13×Un3=Is11G21×Un1+G22×Un2+G23×Un3=Is22G31×Un1+G32×Un2+G33×Un3=Is33方程中: Gkk 为K结点的自电导,它是连接到结点K所有电导之和,恒取“+”;Gkj(k≠j)称为结点k和结点j的互电导,它是结点K与结点J共有支路上电导之和,恒取“-”;Iskk是流入结点K的电流源电流的代数和,流入结点的取“+”,流出的取“—”结点电压法的注意事项:(1)受控电源的控制量不论是电压或电流,都用结点电压表示(2)受控电流源看作独立电流源,直接参与列写方程(3)有伴的受控电压源等效变换为受控电流源(4)无伴的受控电压源,增加电流作为未知变量,并增加一个方程5.理想运算放大器特性:运放是一种高增益,高输入电阻和低输出电阻的多端电路元件。
它有二个输入端:反相输入端,同相输入端两条规则:(1)反相端和同相端的输入电流均为零(“虚断路”)(2)对于公共端,反相端和同相端的电压相等(“虚短”)第四章电路定理(主要知识点)1.叠加定理和齐性定理叠加定理:在线性电路中,任一支路的电压或电流都是电路中各独立电源单独作用时,在该支路所产生的电压或电流的叠加。
应用叠加定理注意几点:(1)叠加定理只适用于线性电路,不适用于非线性电路。
(2)叠加前要确定电流,电压的参考方向,叠加时参考方向不得改变。
(3)画分电路时,除不作用的电源外,电路的连接以及电路中所有变量和受控源都保留在原位。
电压源不作用时用短路代替,电流源不作用时用开路代替。
(4)功率不是电压电流的一次函数,不能直接用叠加定理计算。
齐性定理:在线性电路中,当所有的激励(电压源和电流源)都同时增大或缩小K倍时,响应(电压和电流)也同时增大或缩小K倍。
当电路中只有一个激励时,响应与激励成正比。
2.替代定理:在具有惟一解的电路中,若其中第K条支路的电压Uk和电流Ik已知,那么这条支路可以用一个Us=Uk的独立电压源,或用一个Is=Ik的独立电流源,或用R=Uk/Ik的电阻来替代,替代后的电路中的全部电压和电流均保持原值不变。
3.戴维宁定理和偌顿定理戴维宁定理:一个线性含源一端口网络Ns,对外电路来说,可以等效为一个电压源和内阻的串联组合。
该电压源的电压等于一端口网络的开路电压Uoc,电阻等于一端口内所有独立电源置零时的等效电阻(或输入电阻)Req。
计算Uoc时,将外电路断开,然后采用任意方法计算开路两端的电压;等效电阻是将一端口网络内独立电源置零后。
可以采用(1)当一端口网络内不含受控源时可用电阻的串并联和△-У互换的方法计算(2)当一端口网络内含受控源时可用外加电源法(3)采用开路电压比短路电流法。
偌顿定理:一个线性含源一端口网络Ns,对外电路来说,可以等效为一个电流源和内阻的并联组合。