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第1章-电路及其分析方法(4)11PPT课件

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电工学简明教程第三版整套教学课件

电工学简明教程第三版整套教学课件
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电
路元器件按一定方式组合而成的。
1．电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 变压器
(2)实现信号的传递与处理
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
负载
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工 作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
1.2 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电路起，不在同一作定用条的件元下件常或忽器 件略所实组际成部，件如的发次电要机因、素变而突压出器其、主电要动电机磁、性电质池，、把电它阻看器 等成，理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。
I
例如：图中若 I = 3 A，则表明电
+
流的实 际方向与参 考方向相同 ；反之，
E–
若 I = –3 A，则表明电流的实际方与参
R 考方向相反 。
R0
在电路图中所标电压、电流、电动
电工学简明教程第三版
第1章 电路及其分析方法
第 1 章 电路及其分析方法
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 电源的两种模型及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析

电路分析第1章ppt

电路分析第1章ppt
信号处理
在电子工程中，电路分析也广泛应用于信号处理领域，如 滤波器设计、频谱分析等，以实现对信号的有效处理和控 制。
在电力工程中的应用
电力系统分析
电路分析在电力工程中用于分析电力系统的运行状态，如电压、电 流和功率等参数，以确保电力系统的稳定性和可靠性。
电机与电器设计
电机与电器是电力系统中重要的设备，电路分析可以帮助设计者更 好地理解和优化电机与电器的性能，提高其效率和可靠性。
等问题。
数字电路
数字电路是通信系统中不可或 缺的一部分，电路分析有助于 设计和优化数字电路的性能。
电路分析在通信工程中的实际应用案例
滤波器设计
通过电路分析的方法，工程师可以设计出性能优越的滤波器，用 于提取或抑制特定频率的信号。
阻抗匹配
在无线通信中，阻抗匹配是非常重要的，利用电路分析可以找到最 佳的匹配方案，提高信号传输效率。
电路分析的历史与发展
历史回顾
电路分析起源于19世纪初的电学研 究，随着电子技术和计算机技术的不 断发展，电路分析的理论和方法不断 完善。
发展趋势
随着人工智能、物联网、新能源等领 域的快速发展，电路分析将面临新的 挑战和机遇，未来的研究将更加注重 跨学科交叉融合和实际应用。
02 电路的基本元件
电阻
04 电路的分析方法
支路电流法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未 知的电流。
详细描述
支路电流法是一种基于基尔霍夫定律 的电路分析方法，通过设定未知的支 路电流作为独立变量，根据电路中电 源和电阻的关系列出独立方程，求解 未知的电流。
节点电压法
总结词
通过已知的电源和电阻关系，求解未知的电压。
05 电路分析的应用

大学电子电工完整课件第1章电路分析方法

大学电子电工完整课件第1章电路分析方法
电路分析的重要性
在电子工程领域，电路分析是基础且核心的技能，对于理解 电子设备的工作原理、预测其性能以及优化设计至关重要。
电路分析的方法
常用的电路分析方法包括欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南 定理、诺顿定理等。
电路分析的基本概念
电流
电荷在导体中的流动形成电流， 其方向由正电荷的运动方向决定
。
电压
电场中电位差，表示电能的推动 力，其方向由高电位指向低电位
大学电子电工完整课件第1章电路分析方
法
$number {01}
目录
• 电路分析导论 • 电路分析方法 • 电路分析的实践应用 • 电路分析的实验与仿真 • 电路分析的习题与解答
01
电路分析导论
电路分析概述
1 2
3
电路分析的定义
电路分析是对电路进行建模、分析和优化的过程，目的是理 解电路的工作原理，预测其性能，并优化其设计。
的电路。
电路分析方法 支路电流法
总结词
通过已知的回路电流求解其他未知回路电流的方法
详细描述
回路电流法是一种基于基尔霍夫定律的电路分析方法，通过已知的回路电流和 回路电压，求解其他未知回路电流。该方法适用于具有多个回路的电路。
03
电路分析的实践应用
电路分析在电子技术中的应用
模拟电路分析
模拟电路分析是电子技术中非常重要的一环，它涉及到放大 器、滤波器、振荡器等电路的分析和设计。通过电路分析， 可以确定电路的性能参数，优化电路设计，提高电子设备的 性能。
数字电路分析
数字电路分析主要针对数字逻辑门、触发器等数字逻辑元件 的电路进行分析。通过电路分析，可以理解数字逻辑元件的 工作原理和特性，优化数字电路的设计，提高数字电子设备 的可靠性和稳定性。

电路课件第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系

电路课件第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系

电压源与电流源的等效变换
总结词
电压源和电流源是电路中的两种基本元件，它们可以通过一定的等效变换相互转换。
详细描述在一定条件下，一个源自压源可以等效转换为电流源，反之亦然。这种等效变换对于简化电路分析非常有用，尤其 是在处理含有电源元件的复杂电路时。通过等效变换，可以将电路中的元件进行简化，从而更容易地求解电路中 的电压和电流。
欧姆定律
总结词
欧姆定律是集总参数电路中电压和电流的基 本关系，它指出在纯电阻电路中，电压和电 流成正比，电阻是它们比例的倒数。
详细描述
欧姆定律是电路分析的基本定律之一，它适 用于集总参数电路中的纯电阻元件。根据该 定律，在纯电阻电路中，电压和电流成正比 ，电阻是它们比例的倒数。也就是说，当电 压增加时，电流也会相应增加，反之亦然。 这一原理不仅适用于直流电路，也适用于交 流电路。
电路ppt课件第1章集 总参数电路中电压、电
流的约束关系
CONTENTS 目录
• 集总参数电路的概述 • 电压的约束关系 • 电流的约束关系 • 电路分析方法 • 实际应用案例
CHAPTER 01
集总参数电路的概述
定义与特点
定义
集总参数电路是指在实际电路中 ，凡具有两个或两个以上端点的 电路元称为元件，而不论这些元 件的大小、长短和形状如何。
电路的基本定律
欧姆定律
流过电阻元件的电流与电阻元件两端 的电压成正比，与电阻成反比。
诺顿定理
任何有源二端线性网络都可以等效为 一个理想电流源和一个电阻的串联。
基尔霍夫定律
在集总参数电路中，流入节点的电流 之和等于流出节点的电流之和，即 KCL定律；在任意回路上，电压降等 于电压升，即KVL定律。
戴维南定理

电路理论及分析方法PPT课件

电路理论及分析方法PPT课件

解决方法
(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
可编辑课件
8
三 规定正方向的情况下欧姆定律的写法(1.1.5)
向相反，此部分电路发出电功率，为电源。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质，
或是电源，或是负载。
可编辑课件
14
五 电路元件(1.1.2)
(一) 无源元件
1. 电阻 R （常用单位：、k、M ）
阻线
i
性
uR 电
非 线 性 电 阻
i u
i u
伏 可- 编安辑课特件 性
R =ui = const
输出电流 I 可变 ----变
端电压Uab 可变 -----
化
I 的大小、方向均
量
由外电路决定
Uab 的大小、方向 均由外电路决定
可编辑课件
21
六 两种电源模型的等效互换(1.3.2)
RS
+
U -
Ia
＋
Uab
b
I' a
＋
IS
RS'
Uab'
b
等效互换的条件：当接有同样的负载时， 对外的电压电流相等。
I
＋
U
R
I与U的方向一致
U = IR
I
U
＋
I与U的方向相反
R
U = – IR
可编辑课件
9
四 规定正方向的情况下电功率的写法(1.1.6)

电路分析基础完整ppt课件

电路分析基础完整ppt课件

可否短路？
恒压源特性中不变的是：__ __U_S________
恒压源特性中变化的是：_____I________
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 _大__小____ 的变化，
或者是__方__向___ 的变化。
22.04.2020
.
24
电工基础教学部
电路的基本分析方法。
22.04.2020
.
电工基础教学部
4
目录
电工电子技术
1.1 电路元件
1.1.1 电路及电路模型
电路——电流流通的路径。
1.电路的组成和作用
电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能 量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信号 的有机整体。
①电路的组成：
电源 信号源
中间环节
目录
电工电子技术
②理想电流源（恒流源): RO= 时的电流源.
Ia
Uab
外
Is
U RL
特
I性
b
o
IS
特点：（1）输出电流 I 不变，即 I IS （2）输出电压U由外电路决定。
22.04.2020
.
电工基础教学部
25
目录
电工电子技术
（3）恒流源的电流 IS为 零时，恒流源视为开路。
IS=0
（4）与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。
E
+ _
R2
Is
a
R1 b
Is
a R1
b
例 设: IS=1 A
则: R=1 时， U =1 V Is R=10 时， U =10 V
I UR

电路及分析方法PPT课件

电路及分析方法PPT课件

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。

电路分析第1章 电路的基本概念与理论 89页PPT文档

电路分析第1章 电路的基本概念与理论 89页PPT文档

a 水流
b
水塔
重力场
图1-6 水流与电流的类比
a
电场 电 流
b
1.2 电流、电位和电压
1.2.2 电位与电压
电压，也称为电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势 不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作 用从a点移动到b点所做的功，或者是a点与b点的电位差。
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向（电压降），即有
负载/元器件
a I /i
b
(b) 非关联方向
图1-7 电压与电流的关联方向
1.3 直流电和交流电
1.3.1 直流电
把方向和大小都不随时间变化的电流或电压称为“直流电”，用字符 “DC-Direct Current”表示。
I /U 10
I /U 10
0
t
(a)直流电流/电压
0
t
(b)脉动电流/电压
图1-8 直流电与脉动电示意图
6.根据元件特性的不同，分为线性电路与非线性电路。
1.1电路
1.1.2 电路的分类
综上所述，尽管各种电路的构成不尽相同，功能千差万别，但有三个主 要角色——电阻、电感和电容却是每个电路不可或缺的组成部件。对由 它们构成的电路的研究，是分析其它电路的前提和基础，因此，“电路 分析”课程的主要内容就是介绍由基本电路元件电阻、电感和电容构成 的线性电路的分析方法。
1.4 电阻、电感、电容及其模型
1.4.1 电阻器及其模型
电阻在电路中主要用于： 限流、分压、分流、阻抗变换、电流信号和电压信号的相互转换等。
无论是在直流电路还是交流电路中，当电流流过电阻时，电阻都会通 过发热的形式消耗电能，因此，它也是一个耗能元件，

电路分析基础教学PPT

电路分析基础教学PPT

课间休息
1-3 支路电流法
支路电流法是以基尔霍夫定律为基础的、用 于分析复杂电路的一种有效方法。
❖ 列方程时，必须先在电路图标出电流的参考方向， 这个方向是任意的。
❖ 求解过程 (1) 应用KCL，列出结点电流方程,n个结点列 n-1个方程； (2) 应用KVL，列出回路电压方程。
❖ 注意 在列回路电压方程时，选用单孔回路，这样才能
供给外电路的端电压保持为
电动势E不变，该电源称为
理想电压源。
理想电压源提供的电压没有 内部损耗。
R0I
U
I
1-1 电路的基本概念
2、开路 开路即是将电路断开。 电路电流为0，I=0 负载电压为0，U=0
S I=0
R0
U0
E
RU
电源端电压依然存在，并且U=E-R0I=E，该
电压称为开路电压，用U0表示，即U0=E。
第1章 电路分析基础
概述 本章所讲述的电路分析知识对后续直
流电路、交流电路、电机电路和电子电路 都具有实用意义，请务必充分重视。
第1章 电路分析基础
1-1 电路的基本概念
一、电路的组成
电路是电流的通路。是为了某种需要由某些电 工设备或元件按一定方式组合起来的。 根据电流性质分类
➢ 直流电路 ➢ 交流电路
位高10V。
b-
❖ 电位是一个相对概念，单纯的电位没有意义。 必须选取一个参考点，才能谈及电位。
❖参考点可任意选取，被选取的参考点是被作为 一个标准，这个参考点的电位称为参考电位，通 常设为零。
❖参考点在电路图中标以“接地”符号，但并不 是真正意义上的接地。
作业： P10：思考题1-2-2、1-2-3
1-1 电路的基本概念
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R2= 5， R4= 8， R5=14，E1= 8V， E2= 5V， IS= 3A。
E1 + –
R3 IS R5
R2 + –E2
解：(1)求U0
I3
=
E1 R1 +
R3
=2A
U0 = I3 R3 –E2 + IS R2
R1 +
E1 –
A U0 B +–
R3 I3 IS
R5
R2 + –E2
=14V
解：
2. 求R0 A+
10
5
+
9V 3A 10 –
–B 10
5
R0 = RAB =2×(10//5) =20/3
3. 求UAB 0.5A
+
–
A+ – 13V
20/3 B
UAB=13+ 0.5×20/3 =16.33V
例外情况：求某些二端网络的等效内阻时，用串、 并联的方法则不行。如下图：
R1
R2
R6+ _
+ 20V–
a 10A 4 5A 4
a
4
4
b
b
(1)
a 15A 2
b (2)
a
2 +
30V
–
b
(3)
1.10 戴维宁定理
例
a
求：I
RL
有源
二端
RL
网络
I
用电压源模型(电动势与电阻串联的电路b)等效 代替称为戴维宁定理。
用电流源模型(电流源与电阻并联的电路)等效 代替称为诺顿定理。
戴维宁定理
任意线性有源二端网络 N，可以用一个恒压源与电阻串联
A
10 10
3A
5
+
9V
–
B 10
5
解：1 求开路电压UOC
A+
–B
10
5
10
+
9V
5
3A 10 –
A + I1
5
10
+
+ 9V 30V –
–
I2 – B 10
5
15 I1+9 –30=0 I1=1.4A
15 I2+9=0
I2= – 0.6A
UOC = UAB =1.4×5+10 ×0.6=13V
+a
E 12 I1 R1 R2 5 5 A 1.2A
I1 I2
U0
E
12
I2 R3 R4 10 5 A 0.8A
–b
+E–
E' = Uo = I1 R2 – I2 R4 = 1.2 5V–0.8 5 V = 2V
解: +E–
+ a (2) 求等效电源的内阻 R0 a
U0
–b
由这一点到参考点的电压
+ E1–
I3
R3
– 记为“VX” 。
E2 电路的参考点
+
可以任意选取
d
通常认为参考点的电位为零
若以d为参考点，则: Va = E1 Vb = I3 R3 Vc = – E2
1.11 电路中电位的计算
a
R1 b R2 c
a R1 b R2 c
+ E1–
I3
R3
– E2 +E1 +
R0= 6
(3)求U
U=30V
6
+ 6V –
6 +
42V –
6A +
U0CR0 2A –
b a
+ 15 U
–
b
例3
IG G
RG
+E – 已知：R1=5 、 R2=5
R3=10 、 R4=5 E=12V、RG=10 试用戴维宁定理求检流计 中的电流IG。
a
IG G RG
b +–
E
有源二端网络
解: (1) 求开路电压U0
R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。
a
a
E1
+ –
E2
R1
R3 R2
I3
R1
R2 R0
b
b
解：(2) 求等效电源的内阻R0
除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）
所以，R0
R1 R2 R1 R2
2
例1 电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，
R3=13 ，试用戴a维宁定理求电流I3。a
R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。
a
a
E1
+ –
+ E2–
R3
R1
R2
I3
R0 +
E_
R3 I3
b 有源二端网络
b 等效电源
注意：“等效”是指对端口外等效
例1 电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，
R3=13 ，试用戴维宁定理求电流I3。
a
E1
+ –
+ E2–
R3
R1
R2
1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算
1.10 戴维宁定理
二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路相 联，则该电路称为“二端网络”。
无源二端网络：二端网络中没有电源。
a
+
R4
E
R1 R2
IS
– R3
b 无源二端网络
有源二端网络
例：用电源等效将下面的二端网络等效为电压源
模型。
解：
40V+ –
I R4
(2)求R0 R0 =(R1// R3)+ R5+ R2
R1 E1 +
=20
–
R3 IS R5
(3)求I E
I = R0 + R4 = 0.5A
A
R1
R0
+ E1
–
U0=RE3
+ –
R0 B I
IS
R5
R2 + –E2
A
R4
R2 +
B –E2
例5 用戴维南定理求图中A、B两点的电压UAB。 0.5A
R0 R4
b
所以，R0
R1 R2 R1 R2
R3 R4 R3 R4
5.8
+– E
a
IG G RG
a
R0 +
RG
IG
E' _
b
b
解：(3) 求检流计中的电流 IG
IG
E R0 RG
2 5 .8 10
A
0.126
A
例4 求图示电路 中的电流I。
I R4
已知R1 = R3 = 2， R1
I3
E1
+ –
R1
+ E2– I
a +
R2
U0 –
b
b
解：(1) 断开待求支路求等效电源的电动势 E
I E1 E2 40 20 A 2.5 A R1 R2 4 4
E = U0= E2 + I R2 = 20V +2.5 4 V= 30V
例1 电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，
U
R3
R4
A
R1 I5 C
R5
R2 R6
D
R0
R3
R4
B
如何求R0？Βιβλιοθήκη 推荐: 加压求流法加压求流法 步骤：有源网络
无源网络 外加电压 U
求电流 I
有源 网络
I
则：
无源
网络
U R0 U I
R1 C
R3
A
I
R2
R6
D U R0
R4 B
R0 U I
1.11 电路中电位的计算
a
R1 b R2 c 电路中某一点的电位是指
E1
+ –
+ E2–
R3
I1 R1 I2 R2
I3
R0 +
E_
R3 I3
b
b
解：(3) 画出等效电路求电流I3
E
30
I3 R0 R3 2 13 A 2 A
例2
用戴维宁定理计算图示电路中电压U。
a
a
6
6A +
15 U
+
–
6V
2A
–
b
解：(1)求U0C U0C = 6×6+ 6 =42V
(2)求R0
的支路等效代替。其中恒压源的电动势等于有源二端网络
的开路电压，串联电阻等于有源二端网络所有独立源都不
作用时由端钮看进去的等效电阻。
aI
N
aI
线性 +
有源 二端
U
网络
–
RL
R0
+
+
U
RL
E –
–
N
b
b
a
a 除去独立源：
N
+
–
E
=UO
N0
b
R0 恒压源短路
b
恒流源开路
例1 电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，