电路分析基础学习指导
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电路分析⾃学指导书汇总第⼆章常⽤电路元器件⼀、集成运算放⼤器:集成运放的电路组成及符号集成运放的图形符号⼆. 理想运放的两个重要结论:三.反相⽐例运算放⼤器四.同相⽐例运算放⼤器U0=U i第三章常⽤电路分析法电流:单位时间内通过导体横截⾯的电荷量电压:单位正电荷q 从电路中⼀点移⾄另⼀点时电场⼒做功(W )的⼤⼩关联参考⽅向:元件或⽀路的u ,i 采⽤相同的参考⽅向称之为关联参考⽅向。
反之,称为⾮关联参考⽅向。
电功率:单位时间内电场⼒所做的功功率的单位:W (⽡) ((焦) (Joule ,焦⽿)电路吸收或发出功率的判断ui 取关联参考⽅向 P=ui 表⽰元件吸收的功率P >0 吸收正功率 (实际吸收) P <0 吸收负功率 (实际发出)tw p d d =tq i d d =1.在下图⽰电路中,发出功率的是()A 、电阻B 、电压源和电流源C 、电压源D 、电流源2下⾯所⽰电路中理想电流源的功率为 -60W1. 下⾯所⽰电路中理想电流源吸收的功率为 -15 W电路元件电阻元件:表⽰消耗电能的元件电感元件:表⽰产⽣磁场,储存磁场能量的元件1.在直流稳态时,电感元件上( C )A 、有电流,有电压B 、⽆电流,有电压C 、有电流,⽆电压D 、⽆电流,⽆电压2.如图在指定的电压u 和电流i 的正⽅向下,电感电压u 和电流i 的约束⽅程为( A ). (A )dt di 002.0- (B )dt di 002.0 (C )dt di 02.0- (D )dtdi 02.0电容元件:表⽰产⽣电场,储存电场能量的元件1.在直流稳态时,电容元件上( C )A 、有电流,有电压B 、有电流,⽆电压C 、⽆电流,有电压D 、⽆电流,⽆电压 2.电容电压C u 滞后其电流C i 的相位为 090 ⾓度电压源和电流源:表⽰将其它形式的能量转变成电能的元件。
理想电压源: 其两端电压总能保持定值或⼀定的时间函数,其值与流过它的电流 i ⽆关的元件叫理想电压源理想电流源:电流源的输出电流由电源本⾝决定,与外电路⽆关;与它两端电压⽅向、⼤⼩⽆关。
《电路分析教程(第3版)》学习指导与习题解析鲁纯熙郏晖何育(版权所有,盗取必究)2012内容提要本书是与《电路分析教程(第3版)》(燕庆明主编)配套的教学参考书。
内容包括以下各章的学习指导和习题解析:导论、基本概念、电阻电路的分析方法、电路定理与应用、动态电路的瞬态分析、正弦交流电路稳态分析、选频电路与谐振、双口网络分析、磁耦合电路分析、双口网络分析、非线性电路分析。
书中对教材各章的主要内容给出了归纳与学习指导,对典型例题进行分析,并对教材各章的习题进行详细解答。
本书对于教师备课、学生学习和考研都具有重要的参考价值。
目录第1章导论1.1 电气和电子科学与技术的发展1.2 学习电路课程的基本线索1.3 求解电路问题的五步法第2章基本概念2.1 重点学习指导2.1.1 电路的基本变量2.1.2 基本元件R、L、C的特性2.1.3 KCL、KVL和欧姆定律2.1.4 独立源和受控源2.1.5 等效电路的概念2.2 第2章习题解析第3章电阻电路的分析方法3.1 重点学习指导3.1.1 网孔分析法3.1.2 节点分析法3.2 第3章习题解析第4章电路定理与应用4.1 重点学习指导4.1.1 叠加定理的应用4.1.2 戴维宁定理的应用4.2 第4章习题解析第5章动态电路的瞬态分析5.1 重点学习指导5.2 第5章习题解析第6章正弦交流电路稳态分析6.1重点学习指导.6.2 第6章习题解析第7章磁耦合电路分析7.1 重点学习指导7.2 第7章习题解析第8章选频电路与谐振8.1 重点学习指导8.2 第8章习题解析第9章双口网络分析9.1 重点学习指导9.2 第9章习题解析第10章非线性电路分析10.1 重点学习指导10.2 第10章习题解析第1章导论1.1 电气和电子科学与技术的发展诵诗能使人心旷神怡,变得灵秀;读史能使人贯通古今,变得聪慧。
在电的领域中,远的不说,近200多年的发展历史,特别是近100年所取得的成果令人惊叹不已。
电路分析基础学习指导电路分析是电工学中的重要内容,它是研究电路中电流、电压和功率等不同元件之间的关系的学科。
电路分析的目的是为了通过分析电路中的各种元件和电源之间的电流和电压关系来解决不同的问题。
下面将为你提供电路分析基础的学习指导。
一、了解基本概念在学习电路分析之前,我们首先要了解一些基本概念。
例如,电流是电子在电路中流动的数量,单位是安培(A);电压是电子在电路中的电势差,单位是伏特(V);电阻是电流通过的阻力,单位是欧姆(Ω);功率是电路中消耗或提供的能量,单位是瓦特(W)等等。
二、学习基本电路元件了解各种基本电路元件如电阻、电容和电感等的特性是电路分析的基础。
学习电阻时要了解欧姆定律,即电流等于电压与电阻的比值;学习电容时要了解充电和放电的过程;学习电感时要了解自感和互感的概念。
三、学习基本电路定律掌握基本电路定律是进行电路分析的前提。
基本电路定律包括基尔霍夫定律和欧姆定律等。
基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律。
电流定律指出电路中任意节点处的电流总和为零;电压定律指出电路中回路上所有电压之和为零。
欧姆定律则是电流、电压和电阻之间的基本关系。
四、掌握基本电路分析方法学习电路分析的关键是掌握基本的电路分析方法。
常见的电路分析方法有节点电压法和支路电流法。
节点电压法是通过对电路中各个节点的电压进行分析来解决问题;支路电流法是通过对电路中各个支路的电流进行分析来解决问题。
其中,节点电压法对于复杂的电路更加适用,而支路电流法对于简单电路更加方便。
五、进行实践演练学习电路分析不能只停留在理论层面,还需要进行实践演练。
选择一些简单的电路进行分析,通过计算和实验来检验自己的分析结果。
在实践中,可以使用一些电路模拟软件来进行虚拟实验,如Multisim和PSPICE 等。
六、深入学习进阶知识一旦掌握了电路分析的基础知识和方法,就可以深入学习一些进阶知识。
例如,学习交流电路分析,了解如何分析电路中的电流和电压在不同频率下的变化;学习谐振电路的分析,了解电路在特定频率下的共振现象等等。
电路分析基础第3章指导与解答电路分析基础第3章指导与解答第3章单相正弦交流电路的基本知识前面两章所接触到的电量,都是大小和方向不随时间变化的稳恒直流电。
本章介绍的单相正弦交流电,其电量的大小和方向均随时间按正弦规律周期性变化, 是交流电中的一辭这里随不随时间麦花是交流电与直流电之间的本质区别-在日常生产和生活中,广泛使用的都是本章所介绍的正弦交流电,这是因为正弦交流电在传输、变换和控制上有着直流电不可替代的优点,单相正弦交流电路的基本知识则是分析和计算正弦交流电路的基础,深刻理解和掌握本章内容,十分有利于后面相量分析法的掌握。
本章的学习重点:正弦交流电路的基本概念;疋舷量頁答值的概念和定义,有效值与最大值学殳II籲I騎正弦交流电路中的伏安关3. 1正弦交流电路的基本概念(1学正弦量的三要素为瞬时值,正弦量的瞬时值表示形式一弦为振析正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称的正向最高点,也称为振幅。
正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力,因此引入有效值的概念:与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。
正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有褊定加薮量关系,即一向。
周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间;频率指正弦“量一秒钟内所变化的周数;角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数,周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题:正弦量随时间变化的快慢程度、、X、相位是正弦量随时间变化的电角度,是时尙的函数;、初相则是对应t=o时刻的相位,初相确定了正弦计时始的位置、正弦量的最大值要素,第一要素反映了正弦量的(或有效值)称为它的要素指岀了正弦量随时间变化的快慢程度;初相第一要素,第一要素反映了正弦量的作功能力;角频率(或频率、周期)为正弦量的第二要素,第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度;初相是正弦量的第三要素,瞎经确定了正弦量计时始的位置。
一个正弦量,只要明确了它的三要素,则这个正弦量就是唯一地、确定的。
电路分析基础学习指导一、主要内容提要1.RLC元件的VCR注:⑴ VCR采用非关联方向时,表达式要加“–”。
⑵三种元件电流与电压相位关系—电阻:vi同向;电感:i滞后v90°;电容:i超前v90°。
2.电源与受控电源⑴电压源与受控电压源VsVs VsR理想电压源说明:理想电压源的电流由外电路确定。
而实际电源的模型中R0为内阻,表示耗能,越小效果越好。
3.电流源与受控电流源:理想电流源说明:理想电流源的电压由外电路确定。
而实际电源的模型中R0为内阻,表示耗能,越大效果越好。
其中Rviis-=。
注:对受控源的处理,与独立源基本相同。
不同的是受控源的电流、电压会随控制量(电流或电压)变化而变化,而且在叠加定理与戴维南的分析中,受控源与独立源不相同。
4.耦合电感与变压器的VCR⑴耦合电感的VCR①VCR中自感与互感电压极性判断方法(课件)。
②耦合系数K=1为全耦合。
⑵理想变压器的VCR2tiMtiLudddd2111+=tiLtiMudddd2212+=tiMtiLudddd2111-=tiLtiMudddd2212+-=2111jj IMILUωω+=2212jj ILIMUωω+=2111jj IMILUωω-=2212jj ILIMUωω+-=2121defωLωLωMLLMk==+––12u221u nu=211i in=-––+2U+Un为变压器唯一参数——匝数比。
5.双口的VCR–''1V•2⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.3VHIHIVHIHV()⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=•••••221221)(.4IDCUIIVAV注:求各参数方程中的参数原则是“加自变量求因变量”,列写端口VCR整理成对应得参数方程形式可得对应参数。
但计算[A]参数例外。
5.KCL、KVL定律21211UnUII n=-=⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.2VyVyIVyVyI⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.1IZIZVIZIZV注:对于正弦稳态,取有效值时,∑=≠nk kI10;∑≠nk V 0例1 图中I =? I ≠I C +I R +I L ,22)(L C R I I I I -+=例2图中?1=•V 已知v 2=10√2cos(50t+30°)(V ),v 3=8√2sin50t(V)v - - ︒-∠+︒∠=+=•••9083010321V V V6.等效电路两电路等效指的是两电路VCR 等效.用一电路去等效另一个电路后对外电路无影响.用电路等效规律解题,是分析电路方法之一,有时可取得事半功倍的效果.下面列举常用等效电路.⑴ 电阻(阻抗)串联及分压公式(适用于正弦稳态):+–Rn11212;n kk k n k k nnR v v R R v iR R v i R R R R R R ======•++++++∑⑵电阻并联及分流公式:G nn 21G G G G +++=两电阻分流公式L )V (908),V (301032︒-∠=︒∠=••V V 不能取V 1=V 2+V 3mkk G G G G ii ++=21 -212121122121R R R R R R R R i i R R R i i +=+•=+•-=⑶电压源与电流源的等效互换+–VS I =V /R S S S注:互换后电流源与电压源之极性与方向之关系。
电路分析基础教案第一章:电路基本概念1.1 电流、电压和电阻学习目标:1. 了解电流、电压和电阻的概念及它们之间的关系。
2. 掌握欧姆定律的运用。
教学内容:1. 电流的概念及电流的表示方法。
2. 电压的概念及电压的表示方法。
3. 电阻的概念及电阻的表示方法。
4. 欧姆定律的内容及其应用。
教学活动:1. 引入电流、电压和电阻的概念,引导学生通过实际电路观察和体验。
2. 讲解欧姆定律,并引导学生进行相关计算练习。
作业与评估:1. 完成电流、电压和电阻的相关计算练习。
2. 设计一个简单的电路,测量电流、电压和电阻的值。
1.2 电路元件学习目标:1. 了解电路元件的种类及作用。
2. 学会使用电路元件进行电路搭建。
教学内容:1. 电路元件的分类及其特点。
2. 电路元件的符号及其表示方法。
3. 电路元件的实际应用。
教学活动:1. 介绍电路元件的种类及其作用,展示电路元件。
2. 讲解电路元件的符号及其表示方法。
3. 引导学生进行电路搭建,实际应用电路元件。
作业与评估:1. 识记电路元件的符号及其表示方法。
2. 完成电路搭建,观察电路元件的实际应用。
1.3 串联电路和并联电路学习目标:1. 了解串联电路和并联电路的特点。
2. 学会分析串联电路和并联电路的电压、电流关系。
教学内容:1. 串联电路的特点及其电压、电流关系。
2. 并联电路的特点及其电压、电流关系。
3. 串并联电路的判断方法。
教学活动:1. 讲解串联电路的特点及其电压、电流关系。
2. 讲解并联电路的特点及其电压、电流关系。
3. 引导学生进行串并联电路的判断练习。
作业与评估:1. 掌握串联电路和并联电路的特点及其电压、电流关系。
2. 进行串并联电路的判断练习。
1.4 简单电路的测量学习目标:1. 学会使用电压表、电流表进行电路测量。
2. 学会使用欧姆表测量电阻。
教学内容:1. 电压表、电流表的使用方法及其注意事项。
2. 欧姆表的使用方法及其注意事项。
3. 简单电路的测量方法。
第1章电路的基本概念及基本定律学习指导电路分析基础是高职、高专电类各专业的一门专业技术基础课程。
《电路分析基础》阐述了电路的基本概念、基本定理及其基本分析方法,是从事任何电类专业学习和工作的人员普遍要学习和掌握的、必不可少的知识。
本章介绍的内容是贯穿全书的基本理论基础,要求在学习中给予足够的重视。
本章的学习重点:●电路模型的概念和理想电路元件的概念;●电压、电流参考方向的概念及其与实际方向之间的联系,电功率的概念;●理想的无源元件、有源元件的概念;●基尔霍夫电流、电压定律的深刻理解和应用;●电路“等效”概念的建立及其电路“等效”的基本方法;●直流电路中电位的计算及其负载上获得最大功率的条件。
1.1 电路和电路模型(1)电路的组成和功能电路通常由电源、负载、中间环节三大部分组成。
电路分有两种类型:电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换;电子技术的电路功能是对电信号进行传递、变换、储存和处理。
(2)电路模型电路理论是建立在一种科学的抽象——“电路模型”的概念和基础上进行阐述的。
所谓电路模型,实际上是由一些理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路图。
对工程实际问题进行分析和研究时,我们往往在一个实际电路给定的情况下,首先对该电路进行模型化处理,并使模型电路的性状和实际电路的性状基本相同或十分逼近,然后借助于这种理想化的电路模型,对实际电路的问题进行分析和研究。
利用电路模型分析和研究实际电路是一种科学的思维方法,也是工程技术人员应具备的业务素质之一。
(3)理想电路元件理想电路元件是电路模型中不可再分割的基本构造单元并具有精确的数学定义。
理想电路元件也是一种科学的抽象,可以用来表征实际电路中的各种电磁性质。
例如“电阻元件”表征了电路中消耗电能的电磁特性;“电感元件”表征了电路中储存磁场能量的电磁特性;“电容”元件则表征了电路中储存电场能量的电磁特性。
实际电路中的实体部件上发生的电磁现象往往是复杂的、多元的,如电阻器、电炉等设备,它们除了具有消耗电能的特性外,还有磁场和电场方面的特性,分析时若把它们的全部电磁特性都表征出来既有困难也不必要。
高等教育出版社目录前言电路实验综述 (3)实验一电子元器件伏安特性的测试 (6)实验二受控源 (8)实验三基尔霍夫定律和叠加原理的验证 (10)实验四戴维南定理 (13)实验五仪器练习及电信号的测试 (16)实验六 RC一阶电路的响应测试 (18)实验七 RLC串联谐振电路的研究 (21)实验八互感电路 (23)附录实验室常用仪器使用说明 (25)§1-1 电路原理实验箱RXDI-1A介绍 (25)§1-2 DF2172B晶体管毫伏表 (26)§1-3 EE1642B1型函数信号发生器 (27)§1-4 SS—7802A二踪示波器 (29)前言电路实验综述实验是为了认识世界或事物,为了检验某种科学理论或假定而进行的操作或活动,任何自然科学理论都离不开实践。
科学实践是研究自然科学极为重要的环节,也是科学技术得以发展的重要保证。
对于电路课程来说,在系统学习了本学科理论知识的基础上,还要加强基本实验技能的训练,实验课即为这种技能训练的重要环节。
电路实验是工科院校电类专业学生的主要实验课之一,属于专业基础实验课。
实验质量的高低将直接影响学生实际动手能力的高低,而实际动手能力则关系到学生今后的工作和发展。
因此,对实验课应该给予足够的重视。
一、电路实验课的目的1、通过实验,巩固、加深和丰富电路理论知识;2、学习正确使用电流表、电压表、变阻器等常用仪表和设备,掌握并熟练毫伏表、直流稳压电源、函数信号发生器、示波器等常用电子仪器的操作方法;3、掌握一些基本的电子测试技术;4、训练选择实验方法、整理实验数据、分析误差、绘制曲线、判断实验结果、写电类实验报告的能力;5、培养实事求是、严肃认真、细致踏实的科学作风和独立工作的能力。
二、电路实验课的要求一般实验课分为课前准备、进行实验和课后完成实验报告三个阶段,各个阶段的要求如下:1、课前准备(1)阅读实验指导书,明确实验的目的、任务与要求,了解完成实验的方法和步骤;并结合实验原理复习相关的理论知识,完成必要的理论估算;设计好实验数据的记录表格,认真思考并解答预习思考题。
电子工程师学习指南第1章基础理论知识 (4)1.1 电路分析基础 (4)1.1.1 电路基本概念 (4)1.1.2 基本电路定律 (4)1.1.3 简单电路分析方法 (5)1.1.4 非线性电路分析 (5)1.2 电子元件及其特性 (5)1.2.1 电阻器 (5)1.2.2 电容器 (5)1.2.3 电感器 (5)1.2.4 二极管 (5)1.2.5 晶体管 (5)1.3 信号与系统 (5)1.3.1 信号的分类与描述 (5)1.3.2 信号的时域分析 (5)1.3.3 信号的频域分析 (6)1.3.4 系统的分类与描述 (6)1.3.5 系统的时域分析 (6)1.3.6 系统的频域分析 (6)第2章模拟电子技术 (6)2.1 放大器电路设计 (6)2.1.1 放大器基本概念 (6)2.1.2 电压放大器设计 (6)2.1.3 功率放大器设计 (6)2.1.4 运算放大器应用 (6)2.2 模拟信号处理 (6)2.2.1 模拟信号处理基础 (6)2.2.2 模拟信号放大 (7)2.2.3 模拟信号滤波 (7)2.2.4 模拟信号调制与解调 (7)2.3 滤波器设计 (7)2.3.1 滤波器基础 (7)2.3.2 RC滤波器设计 (7)2.3.3 RL滤波器设计 (7)2.3.4 LC滤波器设计 (7)2.3.5 有源滤波器设计 (7)第3章数字电子技术 (7)3.1 数字逻辑设计 (7)3.1.1 数字逻辑基础 (7)3.1.2 组合逻辑设计 (8)3.1.3 时序逻辑设计 (8)3.2.1 数字电路基础 (8)3.2.2 数字电路分析 (8)3.2.3 数字电路设计 (8)3.3 逻辑门电路与触发器 (8)3.3.1 逻辑门电路 (8)3.3.2 触发器 (9)3.3.3 触发器应用 (9)第4章微电子技术与集成电路 (9)4.1 半导体物理基础 (9)4.1.1 半导体材料的性质 (9)4.1.2 能带理论 (9)4.1.3 载流子理论 (9)4.1.4 半导体器件的基本工作原理 (9)4.2 集成电路设计流程 (9)4.2.1 需求分析 (9)4.2.2 电路设计 (9)4.2.3 电路仿真 (9)4.2.4 版图绘制 (9)4.2.5 版图验证 (9)4.2.6 生产制造 (9)4.3 VLSI设计与EDA工具 (10)4.3.1 VLSI设计基本概念 (10)4.3.2 EDA工具概述 (10)4.3.3 前端设计工具 (10)4.3.4 后端设计工具 (10)4.3.5 设计验证与测试 (10)第5章电子测量与仪器 (10)5.1 电子测量原理 (10)5.1.1 测量基本概念 (10)5.1.2 测量方法 (10)5.1.3 测量误差 (10)5.2 常用电子测量仪器 (10)5.2.1 万用表 (11)5.2.2 示波器 (11)5.2.3 信号发生器 (11)5.2.4 频率计数器 (11)5.2.5 数字相位计 (11)5.3 测量误差与数据处理 (11)5.3.1 测量误差的处理 (11)5.3.2 数据处理 (11)第6章电子电路仿真 (12)6.1 电路仿真原理与方法 (12)6.1.1 电路仿真原理 (12)6.2 常用电路仿真软件 (12)6.2.1 Multisim (12)6.2.2 PSpice (12)6.2.3 LTspice (12)6.2.4 Electronics Workbench (12)6.3 仿真案例分析 (13)6.3.1 案例描述 (13)6.3.2 电路原理 (13)6.3.3 仿真步骤 (13)第7章嵌入式系统设计 (13)7.1 嵌入式系统概述 (13)7.1.1 嵌入式系统的基本概念 (14)7.1.2 嵌入式系统的发展历程 (14)7.1.3 嵌入式系统的分类及特点 (14)7.2 微控制器与应用 (14)7.2.1 微控制器的基本原理 (14)7.2.2 微控制器的架构 (15)7.2.3 微控制器的选型 (15)7.2.4 微控制器的应用 (15)7.3 嵌入式系统编程与调试 (15)7.3.1 嵌入式系统编程概述 (15)7.3.2 编程语言 (15)7.3.3 调试方法 (16)7.3.4 调试工具 (16)第8章通信原理与应用 (16)8.1 通信系统基础 (16)8.1.1 通信系统的模型 (16)8.1.2 信号与噪声 (16)8.1.3 信号调制与解调 (16)8.1.4 通信信道 (16)8.2 数字通信技术 (17)8.2.1 源编码与信道编码 (17)8.2.2 数字信号传输 (17)8.2.3 错误检测与纠正 (17)8.2.4 带宽效率与功率控制 (17)8.3 无线通信与RF设计 (17)8.3.1 无线通信原理 (17)8.3.2 无线通信标准与技术 (17)8.3.3 RF电路设计 (17)8.3.4 天线设计与辐射特性 (17)第9章电源技术与新能源 (17)9.1 电源电路设计 (18)9.1.1 电源电路概述 (18)9.1.3 电源电路设计原则 (18)9.1.4 电源电路元件选型 (18)9.1.5 电源电路保护 (18)9.2 电力电子技术 (18)9.2.1 电力电子器件 (18)9.2.2 电力电子变换技术 (18)9.2.3 电力电子控制技术 (18)9.2.4 电力电子技术在新能源领域的应用 (18)9.3 新能源技术与应用 (18)9.3.1 新能源概述 (18)9.3.2 太阳能技术 (18)9.3.3 风能技术 (18)9.3.4 电动汽车技术 (19)9.3.5 其他新能源技术 (19)第10章电子工程实践与项目管理 (19)10.1 电子工程实践技巧 (19)10.1.1 设计与仿真 (19)10.1.2 原理图与PCB设计 (19)10.1.3 焊接与调试 (19)10.2 常用电子元器件选型 (19)10.2.1 电阻、电容、电感 (19)10.2.2 集成电路 (19)10.2.3 半导体器件 (20)10.3 项目管理与团队协作 (20)10.3.1 项目规划 (20)10.3.2 团队协作 (20)10.3.3 风险管理 (20)10.3.4 项目总结 (20)第1章基础理论知识1.1 电路分析基础1.1.1 电路基本概念电流、电压、电阻、电导等基本电路参数的定义与测量;电路元件的连接方式,包括串联、并联和混联。
实用的电路分析学习指南引言:电路分析是电子工程领域中最基础、最重要的学科之一。
掌握电路分析的基本原理和方法,对于电子工程师来说至关重要。
本文将介绍一些实用的电路分析学习指南,帮助读者更好地理解和应用电路分析知识。
一、电路基础知识概述在开始学习电路分析之前,我们首先需要了解一些电路基础知识。
电路由电源、电阻、电容和电感等元件组成,通过这些元件的连接和相互作用,电流和电压在电路中传输和转换。
了解这些基本概念是理解电路分析的基础。
二、基本电路定律电路分析的第一步是掌握基本电路定律,包括欧姆定律、基尔霍夫定律和电压分压定律等。
欧姆定律描述了电流与电压和电阻之间的关系,基尔霍夫定律描述了电流和电压在电路中的分配和守恒规律,电压分压定律则可以帮助我们计算电路中各个元件上的电压。
三、电路分析方法1. 网孔法:网孔法是一种常用的电路分析方法,通过将电路分解为多个网孔,利用基尔霍夫定律和欧姆定律来求解电路中的未知电流和电压。
这种方法适用于复杂的电路分析,可以简化计算过程。
2. 节点法:节点法也是一种常用的电路分析方法,通过将电路分解为多个节点,利用基尔霍夫定律和欧姆定律来求解电路中的未知电流和电压。
与网孔法相比,节点法更适用于分析有多个电源和复杂连接的电路。
四、电路分析工具除了手工计算外,我们还可以借助计算机辅助工具来进行电路分析。
常见的电路分析工具包括电路仿真软件和电路分析器件。
电路仿真软件可以模拟电路的行为,帮助我们更直观地理解电路的工作原理。
电路分析器件则是一种实验设备,可以用来测量电路中的电流和电压等参数。
五、常见电路分析技巧1. 等效电路:在进行电路分析时,我们可以将复杂的电路转化为等效电路来简化计算。
等效电路是指在电路中用一个元件或者电路模型代替一部分电路,使得整个电路的行为不变。
通过使用等效电路,我们可以更方便地分析和计算电路中的参数。
2. 电路简化:有时候,我们可以通过对电路进行简化来减少计算的复杂度。
第2章电路的基本分析方法电路的基本分析方法贯穿了整个教材,只是在激励和响应的形式不同时,电路基本分析方法的应用形式也不同而已。
本章以欧姆定律和基尔霍夫定律为基础,寻求不同的电路分析方法,其中支路电流法是最基本的、直接应用基尔霍夫定律求解电路的方法;回路电流法和结点电压法是建立在欧姆定律和基尔霍夫定律之上的、根据电路结构特点总结出来的以减少方程式数目为目的的电路基本分析方法;叠加定理则阐明了线性电路的叠加性;戴维南定理在求解复杂网络中某一支路的电压或电流时则显得十分方便。
这些都是求解复杂电路问题的系统化方法。
本章的学习重点:●求解复杂电路的基本方法:支路电流法;●为减少方程式数目而寻求的回路电流法和结点电压法;●叠加定理及戴维南定理的理解和应用。
2.1 支路电流法1、学习指导支路电流法是以客观存在的支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出与未知量个数相同的方程式,再联立求解的方法,是应用基尔霍夫定律的一种最直接的求解电路响应的方法。
学习支路电流法的关键是:要在理解独立结点和独立回路的基础上,在电路图中标示出各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向,正确应用KCL、KVL列写方程式联立求解。
支路电流法适用于支路数目不多的复杂电路。
2、学习检验结果解析(1)说说你对独立结点和独立回路的看法,你应用支路电流法求解电路时,根据什么原则选取独立结点和独立回路?解析:不能由其它结点电流方程(或回路电压方程)导出的结点(或回路)就是所谓的独立结点(或独立回路)。
应用支路电流法求解电路时,对于具有m条支路、n个结点的电路,独立结点较好选取,只需少取一个结点、即独立结点数是n-1个;独立回路选取的原则是其中至少有一条新的支路,独立回路数为m-n+1个,对平面电路图而言,其网孔数即等于独立回路数。
2.图2.2所示电路,有几个结点?几条支路?几个回路?几个网孔?若对该电路应用支路电流法进行求解,最少要列出几个独立的方程式?应用支路电流法,列出相应的方程式。
电路分析基础学习指导一、主要内容提要1.RLC元件的VCR注:⑴ VCR采用非关联方向时,表达式要加“–"。
⑵三种元件电流与电压相位关系-电阻:vi同向;电感:i滞后v90°;电容:i超前v90°.2.电源与受控电源⑴电压源与受控电压源VsVs VsR理想电压源说明:理想电压源的电流由外电路确定。
而实际电源的模型中R0为内阻,表示耗能,越小效果越好。
3.电流源与受控电流源:理想电流源说明:理想电流源的电压由外电路确定。
而实际电源的模型中R0为内阻,表示耗能,越大效果越好。
其中Rviis-=。
注:对受控源的处理,与独立源基本相同。
不同的是受控源的电流、电压会随控制量(电流或电压)变化而变化,而且在叠加定理与戴维南的分析中,受控源与独立源不相同。
4。
耦合电感与变压器的VCR⑴耦合电感的VCR①VCR中自感与互感电压极性判断方法(课件).②耦合系数K=1为全耦合。
⑵理想变压器的VCR––*2I+2U+Unn为变压器唯一参数-—匝数比.2tiMtiLudddd2111+=tiLtiMudddd2212+=tiMtiLudddd2111-=tiLtiMudddd2212+-=2111jj IMILUωω+=2212jj ILIMUωω+=2111jj IMILUωω-=2212jj ILIMUωω+-=2121defωLωLωMLLMk==+–12u21nu1i21211UnUII n=-=5.双口的VCR–'' 1V •2⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.3V H I H I V H I H V ()⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=•••••221221)(.4I D CU I I V A V注:求各参数方程中的参数原则是“加自变量求因变量”,列写端口VCR 整理成对应得参数方程形式可得对应参数。
但计算[A]参数例外。
5。
KCL 、KVL 定律注:对于正弦稳态,取有效值时,∑=≠nk kI10;∑≠nk V 0例1 图中I =? I ≠I C +I R +I L ,22)(L C R I I I I -+=例2图中?1=•V 已知v 2=10√2cos(50t+30°)(V ),v 3=8√2sin50t (V)L ⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.2V y V y I V y V y I ⎪⎩⎪⎨⎧+=+=••••••22212122121111.1I Z I Z V I Z I Z Vv - v - ︒-∠+︒∠=+=•••9083010321V V V6.等效电路两电路等效指的是两电路VCR 等效.用一电路去等效另一个电路后对外电路无影响。
用电路等效规律解题,是分析电路方法之一,有时可取得事半功倍的效果.下面列举常用等效电路.⑴电阻(阻抗)串联及分压公式(适用于正弦稳态):+–Rn11212;n kk k n k k nnR v vR R v iR R v i R R R R R R ======•++++++∑⑵电阻并联及分流公式:G nn 21G G G G +++=两电阻分流公式⑶电压源与电流源的等效互换+–V S)V(908),V (301032︒-∠=︒∠=••V V 不能取V 1=V 2+V 3mkk G G G G ii ++=21 -212121122121R R R R R R R R i i R R R i i +=+•=+•-=注:互换后电流源与电压源之极性与方向之关系。
(方向非关联,即“→"由电压源“–”指向“+")⑷含源(独立源)单口的等效——戴维南、诺顿定理Vsabaab==以直流为例子,正弦稳态也同样适用。
①V OC -a 、b端开路电压 ②I SC -a 、b 短路电流OC +–I SC注意V OC 、I SC 方向。
③R 0求法:OC0SCV R I =a N 内无受控源时,令独立源为零,用电阻串并联等等效方法求得。
b N 内有受控源时,有两种方法.a) 开路-—短路法OC 0SCV R I = b)加电源法,首先令N 内独立源为零,得到N 0,然后在端口加电源(电压源或电流源),计算端口VCR 而得到IVR =0。
相当于求N 0输入电阻。
+–说明:① 如N 内无独立源,则该单口可等效为一个电阻。
② 如要求某含源单口的VCR,则可以利用戴维南电路容易求.Vs=+–V V +–V=V OC -IR 0⑸ 耦合电感等效电路(6)变压器等效电路①空芯变压器—-可以按耦合电感处理.②理想变压器n=abZ L'=Z Ln2③全耦合变压器(K=1).b–I12LLn=7。
动态直流一阶三要素法以f(t)表示要求电路某一支路的电流或电压,则f(t)=f(∞)+[f(0+)–f(∞)]e–t/τ⑴ f(∞):根据换路后的稳态等效电路(开路电容短路电感).⑵f(0+):根据换路后瞬间(t=0+)等效电路求.作t=0+等效图方法如下:①求换路前瞬间(t=0–)的i L(0–)或v C(0–)。
根据换路定则有i L(0+)= i L(0–);v C(0+)= v C(0–)。
②按如下原则作出t=0+等效电路③求τ:τ=RC或RL=τ,其中R0——为从L或C两端看进去的戴维南等效内阻.Z L'与同名端无关。
LR②终值f(∞)三要素:③时间常数τ=RC或①初始值f(0+)在0+等效图中:电容元件用u c(0+)电压源代替,如u c(0+)=0,则将C短路。
电感元件用i L(0+)电流源代替,如i L(0+)=0,将L开路。
激励源取t=0+时v s(0+)或C注:对于直流二阶电路,只要了解过阻尼、欠阻尼、临界阻尼、无阻尼的条件及响应之特点形式即可。
8.功率⑴ 直流电阻电路功率计算。
P =VI -W -P =–VI -W -注:①A 可以使电阻、独立电源、受控电源.② 根据计算结果,如果P>0,表示A 吸收功率.如果P<0,表示A 产生功率。
③ 对于电阻,总有022〉==RV R I P R 。
④ 任意闭合回路,功率守恒。
⑤最大功率传递:先将单口用戴维南等效电等效.当取R L =R 0 时,可获得最大功率2OCmax4L V P R =R LR LV R⑵ 正弦稳态功率① 平均功率P :22Z Z Z cos cos cos K V P VI I Z P Zθθθ====∑(W)注A )如果N 只由R 、L 、元件构成,则当:θz=0,N 为纯电阻网络,P=VI ,总耗能;θz=±90°,N 为纯电感或纯电容,P =0;θz>0,N 为感性,θz<0,N 为容性,这两种情况p (t )=vi 在一周期内可以出现负值,表明N 与电源之间存在能量交换。
但总有P>0,因总有电阻存在。
② N 内有独立源或受控源时,有可能使θz 〉0,P <0,表明N 向外提供能量。
③ 视在功率S =VI (V A),用来表示设备容量。
④ 无功功率Q =VI sin θz=∑Q K (Var )。
如N 为纯电阻,θz=0,Q =0;N 为纯电感,θz =90°,Q L =VI (Var );N 为纯电容,θz =90°,Q C =-VI (Var)。
注:Q P S ,Q P S ~j 22+=+=(V A )——复功率。
⑤ 功率因数Z cos SPθλ==(超前-容性负载,滞后—感性负载)。
电子设备多为感性负载,要使λ=1,要进行功率因数补偿,可以通过在设备上并联C 实现。
计算C 的方法如下:A )因补偿后λ=1,所以Q =Q L +Q C =0,Q C =Q L ,又由于Q C =-VI=ωCV 2=—Q L ,则2ωVQ C L=(F ). B )λ=1,所以并联C 后相当于并联谐振,利用ωL ≈Cω1来计算C 。
⑥ 正弦稳态最大功率传递:首先作出N 的相量形式戴维南等效电路.I V9。
三相电路:⑴ 三相电压:p b p C p 0(V)120(V)120(V)a V V V V V V •••=∠︒=∠-︒=∠︒其中VP ——相电压;Vp V l 3=-—线电压。
⑵ 对称Y —Y 接法:(三线、四线制算法一样)cV⑶ 对称Y —Δ接法:⑷ 三相功率(对称负载)P =3I P V P cos θz =√3I l V l cos θz ,其中θz 为负载阻抗角。
10.谐振(设回路电阻R 很小)v v 当v s 与i s 同相时,电路发生谐振。
a. Z L =Z 0*(共轭匹配),Z0=R 0+j X 0时,有2OCmax4L V P R = b.如Z L =R L (纯电阻)时,取R L =|Z 0|,获得最大功率。
说明:每相负载电压等于相电压,线电流等于相电流,即p l p LV I I Z ==。
说明:每相负载电压等于线电压,相电流p lp L LV I Z Z ==;线电流l p I =串并联谐振有共同的特性曲线,下面为通用谐振曲线。
下边带频率:ωωωB 210a -=; 上边带频率:ωωωB 210a += 11.不同频率电源电路计算电路中有多个电源,各电源频率不同,但频率之比为有理数时,各支路电流、电压及功率的计算。
求电流、电压时,只能用叠加定理,而且必须是瞬时值相加,不能作相量叠加。
i (t )=I 0+I 1m cos(ωt +ψi 1)+I 2m cos (ω2t +ψi 2)+… v (t )=V 0+V 1m cos(ωt +ψv 1)+V 2m cos(ω2t +ψv 2)+… 电流有效值 +++=222120I I I I ;电压有效值 +++=222120V V V V平均功率:P =I 0V 0+I 1V 1cos (ψv 1–ψi 1)+I 2V 2cos(ψv 2–ψi 2)+…二、电路方法概述:1.对于简单电路可直接利用元件VCR 、及KCL 、KVL 定律求解,一般单电源电路往往属于简单电路。
2。
利用等效电路解题这样做常可以收到事半功倍的效果。
常用的等效电路见一、6所述.这里要强调的是: ⑴ 凡求最大功率传递时,肯定用到戴维南定理,当求网络中某一支路电流电压时,也可以考虑戴维南等效电路。
⑵ 含耦合电感电路,最好用其等效电路求解。
3。
用叠加定理解题叠加定理是分析线性电路的一个基本定理.当电路中含多个独立电源,且只求某一支路的电流或电压时采用该定理分析,往往可将复杂电路变为简单电路求解。
但使用叠加定理要注谐振频率:LC 10=ω;品质因数CRR L Q 001ωω==;半功率点带宽:)(1);(0相对带宽绝对带宽QB QB ==ωω意:⑴对电路中受控源的处理方法。