电路理论总结剖析课件

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,电路理论总结,电路理论总结,1,电路理论总结剖析课件,2,第一章 电路模型和电路定律,第二章 电阻电路的等效变换,第三章 电阻电路的一般分析,第四章 电路定律,1,2,3,4,第一章 电路模型和电路定律第二章 电阻电路的等效变换第三章,3,电路元件,是电路中最基本的组成单元。,5,种基本的理想电路元件：,电阻元件：,消耗电能,电感元件：,储存磁场能量,电容元件：,储存电场能量,电源元件：,提供电压或电流,（理想）电路元件,电路元件是电路中最基本的组成单元。5种基本的理想电路元件：电,4,发出功率,第一章,电流和电压,参考方向,吸收功率,关联,非关联,发出功率第一章电流和电压吸收功率关联非关联,5,第一章,电源又称激励，激励产生的电压电流等称为响应，激励称输入响应称输出。,第一章电源又称激励，激励产生的电压电流等称为响应，激励称输入,6,第一章,四类受控源,gu,1,_,u,1,+,电压控制的电流源,(,VCCS,),u,1,_,u,1,+,+,_,电压控制的电压源,(,VCVS,),第一章四类受控源gu1_u1+电压控制的电流源(VCCS,7,第一章,电流控制的电流源,(CCCS),ri,1,i,1,+,_,电流控制的电压源,(,CCVS,),b,i,1,+,_,u,2,i,2,_,u,1,i,1,+,第一章电流控制的电流源(CCCS)ri1i1+_电流控,8,第一章,基尔霍夫定律,基尔霍夫电流定律,(,KCL,),在集总参数电路中，任一时刻，对任一结点，,所有流出结点的支路电流的代数和等于零。,基尔霍夫电压定律,(,KVL,),在集总参数电路中，任一时刻，沿任一回路，,所有支路电压的代数和恒等于零。,第一章基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律(KCL)在集总参数电路,9,第二章,Y,等效变换的含义:对外的端电压、端电流相等,即,:,i,1,=i,1Y,i,2,=i,2Y,i,3,=i,3Y,u,12,=u,12Y,u,23,=u,23Y,u,31,=u,31Y,R,12,R,31,R,23,i,3,i,2,i,1,1,2,3,+,+,+,u,12,u,23,u,31,R,1,R,2,R,3,i,1Y,i,2Y,i,3Y,1,2,3,+,+,+,u,12Y,u,23Y,u,31Y,第二章Y等效变换的含义:对外的端电压、端电流相等即:,10,第二章,转换归纳,R,31,R,23,R,12,R,3,R,2,R,1,归纳：由Y,:,归纳：由,Y,:,第二章转换归纳R31R23R12R3R2R1归纳：由Y,11,第二章,一、理想电压源的串并联,串联:,u,S,=,u,Sk,(,注意参考方向),u,S,n,+,_,+,_,u,S,1,+,_,u,S,电压相同的电压源才能并联，且每个电源的电流不确定。,并联,+,_,5V,I,5V,+,_,+,_,5V,I,第二章一、理想电压源的串并联串联:uS=uSk u,12,第二章,二,、电源的等效变换,实际电压源、实际电流源可以进行等效变换，所谓的,等效,是指,端口的电压、电流在转换过程中保持不变，即当接有同样的负载时,，,对外的电压电流相等,。,i,S,=u,S,/R,s,G,s,=,1,/R,s,i,+,_,u,S,R,s,+,u,_,i,G,s,+,u,_,i,S,第二章二、电源的等效变换实际电压源、实际电流源可以进行等效,13,第二章,三、输入电阻,输入电阻的求法,(,1）简单的纯电阻网络（直接写）,（2）复杂的无源网络,电阻串并不明确；或有受控源,无,源,+,u,s,_,i,R,in,加压求流法,无,源,+,u,_,i,s,R,in,加流求压法：,第二章三、输入电阻输入电阻的求法(1）简单的纯电阻网络（,14,电路的图,抛开元件性质,R,2,R,5,R,1,R,3,R,4,i,s,R,6,u,s,+,_,6,5,4,3,2,1,7,8,6,是用以表示电路几何结构的图形，图中的,“,支路,”,和,“,结点,”,与电路的支路和结点一一对应。,第三章,电路的图抛开元件性质R2R5R1R3R4isR6us+_65,15,KCL,和,KVL,的独立方程数,n,个结点的电路,独立的,KCL,方程为（,n,-1,）个，相应的（,n,-1,）个结点称为独立结点。,4,2,5,3,1,6,平面图的全部网孔是一组独立回路。,KCL和KVL的独立方程数n个结点的电路,独立的KCL方程,16,第三章,一、支路电流法,支路电流法基本步骤为,1.首先指定网络中各支路电流及其方向,2.然后列出独立的,KCL和KVL方程组,3.,选定(n-1)个独立的KCL个方程,列出b-(n-1)个独立的KVL方程,4.,解方程以求得全部的支路电流与电压,5.,可用功率平衡法来验证计算结果,优点：直观，所求就是支路电流。,缺点：当支路数目较多时，变量多，求解过程麻烦，不宜于手工计算。,第三章一、支路电流法支路电流法基本步骤为优点：直观，所求就是,17,例,b=6,回路,1,回路,2,回路,3,3,2,1,6,1,2,4,5,3,KCL:,KVL:,i,1,i,3,i,6,i,4,i,5,i,2,R,1,R,3,R,5,+,_,u,s1,R,2,R,4,R,6,i,s5,例b=6回路1回路2回路3321612453K,18,回路,1,回路,2,回路,3,KVL:,VCR:,i,1,i,3,i,6,i,4,i,5,i,2,R,1,R,3,R,5,+,_,u,s1,R,2,R,4,R,6,i,s5,3,2,1,回路1回路2回路3KVL:VCR:i1i3i6i4i5i2R,19,第三章,二、,网孔电流法,网孔电流法的步骤,（,1,）选定各网孔电流的参考方向，它们也是列方程时的绕行方向。,（2）列网孔方程,(,3,）求解网孔方程，解得网孔电流。,注意：,（,1,）若两个网孔之间没有公有电阻，或者有公有支路但其电阻为零，则互电阻为零。,（,2,）在不含受控源的电阻电路中，,R,ik,=R,ki,。,（,3,）当电路中有电流源和电阻并联组合时，将它们等效变换成电压源和电阻串联组合，再按上法分析。,优点：,未知数少，解方程速度快,缺点：,列式容易错，必须仔细分析判断电路的合成电流关系,第三章二、网孔电流法网孔电流法的步骤优点：未知数少，解方程,20,网孔电流方程,对于具有,m,个网孔的电路，有,:,系数组成矩阵,对称：不含受控源,不对称：含受控源,本质上是,KVL,网孔电流方程对于具有m个网孔的电路，有:系数组成矩阵对称：不,21,i,1,i,3,i,6,i,4,i,5,i,2,R,1,R,3,R,5,+,_,u,s1,R,2,R,4,R,6,i,s5,3,2,1,有伴电流源等效的电压源,i1i3i6i4i5i2R1R3R5+_us1R2R4R6,22,第三章,三、回路电流法,用支路电流法计算电路的具体步骤是：,1,）首先在电路图中标出各支路的电流的参考方向。,2,）列写,KCL,方程。一般来说，对具有,n,个节点的电路运用基尔霍夫电流定律只能得到（,n-1,）个独立的,KCL,方程。,3,）列写独立的,KVL,方程。独立的,KVL,方程数为单孔回路的数目：,b-,（,n-1,）。,4,）联立所有列写的方程，即可求解出各支路电流，进而求解电路中其他电压、功率等。,优点：直观，所求就是支路电流。,缺点：当支路数目较多时，变量多，求解过程麻烦，不宜于手工计算。,第三章三、回路电流法用支路电流法计算电路的具体步骤是：优点：,23,第三章,如果用网孔电流法和回路电流法有无伴电流源怎么办？,含有无伴电流源支路时的求解方法,(1),让无伴电流源只有一个回路电流流过时,该回路电流等于电流源电流,不对这个回路列写回路方程。,(2),将无伴电流源两端的电压作为一个求解变量列入方程,将无伴电流源电流与有关回路电流的关系作为附加方程一并求解。,第三章如果用网孔电流法和回路电流法有无伴电流源怎么办？,24,第三章,四、结点电压法,求解步骤,1.选定参考节点并对所有独立节点编号,2.对每个独立节点列出,KCL方程，共有(n-1)个方程,3.,解方程，求出全部节点电压，再求其它变量,4.,用功率平衡法校验,第三章四、结点电压法求解步骤,25,第三章,当电路中含有,无伴电压源,时,在电压源所在的支路设立一个电流，对每个网,孔按,KCL,分析，再用辅助方程将该虚拟电流和,电压源联系起来,将无伴电压源的低电位端设为参考结点,当电路中有,受控源,时,先按独立源列方程,再用节点电压表示控制量,节点电压法中电压源的处理,第三章当电路中含有无伴电压源时节点电压法中电压源的处理,26,选择合适的参考点,使无伴电压源为一个结点电压,U,n1,=,U,S,-,G,1,U,n1,+(,G,1,+,G,3,+,G,4,),U,n2,-,G,3,U,n3,=0,-,G,2,U,n1,-,G,3,U,n2,+(,G,2,+,G,3,+,G,5,),U,n3,=0,受控源支路的处理,3,1,2,0,按独立源处理，须补,充控制量所在支路方程,无伴电压源支路的处理,U,S,G,3,G,1,G,4,G,5,G,2,+,_,选择合适的参考点,使无伴电压源为一个结点电压Un1=US-,27,第四章,1.,叠加定理,在线性电路中有多个独立电源，在某支路中产生的电流（或电压）可看作每个独立电源单独作用在该支路产生的电流（或电压）的代数和,注意：,a.,叠加定理适用于线性电路，不适用于非线 性电路；,b.,不作用的电源置零时：电压源短路或电流源开路，电阻和受控源保留在电路中；,c.,在各分电路中的电压和电流的参考方向与原电路中的方向相同时叠加取“,+”,，反之取“,-”,；,d.,功率不能应用叠加定理，因为功率是,u,i,的乘积,.,第四章1.叠加定理在线性电路中有多个独立电源，在某支路中产生,28,2.,替代定理,在任意具有唯一解的电路中，若其中第,k,条支路的电流为,i,，电压为,u,，那么该支路可以用独立电压源,u,，或者独立电流源,i,来等效替代，替代后的电路和原电路具有相同的解,。,2.替代定理在任意具有唯一解的电路中，若其中第k条支路的电流,29,第四章,3,戴维宁定理,（又称有源一端口网络定理或等效电源定理）,对于一个含有独立电源、电阻和受控源的线性一端口网络，可用一个电压源u,oc,和电阻R,eq,的串联组合等效替换；电压源的电压u,oc,等于一端口的开路电压，电阻R,eq,等于一端口内全部独立源置零后的输入电阻,第四章3 戴维宁定理,30,第四章,4.,诺顿定理,对于一个含有独立电源、电阻和受控源的线性一端口网络，可用一个电流源i,sc,和电阻R,eq,的并联组合等效替代；电流源的电流i,sc,等于一端口的短路电流；电阻R,eq,等于一端口内全部独立源置零后的输入电阻,。,第四章4.诺顿定理,31,