电路分析 第1章..ppt

第1章 电路基本概念与定律 1.1 电路与电路模型 1、电路： 定义：电器元件或设备按一定方式连接而构成的集合。 作用：（1）能量转换：实现电能传送、分配、转换等。 （2）信号处理：实现电信号产生、加工、传输、变换等。 3、电路模型 1.2 电路分析的基本变量 1、电流： 定义： 3、电压与电流关联参考方向： 2、电压： 定义： 4、功率： (1)电压与电流采用关联参考方向： 1.3 常用的电路元件 电路元件分类: 从能量特性方面可分 一、电阻元件（无源二端元件） 1、定义： 2、分类： 从元件参数是否随时间变换的意义可分为： 3、线性时不变电阻的特点： 4、线性时不变电导： 线性电感元件： 三、线性电容元件（无源二端元件） 四、理想电压源元件 （有源二端元件） 1、定义：能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。 五、理想电流源元件 （有源二端元件） 1、定义：能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。 六、受控源元件 （有源多端元件） 1、定义：依靠其它支路的电流或电压向外电路提供恒定电流或电压的元件。 5、线性时不变受控源特点： （1）非独立的电源：不能独立向外电路提供能量。 名词定义： 一、 基尔霍夫电流定律(KCL) （Kirchhoff’s Current Law) 1、KCL 对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出（或流入）任一节点的电流代数和等于零。 记为： KCL方程: 以基尔霍夫电流定律在电路各节点处列写的方程式。 节点A: 对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出任一节点的电流和等于流入该节点的电流和。即： 三、 基尔霍夫电压定律(KVL) （Kirchhoff’s Voltage Law)  1、KVL 对于任一集中参数电路，在任一时刻，对任一回路，按一定绕行方向，其电压降的代数和等于零。 记为： KVL方程: 以基尔霍夫电压定律在电路各回路列写的电路方程式。 回路Ⅰ: 2、推广： 对于任一集中参数电路，在任一时刻，沿任一回路绕行方向，回路电压降的代数和等于回路电压源电压升的代数和。 即： 例1：图示电路，电阻R有无电流？求电压u1和u2 。 三、两类约束的概念： （1）拓扑约束（KCL，KVL）：与电路支路性质无关，只取决于电路的连接结构（结构约束）。 注意： 流出节点的电流为正，流入节点的电流取负。 节点B: 节点C: 节点D: 2、推广： 对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出任一闭合面的电流代数和等于零。即： 闭合面也称为广义节点。 3、定律物理意义:反映电荷的守恒性和电流的连续性。 注意： 与绕行方向一致的电压为正，否则取负。 回路Ⅱ : 回路Ⅲ : 1 R 2 R 3 R + + - - 4 R 1 s u 2 s u s i + + + + + - - - - - 1 u 2 u 3 u 4 u 5 u 1 i Ⅰ Ⅱ Ⅲ 外网孔： 3、定律物理意义: 描述回路中支路电压约束关系； 反映能量的守恒性。 例2：图示电路，求电流i1、i2和电压u1、u2 。 （2）支路约束（支路VAR)：取决于支路元件的性质（元件约束）。 说明： 利用两类约束可以直接列写电路方程求解电路，因此这两类约束是电路分析的基本依据。 * * 电路元件 电路图 电路定律 电子习惯电路 简单电路分析计算 电路功能 电 路 电路模型 电路变量 电压及其参考方向 电流及其参考方向 基本变量 复合变量 电能量 电功率 电容元件及其伏安关系 电感元件及其伏安关系 电阻元件及其伏安关系 理想电流源及伏安关系 受控源及伏安关系 理想电压源及伏安关系 KCL KVL 节点、支路、回路、网孔 无源元件 有源元件 本章导学 电力系统 发电厂 升压变压器 高压传输 降压变压器 用户 收音机 调谐回路 电磁波 放大电路 扬声器 通信 系 统 控 制 系 统 心电图机 心脏跳动 心电图波形 线 性 非线性 激励与响应满足叠加性和齐次性的电路。 时 变 时不变 电路元件参数不随时间变化。 2、电路分类： 集中参数分布参数 电路几何尺寸远小于最小工作波长的电路。 C=3x108m/s 0.6 500M 0.01 12k 6x106 ?(m) 30G 25k 50 f(Hz) 静 态 动 态 含有动态元件的电路。 线性的、时不变的、集中参数的静态和动态电路 理想元件：（模型元件） R 电路模型：理想元件组成的电路。 电路图：电路模型画在一个平面上所形成的图形。 手电筒电路 电路的应用 电 流