電路:電路是電流的通路翼闹,是為了某種需求由電工設(shè)備或電路元件按一定的方式組合而成。
電路模型:有理想元件代替實(shí)際電路器件組成的電路叫電路模型坟岔。
電流:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的電量i=dq/dt顶瞳。
電壓:?jiǎn)挝徽姾稍陔妶?chǎng)力的作用下從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。
關(guān)聯(lián)參考方向:在電路分析中赶促,一個(gè)元件的電流參考方向和電壓參考方向都可任意假定液肌,而且獨(dú)立無(wú)關(guān)。當(dāng)電流和電壓的參考方向一致時(shí)鸥滨,稱(chēng)電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向矩屁;相反,當(dāng)電壓和電流的參考方向相反時(shí)爵赵,稱(chēng)電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向吝秕。
能量:從t0到t的時(shí)間內(nèi)元件吸收的的能量由u=dw/dq,w=∫udq從q(t0)積到q(t),由i=dq/dt得空幻,w=∫uidt從t0積到t
功率:p=dw/dt==>p=u(t)i(t)烁峭,在電壓電流取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)ui表示元件吸收功率,p>0表示元件吸收功率(即電阻),
p<0表示元件發(fā)出功率(即電源)秕铛;在電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向下约郁,ui表示元件發(fā)出功率,即p>0元件發(fā)出功率但两,p<0原件吸收功率鬓梅。
電源發(fā)出的功率==負(fù)載吸收的功率。盡管如此谨湘,電源不總是工作在電源狀態(tài)绽快,也有可能工作在負(fù)載狀態(tài)。
電路的基本元件
電阻:i=Gu紧阔,G=1/R坊罢。歐姆定律在非關(guān)聯(lián)參考方向的情況下:u=-Ri or i=-Gu,伏安特性擅耽。在關(guān)聯(lián)參考方向下:p=ui=i*i*R>0活孩,吸收功率,耗能乖仇;在非關(guān)聯(lián)參考方向下:p=-ui=-i*i*R<0憾儒,吸收功率询兴。電阻在任何情況只能從外電路吸收能量,不能發(fā)出能量起趾,說(shuō)明電阻是無(wú)源元件蕉朵。
電容元件
q=cu,庫(kù)伏特性阳掐。i=dq/dt=d(cu)/dt=cdu/dt==>隔直通交始衅。u(t) = u(t0)+1/c∫i(x)dx從t0到t。電容是記憶元件缭保,任意時(shí)刻電容上的電壓除了與0到t的電流值有關(guān)外汛闸,還與u(0)初始值有關(guān)。電容吸收的能量:p=dw/dt=ui=cudu/dt艺骂。w=∫cudu(積分從u(t0)到u(t))=1/2*Cu2(t)-1/2*Cu2(t0),w>0充電诸老,w<0放電。
電感元件
u=dφ/dt=Ldi/dt钳恕、φ(磁通量)=Li别伏、韋安特性。u=Ldi/dt忧额、i(t)=i(t0)+1/L*∫udt(從t0到t)厘肮。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向:由負(fù)極流向正極。通交隔直睦番。i(t)=i(t0)+1/L∫udt(從t0積到t)类茂。p=dw/dt=ui=Lidi/dt,w=1/2*L*i2(t)-1/2Li2(t0)托嚣,w>0充電巩检,w<0放電。
電壓源示启、電流源
電壓源兩端的電壓與外接電路無(wú)關(guān)兢哭,流過(guò)電壓源的電流與外電路有關(guān)。電流源則相反夫嗓。電壓源和電壓源等效變換的特點(diǎn):外特性不變迟螺;內(nèi)部特性不同。
基爾霍夫定律
支路:一條支路一個(gè)電流啤月,無(wú)元件不算支路俯逾。
結(jié)點(diǎn):三條或三條以上支路的連接點(diǎn)锋勺。
回路:由支路組成的閉合路徑俐填。
網(wǎng)孔:內(nèi)部不含支路的回路增蹭。
KCL:I入=I出垢袱。推廣:閉合面可作為一個(gè)廣義結(jié)點(diǎn)。
KVL:∑U=0碘梢。推廣:KVL也可應(yīng)用于回路的部分電路州邢。
電位:電位值是相對(duì)的,參考點(diǎn)選取的不同辙诞,電路中各點(diǎn)的電位也將隨之改變辙售;電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的。
電路的分析方法
支路電流法:以支路電流為未知量(有多少個(gè)支路電流就要列幾個(gè)方程)飞涂、應(yīng)用基爾霍夫定律列方程組求解旦部。步驟:確定支路數(shù)b,標(biāo)出支路電流的參考方向较店;確定結(jié)點(diǎn)數(shù)n士八,應(yīng)用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)列出(n-1)個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程;確定余下所需的方程式數(shù)梁呈,即(b-(n-1))婚度,應(yīng)用KVL對(duì)回路列出獨(dú)立的回路電壓方程(通常可取網(wǎng)孔列出)官卡;聯(lián)立求解b個(gè)方程蝗茁,求出各支路電流;由解的各支路電流分析電路中其他待求量寻咒。
結(jié)點(diǎn)電壓法(適用于支路數(shù)較多哮翘,結(jié)點(diǎn)數(shù)較少的電路):①、選取參考點(diǎn)毛秘;②忍坷、列結(jié)點(diǎn)KCL方程(n-1個(gè));③熔脂、將支路電流用結(jié)點(diǎn)電壓表示佩研。
疊加定理:對(duì)于線性電路,任何一條支路的電流霞揉,都可以看成是由電路中各個(gè)電源(不包括受控源旬薯,受控源一直在每個(gè)分解電路中存在)分別作用(獨(dú)立電流源不作用時(shí),相當(dāng)于開(kāi)路适秩,獨(dú)立電壓源不作用時(shí)绊序,相當(dāng)于短路)時(shí),在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和(功率不能疊加秽荞,因?yàn)楣β什皇请妷夯螂娏鞯囊淮涡院瘮?shù))骤公。解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向扬跋,若分電流阶捆、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時(shí),疊加時(shí)相應(yīng)項(xiàng)前要帶負(fù)號(hào)洒试。疊加時(shí)可以把電源求解倍奢,即每個(gè)分電路中的電源個(gè)數(shù)可以多于一個(gè)。
電源定理:
二端網(wǎng)絡(luò):具有兩個(gè)出線端的部分電路垒棋。
無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源卒煞。
有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。
無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可簡(jiǎn)化為一個(gè)電阻叼架,有源二端網(wǎng)絡(luò)可以等效簡(jiǎn)化為一個(gè)電壓源或電流源畔裕。
戴維寧定理:
等效電源的電動(dòng)勢(shì)E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uo,等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均去除(理想電壓源短路乖订,理想電流源開(kāi)路)后所得到的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)a柴钻、b兩端之間的等效電阻(含有受控源時(shí)則需要外加電壓源)。