电路复习(2)

2019-04-02 14:45

应用欧姆定律,求出总电压或总电流;

应用欧姆定律或分压、分流公式,求各电阻上的电流和电压。 ◆关键在于识别各电阻的串联和并联关系。 ◆等效电阻是针对端口而言。

◆若三个电阻相等(对称),则有∴ R(三角型) = 3R(星型)。 ◆三角型—星型变换方法主要用于简化电路。 ◆等效变换指端子处电流和对应电压分别对应情况。 ◆等效对外部(端钮以外)有效,对内不成立。 ◆等效电路与其他外部电路无关。 ◆理想电压源、理想电流源的串联和并联:

相同值电压源且极性一致才能并联,电源中的电流不确定。 相同值电流源且方向一致才能串联,电流源的端电压不能确定。 ◆实际电源的两种模型及其等效变换 :

实际电压源不允许短路。因其内阻小,若短路电流很大,可能损坏电源。 实际电流源不允许开路。因其内阻大,若开路电压很高,可能损坏电源。

◆实际电压源和实际电流源模型可以进行等效变换。等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。 ◆变换关系:

数值:电流源数值是用电压源除以内阻值,电压源数值是用电流数值乘以内阻值。 方向:电流源电流方向与电压源电压方向相反。 ◆等效是对外部电路等效,对内部电路并是不等效。 ◆电压源开路, RS上无电流流过。 ◆电流源开路, GS上有电流流过。 ◆电压源短路, RS上有电流。 ◆电流源短路, GS上无电流。

◆理想电压源与理想电流源不能相互转换。

◆受控源和独立源一样可以进行电源转换;转换过程中注意不要丢失控制量。

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◆输入电阻的概念和求法:

如果一端口内部仅含电阻,则应用电阻的串、并联和D—Y变换等方法求它的等效电阻。

对含有受控源和电阻的两端电路,用电压、电流法求输入电阻。即在端口加电压源,求得电流;或在端口加电流源,求得电压。再得其比值。

先把有源网络的独立源置零:即电压源短路;电流源开路。再求输入电阻。

第三章 电阻电路的一般分析方法

★ 本章学习重点: ●支路电流法 ●回路电流法 ●结点电压法

★ 网络图论:电路的图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所对应。

★ 图的定义(Graph) : G={支路,结点}

★关键词:●路径 ●连通图 ●子图 树(Tree) ●树支 ●连支 回路(Loop) ●基本回路(单连支回路) ★网孔为基本回路。

★n个结点的电路, 独立的KCL方程为n-1个。 ★KVL的独立方程数=基本回路数=b-(n-1)。

★n个结点、b条支路的电路, 独立的KCL和KVL方程数为:(n-1)+b-(n-1)=b ★支路电流法:支路电流法是以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。

★支路电流法:从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写KCL方程。选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。

★支路电流法的一般步骤:

①标定各支路电流(电压)的参考方向; ②选定(n–1)个结点,列写其KCL方程;

③选定b–(n–1)个独立回路,指定回路绕行方向,结合KVL和支路方程列写; ④求解上述方程,得到b个支路电流; ⑤进一步计算支路电压和进行其它分析。

★支路电流法的特点:支路法列写KCL和KVL方程方便、直观,但方程数较多,宜于在支路数不多的情况下使用。

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★要避开电流源支路取回路: ★有受控源的电路,方程列写分两步: ①先将受控源看作独立源列方程;

②将控制量用未知量表示,并代入所列的方程,消去中间变量。

★网孔电流法:网孔电流法是以沿网孔连续流动的假想电流为未知量,列写电路方程分析电路的方法。 ★网孔电流法仅适用于平面电路。

★网孔电流在网孔中是闭合的,对每个相关结点均流进一次,流出一次,所以KCL自动满足。因此网孔电流法是对网孔回路列写KVL方程,方程数为网孔数。

★自电阻总为正。当两个网孔电流流过相关支路方向相同时,互电阻取正号;否则为负号。 ★当电压源电压方向与该网孔电流方向一致时,取负号;反之取正号。 ★网孔电流法的一般步骤:

①选网孔为独立回路,并确定其绕行方向; ②以网孔电流为未知量,列写其KVL方程; ③求解上述方程,得到 l 个网孔电流; ④求各支路电流; ⑤其它分析。

★网孔电流法的特点:仅适用于平面电路。

★回路电流法:回路电流法是以基本回路中沿回路连续流动的假想电流为未知量,来列写电路方程分析电路的方法。

★回路电流法适用于平面和非平面电路。

★回路电流法是对独立回路列写KVL方程,方程数为:b-(n-1). ★回路电流法与支路电流法相比,方程数减少n-1个。 ★回路法的一般步骤:

①选定l=b-(n-1)个独立回路,并确定其绕行方向;

②对l 个独立回路,以回路电流为未知量,列写其KVL方程; ③求解上述方程,得到 l 个回路电流; ④求各支路电流; ⑤其它分析。

★回路法的特点:通过灵活的选取回路可以减少计算量;但互有电阻的识别难度加大,易遗漏互有电阻。 ★理想电流源支路的处理:

方法一:引入电流源电压,增加回路电流和电流源电流的关系方程。

方法二:选取独立回路,使理想电流源支路仅仅属于一个回路,该回路电流即 IS 。

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★受控电源支路的处理:对含有受控电源支路的电路,可先把受控源看作独立电源按上述方法列方程,再将控制量用回路电流表示。

★结点电压法:结点电压法是以结点电压为未知量列写电路方程分析电路的方法。适用于结点较少的电路。 ★选结点电压为未知量,则KVL自动满足,无需列写KVL 方程。各支路电流、电压可视为结点电压的线性组合。求出结点电压后,便可方便地得到各支路电压、电流。 ★结点电压法列写的是结点上的KCL方程,独立方程数为:n-1 ★结点电压法特点:

①与支路电流法相比,方程数减少b-(n-1)个。

②任意选择参考点:其它结点与参考点的电位差即为结点电压(位),方向为从独立结点指向参考结点。 ★结点的自电导,等于接在该结点上所有支路的电导之和。总为正值。 结点的互电导,为接在结点与结点之间所有支路的电导之和,总为负值。 ★电流源:流入结点取正号,流出取负号。

★由结点电压方程求得各结点电压后即可求得各支路电压,各支路电流可用结点电压表示: ★电路不含受控源时,系数矩阵为对称阵。 ★结点法的一般步骤:

①选定参考结点,标定n-1个独立结点;

②对n-1个独立结点,以结点电压为未知量,列写其KCL方程; ③求解上述方程,得到n-1个结点电压; ④通过结点电压求各支路电流; ⑤其它分析。

★无伴电压源支路的处理:

方法一、以电压源电流为变量,增补结点电压与电压源间的关系。 方法二、选择合适的参考点 ★受控电源支路的处理:

对含有受控电源支路的电路,先把受控源看作独立电源列方程,再将控制量用结点电压表示。 ★注意:与电流源串接的电阻不参与列方程。

第四章 电路定理

◆本章学习重点:

熟练掌握叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理的内容、适用范围及应用。

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◆叠加定理:

在线性电路中,任一支路的电流(或电压)可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和。 ◆几点说明:

(1)叠加定理只适用于线性电路;

(2)一个电源作用,其余电源为零。令电压源为零—--短路;令电流源为零—--开路。 (3)功率不能叠加 (功率是电压和电流的乘积,为电源的二次函数)。 (4)u、i叠加时要注意各分量的参考方向。

(5)含受控源(线性)电路亦可用叠加,受控源应始终保留在各分电路中。

◆叠加方式是任意的,可以一次一个独立源单独作用,也可以一次几个独立源同时作用,取决于怎样使分析计算比较简便。

◆齐性原理(homogeneity property)

线性电路中,所有激励(独立源)都增大(或减小)同样的倍数,则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样的倍数。

◆当只有一个激励时,则响应与激励成正比。 ◆替代定理

对于给定的一个线性电阻电路,若某一支路电压为uk、电流为ik,那么这条支路就可以用一个电压等于uk的独立电压源,或者用一个电流等于ik的独立电流源,或用一 个R= uk / ik 的电阻来替代,替代后电路中全部电压和电流均保持原有值(解答唯一)。 ◆说明:

(1)替代定理既适用于线性电路,也适用于非线性电路。 (2)替代后电路必须只有唯一解。 (3)替代后其余支路及参数不能改变。 ◆戴维宁定理和诺顿定理的应用

工程实际中,常常碰到只需研究某一支路的电压、电流或功率的问题。将电路的其余部分视为一个有源二端网络,可等效变换为较简单的含源支路(电压源与电阻串联或电流源与电阻并联支路), 使分析和计算简化。戴维宁定理和诺顿定理正是给出了等效含源支路及其计算方法。 ◆戴维宁定理

一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口网络,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换。此电压源的电压等于外电路断开时端口处的开路电压uoc,而电阻等于的全部独立电源置零后的输入电阻(或等效电阻Req)。 ◆戴维宁定理的求解方法: (1) 开路电压uoc 的计算

戴维宁等效电路中,电压源电压等于将外电路断开时的开路电压Uoc,电压源方向与所求开路电压方向有关。计算Uoc的方法视电路形式,选择前面学过的任意方法,使易于计算

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