电路复习(3)

2019-04-02 14:45

(2)等效电阻的计算

等效电阻为将一端口网络内部独立电源全部置零(电压源短路,电流源开路)后,所得无源一端口网络的输入电阻。常用下列方法计算:

① NS无源,当网络内部不含有受控源时,可采用电阻串并联和△-Y 互换的方法计算等效电阻; ②NS无源,外加电源法(加压求流或加流求压),求比值。 ③NS 有源,开路电压,短路电流法。 其中②③方法更有一般性。 ◆注意:

(1) 外电路可以是任意的线性或非线性电路,外电路发生改变时,含源一端口网络的等效电路不变(伏-安特性等效)。

(2) 当一端口内部含有受控源时,控制电路与受控源必须包含在被化简的同一部分电路之中。 ◆说明:

计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法,要具体问题具体分析,以计算简便为好。

◆诺顿定理:

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,可以用一个电流源和电导(电阻)的并联组合来等效置换;电流源的电流等于该一端口的短路电流,而电导(电阻)等于把该一端口的全部独立电源置零后的输入电导(电阻)。

◆诺顿等效电路可由戴维宁等效电路经电源等效变换得到。诺顿等效电路可采用与戴维宁定理类似的方法证明。

◆最大功率传输定理:

一个含源线性一端口电路,当所接负载不同时,一端口电路传输给负载的功率就不同,讨论负载为何值时能从电路获取最大功率,及最大功率的值是多少的问题。 ◆说明:

(1)最大功率传输定理用于一端口电路给定,并且负载电阻可调的情况; (2) 计算最大功率问题时,结合应用戴维宁定理或诺顿定理最方便 ;

(3)一端口等效电阻消耗的功率一般并不等于端口内部消耗的功率,因此当负载获取最大功率时,电路的传输效率并不一定是50%。 ◆实例:扩音机

如果信号源的内阻Ri为 1kΩ,扬声器上不可能得到最大功率。为了使阻抗匹配,在信号源和扬声器之间连上一个变压器。

变压器具有变换负载阻抗的作用,以实现匹配,采用不同的变比,把负载变成所需要的、比较合适的数值。

第六章 储能元件

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■本章学习重点:

电容、电感元件的特性方程、功率和能量的表达式。 电容、电感元件的串并联等效电路。

■电容元件:电容的定义和特性.;微分和积分表达式。 ■电容元件有记忆电流的作用,故称电容为记忆元件。 ■当 u,i为非关联方向时,微分和积分表达式前要冠以负号。

■u(t0)称为电容电压的初始值,反映电容初始时刻的储能状况,也称为初始状态。 ■当电容充电,u上升,△u> 0,du /dt> 0,则i > 0,q增加。p>0。电容吸收功率。 当电容放电,u下降,△u<0,du /dt< 0,则i < 0,q减少。p<0,电容发出功率。

■电容能在一段时间内,吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来;在另一段时间内,又把能量释放回电路。因此电容元件是储能元件,是无源元件,本身不消耗能量。 ■电容的储能只与当时的电压值有关,储能不能跃变。 ■电容储存的能量一定大于或等于零。

■电容的串联相当于电阻的并联,电容的并联相当于电阻的串联。 ■电感元件:电感的定义和特性.;微分和积分表达式。 ■电感元件有记忆电压的作用,故称电感为记忆元件。 ■当 u,i为非关联方向时,微分和积分表达式前要冠以负号。

■i(t0)称为电感电流的初始值,反映电感初始时刻的储能状况,称为初始状态。

■当电流增大, △i> 0,di/dt>0,则u>0,磁通链大于零。P> 0, 电感吸收功率。 ■当电流减小, △i<0,di/dt<0,则u<0,磁通链小于零。p< 0,电感发出功率。

■电感能在一段时间内,吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来;在另一段时间内又把能量释放回电路。因此电感元件是无源元件、是储能元件,本身不消耗能量。 ■电感的储能只与当时的电流值有关,储能不能跃变。 ■电感储存的能量一定大于或等于零。

■电感的串联和并联与电阻的串联和并联形式一样。

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