待完善:例题部分
一、电路的基本概念和基本规律
1、电路的作用
实现电能的传输和转换;传递和处理信息
2、电压电流的参考方向和实际方向
正电荷运动的方向是电流的方向 参考方向选定之后,电压电流才有正负
3、欧姆定律
R= +- U/I 电压电流参考方向相同相反时去正负号不同
4、电源有载工作、开路和短路
电源:电流从+流出 负载:电流从+流入
5、基尔霍夫定律
- 基尔霍夫电流定律 任意瞬间,某一结点流入流出电流相等
- 基尔霍夫电压定律 任一回路,按顺时针或者逆时针,电压降之和=电压升之和
- 应用定律前,要先标好电压电流电动势参考方向
6、电位
电路中任意两点的电压值一定,但各点的电位不一定
7、例题阅读
二、电路的分析方法
1、电阻串并联的等效变换
- 串联 电阻分压;
总电阻=各串联电阻之和
- 并联 电阻分流;
总电阻的倒数=各分电阻倒数之和 并联的电阻越多,总电阻越小,电路总电流和总功率越大,但每个负载的电流和功率却基本不变
2、电源的两种模型
-
电压源模型 E和R串联
-
电流源模型 E和R并联
-
转换 I = E/R
-
实际上是对外等效,对内不等效的
-
串联的理想电压源可以叠加;并联的理想电流源可以叠加
-
恒流源保持电流不变,则可视与之并联的电阻开路;恒压源保持电压不变,则可视与之串联的电阻短路
3、支路电流法
对于n个结点,b条支路,可以得到n-1条电流等式和b-(n-1)条电压等式(单孔回路个数),可以解出b个支路电流
适用:求全部支路或者求大部分支路
4、结点电压法
针对:只有两个结点a,b的电路,结点电压参考方向a->b
公式:分母为各支路电阻倒数之和,分子为各支路电流之和,分子的各项在电动势和结点电压的参考方向相反时取正(电动势的+和a同一个端即相反)
5、叠加定理
方法:将电压源短接,电流源开路,内阻保留原位置
功率不能叠加
6、戴维宁定理和诺顿定理
适应:只需要计算复杂电路的一个支路,利用有源二端网络
- 戴维宁定理 E和R0串联的电源替代二端网络
方法:电动势=电路负载断开后两端的电压,等效电阻=除去电源(电压源短路,电流源开路)后两端之间的等效电阻
- 诺顿定理 E和R0并联的电源替代二端网络
方法:电流=两端短路后其中的电流;等效电阻=除去电源(电压源短路,电流源开路)后两端之间的等效电阻
7、例题阅读
还没看
三、电路的暂态分析
1、电阻、电感、电容
- 电阻是耗能元件
- 电感元件储能
- 电容元件储能
2、储能元件和换路定则
核心:换路瞬间电感中电流iL不能跃变,电容上电压uC不能跃变
3、RC电路的响应
R为总电阻
零状态响应
换路前电容无能量,实际就是充电
零输入响应
由电容产生的电路响应,实际就是放电
全响应
前两个状态叠加,
全响应=稳态分量+瞬态分量
全响应=零输入响应+零状态响应
4、三要素法解一阶线性电路暂态分析
只含有一个储能元件(或可以等效为一个储能元件)的线性电路,描述电路的方程为一阶常系数线性微分方程,这种电路称为一阶电路
5、RL电路的响应
零状态响应
电感元件本来没有能量
零输入响应
全响应
一阶RL电路同样可以用三要素法
I0是电感初始电流
零输入+零状态
7、例题阅读
!待完善
四、正弦交流电路
1、正弦电压和电流
- 角频率和周期、频率的关系
-
正弦量在某一瞬间的值=瞬时值,用小写字母表示,最大的值=幅值或最大值,用带下标m的大写字母表示
-
有效值
- 一般所讲的正弦电压和电流的大小,都是有效值,例如220V
- 初相位,a比b先到达正的幅值,相位上a比b超前,b比a滞后
2、正弦量的相量表示法
用复数表示
代数式
指数式
极坐标式
加减可以用代数式,乘除可以用指数式或极坐标式。复数的模==正弦量的幅值或有效值,幅角==正弦量的初相位。写成在大写字母上加‘·’
只有正弦周期量才能用相量表示,只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上
3、单一参数元件的交流电流
电阻
电流和电压同相;
电压与电流的幅值(有效值)之比就是电阻;
瞬时功率总>=0
电感
电压和电流同频率。电流滞后电压90度,电压超前电流90度;
电压与电流的幅值(有效值)之比==wL;
对交流电流有阻碍作用,即感抗,
电感线圈对高频电流阻碍作用很大,对直流可视为短路;
感抗是电压电流幅值(有效值)之比,不是瞬时值之比;
电感元件不耗费能,只是把能量作存储和取返,平均值==0
无功功率==瞬时功率的幅值,衡量能的交换,单位是乏或千乏
电容
电压和电流同频率。电流超前电压90度,电压与电流的幅值(有效值)之比==1/(wC)
规定:电流滞后电压时,相位差>0。
对电流阻碍作用的物理性质->容抗:
电容对高频电流容抗很小;对直流容抗无穷大,可视为开路。
瞬时功率
无功功率
4、电阻电感电容串联的交流电路
电路的阻抗Z
当感抗>容抗时,相位差>0 时,电压超前于电流,电路呈现电感性
当感抗<容抗时,相位差<0 时,电压滞后于电流,电路呈现电容性
改变电路(负载)参数使感抗=容抗时,感抗==容抗,相位差==0,电压电流同相,电路是电阻性电路
瞬时功率
平均功率
无功功率
正弦交流电路中电压与电流的关系
5、阻抗的串联和并联
Z表示阻抗,涉及的都是相量之间的加法
串联
两个串联的阻抗可以用一个等效阻抗Z来替代
Z = Z1 + Z2
上式中XL取正,XC取负号
并联
两个并联的阻抗可以用一个等效阻抗Z来替代
一般情况下
6、其他
不知道后边有没有教
7、例题
五、来自知乎网友的电工学笔记
重点
- 电压和电流的参考方向
- 基尔霍夫定律
- 电路中电位的计算
- 支路电流法、结点电压法
- 叠加定理
- 戴维宁定理和诺顿定理