电工电子技术复习总结.ppt
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1、电路电路及其及其分析方法分析方法单元总结单元总结第一章第一章第一章第一章 一、一、基本要求基本要求1.了解电路模型及理想电路元件的意义;了解电路模型及理想电路元件的意义;2.理解电压、电流参考方向的意义;理解电压、电流参考方向的意义;3.了解电源的有载工作、开路与短路状态,并能理了解电源的有载工作、开路与短路状态,并能理解电功率和额定值的意义;解电功率和额定值的意义;5.理解基尔霍夫定律并能正确应用;理解基尔霍夫定律并能正确应用;6.掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理分析掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理分析电路的方法;电路的方法;7.了解实际电源的两种模型及其等效变换;了解实际电源的
2、两种模型及其等效变换;4.掌握掌握R、L、C电路元件的伏安关系;电路元件的伏安关系;本章虽然是以直流电路为研究对象,介绍电路的基本概念、基本章虽然是以直流电路为研究对象,介绍电路的基本概念、基本定律和一些分析方法,但所涉及的原理和方法稍加扩展便可应用本定律和一些分析方法,但所涉及的原理和方法稍加扩展便可应用于以后的章节,所以这些内容是学习本门课程的基础。于以后的章节,所以这些内容是学习本门课程的基础。二、二、本章小结本章小结1.电路的基本概念电路的基本概念 电路的基本概念包括电路的作用与组成、电路的状态、电电路的基本概念包括电路的作用与组成、电路的状态、电路模型、电压电流的参考方向、电位的概念
3、及其计算等。路模型、电压电流的参考方向、电位的概念及其计算等。(1)电路模型电路模型 用理想电路元件组成的电路称为实际电路的电路模型。所用理想电路元件组成的电路称为实际电路的电路模型。所谓谓 理想理想 电路元件是指即在一定条件下突出其主要的电磁性质,电路元件是指即在一定条件下突出其主要的电磁性质,而忽略其次要因素。而忽略其次要因素。(2)电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向 在计算和分析电路时,必须任意选定某一方向为电压、电流在计算和分析电路时,必须任意选定某一方向为电压、电流的参考方向,或称正方向。当选择的正方向与其实际方向一致时的参考方向,或称正方向。当选择的正方向与其实际方向一致时则
4、电压或电流为正值;反之,则为负值。则电压或电流为正值;反之,则为负值。注意:参考方向选定之后,电压、电流的正、负才有意义;注意:参考方向选定之后,电压、电流的正、负才有意义;在讨论某个元件的电压、电流关系时,常采用关联参考方向。在讨论某个元件的电压、电流关系时,常采用关联参考方向。(3)电路中电位的概念电路中电位的概念 由于电路中某一点的电位是指由这一点到参考点的电压,所由于电路中某一点的电位是指由这一点到参考点的电压,所以电路电位的计算与电压的计算并无本质的区别。但要注意电路以电路电位的计算与电压的计算并无本质的区别。但要注意电路中某一点的电位与参考点的选取有关,而电路中某两点之间的电中某一
5、点的电位与参考点的选取有关,而电路中某两点之间的电压则与参考点无关。压则与参考点无关。(4)电源的工作状态、开路与短路电源的工作状态、开路与短路 学习时注意理解三种状态的特点及判断电路中某一元件处学习时注意理解三种状态的特点及判断电路中某一元件处于电源状态还是负载状态。于电源状态还是负载状态。(4)电源的工作状态、开路与短路电源的工作状态、开路与短路 负载的大小和增减是指负载消耗的功率的大小和增减,不负载的大小和增减是指负载消耗的功率的大小和增减,不要误解为负载电阻阻值的大小和增减。要误解为负载电阻阻值的大小和增减。在一个完整的电路中,产生的功率与消耗的功率的相等。在一个完整的电路中,产生的功
6、率与消耗的功率的相等。额定值表示电气设备正常的工作条件和工作能力,使用时额定值表示电气设备正常的工作条件和工作能力,使用时应遵照额定值的规定,以免出现不正常的情况甚至发生事故。应遵照额定值的规定,以免出现不正常的情况甚至发生事故。基尔霍夫定律适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬基尔霍夫定律适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电压和电流。时、任何波形的电压和电流。2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律 (1)基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL),即即 I=0,它反映了电它反映了电路中某一结各支路电流间互相制约的关系。路中某一结各支路电流间互相制约的关系。KCL通常应用于结点,也可以
7、推广应用到假设的封闭面。通常应用于结点,也可以推广应用到假设的封闭面。(2)基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KVL),即即 U=0,它反映了某它反映了某一回路中各段电压间互相制约的关系。一回路中各段电压间互相制约的关系。KVL除应用于闭合回路外,也可以除应用于闭合回路外,也可以 推广应用到推广应用到 假想的闭假想的闭合回路。合回路。3.理想电路元件理想电路元件 理想理想电路元件电路元件理想理想电源元件电源元件理想理想无源元件无源元件理理想想电电压压源源理理想想电电流流源源电电阻阻R电电感感L电电容容C学习这部分内容要注学习这部分内容要注意掌握每一种元件的意掌握每一种元件的定义及其两端的电压、
8、定义及其两端的电压、电流关系。电流关系。(1)理想电压源理想电压源(恒压源恒压源)特点:输出电压特点:输出电压U 是由它本是由它本身确定的身确定的定值,而输出电流定值,而输出电流I是任意的,是由输出电压和外电路决定。是任意的,是由输出电压和外电路决定。注意注意注意注意:与理想电压源并联的元件,其两端的电压等于理想与理想电压源并联的元件,其两端的电压等于理想电压源的电压源的电压。电压。特点:输出电流特点:输出电流I 是由它本是由它本身确定的身确定的定值,而输出电压定值,而输出电压U是是任意的,是由输出电流和外电路决定。任意的,是由输出电流和外电路决定。注意注意注意注意:与理想电流源串联的元件,其
9、电流等于理想电流源的与理想电流源串联的元件,其电流等于理想电流源的电流。电流。(2)理想电流源理想电流源(恒流源恒流源)(3)无源元件无源元件R、L、C 在电压、电流参考方向一致的前提下,在电压、电流参考方向一致的前提下,R、L、C两端的电两端的电压、电流关系分别为压、电流关系分别为 R是耗是耗能元件能元件 (3)无源元件无源元件R、L、Cu=Ri L是储是储能元件能元件 C是储是储能元件能元件 由于电路是由各种元件以一定的联接方式组成的,每一个由于电路是由各种元件以一定的联接方式组成的,每一个元件要遵循它两端的电压电流关系伏安关系,而与结点相联的元件要遵循它两端的电压电流关系伏安关系,而与结
10、点相联的各条支路电流及回路中各部分电压分别受各条支路电流及回路中各部分电压分别受(KCL)和和(KVL)的约束。因此,的约束。因此,基尔霍夫定律和元件的伏安关系基尔霍夫定律和元件的伏安关系是分析电路的是分析电路的依据。依据。4.电路分析方法电路分析方法分析电路的方法有分析电路的方法有支路电流法、叠加原理、戴维宁定理等。支路电流法、叠加原理、戴维宁定理等。在计算电路时选用哪一种方法应视要求解的问题及电路具在计算电路时选用哪一种方法应视要求解的问题及电路具体结构和参数。体结构和参数。支路电流法是以支路电流支路电流法是以支路电流(电压电压)为求解对象,直接应用为求解对象,直接应用KCLKCL和和和和
11、KVLKVL列出所需方程组,而后解出各支路电流列出所需方程组,而后解出各支路电流(电压电压)。它。它是计算复杂电路最基本的方法。但是,当电路中支路数较多时,是计算复杂电路最基本的方法。但是,当电路中支路数较多时,联立求解的方程数也就较多,因此计算过程一般繁。所以只有联立求解的方程数也就较多,因此计算过程一般繁。所以只有当电路不是特别复杂而且又要求出所有支路电流当电路不是特别复杂而且又要求出所有支路电流(或电压或电压)时,时,才采用支路电流法。才采用支路电流法。(1)支路电流法支路电流法 *确定支路数确定支路数 b,假定各支路电流的参考方向;假定各支路电流的参考方向;*应用应用KCL对结点对结点
12、A列方程列方程 对于有对于有n个结点的电路,只能列出个结点的电路,只能列出 (n 1)个个独立的独立的KCL方程式。方程式。*应用应用KVL列出余下的列出余下的 b (n1)方程;方程;*解方程组,求解出各支路电流。解方程组,求解出各支路电流。用支路电流法解题的步骤用支路电流法解题的步骤用支路电流法解题的步骤用支路电流法解题的步骤 在多个电源共同作用的在多个电源共同作用的线性线性电路中,某一支路的电路中,某一支路的电压电压(电流电流)等于每个电源单独作用,等于每个电源单独作用,在该支路上所产生的在该支路上所产生的电压电压(电流电流)的代的代数和。数和。(2)叠加原理叠加原理 计算功率时计算功率
13、时不能不能不能不能应用叠加原理。在叠加过程应用叠加原理。在叠加过程中当电压源不作用时应视其短路,而电流源不作中当电压源不作用时应视其短路,而电流源不作用时则应视其开路。但电源内阻仍需保留。用时则应视其开路。但电源内阻仍需保留。注意注意注意注意 在应用叠加原理计算复杂电路时,由于每个电源单独作用在应用叠加原理计算复杂电路时,由于每个电源单独作用在电路中,因此使得电路较为简单。但当原电路中电源数目较在电路中,因此使得电路较为简单。但当原电路中电源数目较多时,计算就变得很繁琐。所以,只有当电路的结构较为特殊多时,计算就变得很繁琐。所以,只有当电路的结构较为特殊时才采用叠加原理来求解。时才采用叠加原理
14、来求解。叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理内容内容内容内容 叠加原理的重要性不在于用它计算复杂电路,而在于它是叠加原理的重要性不在于用它计算复杂电路,而在于它是分析线性电路的普遍原理。分析线性电路的普遍原理。任意线性有源二端网络任意线性有源二端网络 N,可以用一个恒压源与电阻串联可以用一个恒压源与电阻串联的支路等效代替。其中恒压源的电动势等于有源二端网络的开的支路等效代替。其中恒压源的电动势等于有源二端网络的开路电压,串联电阻等于有源二端网络所有独立源都不作用时由路电压,串联电阻等于有源二端网络所有独立源都不作用时由端钮看进去的等效电阻。端钮看进去的等效电阻。(3)戴维宁定理戴维宁定理 戴维宁定
15、理戴维宁定理戴维宁定理戴维宁定理内容:内容:内容:内容:戴维宁定理是本章的重点之一,但不是难点。戴维宁定理是本章的重点之一,但不是难点。戴维宁定理把复杂的二端网络用一个恒压源与电阻串联戴维宁定理把复杂的二端网络用一个恒压源与电阻串联的支路等效代替,从而使电路的分析得到简化。此法特别适用的支路等效代替,从而使电路的分析得到简化。此法特别适用于只需求解复杂电路中某一支路的电流于只需求解复杂电路中某一支路的电流(电压电压),尤其是这一,尤其是这一支路的参数经常发生变化的情况。支路的参数经常发生变化的情况。戴维宁定理只适用于线性电路,但对网络戴维宁定理只适用于线性电路,但对网络外外外外的电路没有任的电
16、路没有任何限制;等效是对外部电路而言的。何限制;等效是对外部电路而言的。运用戴维宁定理应注意:运用戴维宁定理应注意:运用戴维宁定理应注意:运用戴维宁定理应注意:I IbEUR0RL+_+_aE=IS R0内阻改并联内阻改并联IURLR0+IS R0U IS=ER0内阻改串联内阻改串联 电压源与电流源模型的等效变换关系仅电压源与电流源模型的等效变换关系仅对外电路而言,至于电源内部则是不相等的。对外电路而言,至于电源内部则是不相等的。注意注意注意注意(4)电源模型的等效变换电源模型的等效变换 运用电源的电压源与电流模型的等效变换也可以简化电运用电源的电压源与电流模型的等效变换也可以简化电路的计算。
17、路的计算。电源模型等效变换的条件如下图:电源模型等效变换的条件如下图:返回返回第二章第二章第二章第二章正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路单元总结单元总结单元总结单元总结单相交流电路部分单相交流电路部分单相交流电路部分单相交流电路部分 一、一、基本要求基本要求 1.理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值;理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值;2.掌握正弦交流电的各种表示方法及相互间的关系,掌握正弦交流电的各种表示方法及相互间的关系,理解相量表示法。理解相量表示法。3.理解单一参数交流电路中电压与电流的相量关系,理解单一参数交流电路中电压与电流的相量关系,掌握简单交流电路的计算方法
18、掌握简单交流电路的计算方法;4.掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率、视在功率和提高功率因数的经济意义。无功功率、视在功率和提高功率因数的经济意义。5.了解电路中谐振的现象;掌握阻抗串联和阻抗并联了解电路中谐振的现象;掌握阻抗串联和阻抗并联的计算。的计算。1.正弦量的三要素正弦量的三要素 二、二、单元总结单元总结 (1)变化快慢用频率变化快慢用频率f、周期周期T和角频率和角频率 表示,三者之间表示,三者之间的关系为的关系为 (2)大小用有效值表示。交流电的有效值是从交流电流与大小用有效值表示。交流电的有效值是从交流电流与直流电流具有
19、相等的热效应观点引出的直流电流具有相等的热效应观点引出的正弦交流电的有效值与最大值的关系为正弦交流电的有效值与最大值的关系为 相位相位 是时间函数,用来表示交流电是时间函数,用来表示交流电 在不同在不同 时时刻的变化进程。刻的变化进程。(3)为初相位,它随计时起点选取的不同而改变,两为初相位,它随计时起点选取的不同而改变,两个同频率正弦量的初相位之差称为相位差。个同频率正弦量的初相位之差称为相位差。2.正弦量的表示方法正弦量的表示方法 一个正弦量可以用三角函数式、正弦波形、相量图和相一个正弦量可以用三角函数式、正弦波形、相量图和相量式四种表示方法。量式四种表示方法。虽然用三角函数式和正弦波形表
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