《电路(武大出版)》第四章

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电工基础第五版第四章ppt课件

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强度越小。
ห้องสมุดไป่ตู้
精选课件
8
第四章 磁场与电磁感应
2.磁通
设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方 向垂直的平面,面积为S,则把B与S 的乘积定义为穿过这 个面积的磁通量,简称磁通。用Φ 表示磁通,则有
精选课件
9
第四章 磁场与电磁感应
平面与B垂直
平面与B不垂直 磁通
如果磁场不与所讨论的平面垂直,则应以这个平面在垂直
b点以后的部分近似平坦,这表明即使再增大线圈中的电流
I,Φ 也已近似不变了,铁心磁化到这种程度称为磁饱和。
a点到b点是一段弯曲的部分,称为曲线的膝部。这表明从未饱 和到饱和是逐步过渡的。
精选课件
52
磁化曲线
第四章 磁场与电磁感应
各种电器的线圈中,一般都装有铁心以获得较强的磁场。 为了尽可能增强线圈中的磁场,还常将铁心制成闭合的 形状,使磁感线沿铁心构成回路。
高频感应炉冶炼金属 家用电磁炉示意图
精选课涡件流的利用
43
第四章 磁场与电磁感应
单层铁心涡流损耗大 多层铁心涡流损耗小 采用多层铁心减小涡流损耗
精选课件
44
第四章 磁场与电磁感应
二、互感器 互感器有两个或两个以上绕组,它利用互感原理使交流
电从一个绕组传向另一个(或几个)绕组,以实现电能或信号的 “隔空” 传递。
通电直导体 间的电磁力
第四章 磁场与电磁感应
三、磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。
直流电动机的原理
磁电式仪表的结构
精选课件
磁1场8 对通电线圈的作用
第四章 磁场与电磁感应
磁悬浮列车
磁悬浮原理

电路课件 电路04 电路定理

电路课件 电路04 电路定理

k
'
f
u2 S 2
k u ' fg Sg
K i' f 1 S1
K i' f 2 S2
K
i'
fh Sh
g
h
k u ' fm Sm
K i' fm Sm
m1
m1
(4 4)
第四章 电路定理
4-1 叠加定理
2020年4月3日星期五
7
叠加定理的表述及应用原则
叠加定理表述:线性电阻电路中,某处电压或 电流是电路各独立电源单独作用时,在该处产 生电压或电流的叠加。
当电路中有g个电压源和h个电流源时,任意一处电压 uf或电流if都可以写为以下形式
u f k f 1uS1 k f 2uS 2 k fguSg K f 1iS1 K f 2iS 2 K fhiSh
g
h
k fmuSm K fmiSm
m1
m1
if
k u ' f 1 S1
第四章 电路定理
4-1 叠加定理
2020年4月3日星期五
9
例 4-1-1
用叠加定理计算图4-2a电路中U1和I2。
解 画分电路图b和c。图(b)有:
U1'
20 20 20
20
30 20 30
20 V
2V
I
' 2
20 20理
4-1 叠加定理
2020年4月3日星期五
,由 I
U ao U 4

U=32-8I 或 I 4 U
8
第四章 电路定理 4-3 戴维宁定理和诺顿定理
2020年4月3日星期五
22
等效电路

《电路(武大出版)》第一章

《电路(武大出版)》第一章

W R t pdξ t uidξ
0 0
t
t
4. 电阻的开路与短路
i
R
短路
u
u0
+ u –
i0
开路
R 0 or G
i
i0
u0
R or G 0
1.5 电容元件 (capacitor)
q
电容器 在外电源作用下, 两极板上分别带上等量异号电荷,撤去 电源,板上电荷仍可长久地集聚下去, 是一种储存电能的部件。
(2) 以c点为电位参考点
c 0
Wac q
Wbc q
a
b
a

8 12 4
12 4
5V
b
3V
U ab a b 5 3 2 V
c
结论
U bc b c 3 0 3 V
电路中电位参考点可任意选择;参考点一经选定,电路中 各点的电位值就是唯一的;当选择不同的电位参考点时, 电路中各点电位值将改变,但任意两点间电压保持不变。
-q

u
单位

C 称为电容器的电容, 单位:F (法) (Farad,法拉), 常用F,p F等表示。
1831年,英国物理学 家法拉第(Michael Faraday 1791-1867) 发现电磁感应并提出 电磁感应定律(“磁生 电”)。他还提出相 对理论,后被麦克斯 韦和爱因斯坦进一步 发展。
参考方向
电流(代数量)
任意假定一个正电荷运动的方向即为电 流的参考方向。
大小
方向(正负)
i A
参考方向
B
电流的参考方向与实际方向的关系:
i A

电路分析 第4章(zm)

电路分析 第4章(zm)

第四章 动态电路的时域分析
例 4. 1-1
(a)所示电感元件 所示电感元件, 图(a)所示电感元件,已知电感量L=2H, 电感
的波形如图(b)所示。 (b)所示 电流i(t) 的波形如图(b)所示。求电感元件的电压u(t)、 吸收 功率p(t)和储能 功率 和储能ωL(t), 并画出它们的波形。 , 并画出它们的波形。 解 写出电流i(t)的数学表达式为 写出电流 的数学表达式为
无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像,也可能是该图像已损 坏。请重新启动计算机,然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x” ,则可能需要 删除该图像,然后重新将其插入。
第四章 动态电路的时域分析
如图所示,若电感上的电压、电流参考方向非关联, (5) 如图所示 , 若电感上的电压 、 电流参考方向非关联 , 则有
di (ξ ) wL (t ) = ∫ p(ξ )dξ = L ∫ i (ξ ) dξ −∞ −∞ dξ i (t ) 1 2 = L ∫ i (ξ )di (ξ ) = Li (t ) i ( −Байду номын сангаас ) 2
t t
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无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像,也可能是该图像已损 坏。请重新启动计算机,然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x” ,则可能需要 删除该图像,然后重新将其插入。
第四章 动态电路的时域分析
4.1 动态电路元件
4.1.1 电感元件 电感元件 电感元件是电感线圈的理想化模型, 电感元件是电感线圈的理想化模型 , 它反 映了电路中磁场能量储存的物理现象。 映了电路中磁场能量储存的物理现象。 用良金属导线绕在骨架上就构成一个实 际的电感器, 常称为电感线圈,如图所示。 际的电感器, 常称为电感线圈,如图所示。 当电流i(t)通过电感线圈时, 当电流 通过电感线圈时,将激发磁场产生 通过电感线圈时 磁通Φ(t)与线圈交链,其中储存有磁场能量。 与线圈交链,其中储存有磁场能量。 磁通 与线圈交链 与线圈交链的总磁通称为磁链,记为 与线圈交链的总磁通称为磁链,记为Ψ(t)。若 。 线圈密绕,且有N匝 则磁链Ψ(t)=NΦ(t)。应 线圈密绕,且有 匝,则磁链 。 用磁链与电流的关系(习惯上称为韦安关系 来 用磁链与电流的关系 习惯上称为韦安关系)来 习惯上称为韦安关系 定义电感元件。 定义电感元件。

邱关源《电路》第五版 第四章 电路定理

邱关源《电路》第五版   第四章 电路定理

1 + u 1
-
任何一个有源一端口网络,对外电路来说,可 以用一个电流源和电阻相并的组合来等效代替。电
1 R0=Req + + u uS =uOC 1
i
外 电 路
u uS R0i
uS uoc
R0 Req
§4-3 戴维宁定理和诺顿定理
3. 举例
【例1】电路如图,求通过电阻R3的电流I3 。
I3
4
R3 5
8
a Uoc
b 8
2
2
4 2
2 I1
+
40V
+
40V
10
+
-
2.25A 1
A 1.5A 1
B
1 0.5A 1A
US
+ Us D 4.5A 1 6
0.75A
6.75V
U AD 6 4.5V
U BC 2 3V
U 0 =2V
C 1 B 1
A 3A
+ 13.5V
1.5A
1A
2A
Us
-
6
U AD 6 9V
U BC 2 6V
U 0 =4V
iS1
+
R3
uS3
R3 iS1
中,任一支路电流
(或支路电压)都是
i iR1 R4 R2 R2 R1
i R1
R1
uS2
+ -
=
R4 i R 2 R2电路各个独立电源单
独作用时在该支路产
+
i R1
R1
R4 i R 2 R2
iR1
生的电流(或电压)

电路原理第四章

电路原理第四章

us1单独作用
us2单独作用
us3单独作用
上述以一个具体例子来说明叠加的概念, 上述以一个具体例子来说明叠加的概念,这个方法也 可推广到多个电源的电路中去 中去。 可推广到多个电源的电路中去。
13
注意 :
1. 叠加定理只适用于线性电路。 叠加定理只适用于线性电路 线性电路。 2. 一个 独立)电源作用(一次),其余电源不作用; 一个(独立 电源作用(一次),其余电源不作用; 独立) ),其余电源不作用
R3 R1
i3 R3 + us3 – i3''
R2 R3
i1 = i1' + i1" + i1"' i2 = i2' + i2" + i2"' i3 = i3' + i3" + i3"'
i1''' i3''' i2'''
R2 R3
i1'
=
R1
i2'
+ us1 –
R2
+
+ –
us2
+
R1
+ us3 –
在线性电路中, 任一支路( 或元件) 的电流( 或电压) 在线性电路中 , 任一支路 ( 或元件 ) 的电流 ( 或电压 ) 等于该电路中各个独立电源单独作用时,在该支路( 等于该电路中各个独立电源单独作用时,在该支路(或元 件)产生的电流(或电压)的叠加(代数和) 。 产生的电流(或电压)的叠加(代数和)
G4
3
G5
方法2 方法2:选择合适的参考点

武大教学大纲

武大教学大纲

教学大纲一、教学目的和要求电路理论是一门研究电网络分析、设计与综合的基础工程学科,它属于电类各专业共同的理论基础。

电路课程是电路理论的入门课,它是工科电力类、电子类、自动化类专业十分重要的专业基础课。

电路课程着重讨论集中参数、线性、非时变电路。

通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本理论知识、分析计算的基本方法和初步的实验技能,为学习后续有关课程准备必要的电路知识,并为进一步学习电路理论打下初步的基础。

本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、实验研究能力、总结归纳能力等方面起重要的作用。

二、课程学时分配课程学时分配表内容学时电路的基本概念和基本定律 6简单电阻电路分析 6电路分析的一般方法 6电路定理8正弦稳态交流电路和相量法14具有耦合电感元件的电路分析 6三相电路 6非正弦周期电流电路和信号的频谱 6一阶电路和二阶电路12拉普拉斯变换及网络函数 6电路方程的矩阵形式 6二端口网络 6具有运算放大器的电路 4非线性电路 6均匀传输线10合计108三、主要内容,重点与难点(粗体字内容为重点,下画线内容为难点)1、电路模型和电路定律电路和电路模型,网络。

电流和电压的参考方向。

电路元件。

电阻元件及其电压电流关系。

电容元件及其电压电流关系和电荷电压关系。

电感元件及其电压电流关系和磁链电流关系。

互感,互感磁链,互感电压与电流的关系。

独立电压源和独立电流源。

受控源。

几种典型的波形:阶跃波形,冲激波形,正弦波形。

基尔霍夫定律:电流定律,电压定律。

功率和能量。

2、电阻电路的分析简单电阻电路的计算,等效电阻的概念和计算。

实际电源的电压源模型和电流源模型,两种模型的等效互换。

支路法,回路法,节点法。

叠加定理,替代定理,戴维南定理和诺顿定理,对偶原理。

电阻的星形与三角形联接的等效互换(Y-Δ互换)。

3、时域分析电路的动态过程,初始状态和初始条件。

一阶(RC,RL)电路的零输入响应,时间常数。

一阶电路的零状态响应:对阶跃函数的响应,对冲激函数的响应,对正弦函数的响应。

邱关源《电路》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解

邱关源《电路》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
1-5 试求图1-14中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。
解: (1)图1-14(a)所示 电压源u、i参考方向非关联,发出功率:
电阻元件吸收功率:
电流源u、i参考方向关联,吸收功率:
图1-14
(2)图1-14(b)所示
电阻元件吸收功率:
电流源u、i参考方向非关联,发出功率: 电压源u、i参考方向非关联,发出功率:
目 录
8.2 课后习题详解 8.3 名校考研真题详解 第9章 正弦稳态电路的分析 9.1 复习笔记 9.2 课后习题详解 9.3 名校考研真题详解 第10章 含有耦合电感的电路 10.1 复习笔记 10.2 课后习题详解 10.3 名校考研真题详解 第11章 电路的频率响应 11.1 复习笔记 11.2 课后习题详解 11.3 名校考研真题详解 第12章 三相电路 12.1 复习笔记 12.2 课后习题详解 12.3 名校考研真题详解 第13章 非正弦周期电流电路和信号的频谱 13.1 复习笔记 13.2 课后习题详解 13.3 名校考研真题详解 第14章 线性动态电路的复频域分析 14.1 复习笔记 14.2 课后习题详解 14.3 名校考研真题详解 第15章 电路方程的矩阵形式 15.1 复习笔记 15.2 课后习题详解 15.3 名校考研真题详解 第16章 二端口网络 16.1 复习笔记
图1-11
解: 根据关联参考方向、功率吸收和发出的相关概念可得:
图1-11(a),对于NA ,u、i的参考方向非关联,乘积ui对NA 意味着发出功率;对于NB ,u,i的参考方向关 联,乘积ui对NB 意味着吸收功率。
图1-11(b),对于NA ,u、i的参考方向关联,乘积ui对NA 意味着吸收功率;对于NB ,u,i的参考方向关 联,乘积ui对NB 意味着发出功率。
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支路电流为:
G3 uS 3 iS1 G2 i 2 (un1 uS 2 )G2 ( G2 )uS 2 G2 G3 G2 G3 G2 G3
( ( ( b1 i S 1 b2 uS 2 b3 uS 3 i 21) i 22) i 23) G3 iS 1 G2 i3 (un1 u S 3 )G3 ( )uS 2 ( G3 )uS 3 G2 G3 G2 G3 G2 G3
1 u(1) + (1) 2i - - +
u 6 2 8V
i(1) + 画出分 电路图 10V - 2

i (2)
2
5A + 1 u(2) + (2) 2i - -
10
例5
封装好的电路如图,已知下 + 列实验数据:
uS

当 uS 1V , i S 1 A 时, 响应 i 2 A 当 uS 1V , i S 2 A 时, 响应 i 1 A
( ( ( c1isi c2u s 2 c3us 3 i31) i3 2) i33)
4
结论
节点电压和支路电流均为各电源的一次函数,均 可看成各独立电源单独作用时,产生的响应之叠加。
3. 几点说明
1. 2.
叠加定理只适用于线性电路。 一个电源作用,其余电源为零
1
电压源为零—短路。 电流源为零—开路。
其余电源作用:
3A + 12V -
1 2A
i ( 2) (6 12) /( 6 3) 2 A ( 2) ( 2) u 6i 6 2 1 8V
画出分 电路图 6
u u(1) u( 2 ) 9 8 17V
i
(2)
+ (1) - u 1 3
3A
k1 1 k2 1
5. 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。 当激励只有一个电源时,则响应与激励成正比。
可加性(additivity property)。
12
G2 uS 2 G3 uS 3 iS1 un1 G2 G3 G2 G3 G2 G3
或表示为:
1
i2 R1 is1
R2 + –
us2
i3 R3 + us3 –
un1 a1i S 1 a 2 us 2 a 3 uS 3 u
(1) n1
u
( 2) n1
u
( 3) n1
iS
无源 线性 网络
i
研 究 激 励 和 响 应 关 系 11 的 实
求 uS - V , i S 5 A 时, 3 响应 i ?

根据叠加定理,有:
k1 k2 2 代入实验数据,得: 2k1 k2 1 i uS i S 3 5 2 A
i k1i S k2 uS
20
例3
4 1A I
已知: uab=0, 求电阻R。 C R IR +
解 用替代:
uab 3 I 3 0 I 1A
用结点法: 20V -
a
3 + 3V - 8 2
b
I1
uC 20V
1 1 1 20 对a点 ( )ua 1 2 4 4
ua ub 8V
5 15V
+
b
20 10 I 0.5 A 20
U oc 0.5 10 10 15V
(2) 求等效电阻Req
Req 10 // 10 5
的电压等于外电路断开时端口处的开路电压uoc,而电阻等 于一端口网络全部独立电源置零后的输入电阻(或等效电 阻Req)。
i
i
a
A u Uoc Req +
a
u b
25
b
-

a
a
10 + 20V –
I
10 U0C + 10V – – b a
+
2A
1A
5
+ U0C
– b
(1) 求开路电压Uoc
Req + Uoc –
第4章 电路定理 (Circuit Theorems)
4.1 叠加定理 4.2 替代定理 4.3 戴维南定理
4.4 诺顿定理 4.5 特勒根定理 4.6 互易定理 4.7 对偶原理 4.8 最大功率传输定理
1
重点: 1.掌握各定理的适用范围。 2.掌握各定理的内容、及如何应用。
2
4.1 叠加定理 (Superposition Theorem)
i R (42 30) / 4 1 2 A
23
4.3 戴维南定理 (Thevenin’s Theorem) •一端口网络
i a P i a A b a 无源网络 b 有源网络
24
u
u
b
1. 戴维南定理
任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,总可
以用一个电压源和电阻的串联组合来等效替代;此电压源
ik
支 路 k
+ uk –
+ –
uk
ik
+ uk –
ik
R=uk/ik
15
2. 定理的证明
ik
A
支 uk 路 – k
+
A
+ –
uk

+
ik
uk
A
uk
– - +
支 路 k


uk
证毕!
16
uk

u 10 i1 110 / 5 (5 10) // 10 + 解 110V - 10 A - i2 3i1 / 5 6 A i3 2i1 / 5 4 A 替 代 u 10i2 60V
系不变。用uk替代后,其余支路电压不变(KVL),其余支路 电流也不变,故第 k 条支路 ik 也不变(KCL)。用 ik 替代后, 其余支路电流不变(KCL),其余支路电压不变,故第k条支 路uk也不变(KVL)。 2.5A
? 2 + 1A + ? + 5 10V 5V 5V - 1.5A - -
us 51 即 i ' i' 1 1.5 A us 34
13
例7 已知图示电路元件参数及电流分布。如果Us 增 加8V,这时电流I变为多少?
14
4. 2
替代定理 (Substitution Theorem)
1.替代定理
对于给定的任意一个电路,若某一支路电压uk、电 流ik已知时,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的独立电流源来替 代,替代后电路中各支路电压和电流均保持原有值(解 答唯一)。
5 替代以后有:
求图示电路的支路电压 和电流。
5
5 +
i1
i2
i3
10
5
i1 (110 60) / 5 10 A
i1

i3 60 / 15 4 A
+ 110V - -
i2 60V
i3
10
替代后各支路电压和电流完全不变。
17
原因
替代前后KCL,KVL关系相同,其余支路的 u、i 关
(1)电压源作用: (1) U
画出分 电路图
8 – 12V + 2
6
3
+ U(1) -

8 2
3A
6 + U(2) 3 -
7
例2
求电流源的电压和发出 的功率Байду номын сангаас

10V
2 + 2A u
(1)电压源作用:
10 10 (1) u 3 2 2V 5 5 23 ( 2) 2 2 4.8V (2)电流源作用: u 23
a
b 25 0.5A
uab 0 iab icd 0
4 + 42V -
60
30 R 10 c
1A 40
20
用断路替代,得:
ubd 20 0.5 10V
uR 20 1 10 30V
短路替代:
d
uac 10V
uR 30 R 15 iR 2
I1 1 A
uR uC ub 20 8 12V 12 R 6 2
I R I1 1 2 A
21
例4 2V电压源用多大的电阻置换而不影响电路的工作状态。
1
3A + 2 4V - 4 I + 2V - 10 10 2 0.5A
+ 2 10V -
+ 2V - 5 2 I1
( 1)
i (1) 2 A
u(1) 1 i (1) 2i (1) 3i (1) 6V
5A电源作用: 2i
( 2)
1 (5 i ) 2i
( 2)
( 2)
0
i ( 2 ) 1 A
受控源始 终保留
u
( 2)
2i
( 2)
2 (1) 2V
i 2 (1) 1 A
1
0.5
Rx – U
Ix
+
0.5
I
0.5
1
I 0.5
=
I
1
0.5
1
1 I 0.5 8

U
+ 0.5
0.5

U' +
0.5
+
0.5
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