电路分析动态电路中电压电流的约束关系55页PPT
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动态电路分析
兼容性与可扩展性
未来的动态电路将更加注重兼容性与 可扩展性，以适应不同系统和应用的 需求。
感谢您的观看
THANKS
实现方式
采用高级编程语言（如Python、C）或电路设计自动化 软件（如MATLAB、Simulink）进行实现。
优化设计实例分析
实例一
某数字信号处理电路的优化 设计，通过遗传算法对电路 结构进行优化，实现了功耗
降低20%的效果。
实例二
某无线通信收发机的优化设 计，采用模拟退火算法对电 路参数进行优化，提高了信
时域分析法的缺点
计算量大，特别是对于复杂电路，需要求解微分方程， 计算效率较低。
频域分析法
频域分析法的优点
可以方便地处理正弦信号和周期信号，计算量相对较小，特别适合于求解线性时不变电路。
频域分析法的缺点
对于非线性或时变电路，频域分析法可能不适用。
复频域分析法（拉普拉斯变换和傅里叶变换）
要点一
复频域分析法的优点
采用负反馈
通过在系统中引入负反馈，增强系统的稳定性。
05
动态电路的优化设计
优化目标与约束条件
优化目标
在满足一定性能指标的前提下，降低电路的 功耗、体积和成本等。
约束条件
电路的功能、可靠性、稳定性、时序等要求， 以及工艺、材料、封装等限制。
优化算法与实现
优化算法
遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
动态电路分析的历史与发展
历史
动态电路分析起源于20世纪初，随着电子技术的快速发展，其分析方法和工具不断演 进。
发展
近年来，随着计算机技术和数值计算方法的进步，动态电路分析在理论和实践方面取得 了重要突破。现代动态电路分析方法更加精确、高效，为复杂电子系统的设计和优化提
未来的动态电路将更加注重兼容性与 可扩展性，以适应不同系统和应用的 需求。
感谢您的观看
THANKS
实现方式
采用高级编程语言（如Python、C）或电路设计自动化 软件（如MATLAB、Simulink）进行实现。
优化设计实例分析
实例一
某数字信号处理电路的优化 设计，通过遗传算法对电路 结构进行优化，实现了功耗
降低20%的效果。
实例二
某无线通信收发机的优化设 计，采用模拟退火算法对电 路参数进行优化，提高了信
时域分析法的缺点
计算量大，特别是对于复杂电路，需要求解微分方程， 计算效率较低。
频域分析法
频域分析法的优点
可以方便地处理正弦信号和周期信号，计算量相对较小，特别适合于求解线性时不变电路。
频域分析法的缺点
对于非线性或时变电路，频域分析法可能不适用。
复频域分析法（拉普拉斯变换和傅里叶变换）
要点一
复频域分析法的优点
采用负反馈
通过在系统中引入负反馈，增强系统的稳定性。
05
动态电路的优化设计
优化目标与约束条件
优化目标
在满足一定性能指标的前提下，降低电路的 功耗、体积和成本等。
约束条件
电路的功能、可靠性、稳定性、时序等要求， 以及工艺、材料、封装等限制。
优化算法与实现
优化算法
遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
动态电路分析的历史与发展
历史
动态电路分析起源于20世纪初，随着电子技术的快速发展，其分析方法和工具不断演 进。
发展
近年来，随着计算机技术和数值计算方法的进步，动态电路分析在理论和实践方面取得 了重要突破。现代动态电路分析方法更加精确、高效，为复杂电子系统的设计和优化提
电路动态分析
5、在如图所示的电路中，电源的电动势为E，
内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡。闭合S 后，
两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向右滑动
时(
B)
A．L1变暗，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．L1变亮，L2变暗 D．L1变亮，L2变亮
R
L1
L2
E,r S
6.如图，当滑动变阻器的滑片向上移动时，则： D
A.I变大，U变小 B.I变大，U变大 C.I变小，U变大 D.I变小，U变小
8、7.H在e 如loo图ke所d m示or的e a电sle路ep中th，an当de滑ad动. 变阻器的滑动
触头这本向书b端看移起来动与时其，说伏是特不表本的语法读书数，V不和如安说培是表一的本
读数辞I典如。何变化：
AB、、TgrhVVaem减减bmo小小oakr，，.seIIe减增m小s大to C、V增大，I增大
B.A灯变暗，B灯变亮； [ C ]
C.A灯变暗，B灯变暗； D.A灯变亮，B灯变暗。
1、在右图电路中，当合上开关S后，两个 标有“3V、1W”的灯泡均不发光，用电压表 测得Uac=Ubd=6V，如果各段导线及接线处均 无问题，这说明（ C ）
A．开关S未接通 B．灯泡L1的灯丝断了 C．灯泡L2的灯丝断了 D．滑动变阻器R电阻丝断了
3、如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电
阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流 表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，
流过R2的电流I2的变化情况为( B )
A、I1增大，I2减小
B、I1减小，I2增大
C、I1增大，I2增大
D、I1减小，I2减小
4、如图所示的电路中，电源的电动势E和 内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光， 如果变阻器的滑片向b端滑动，则（ A）
初中物理欧姆定律动态电路分析ppt课件
S2掷到1
S2掷到2
初中物理欧姆定律：动态电路分析
对 V不变
比
A
15
5、如图伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移 动时，请你判断A表和V表的变化。
解法： P左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。 R1不变→IR1↑→U1↑→V表↑。
解法：判断V表的变化还可以根据串联电路的分 压原理来分析：R2↓→U2↓→U1↑=U-U2↓→V表↑。
等效电路
P右移 → R2↑ →R总↑→I↓ →A1表↓
R1不变→U不变→A2不初变中物理→欧姆V定不律：变动态电路分析
13
3 如图所示电路中，电源电压恒定．断开S1、S3，闭合S2，两 电表均有示数；再断开S2，闭合S1、S3，此时两电表的示数与前 者相比（ A ）
A．两表示数均变大 B．两表示数均变小 C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电流表示数变小，电压表示数变大
16
初中物理欧姆定律：动态电路分析
6、如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表 和V表将如何变化？
电阻增大,电压不变, A1减小,A2减小
17
初中物理欧姆定律：动态电路分析
A. 电流表示数变小，电压表示数变大 B. 电流表示数不变，电压表示数变小 C. 电流表示数不变，电压表示数不变 D. 电流表示数变大，电压表示数变小
等效电路
P右移 → R2不变 →R总不变 I=U／RI总不变 → A 不变 U=IR V ↓
2
初中物理欧姆定律：动态电路分析
例题2：当S闭合，滑片P向右滑动时 (1)电流表的示数将___变__大___. (2)电压表的示数将___变__大___.
等效电路
P右移
→ R↑ RL不变
→URL=总I↑RL初中I总物=理U欧U姆／L定↓律R→：动态I电↓路→V分析1
电压电流的约束关系PPT课件
、
、acda 、
bacdcbaacbda 、cabdc 、abcda
第32页/共101页
4. 网孔
如 在平面电路中，由支路
R3
US3
＋－
R
4
和节点自然分隔所形成的
R5
b
R6
回路（该回路内不再含有 a ＋
＋
c
其它支路和节点）称为自 然网孔，简称网孔。
US1
－
I1
US2
－
R1
d
R2
IS1
网孔数用m表示
对下列四个元件:
I
I
+
+
AU
BU
I+ CU
I+ DU
电压与电流为关联方向的是: 电压与电流为非关联方向的是：
A 、C B、 D
第19页/共101页
4.功率
电功率
单位时间内电场力所做的功
p dw u dw i dq
dt
dq
dt
Байду номын сангаас
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳)
P+ I +U
(A)
P-
I
+U
(B)
吸收功率的情况为
提供功率的情况为
P+ I +U
(C) A 、D B 、C
P-
I
+U
(D)
第22页/共101页
为保持一致，对非关联方向取 P = －ui
P = ui
关联参考方向
P = －ui 非关联参考方向
优选初中物理动态电路及电路故障分析专题PPT演示ppt
示数将如何变化？
分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路还是并联电路 。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的开关或直 接去掉。此时可以容易地看出，这是一个并联电路。并联电路各支 路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。 由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右 移动时，对R1这条支路没有影响，所以电流表A1示数不变。
第二十九页，共29页。
第二十三页，共29页。
（三）、电路的故障引起电路中电学物理量的变 化及故障原因分析
【例6】在图中，当开关 S闭合后，两只小灯泡发光，电压
表示数为4伏。过了一会，电压表示数为0，经检查除小灯泡
外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能
有:
。
分析：电压表示数为0，有三种原因：（1）电压表没 有接好或电压表损坏；（2）小灯L2短路；（3）小灯 L1断路。由经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，说
滑片P右移，R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变
小，所以A2示数也会变小。
第十八页，共29页。
【变式3】如图，当滑片P向右移动时，A1表、
A2表和V表示数将如何变化？
第十九页，共29页。
（二）、开关的断开或闭合引起电路中电学 物理量的变化
1．串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
分析：本题的难度首先在电路的识别，我们可以将 电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个 电路是并联电路。电流表是串联在小灯L1的支路中的
，所以开关闭合时，电流表的示数从0变到有读数，应该 选填“增大”。电压表是测量电源电压，而且不受开关控 制，所以示数“不变”。
第二十二页，共29页。
【变式5】在图所示的电路中，R1的阻值为 10Ω，只闭合开关S1时电流表的示数为0.3A ，再闭合开关S2后，电流表的示数为0.45A， 则R2的阻值为 Ω 20
分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路还是并联电路 。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的开关或直 接去掉。此时可以容易地看出，这是一个并联电路。并联电路各支 路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。 由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右 移动时，对R1这条支路没有影响，所以电流表A1示数不变。
第二十九页，共29页。
第二十三页，共29页。
（三）、电路的故障引起电路中电学物理量的变 化及故障原因分析
【例6】在图中，当开关 S闭合后，两只小灯泡发光，电压
表示数为4伏。过了一会，电压表示数为0，经检查除小灯泡
外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能
有:
。
分析：电压表示数为0，有三种原因：（1）电压表没 有接好或电压表损坏；（2）小灯L2短路；（3）小灯 L1断路。由经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，说
滑片P右移，R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变
小，所以A2示数也会变小。
第十八页，共29页。
【变式3】如图，当滑片P向右移动时，A1表、
A2表和V表示数将如何变化？
第十九页，共29页。
（二）、开关的断开或闭合引起电路中电学 物理量的变化
1．串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
分析：本题的难度首先在电路的识别，我们可以将 电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个 电路是并联电路。电流表是串联在小灯L1的支路中的
，所以开关闭合时，电流表的示数从0变到有读数，应该 选填“增大”。电压表是测量电源电压，而且不受开关控 制，所以示数“不变”。
第二十二页，共29页。
【变式5】在图所示的电路中，R1的阻值为 10Ω，只闭合开关S1时电流表的示数为0.3A ，再闭合开关S2后，电流表的示数为0.45A， 则R2的阻值为 Ω 20
电路分析基础 第1章 集总参数电路中电压电流的约束关系
电压升：正电荷从低电位到高电位，能量得。
5、电压的真实极性（方向）： 电压从高到低称为电压的真实极性（实际极性）。
6、电压的参考极性（方向）：
在分析电路时，参考极性为任意假定，在元件或电路的两
端用“+”和“－”表示。
7、参考极性与真实极性的关系： 1）若u > 0，真实极性与参考极性相同
2）若u < 0，真实极性与参考极性相反
U4=5V, U5=-10V, I1=1A, I2=-3A , I3=4A, I4=-1A, I5=-3A。
试求：(1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整个电路吸收的功率。
例1-4 在下图电路中，已知U1=1V, U2=-6V, U3=-4V,U4=5V, U5=-10V, I1=1A, I2=-3A , I3=4A, I4=-1A, I5=-3A。 解：各二端元件吸收的功率为
5、参考方向与实际方向的关系：
若电流i的实际方向与参考方向一致，则i>0;或若i>0，表 明实际方向与参考方向一致。 反之: 若电流i的实际方向与参考方向不一致，则若i<0；或若i<0 ，表明实际方向与参考方向相反。 注意：在未标注参考方向时，电流的正、负无意义。因为正 负是一个相对的概念。在此就是实际方向相对于参考方向。 说明：在集总电路中，在任一时刻从任一元件一端流入的电 流一定等于从它另一端流出的电流，流经元件的电流是一个 可确定的量，可用电流表测读。
（2）信号处理：实现电信号产生、加工、传输、变换等。
电气图
用元件图形符号表示的各部、器件相互连接关系的图。
3、分类：
线 性 非线性 时 变 时不变 集总参数 分布参数 激励与响应满足叠加性和齐次性的电路。 电路元件参数不随时间变化。 实际电路几何尺寸远小于最高工作频率所 对应的波长的电路。（ d<<λ）
第一章 集总电路电压电流的约束关系(讲课)PPT课件
注 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，
在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其
模型可以有不同的形式。
14
例
3. 集总参数电路
由集总元件构成的电路 集总元件
假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行
注
集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，但与空间坐
标无关
15
1.2 电路变量 电流、电压及功率
Us
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合
理想电路元件
有某种确定的电磁性能的元件
13
几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
11
1.1 电路及集总电路模型
1. 实际电路
由电工设备和电气器件按预期 目的连接构成的电流的通路。
功能
a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递与处理。
共性
建立在同一电路理论基础上
12
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
2. 电路模型
开关 灯泡
电 池
导线
电路图
Rs
RL
1
9
第七章 阻抗和导纳 9
1
10
第八章 正弦稳态功 率和能量
8
1
9
第九章 耦合电感和 理想变压器
5
1
6
合计
58
6
64
6
教学要求： 课堂纪律 作业
课程考核： 期末考试 平时成绩
7
第一篇 总论和电阻电路的分析
在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其
模型可以有不同的形式。
14
例
3. 集总参数电路
由集总元件构成的电路 集总元件
假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行
注
集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，但与空间坐
标无关
15
1.2 电路变量 电流、电压及功率
Us
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合
理想电路元件
有某种确定的电磁性能的元件
13
几种基本的电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件
11
1.1 电路及集总电路模型
1. 实际电路
由电工设备和电气器件按预期 目的连接构成的电流的通路。
功能
a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递与处理。
共性
建立在同一电路理论基础上
12
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
2. 电路模型
开关 灯泡
电 池
导线
电路图
Rs
RL
1
9
第七章 阻抗和导纳 9
1
10
第八章 正弦稳态功 率和能量
8
1
9
第九章 耦合电感和 理想变压器
5
1
6
合计
58
6
64
6
教学要求： 课堂纪律 作业
课程考核： 期末考试 平时成绩
7
第一篇 总论和电阻电路的分析
电路动态分析和电路故障分析
电路动态分析和电 路故障分析
目录
• 电路动态分析 • 电路故障分析 • 电路动态分析与故障分析的关系 • 实际案例分析 • 总结与展望
01
CATALOGUE
电路动态分析
电路动态分析的基本概念
01
电路动态分析是研究电路中电压、电流和功率随时 间变化的规律和特性。
02
它涉及到电路中的元件参数、电路结构和信号源的 特性等因素。
实际电路故障分析案例
01
案例二：一个音频放大器的故障分析
02
通过分析音频放大器的故障现象和电 路图，定位故障位置并修复问题。
03
首先，观察音频放大器的故障现象， 如无声、噪声大、失真等。然后，阅 读和理解放大器的电路图，了解各个 元件的作用和连接方式。接着，使用 示波器和信号发生器等工具检测关键 节点（如输入、输出、电源等）的信 号质量。通过对比正常和异常信号， 可以定位故障位置并修复问题。
电路动态分析的应用
01
电子设备性能评估
通过电路动态分析，评估电子设 备的性能指标，如响应速度、设计
信号处理
利用电路动态分析方法，设计控 制系统的反馈环节，优化系统的 性能。
通过对电路的动态分析，提取信 号中的有用信息，进行滤波、放 大等处理。
02
CATALOGUE
电路故障分析
实际电路动态分析案例
01
案例二：一个复杂电子设备的动态分析
02
通过分析复杂电子设备的电路图和元件参数，理解实际电 路动态分析的挑战和技巧。
03
首先，阅读和理解电子设备的电路图，了解各个元件的功 能和连接方式。然后，根据实际测试数据，使用仿真软件 （如SPICE）模拟电路的行为。通过调整元件参数或改变 输入信号，可以观察和分析电路在不同条件下的动态特性 。
目录
• 电路动态分析 • 电路故障分析 • 电路动态分析与故障分析的关系 • 实际案例分析 • 总结与展望
01
CATALOGUE
电路动态分析
电路动态分析的基本概念
01
电路动态分析是研究电路中电压、电流和功率随时 间变化的规律和特性。
02
它涉及到电路中的元件参数、电路结构和信号源的 特性等因素。
实际电路故障分析案例
01
案例二：一个音频放大器的故障分析
02
通过分析音频放大器的故障现象和电 路图，定位故障位置并修复问题。
03
首先，观察音频放大器的故障现象， 如无声、噪声大、失真等。然后，阅 读和理解放大器的电路图，了解各个 元件的作用和连接方式。接着，使用 示波器和信号发生器等工具检测关键 节点（如输入、输出、电源等）的信 号质量。通过对比正常和异常信号， 可以定位故障位置并修复问题。
电路动态分析的应用
01
电子设备性能评估
通过电路动态分析，评估电子设 备的性能指标，如响应速度、设计
信号处理
利用电路动态分析方法，设计控 制系统的反馈环节，优化系统的 性能。
通过对电路的动态分析，提取信 号中的有用信息，进行滤波、放 大等处理。
02
CATALOGUE
电路故障分析
实际电路动态分析案例
01
案例二：一个复杂电子设备的动态分析
02
通过分析复杂电子设备的电路图和元件参数，理解实际电 路动态分析的挑战和技巧。
03
首先，阅读和理解电子设备的电路图，了解各个元件的功 能和连接方式。然后，根据实际测试数据，使用仿真软件 （如SPICE）模拟电路的行为。通过调整元件参数或改变 输入信号，可以观察和分析电路在不同条件下的动态特性 。