清华电路原理课件--3电路元件
电感 (inductor)元件
i L – 变量: 电流 i , 磁链
+
u
一、线性定常电感元件
def
L
i
= N 为电感线圈的磁链
L 称为自感系数
L 的单位名称：亨（利） 符号：H (Henry）
亨 (H) 韦 (W b ) 安 (A) [伏 ][秒 ] [安 ] [ 欧 ][ 秒 ]
三、电感的储能
p 吸 ui i L di dt
W吸
若 i ( ) 0
t
Li
di d
2
d 1 2L
1 2
i(t )
Li
2 i ( )
1 2
Li ( t )
2
1 2
)
(t ) 0
2
2012-9-1
电路原理
WR
t t0
pd
t t0
u i d
2012-9-1
电路原理
4. 开路与短路 i R
0
当 R = 0 (G = )，视其为短路。 u = 0 , i由外电路决定 u
当 R = (G = 0)，视其为开路。
i = 0 , u由外电路决定
0
2012-9-1
+
u –
i
u
短路
i
开路
电路原理
i
dq dt
C
du dt
u(t )
1 C
t
id 1 C
1 C
t t0
t0
id
1 C
t t0
id
u(t0 )
id
q(t ) q(t0 )
t t0
id
(2) 电容元件是一种记忆元件； (3) 当电流 i 为有限值时，电容电压不能跃变。
2012-9-1
电路原理
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def
L
i
0
韦安（ ~i ）特性 二、线性电感电压、电流关系： i + – u e – +
i
i , 右螺旋
e , 右螺旋 u , e 一致
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u , i 关联
u e L
di dt
2012-9-1
电路元件与电路定律
第二讲 (总第二讲)
电阻元件 电感元件 电容元件
2012-9-1 电路原理
线性定常电阻(resistor)元件
1. 符号
R
2. 欧姆定律 (Ohm’s Law) (1) 电压与电流取关联参考方向 R i
uRi
k
+
u
电阻R单位名称：欧(姆)
2012-9-1 电路原理
符号:
令
2012-9-1
电路原理
四、电感和电容的串并联 电感的串联
L eq
n
n
Lk
k 1
电感的并联
1 L eq 1
1 Lk 1 Ck
k 1
电容的串联
C eq
n
k 1
电容的并联
C eq
C
k 1
n
k
2012-9-1
电路原理
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电路原理
i +
L u
u L di dt
–
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt
u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
u的大小与 i 的变化率成正比，与 i 的大小无关； 当 i 为常数时，di / dt =0 u=0。
电感在直流电路中相当于短路；
2012-9-1
u
+
u –Ri
则欧姆定律写为
i –Gu
2012-9-1
电路原理
3. 功率和能量 功率：
i
R p吸 ui i 2R u2 / R
u
+
i
R
u
p吸 –ui –(–R i ) i i 2 R –u(–u/ R) = u2/ R
+
能量：可用功表示。从t0 到 t电阻消耗的能量
电路原理
(2) 电感元件是一种记忆元件；
i
L
1
t
ud
L
1
0
ud
L
1
t 0
ud i(0)
L
1
t 0
ud
(0)
t 0
ud
(3) 当电压 u 为有限值时，电感中电流不能跃变。 因为电流跃变需要一个无穷大的电压。
2012-9-1
电路原理
G称为电导 单位名称：西(门子) 符号: S (Siemens) G i 则 欧姆定律表示为 i G u
G 1/R
+
u
线性电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线
R tg
u
0
i
线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。
2012-9-1 电路原理
(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 i R (G)
0 二、 线性电容的电压、电流关系 i +
i dq dt C du dt
C tg u
(1) i的大小与 u 的变化率成正比，
+ C – 与 u 的大小无关；
u
–
当 u 为常数时，du/dt =0 i=0。
电容在直流电路中相当于开路，电容有 隔直作用；
2012-9-1
电路原理
i + u – + C –
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电容(capacitor)元件
一、元件特性 描述电容的两个基本变量: u, q i + u + C
def
对于线性电容，有：
q =Cu
–
–
C
q u
C 称为电容器的电容
电容 C 的单位：F (法)
(Farad，法拉)
常用F，pF等表示。
2012-9-1 电路原理
q 库伏（q~u） 特性
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清华大学电路原理课件--电路原理_skja_03
2020/2/8
课件
2
uS
1. 特点：
(a) 端电压确定不变。由电源本身决定，与外电路无关；
(b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
I
5V
R 5V
2020/2/8
课件
3
i
2. 伏安特性
+ +
uS
u
_
_
u US
0
i
(1) 若uS = US ，即直流电源。则其伏安特性为平行于 电流轴的直线。
(2) 若uS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是平行 于电流轴的直线。
电路元件与电路定律
第三讲 (总第三讲)
电源元件 受控电源
2020/2/8
课件
1
电源 (source)元件
一、理想电压源 电路符号
a
a
U(E) U(E)
b
b
电压 U
由a点到b点的电压降低
U=a-b
电动势E 由b点到a点经电源内部的电压升高
E=a-b
参考方向 电压：＋极到－极的降低 电动势：－极到＋极的升高
称为线性受控源。
2020/2/8
课件
15
+
u_1
_u1
u2
_
VCVS
{ i1=0 u2= u1 :电压放大倍数
2020/2/8
课件
14
i1
i2
+
+
u_1
b i1 u2 _
CCCS
i1
i2
+
+
u_1
gu1 u2 _
VCCS
i1
i2
+
电路原理-清华-36共25页文档
u2u S
+
D
+
u
_
S
R
u
_
2
0
t
非线性电感(nonlinearity inductance)电路
i
+
us
uS i
0
t
25.03.2020
课件
2
3. 大量脉冲信号均为周期性非正弦信号
f(t)
…
f(t)
0
t0
t
f(t) 0
t
尖脉冲
方波
锯齿波
二、周期性非正弦电流电路的分析方法
—谐波(harmonic wave)分析法
（3） 2 I 0 I m k sik n tk ()(k 1 ,2 ,3 , )直次流谐分波量乘与积各
T 10 T2I0k 1Ikm sik nt(k)dt0
余弦函数是偶函数 coxscosx)(
…
-T
f(t)
…
t 0T
… -T
f(t)
T 0
…
t
此类函数的傅里叶级数展开式只包含余弦函数项，不 包含正弦函数项，可能有常数项。
25.03.2020
课件
13
2. 根据半波对称性质判断 (a) f(t)f(tT)
2
半波对称横轴
…
-T
f(t)
…
0T
t
f (t T ) 2
2E
k
(1
cos
k
)
4E
k
0
k为 奇 数 k为 偶 数
25.03.2020
课件
10
则
f(t)4Esi nt4 3Esin 3t4 5Esin 5t 4E(sint1 3sin 3t1 5sin 5t)
最新清华大学-电路原理教学讲义PPT课件
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def L
i
韦安（ ~i ）特性
0
i
二、线性电感电压、电流关系：
i
+–
ue –+
i , 右螺旋 e , 右螺旋
u , e 一致 u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u e Ldi dt
iL +u –
u L di dt
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
p d w dw dq ui d t dq dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳) 符号（J）
二、功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
i 元件（支路）吸收功率
+
u
p=ui
或写为 p吸 = u i
–
2. u, i 取非关联参考方向
的参考方向。
UAB
A
B
三、电位
取恒定电场中的任意一点（O点），设该点的电位为零， 称O点为参考点。则电场中一点A到O点的电压UAO称为A
点的电位，记为A 。单位 V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
d
c
Uab = a- b
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电路元件的功率 (power)
短路
i = 0 , u由外电路决定
0
i
开路
电感 (inductor)元件
iL
变量: 电流 i , 磁链
+
u
–
清华大学电路原理于歆杰精品PPT课件
电路中某个支路（或元件）的电压（或电流）的控制。
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
清华大学电路原理教学组
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
电流)直接由控制量决定。
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
清华大学电路原理教学组
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
清华大学电路原理教学组
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相 当于开路状态。
清华大学电路原理教学组
（3） 理想电流源的短路与开路
+
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
电流源被短路。
iS
u
R
_
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
清华大学电路原理教学组
一个受控电流源的例子（MOSFET）
IDS
MOSFET
＋ D
G
＋
S
UDS
IDS
UGS
－
－
电流源
电 阻
受控源与独立源的比较:
UDS
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，而受控源电压(或
电流)直接由控制量决定。
二、欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压电流采用关联参考方向
i
R
+u
uRi
R 电阻 (resistance) 单位： (欧)
清华大学电路原理教学组
令G 1/R
G 电导 (conductance)
单位： S (西) (Siemens，西门子)
欧姆定律(关联参考方向下): i G u
u 关联参考方向下线性电阻器的u-i关系 :
清华大学电路原理教学组
（2） 伏安特性 i
+
iS
u
_
u
IS
0
i
（a）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 压轴的直线，反映电流与端电压无关。
（b）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 平行于电压轴的直线
（c）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相 当于开路状态。
清华大学电路原理教学组
（3） 理想电流源的短路与开路
+
i
（1） 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，
电流源被短路。
iS
u
R
_
第六章-电路原理-张燕君-清华大学出版社
5. 相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序
正序(顺序)：A—B—C—A
C
B
A
负序(逆序)：A—C—B—A
B
A C
6. 对称三相电源连接
A +
•
UA
–N
•
C UC
•
UB
•
IA A
•
•
UAB UCA
N
•
B IB
B
I U •
•
C
BC
C
A
•
UC
•
UA
C
– •
+
B
UB
•
IA
A
•
•
U U •
A B CA
U bc
Z
2Iab
•
•
I ca
U ca
Z
Iab
即，相电流对称。
讨论（接）线电流和相电流的关系
•
IA
令
•
I ab
I0o
•
I bc
I 120o
•
I ca
I1 2 0o
a
•
IB
b
•
IC
•
I ab
Z •
Z
I ca
•Z I bc
线电流：
c
•
•
•
I A I ab I ca
3
•
I ab
30o
•
•
•
I B I bc I ab
(3) 线电压大小等于相电的 压 3倍, 即Ul 3U p .
(4) 线电压相位领先对应相电压30o。
•
•
UAB U AN
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_06
1 Gi
8
注意
i
iS
+
iS
Gii S
u _
i
+
uS _
+
iu
Ri
_
(1) 变换关系 数值关系; 方向：电流源电流方向与电压源压升方向相同。
(2) 所谓的等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的。
开路的电压源中无电流流过 Ri； 开路的电流源可以有电流流过并联电导Gi 。
电压源短路时，电阻Ri中有电流； 电流源短路时, 并联电导Gi中无电流。
2019/9/22
课件
5
二、实际电流源
实际电流源，当它向外电路供给电流时，并不
是全部流出，其中一部分将在内部流动，随着端电 压的增加，输出电流减小。
I
u
GiU
U
iS
+
Gi U _
0
I IS
i
I = iS – Gi U Gi: 电源内电导，一般很小。
一个实际电流源，可用一个电流为 iS 的理想电流源
3
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
2019/9/22
课件
4
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电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源，当它向外电路提供电流时，它的
端电压总是小于其电动势，电流越大端电压越小。
u US RiI
U
I
+
US _
+
U
Ri
_
0
Ii
U=US – Ri I
R Ri: 电源内阻， 一般很小。
一个实际电压源，可用一个理想电压源uS与一个电阻Ri 串联的支路模型来表征其特性。
12bjjc004清华大学电路原理课件 共12页
IA23.2336.9 A
IB23.2 315.96 A
总电流：
IA IA 1 IA2
4 .4 1 5.1 3 3 .2 3 3.9 6 7 .5 6 4.2 6 A
P 总 3U lIAco φ总 s 3387 0 .5c 6o4s.2 63.4k 4W
pAuAiAUcIo sUcIo (2 st) pBuBiBUcIo sUcIo(2st[12 o) 0] pCuCiCUcIo sUcIo(2st[12 o) 0]
pp A p Bp C3 U cIφ os p
p
UIcos
3UIcos
iA
A
iA + iB+ iC=0 (KCL) iC= –(iA + iB) p= (uAN – uCN)iA + (uBN – uCN) iB
= uACiA +uBC iB
iB iC C
N B
P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 1 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iA的相位差。
注意：
(1) 为相电压与相电流的相位差角(相阻抗角)，不要误以
为是线电压与线电流的相位差。
(2) cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。
P
P
coφs
3UlIl 3UpIp
(3) 电源发出的功率。
2. 无功功率 Q=QA+QB+QC= 3Qp
(2) 用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。
IA
IA 2
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_56-21页精选文档
•
I1
+
•
U1
Za Zb
Zc
Z
•
I1
+
•
I2
+
•
U2
Z11U I 11 I 20 ZaZb Z21UI 12 I20 ZbZ
Z12
U1 I2
I10
Zb
Z22U I 22 I 10 ZbZc
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谢谢！
xiexie!
谢谢！
xiexie!
电路结构左右对称的一般为对称二端口。 上例中，Ya=Yc=Y时， Y11=Y22=Y+ Yb
对称二端口只有两个参数是独立的。
对称二端口是指两个端口电气特性上对称，结构不 对称的二端口，其电气特性可能是对称的。这样的二端 口也是对称二端口。
•
I1
+
•
U1
3 3
6 5
•
I2
+
•
U2
YY11
1Y2 2Y2
二端口概述
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常碰到如下形式的电路。
K
放大器
R
C
C
n:1
滤波器 变压器
1. 端口 (port)
i1 +
u1 i1
N
2. 二端口（two-port)
端口由一对端钮构成，且满足 如下端口条件：从一个端钮流 入的电流等于从另一个端钮流 出的电流。
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称 此电路为二端口网络。
i1 +
u1 i1
i2 +
N
i2
u2
3. 二端口网络与四端网络的关系
清华大学电路原理电子课件
三相交流电路的分析方法
总结词
掌握三相交流电路的分析方法
详细描述
分析三相交流电路时，需要使用相量法、对称分量法等 数学工具，以便更好地理解电路的工作原理和特性。
三相交流电路的应用
总结词
了解三相交流电路的应用领域
详细描述
三相交流电在工业、电力、交通、通信等领域得到广泛应用，如电动机控制、输电线路、电力系统自动化等。
瞬态响应是指电路在输入信号的作用下， 电压和电流随时间从零开始变化至稳态的 过程。稳态响应是指电路达到稳定状态后 ，电压和电流不再随时间变化的状态。一 阶动态电路的响应可以通过求解一阶常微 分方程得到。
一阶动态电路的应用
总结词
一阶动态电路在电子工程、通信工程、自动 控制等领域有着广泛的应用。
详细描述
电路元件和电路模型
总结词
掌握电路元件和电路模型是分析电路的基本方法。
详细描述
电路元件包括电阻、电容、电感等，它们具有特定的电气特性。电路模型是用 图形符号表示电路元件及其连接关系的一种抽象表示方法。
电路的工作状态和电气参数
总结词
了解电路的工作状态和电气参数是评估电路性能的关键。
详细描述
电路的工作状态可以分为有载、空载和短路等，不同的工作状态对电路的性能产 生影响。电气参数包括电压、电流、功率等，它们是描述电路性能的重要指标。
二阶动态电路的应用
要点一
总结词
二阶动态电路在电子设备和系统中的应用
要点二
详细描述
二阶动态电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如振荡 器、滤波器、放大器等，用于实现特定的信号处理和控制 系统功能。
06
三相交流电路分析
三相交流电的基本概念
总结词
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_05共20页
u12Y
– i2Y R2 2
+
R1
u31Y
u23Y
R3 i3Y +
3–
Y型网络
型
T型
30.05.2020
电路原理
Y-变换的等效条件
+ i1 u12 R12
– 1
u31 R31
– i2
i3 +
2 +
R23 u23
3 –
+ i1Y 1 –
u12Y
– i2Y R2 2
+
R1
u31Y
u23Y
R3 i3Y +
1. 电路特点: (a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)； (b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。
30.05.2020
电路原理
i
i
+
i1 i2
ik
in 等效 +
u R1 R2
Rk
Rn
u
Req
_
_
由KCL:
i = i1+ i2+ + ik+ + in= u / Req
R 12
R1
R2
R1R2 R3
R 23
R2
R3
R2R3 R1
R 31
电路原理
R3
R1
R3R1 R2
R 12
R1
R2
R1R2 R3
R 23
R2
R3
R2R3 R1
R 31
R3
R1
R3R1 R2
R12 R1 R2
R31 R3