电工技术第二章

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U R1 R2 (3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和;
11 1

R R1 R2
(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。
I
两电阻并联时的分流公式:
+ U –
R
I1
R2 R1 R2
I
应用:
I2
R1 R1 R2
I
分流、调节电流等。(最广泛)
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例1:图示为变阻器调节负载电阻RL两端电压的 分压电路。 RL = 50 ,U = 220 V 。中间环节是变 阻器,其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段,
R2
R =R1+R2
(4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。
I
+ U –
两电阻串联时的分压公式:
R
应U1用:R1R1R2 U
U2
R2 R1 R2
U
降压、限流、调节电压等。 编辑版pppt
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2.1.2 电阻的并联
I
特点:
+ I1 I2
(1)各电阻联接在两个公共的结点之间; (2)各电阻两端的电压相同;
(2) 若所选回路中包含恒流源支路, 则因恒流源两
端的电压未知,所以,有一个恒流源就出现一个未
知电压,因此,在此种情况下不可少列KVL方程。
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例3:试求各支路电流。
a
c
+ 42V –
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解: (4) 在 e 点:
U 220
IeaRea

电工技术 第二章 集成运算放大器及其应用

电工技术 第二章 集成运算放大器及其应用

IC
β
U O = U C1 − U C2 = 0
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二. 差动放大电路工作原理 1. 差模信号
+VCC
ui1=-ui2 =ui/2 若ui1 ↑,ui2 ↓ → ib1 ↑,ib2 ↓ →ie1 ↑,ie2 ↓
+
R Rc c
T1 u i1 + ui1
u ++uo ouo1 -uo1 - E IRe
33 MHz
第一节 直接耦合
直接耦合:将前级的输出端直接接后级的输入端。 直接耦合:将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 +UCC R1 R2 + ui – T1 RC1 RC2 + T2 RE2 uo –
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Rb1=Rb2= Rb
几个基本概念
差动放大电路一般有两个输入端: 1. 差动放大电路一般有两个输入端: 双端输入——从两输入端同时加信号。 从两输入端同时加信号。 双端输入 从两输入端同时加信号 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 仅从一个输入端对地加信号。 单端输入 仅从一个输入端对地加信号 2. 差动放大电路可 以有两个输出端。 以有两个输出端。 双端输出——从C1 从 双端输出 输出。 和C2输出。 单端输出——从C1或 从 单端输出 C2 对地输出。 对地输出。
I Re − 0.7V − ( −VEE ) = Re
T1 + ui1 -
+ uo
-
uo2 -
+
T2 + ui2 -
EE 1 I C1 =I C2 = I C ≅ I Re 2 U CE1 = U CE2 = U C − U E = VCC − I C R C − ( − 0.7)

电工电子技术-第2章 正弦交流电路

电工电子技术-第2章  正弦交流电路
区别与一般复数,相量的头顶上一般加符号“·”。 例:正弦量i=14.1sin(ωt+36.9°)A的最大值相量表示为:

I m = 14.1∠36.9°A
其有效值相量为:I• = 10∠36.9°A
由于一个电路中各正弦量都是同频率的,所以相量只需 对应正弦量的两要素即可。即模值对应正弦量的最大值或 有效值,幅角对应正弦量的初相。
i u u、i 即时对应! R
电流、电压的瞬时值表达式
设 i Im sin t u、i 同相!
则 u ImR sin t Um sin t
u、i最大值或有效值之间符
合欧姆定律的数量关系。
Um ImR

U IR

相量关系式

I
U
U0
U
0 I0
RRR
相量图
U
I
(2)电阻元件上的功率关系
3
C -4
D
D 3 j4 第四象限 D 5 arctan 4
3
上式中的j 称为旋转因子,一个复数乘以j相当于在复
平面上逆时针旋转90°;除以j相当于在复平面上顺时针
旋转90°。
※数学课程中旋转因子是用i表示的,电学中为了区别 于电流而改为j。
正弦量的相量表示法
与正弦量相对应的复数形式的电压和电流称为相量。为
乘、除时用极坐标形式比较方便。
在复数运算当中,一定要根据复数所在象
限正确写出幅角的值。如:
+j
B4
A
A 3 j4 第一象限 A 553.1arctan 4 3
B 3 j4 第二象限 B 5180 arctan 4
-3 0
3
+1
3

电工电子技术第2章

电工电子技术第2章

第2章 正弦交流电路
在交流电路中,因各电流和电压多 +j A 为同一频率的正弦量,故可用有向线段 b r 来表示正弦量的最大值(有效值) Im 、 ψ Um(I、U)和初相ψ ,称为正弦量的相量。 O a +1 在正弦量的大写字母上打“•”表示,如 图2-5 有向线段的表示正弦量 幅值电流、电压相量用 I m、 m表示,有 U • U 效值电流、电压相量用 I 、 表示。将电 U • 路中各电压、电流的相量画在同一坐标 φ I ψ 中,这样的图形称为相量图。 ψ 同频率的u和i可用图2-6相量图表示。 图2-6 u和i的相量图 即 超前 Iφ°,I或 U滞后φ°。 U
第2章 正弦交流电路
2.1
正弦交流电的基本概念
正弦交流电压和电流的大小和方向都按正弦规律 作周期性变化,波形如图2-1a。
u U m s in ( t u ) i I m s in ( t i )
(2-1)
为便于分析,在电路中电压参考方向用“+”、“–” 标出,电流参考方向用实线箭头表示;电压、电流实 际方向用虚线箭头表示如图2-1b、c所示
第2章 正弦交流电路
u Im O φ Ψu Ψi i Um
u
i
t
T
图2-2 u和i相位不等的正弦量波形图
当φ=0º 时,称u、I同相;当φ=180º 时,称u比i反相; 当φ=±90º 时,称u与i正交 。 u i u i
u i
ui
u
i
t
u
i
O a) 同相
t O
b) 反相
O c)正交
t
图2-3 正弦量的同相、反相和正交
第2章 正弦交流电路

电工与电子技术第2章

电工与电子技术第2章
S t=0 + _ US R
+

i
t→∞结束暂态,进入新稳态
uR C
uC 变量值需标明时刻:
uC(0-)、uC(0+)、uC(∞)、uC (t)
例2:求uC(0+)、 iC(0+),设S动作前电路稳定
R2 4 = 12 × = 8V uC (0-) = U S 2+4 R1 + R 2
根据换路定则:uc ( 0 ) = uc ( 0 ) = 8 V
S V R uR
US = 0.5A i L( 0 + ) = i L( 0 − ) = R
uR ( 0 + ) = iL ( 0 + ) × R = 0.5 × 20 = 10V
u(0+ ) = − iL (0+ ) × R0 = 0.5 × 10 × 103 = −5000V
uL (0 + ) = u( 0 + ) − uR (0 + ) = −5000 − 10 = −5010V
RC电路的暂态响应
uC = U 0 e
−t / τ
τ=RC 越大, 暂态过程越长 一阶RC零输入电路的 暂态响应曲线 为RC放电过程
(t ≥ 0) (t>0) (t>0)
i C
U0
uR = −Βιβλιοθήκη 0e−t / τU 0 −t / τ i=− e R
t=0
R uR
0 i U0 uC − R − U 0
+

t=0-
换 路
t=0+
t
换路前后虽电路不同,但换路后 瞬间uC和iL保持不变。
0 暂态过程
换路定则只对uC和iL,其他电量都会发生突变

电工与电子技术之电工技术(康润生)第二章

电工与电子技术之电工技术(康润生)第二章

第二章 电阻电路的分析本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法,并运用这些方法分析计算各种电阻电路中的电流、电压和功率。

本章基本要求1. 正确理解等效电路的概念,并利用等效变换化简电路。

2. 掌握电阻串、并联等效变换、电阻的Y 形连接与Δ形连接的等效变换、电源的等效变换。

3. 电阻电路的分压公式和分流公式的应用。

4. 运用支路电流法和结点电压法分析计算电路。

5.运用叠加定理分析计算电路。

6.熟练应用戴维宁定理和诺顿定理分析计算电路。

7.应用戴维宁定理或诺顿定理求解电路中负载电阻获得的最大功率。

8.学会含有受控源电路的分析计算。

9.了解非线性电阻电路的分析方法。

本章习题解析2-1 电路如图2-1所示,设电路中每个电阻均为9Ω。

试将电路分别变换为Y 形电路和△形电路。

图2-1解 将ADE 、DBF 、EFC 组成的△形电路等效变换成Y 形电路,如图2-1(a)所示,其中每个电阻为Ω==∆Y 331R R然后将图2-1(a)所示电路再进行等效变换,其变换过程如图2-1(b)和(c)所示。

由图2-1(c)即可得到原电路的Y 形电路和△形电路,分别如图2-1(d)和(e)所示。

E F A B CD图2-1(a)图2-1(b)2-2 在图2-2中,已知电压源U s =27V ,电阻 R 1=R 2=6Ω,R 3=R 4=R 5=2Ω,R 6=R 7=6Ω。

试求支路电流I 1、I 2和I 3。

3R 5R 4R 6R 2R + - 图2-2 U S 1R 7R 1I 2I 3I AB C 3Ω 3Ω 3Ω2Ω 2Ω 2Ω 图2-1(c) 图2-1(d) B 5Ω 5Ω 5ΩA C BAC3Ω3Ω3Ω 6Ω 6Ω6ΩA B C 3Ω3Ω 3Ω 3Ω 3Ω 3Ω3Ω 3Ω 3Ω 图2-1(e) ACB 15Ω15Ω 15Ω图2-2(a)3R 4R 6R 2R +- U S 1R 7R 1I 2I3I解 由电路可知,3R 、4R 、5R 、6R 和7R 组成电桥电路,且6473R R R R =,故它是平衡电桥,因此可将原电路等效变换为图2-2(a)所示电路。

电工电子技术第二章

电工电子技术第二章

L
di dt
代入上式得
L diL dt
RiL
US
(2-16)
式(2-16)为一阶线性常系数非齐次微分方程,解此方程可得
iL (t)
US R
(1
t
e
)
iL ()(1
t
e
)(
t 0)
(2-17)
其中 L 是电路的时间常数
R
电阻上的电压
Rt
uR (t) RiL US (1 e L ) ( t 0 )
已在稳t=定0时,将则开L相关当闭于合短,路iL (0,) 此 iL时(0电) 感IS中的电流,为此iL时(0,) 电IS感元。
件储有能量。它将通R过 放电,从而产生电压和电流,如图
2-7(b)所示。
可见,电感电流和电感电压都是从初始值开始。随时间按同

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2.2 一阶电路的零输入响应
一阶电路中仅有一个储能元件(电感或电容),如果在换路 瞬间储能元件原来就有能量储存,那么即使电路中并无外施 电源存在,换路后电路中仍有电压、电流。这是因为储能元 件所储存的能量要通过电路中的电阻以热能的形式放出。
2.2.1RC电路的零输入响应
电路如图2-3所示,开关S在位置1时,电容C已被电源充电到 U0,若在时把开关从位置1打到位置2,则电容C与电阻R相联 接,独立电源US 不再作用于电路,此时根据换路定律,有, 电容C将通过电阻R放电,电路中的响应完全由电容电压的初
2.1换路定律及电路初始条件的确定
前面各章所研究的电路,无论是直流电路,还是周期性交流电 路,所有的激励和响应,在一定的时间内都是恒定不变或按周 期规律变动的,这种工作状态称为稳定状态,简称稳态。然而, 实际电路经常可能发生开关的通断、元件参数的变化、连接方 式的改变等情况,这些情况统称为换路。电路发生换路时,通 常要引起电路稳定状态的改变,电路要从一个稳态进入另一个 稳态。 由于换路引起的稳定状态的改变,必然伴随着能量的改变。在 含有电容、电感储能元件的电路中,这些元件上能量的积累和 释放需要一定的时间。如果储能的变化是即时完成的,这就意 味着功率为无限大,这在实际上是不可能的。也就是说,储能 不可能跃变,需要有一个过渡过程。这就是所谓的动态过程。 实际电路中的过渡过程往往是短暂的,故又称为暂态过程,简 称暂态。

《电子电工技术》课件——第二章 单相交流电路

《电子电工技术》课件——第二章 单相交流电路

例2:已知相量,求瞬时值。
已知两个频率都为 1000 Hz 的正弦电流其相量形
式为: I1 100 60 A I2 10 e j30 A
求: i1、i2
解:
2
f
2 1000 6280
rad s
i1 100 2 sin(6280t 60 ) A
i2 10 2 sin(6280t 30 ) A
u i
90
U
IL
t
I I
C. 有效值 U IL
定义: X L L
则: U I X L
U IL
感抗(Ω) XL
感抗(XL =ωL )是频率的函数, 表示电感电路中电压、 电流有效值之间的关系,且只对正弦波有效。
ω
d. 相量关系
U
则:U I L e j90 I ( jX )
L
设: I I0
设: U1 a1 jb1 U 2 a2 jb2
则:
U U1 U2 (a1 a2 ) j(b1 b2 ) Ue j
2. 乘法运算
: 设
U1 U1e j1 U 2 U 2e j2
则: 3. 除法运算
U U1 U 2 U1 U 2 e j(12 )
则:
U1 U 2
U1 U2
U e j
U
指数式 极坐标形式
三、正弦量的相量运算
1、相量图运算
例:同频率正弦波相加 -- 平行四边形法则
u1 2U1 sin t 1
u2 2U2 sin t 2
U 2
U
同频率正弦波的 相量画在一起, 构成相量图。
2
1 U1
U U1 U 2
相量的复数运算
1. 加 、减运算
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等效变换
RAB = ?
A
B
A
B
A
B
A
BA
B
(2-13)
1
r1
r2
r3
Y-? 等效变换 R12
1 R31
2
3
2
R23
3
原 则
? ? r1 ? r2 ? R12 // R31 ? R23 ? ? r2 ? r3 ? R23 // R12 ? R31 ? ? r1 ? r3 ? R31 // R12 ? R23
3V
I1

1Ω I5

A

等效电阻: R = 3 // (1+2) = 1.5Ω I = 3 / 1.5 = 2A
_

B
I

A
+
I1 = 1A
3V

I5
?
2?1 6? 2?
?1 1
_
B

(2-11)
课堂练习
试求电阻 Rab 。
=6
=3.5
P38 题 2.1.3 (2-12)
§2.2 电阻Y形联接与△形联接的
1
r= R
3
(2-17)
§2.3 电压源与电流源及其等效变换
一、 电压源
电压源模型
伏安特性
I
U
RO
+
E U
E
-
I
U ? E ? IRo
Ro越小 特性越平
(2-18)
理想电压源 (恒压源): RO= 0 时的电压源 .
Ia
+
E_
Uab
b
Uab 伏安特性 E
I
特点:(1)输出电 压不变,其值恒等于电动势。
恒压源特性中变化的是: _____I________
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 _大__小____ 的变化, 或者是__方__向___ 的变化。
(2-21)
二、 电流源
电 流 源 模 型 IS
Ia
Uab RO
b
I
?
IS
?
Uab Ro
Uab
RO
即 Uab ? E;
(2)电源中的电流由外电路决定。
(2-19)
恒压源中的电流由外电路决定
Ia
E
+ _
Uab
2? R1
R2
2?
b
例 设: E=10V
则: 当R1接入时 : I=5A 当R1 R2 同时接入时: I=10A
(2-20)
恒压源特性小结
Ia
+
E_
R
b
Uab
I? E R
恒压源特性中不变的是: _____E________
据此可推出两者的关系
(2-14)
1
1
r1
Y-? 等效变换 R12
R31
r2
r3
2
3
2
R23
3
R12
?
r1r2
?
r2 r3 ? r3
r3 r1
R23
?
r1r2 ?
r2 r3 ? r1
r3 r1
R31
?
r1r2
?
r2 r3 ? r2
r3 r1
(2-15)
R12 2
1
? -Y等效变换
R31 r2
R23
一、电阻的串联
定义:电路中多个电阻首尾顺序相联,且 通过 同一电流 。
I
R1 R2
Rn
特点:通过各电阻的电流是 同一个电流 。
(2-2)
等效电阻:
I R1 R2
+
U _
等效条件:端口的电压和电流保持不变。
U = IR1+ IR2 +……+ IRn U = IR
n
? R ? R1 ? R2 ? ???? Rn ? Ri 1
I +
U
R1 R2
Rn
_
特点:各电阻的电压是 同一个电压 。
(2-5)
等效电阻:
I
I
+ +
U
R1 R2
Rn
U
_
_
I = U / R1+ U / R2 +……+ U / Rn
I=U/R
? 1 ? 1 ? 1 ? ???? 1 ? n 1
R R1 R2
Rn 1 Ri
R
(2-6)
两个电阻 并联时的等效电阻:
b. 若某电阻较其它电阻大得多,其分 流可忽略不计。
应用:分流、调节电流。
(2-8)
例:电路如图所示,试求电流 I 和 I5 。
I

+

3V
3Ω I5
4Ω 4Ω
_
6Ω 1Ω
(2-9)
I

+

A
3V
3Ω I5
4Ω 4Ω
_
6Ω 1Ω
I
B
+
解:
3V

_
B

A
I5 2Ω


(2-10)
I +
R
(2-3)
分压公式: I
+
+
U
R1 _U 1
+
_
R2
U
_
2
U1
?
R1 U R1 ? R2
U2
?
R2 U R1 ? R2
结论:a. 串联电阻上电压的分配与其电阻值 成正比。
b. 若某电阻较其它电阻小得多,其分 压可忽略不计。
应用:分压、限流。
(2-4)
二、电阻的并联
定义:电路中多个电阻联接在两个公共的 结点之间,且 端电压相同 。
3
2
r1 ?
R12 R31 R12 ? R23 ?
R31
r2
?
R23 R12 R12 ? R23 ?
R31
r3 ?
R23 R31 R12 ? R23 ? R31
1 r1
r3 3
(2-16)
1
r1
r2
r3
Y-? 等效变换
R12
1 R31
2
3
2
R23
3
当 r1 = r2 = r3 =r , R12 = R23 =R31 =R 时:
(2-24)
恒流源特性小结
a
I
Is
Uab R
U ab ? I s ?R
b
理想恒流源两端
可否被短路?
恒流源特性中不变的是: _______I_s_____ 恒流源特性中变化的是: ______U_a_b_____ ___外__电__路__的__改__变____ 会引起 Uab 的变化。
Uab的变化可能是 ___大__小__ 的变化, 或者是 __方__向___ 的变化。
(2-25)
恒压源与恒流源特性比较
恒压源
恒流源
不 输出端电压 E 的大 输出端电流 IS 的大 变 小、方向均为 恒定! 小、方向均为 恒定!
外 特

Is I
RO越大 特性越陡
(2-22)
理想电流源 (恒流源): RO=? 时的电流源.
Ia
Uab

Is
Uab
b

I
特 性
IS
特点:(1)输出电流不变,其值恒等于电
流源电流 IS;
(2)输出电压由外电路决定。
(2-23)
恒流源两端电压由外电路决定
I
Is
UR
例 设: IS=1 A 则: R=1? 时, U =1 V。 R=10? 时, U =10 V。
R ? R1R2 R1 ? R2
三个电阻 并联时的等效电阻:
× R ? R1R2 R3
R1 ? R2 ? R3
多个电阻 并联时的等效电阻:
1 ? 1 ? 1 ? ???? 1
R R1 R2
Rn
(2-7)
分流公式:
I
+
U
_
R1
I 1 R2
I2
I1
?
R2 R1 ? R2
I
I2
?
R1 R1 ? R2
I
结论:a. 并联电阻上电流的分配与其电阻值 成反比。
第二章 电路的分析方法
(2-0)
第二章 电路的分析方法
2.1 电阻串并联联接的等效变换 2.2 电阻星型联接与三角形联接的等效变换 2.3 电压源与电流源及其等效变换 2.4 支路电流法 2.5 结点电压法 2.6 叠加原理 2.7 戴维宁定理与诺顿定理 2.8 受控电源电路的分析
(2-1)
§2.1 电阻串并联联接的等效变换
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