电路第五版 邱关源 ppt课件
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电路课件(邱关源五版)
视在功率是指电路中电压和电流的有效值的乘积， 用于衡量电源提供的总功率。
04
三相电路
三相电源
三相电源的组成
三相电源由三个频率相同、幅值相等、相位差互为120度的交流 电源组成。
星形连接与三角形连接
三相电源可以接成星形或三角形，两种连接方式下的电压和电流特 性不同。
三相电源的功率
三相电源的总功率等于各相功率之和，且总功率恒定。
产生原因
非正弦周期电压和电流的产生通常是由于电路中存在非线性元件，如电阻、电容、电感等 ，这些元件的伏安特性不是线性的，因此会导致电压或电流随时间变化呈现出非正弦周期 的特性。
特点
非正弦周期电压和电流具有随机性和复杂性，其波形通常由多个不同频率的正弦波叠加而 成，因此难以用简单的数学模型描述。
非正弦周期电路的谐波分析法
一阶电路的时域分析
一阶电路
由一个动态元件和电阻组成的简单电路。
一阶电路的响应特性
电压和电流随时间按指数规律变化，具有延 时、振荡和稳态等不同阶段。
时域分析方法
采用一阶常微分方程描述电路，通过求解微 分方程得到电压和电流的时域响应。
一阶电路的分析步骤
建立微分方程、求解微分方程、分析响应特 性。
二阶电路的时域分析
频率响应
频率响应分析电路在不同频率下 的性能表现，包括幅频特性和相
频特性。
一阶电路分析
一阶电路是指包含一个动态元件 的电路，其分析方法主要是三要
素法。
功率计算
有功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于衡量 能量转换的效果。
无功功率
无功功率是指电路中交换的功率，用于衡量储能 元件的能量交换。
视在功率
电路课件(邱关源五版 )
04
三相电路
三相电源
三相电源的组成
三相电源由三个频率相同、幅值相等、相位差互为120度的交流 电源组成。
星形连接与三角形连接
三相电源可以接成星形或三角形，两种连接方式下的电压和电流特 性不同。
三相电源的功率
三相电源的总功率等于各相功率之和，且总功率恒定。
产生原因
非正弦周期电压和电流的产生通常是由于电路中存在非线性元件，如电阻、电容、电感等 ，这些元件的伏安特性不是线性的，因此会导致电压或电流随时间变化呈现出非正弦周期 的特性。
特点
非正弦周期电压和电流具有随机性和复杂性，其波形通常由多个不同频率的正弦波叠加而 成，因此难以用简单的数学模型描述。
非正弦周期电路的谐波分析法
一阶电路的时域分析
一阶电路
由一个动态元件和电阻组成的简单电路。
一阶电路的响应特性
电压和电流随时间按指数规律变化，具有延 时、振荡和稳态等不同阶段。
时域分析方法
采用一阶常微分方程描述电路，通过求解微 分方程得到电压和电流的时域响应。
一阶电路的分析步骤
建立微分方程、求解微分方程、分析响应特 性。
二阶电路的时域分析
频率响应
频率响应分析电路在不同频率下 的性能表现，包括幅频特性和相
频特性。
一阶电路分析
一阶电路是指包含一个动态元件 的电路，其分析方法主要是三要
素法。
功率计算
有功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于衡量 能量转换的效果。
无功功率
无功功率是指电路中交换的功率，用于衡量储能 元件的能量交换。
视在功率
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。例如电阻、电感、电容。..
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2.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。
集总条件 d
注意集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
u
(2)用正、负极性表示：
+u
(3)用双下标表示：
A
uAB
B
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3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称为关联 参考方向。反之，称为非关联参考方向。
问题 在复杂电路或交变电路中，两点间电压的
实际方向往往不易判别，给实际电路问题 的分析、计算带来困难。
电压(降)的参考方向
参考方向
+
u
–
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
u
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
u >0
u <0
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在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
电路分析基础第五版邱关源通用课件
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词
求解微分方程
详细描述
根据微分方程的特性和初始条件，求 解微分方程以获得电路元件的状态变 量随时间变化的规律。常用的求解方 法包括分离变量法、常数变易法、线 性化法等。
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词：分析响应
详细描述：根据求解出的状态变量，分析电路元件的响应特性。响应特性包括稳 态响应和暂态响应，其中暂态响应指的是电路从初始状态达到稳态的过程。
电路分析基础第五版邱关源 通用课件
目录
• 绪论 • 电路的基本定律和定理 • 电阻电路的分析 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析 • 正弦稳态电路的分析 • 三相电路的分析 • 非正弦周期电流电路的分析
01
绪论
电路分析的目的和任务
目的
电路分析是电子工程和电气工程学科中的基础课程，其目的是理解和掌握电路的基本原理、基本概念 和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下基础。
）
三相电源或三相负载的端点相互 连接，每相负载承受的电压为电 源线电压。
混合连接
在某些情况下，电路中可能同时 存在星形和三角形连接的负载， 这称为混合连接。
三相电路的电压和电流分析
1 2
相电压与线电压
在星形连接中，相电压等于电源电压；在三角形 连接中，线电压等于电源电压。
对称三相电路
当三相电源和三相负载对称时，各相的电压和电 流大小相等，相位互差120°。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
总结词：阶跃响应
详细描述：阶跃响应是指当输入信号为一个阶跃函数时，电路的输出响应。阶跃响应的特点是初始时刻电路输出突然跳变到 某一值，然后逐渐趋近于稳态值。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
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该磁通势取正，反之取负。
3.磁路欧姆定律
μ
A
Φ
l
因为 H B
磁位差
B A
Um
Hl
B
l
l A
Rm
式中
Rm
l A
欧姆定律
Um Rm
H
（3）
磁导率 μ 用来衡量物质的磁性能，μ大物质的导磁性能强， μ小物质的导磁性能弱。 单位： 亨/米 （H/ｍ）
真空的磁导率
0 4 10 7 H / m
非铁磁物质的磁导率 0 铁磁物质的磁导率 》0
相对磁导率：物质的磁导率与真空磁导率的比。
r
0
或
r0
非铁磁物质 r 1
铁磁物质μr很大,如硅钢片 r 6000 ~ 8000
磁场强度 H 为分析磁场和电流的依存关系引入的物理量
H B
方向：小磁针N极所指的方向 单位：安/米（A/ｍ）
二、磁场的基本性质
1. 磁通的连续性 磁场中任一闭合面的总磁通恒等于零。
AB dA 0
2. 安培环路定律 磁场强度矢量H沿任何路径的线积分等于穿过此路径所围成 的面的电流代数和。电流的正负要根据它的方向和所选路径的 方向之间是否符合右手螺旋法则而定。
l H dl I
安培环路定律的应用
l H dl I1 I2
I1 H
dl
I2
§2 铁磁物质的磁化曲线
一、铁磁物质的磁化 铁磁物质在外磁场的作用下，产生于外磁场方向一致而且很强的 附加磁场，这种现象叫铁磁物质的磁化。
H
二、磁化曲线
1.起始磁化曲线
Bμ
a3 B H
a2
μH
a1 B μ0H
0
H
电路第五版ppt(邱关源
i
R
u 则欧姆定律写为 u = –R i
-
+
i = –G u
公式和参考方向必须配套使用！ 公式和参考方向必须配套使用！
3. 功率和能量 功率： 功率： R
说明电阻元件 在任何时刻总 是消耗功率的。 是消耗功率的。
i
+
i
u
R
-
p = u i = i2R =u2 / R
关联： 关联：吸收能量
假定发生的电磁过程 都集中在元件内部进行
电路元件按照一定的规则进行连接 电路元件按照一定的规则进行连接
线性 ━非线性 时变 ━ 时不变 分布参数 ━ 集总参数
d << λ
6000km
求开关闭合后的电流i 求开关闭合后的电流 i
R 1
C
∽
R2 R4
Us1 RL
Us2
L
R3
研究的手段
基本定律、定理、 基本定律、定理、原理必须掌握 时域分析法 基本方法 频域分析法
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向 电流的参考方向。 • 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i A B
• 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由 指向 。 用双下标表示： 电流的参考方向由A指向 指向B。
A
iAB
B
2. 电压的参考方向 (voltage reference direction)
10BASE-T wall plate
电 池
功能
a b
柎的 的 枱 枞。 枞。
惊电路枞案
2. 电路模型 (circuit model)
10BASE-T wall plate
电 池 导线 电路模型
邱关源-电路第五版课件-第11章.pptx
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I1( j)
I2 ( j)
U1( j)
线性 网络
U2 ( j)
激励是电压源
H
(
j
)
I2 ( j) U1( j)
转移 导纳
H
(
j
)
U 2 U1
( (
j) j)
转移 电压比
激励是电流源
H
(
j
)
U2 ( j) I1( j)
H
( j)
I2 ( j) I1( j)
转移 阻抗
转移 电流比
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第4页/共56页
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激H (励j是) 电UI流((jj源)，) 响应是策电动压点阻抗U ( j) I( j)
线性 网络
激励是电压源，响应是电流
H
(
j)
I( j) U ( j)
策动点导纳
转移函数(传递函数) I1( j)
I2 ( j)
U1( j)
线性 网络
U2 ( j)
第5页/共56页
uC
Im
0C
sin(0t
90o )
L C
I
m
c
os0t
wC
1 2
CuC2
1 2
LIm2
cos2 0t
电场能量
wL
1 2
Li2
1 2
LIm2
sin 2 0t
表明
磁场能量
①电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等
WLm=WCm。L、C的电场能量和磁场能量作周期
振荡性的交换，而不与电源进行能量交换。
第19页/共56页
C C及Q。
完整版电路邱关源第五版05第五章课件
uo =[(R1 + R2)/R2 ] ui
=(1+ R1/R2) ui
②当R2=，R1=0时， uo=ui，为电压跟随器 ③输入、输出关系与运放本身参数无关。
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③电压跟随器
电 路
A
+ u_i
_
+ +
+电
uo_
路 B
特点 ① 输入阻抗无穷大(虚断)；
② 输出阻抗为零； ③ uo= ui。 应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。
②合理地运用这两条规则，并与结点电压法相结合。
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2. 典型电路
①加法器
u-= u+=0 i-=0
ui1
R1
ui2 R2
ui3 R3
Rf
i-
_ uu+ +
+
+ u_o
ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf
uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3)
uo
un2
G1 Gf
Gf
( AGo
Gf
)
Gf (AGo Gf ) (G1 Gi Gf )
( Gf
Go
GL) ui
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uo
un2
G1 Gf
Gf
( AGo
Gf
)
Gf (AGo Gf ) (G1 Gi Gf )
( Gf
Go
GL) ui
因A一般很大，上式分母中Gf(AGo-Gf)一项的值比
• 本章完！
|ud| < 则 uo=Aud
电路第三章第5版邱关源.ppt
–
–
网孔1、网孔2之间的互电阻。
b
uSl1= uS1-uS2 网孔1中所有电压源电压的代数和。 uSl2= uS2 网孔2中所有电压源电压的代数和。
注意 ①自电阻总为正。
②当两个网孔电流流过相关支路方向相同
时，互电阻取正号；否则为负号。
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③当电压源电压方向与该网孔电流方向一致时，取
负号；反之取正号。
R1 i2 il1 + uS2
R2 il2
–
b
i3 观察可以看出如下规律：
R3 R11=R1+R2
网孔1中所有电阻之和， 称网孔1的自电阻。
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R22=R2+R3
i1
网孔2中所有电阻之和，称 +
网孔2的自电阻。
uS1
R1 i2 il1 + uS2
R2 il2
i3 R3
R12= R21= –R2
避开电流源支路取回路： 7I1＋7I3=70
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例3 列写支路电流方程.(电路中含有受控源）
7 +
70V –
a
I1
1
I2 +
5U_
11 + U
2_
I3 解 7
结点a：
–I1–I2+I3=0 7I1–11I2=70-5U
11I2+7I3= 5U
b
增补方程：U=7I3
注意 有受控源的电路，方程列写分两步：
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基本回路(单连支回路) 基本回路具有独占的一条连支
6
5
6
45
2
1
3
2
1
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结论 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唯一确定；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。
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问题 在复杂电路或交变电路中，两点间电压的
实际方向往往不易判别，给实际电路问题 的分析、计算带来困难。
第一章 电路模型和电路定律
本章重点
1-1 电路和电路模型
1-5 电阻元件
1-2 电流和电压的参考方向 1-6 电压源和电流源
1-3 电功率和能量
1-7 受控电源
1-4 电路元件
1-8 基尔霍夫定律
PPT课件
首页 1
重点：
1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性 3. 基尔霍夫定律
B电压、电流参考方向关联。
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 ② 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注
(包括方向和符号)，在计算中不得任意改变。
③ 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电
压、电流的实际方向不变。
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1-3 电功率和能量
1.电功率
单位时间内电场力所作的功。
p dw u dw i dq
dt
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦[特]) 能量的单位：J (焦[耳])
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2. 电路吸收或发出功率的判断、
u, i 取关联参考方向
电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件。
电压源和电流源：表示将其他形式的能量转变成
注意
电能的元件。
①5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（b）可以用电压或电流按数学方式描述；
（c）不能被分解为其他元件。
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注意
②具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一 定条件下可用同一电路模型表示。
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1-1 电路和电路模型
1.实际电路
由电路部件和电路器件按预期 目的连接构成的电流的通路。
功能 共性
(a) 能量的传输、分配与转换； (b) 信息的传递、控制与处理。 建立在同一电路理论基础上。
一些新名词 电源、激励源、激励、输入；负载；
响应、输出；电路、网络。
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③同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路 模型可以有不同的形式。
例 电感线圈的电路模型
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1-2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁 链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要 关心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流
带电粒子有规则的定向运动
电压(降)的参考方向
参考方向
+
u
–
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
u
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
u >0
u <0
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电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
u
(2)用正、负极性表示：
+u
(3)用双下标表示：
A
uAB
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B
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Wbc q
12 V 3 V 4
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解 (2) uc 0
a
b
ua
Wac q
8 12 V 4
5V
ub
Wbc q
12 V 4
3V
uab ua ub (5 3) V 2 V
c ubc ub uc (3 0)V 3V
单位正电荷q 从电路中一点移至另
一点时电场力作功（W）的大小。
def dW u
dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位 V (伏[特])、kV、mV、V
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例2-1
a
已知：4C正电荷由a点均匀移动
b
至b点电场力作功8J，由b点移
动到c点电场力作功为12J，
i 参考方向
A
实际方向 B A
实际方向 B
i>0
i<0
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电流参考方向的两种表示：
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i 参考方向
A
B
用双下标表示：如iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
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2.电压的参考方向
电压u
①若以b点为参考点，求a、b、c
点的电位和电压uab、u bc;
c
解 (1) ub 0
②若以u c点为参考点，再求以上 各值。
ua
Wab q
8V2V 4
uab ua ub (2 0) V 2 V
ubc ub uc [0 (3)]V 3V
uc
Wcb q
实际方向
A
B
实际方向
A
B
问题 对于复杂电路或电路中的电流随时间变
化时，电流的实际方向往往很难事先判断。
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参考方向
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
i 参考方向
表明 电流(代数量)
A
B
大小
方向(正负） 电流的参考方向与实际方向的关系：
i 参考方向
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷
def
i(t)
lim
Δq
dq
Δt0 Δt dt
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单位 方向
A（安[培]）、
1kA=103A
kA、mA、A
1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的 运动方向为电流的实际
方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
10BASE-T wall plate
2. 电路模型
开关 白炽灯
电 池
导线
电路图
Rs
RL
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理想 元件。
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5种基本的理想电路元件：
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。
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+
u
关联参考方向
i
--
u
+
非关联参考方向
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例2-2 i
＋
AuB
－
注意
电压、电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压、电 流参考方向是否关联？
解 A电压、电流参考方向非关联；
一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；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。
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问题 在复杂电路或交变电路中，两点间电压的
实际方向往往不易判别，给实际电路问题 的分析、计算带来困难。
第一章 电路模型和电路定律
本章重点
1-1 电路和电路模型
1-5 电阻元件
1-2 电流和电压的参考方向 1-6 电压源和电流源
1-3 电功率和能量
1-7 受控电源
1-4 电路元件
1-8 基尔霍夫定律
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重点：
1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性 3. 基尔霍夫定律
B电压、电流参考方向关联。
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 ② 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注
(包括方向和符号)，在计算中不得任意改变。
③ 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电
压、电流的实际方向不变。
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1-3 电功率和能量
1.电功率
单位时间内电场力所作的功。
p dw u dw i dq
dt
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位：W (瓦[特]) 能量的单位：J (焦[耳])
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2. 电路吸收或发出功率的判断、
u, i 取关联参考方向
电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件。
电压源和电流源：表示将其他形式的能量转变成
注意
电能的元件。
①5种基本理想电路元件有三个特征：
（a）只有两个端子；
（b）可以用电压或电流按数学方式描述；
（c）不能被分解为其他元件。
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注意
②具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一 定条件下可用同一电路模型表示。
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1-1 电路和电路模型
1.实际电路
由电路部件和电路器件按预期 目的连接构成的电流的通路。
功能 共性
(a) 能量的传输、分配与转换； (b) 信息的传递、控制与处理。 建立在同一电路理论基础上。
一些新名词 电源、激励源、激励、输入；负载；
响应、输出；电路、网络。
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③同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路 模型可以有不同的形式。
例 电感线圈的电路模型
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1-2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁 链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要 关心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流
带电粒子有规则的定向运动
电压(降)的参考方向
参考方向
+
u
–
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
u
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
u >0
u <0
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电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
u
(2)用正、负极性表示：
+u
(3)用双下标表示：
A
uAB
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B
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Wbc q
12 V 3 V 4
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解 (2) uc 0
a
b
ua
Wac q
8 12 V 4
5V
ub
Wbc q
12 V 4
3V
uab ua ub (5 3) V 2 V
c ubc ub uc (3 0)V 3V
单位正电荷q 从电路中一点移至另
一点时电场力作功（W）的大小。
def dW u
dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位 V (伏[特])、kV、mV、V
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例2-1
a
已知：4C正电荷由a点均匀移动
b
至b点电场力作功8J，由b点移
动到c点电场力作功为12J，
i 参考方向
A
实际方向 B A
实际方向 B
i>0
i<0
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电流参考方向的两种表示：
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i 参考方向
A
B
用双下标表示：如iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
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2.电压的参考方向
电压u
①若以b点为参考点，求a、b、c
点的电位和电压uab、u bc;
c
解 (1) ub 0
②若以u c点为参考点，再求以上 各值。
ua
Wab q
8V2V 4
uab ua ub (2 0) V 2 V
ubc ub uc [0 (3)]V 3V
uc
Wcb q
实际方向
A
B
实际方向
A
B
问题 对于复杂电路或电路中的电流随时间变
化时，电流的实际方向往往很难事先判断。
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参考方向
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
i 参考方向
表明 电流(代数量)
A
B
大小
方向(正负） 电流的参考方向与实际方向的关系：
i 参考方向
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷
def
i(t)
lim
Δq
dq
Δt0 Δt dt
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单位 方向
A（安[培]）、
1kA=103A
kA、mA、A
1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的 运动方向为电流的实际
方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
10BASE-T wall plate
2. 电路模型
开关 白炽灯
电 池
导线
电路图
Rs
RL
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理想 元件。
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5种基本的理想电路元件：
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。
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+
u
关联参考方向
i
--
u
+
非关联参考方向
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例2-2 i
＋
AuB
－
注意
电压、电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压、电 流参考方向是否关联？
解 A电压、电流参考方向非关联；