亿图脑图MindMaster电路理论初级
导图社区 电路理论初级
- 312
- 20
- 4
- 举报
-
电路理论初级
主要介绍的是电路模型与基本定理、电阻电路等效变换、电路分析方程、电路定理、含运算放大器的电路、电容、电感及动态电路、一阶电路的暂态分析和二阶电路的暂态分析几个部分。
编辑于2021-06-18 20:39:17- 电气
- 电路理论
- 相似推荐
- 大纲
电路理论
含运算放大器的电路
集成运算放大器
端子功能
同相输入端
信号输入
反相输入端
输出端
平衡端
空端
输入/输出特性
正饱和
线性
负饱和
分界点由工作电源和增益决定
开环状态——电压比较器
在线性区的范围极小，可忽略不计。
过零比较器
闭环状态——放大电路
通常使用负反馈
理想运算放大器
特性
虚断路特性
虚短路特性
分析步骤
标出电路中各节点的电位变量
略写部分节点，用节点定位表示的KCL方程
求解方程，得到输出电压等变量
运算放大电路
反相比例放大电路
同相比例放大电路
缓冲放大电路（电压跟随器）
求和放大电路
反向
同向
加法器
差分放大电路
运算放大电路的级联
通过电路级联形成多级放大电路，获得高的闭环增益。
电容、电感及动态电路
广义函数
单位阶跃函数
闸门函数可视为两个单位阶跃函数之差
用单位阶跃函数取代开关
单位冲激函数
具有筛分性
电容
重要性质
直流稳态性质
电压连续性
电容的串联与并联
串联
电压相等的电容并联
电容相加
电压不相等的电容并联
电荷守恒
电感
重要性质
直流稳态性质
电流连续性质
电感的串联与并联
并联
电流相等的电感串联
电感相加
电流不相等的电感串联
磁链守恒
对比
动态电路换路规律
状态连续换路
实质上是电容电压，连续电感电流连续的体现
状态跳变换路
电容电压跳变换路
电感电流跳变换路
一阶电路的暂态分析
暂态响应的三种激励方式
零输入响应
零状态响应
全响应
零输入响应（自然响应）
仅体现电路自身固有的特性
物理意义是：零输入响应（自然响应）从初始值开始衰减到初始值的36.8%所需的时间。
直流电源激励下的响应
三要素法
全响应、零状态响应
包含自由分量和强制分量
零输入响应
只有自由分量
方波响应
正弦电源激励下的RC电路
全响应计算
零状态响应分析
含运算放大器的一阶电路
三要素法
列写微分方程
线性非时变特性
线性特性
齐次性
可加性
非时变特性
二阶电路的暂态分析
零输入响应（自然响应）
RLC串联电路
RLC并联电路
情况
过阻尼
临界阻尼
欠阻尼
直流电源激励下的响应
RLC串联电路
RLC并联电路
情况
过阻尼
临界阻尼
欠阻尼
对比
一般二阶电路
1.确定初始值
2.确定强制分量
3.确定自由分量的形式
4.确定响应
RLC串联电路的方波响应
过阻尼情况
欠阻尼情况
电路模型与基本定律
电路模型
理想电路元件
提供电能
变换电能
消耗电能
存储电场能量
存储磁场能量
最基本的电磁现象
对应元件
电阻元件
电容元件
电容元件
变量耦合
集中参数电路模型
电路变量是时间和空间的函数，以电磁波的形式传播。
电路理论的基本假设
基本假设一 电磁现象瞬时传遍全电路。
基本假设二 器件外部的磁场由自由电流产生。
基本假设三 器件外部的电场由自由电荷产生。
电路变量
电荷与电流
电荷
电流
电流的大小
电流的参考方向
直流与交流
DC
AC
电位与电压
电压
电压的参考方向
电位
是特殊的电压
条件：所有电压共用一个“-”极性点
功率与能量
功率
需考虑关联参考方向或非关联参考方向
元件吸收电能的速率称为元件吸收的功率。
功率守恒
能量
电路元件
电阻
欧姆定律
线性电阻元件
非线性电阻元件
分为时变和非时变
半导体二极管
理想二极管既非压控型也非流控型
独立电源
独立电压源
独立电流源
分为直流与交流
电池的特性及其电路模型
化学电池为实际直流电压源
光伏电池为实际直流电流源
受控电源
晶体管放大电路是变量间耦合关系的典型代表
分类
受控电压源
受控电流源
分为电压控制和电流控制
VCVS
CCVS
VCCS
CCCS
基本定律
电路术语
支路
戴维南支路
电阻和电压源串联的支路
诺顿支路
电阻和电流源并联的支路
结点
包含广义结点
回路
包含网孔
平面电路
平面电路网孔个数=支路数-结点数+1
基尔霍夫电流定律KCL
基尔霍夫电压定律KVL
电阻电路等效变换
由电阻、受控电源、独立电源构成的电路称为电阻电路。
串联与并联
独立电源串联与并联
线性电阻串联与并联
可采用标出节点重画电路，去掉短接线的方法来明确电阻的连接关系。
星形电路与三角形电路
对称电路
当电路存在通过端口的对称面时，垂直通过对称面的支路的电流为零，可以断开该支路，对称结点是等位点对，可以短接这些等位点对。
当电路存在垂直于端口的对称面时，对称面上的各结点为等位点，可以短接这些结点。
电桥平衡
星形电路与三角形电路互换
电源变换
独立电源变换
戴维南支路与诺顿支路的电阻相等
电压源、电流源、电阻三者的值满足类似于欧姆定律的关系
电压源与电流源的方向类似于非关联参考方向
受控电源变换
第一步，受控电流源变换为受控电压源。
第二步，控制量转移。
第三步，电阻串联。
第四步，受控电源变为电阻。
第五步，电阻串联。
电路分析方程
结点方程
结点方程是除参考结点以外所有结点的KCL方程方程中的支路电流用结点电位表示。
步骤
选定参考结点，标明各独立结点电位变量。
用结点电位表示电流，写出个独立结点的KCL方程
快速列写法
对电源支路的处理方法
电流源支路
视为电导为零的诺顿支路
电压源支路
两种
网孔方程
网孔方程是平面电路中网孔的KVL方程。
步骤
选定网孔电流及其绕向
列写个网孔的KVL方程，且将网孔中电阻的电压用网孔电流表示。
快速列写法
对电源支路的处理方法
电压源支路
视为电阻为零的戴维南支路
电流源支路
两种
注意对比
回路方程
与网孔法没有本质区别
电路定理
线性特性
齐次性
可加性
叠加定理
线性电阻电路中，多个独立电源共同激励下的响应（任何电流或电压），等于独立电源单独（或分组）激励下响应的代数和。
是线性电阻电路可加性的体现。
对暂不激励的电源要置零处理。
叠加定理可用于计算线性电路中任何电压、电流。
不能用功率之和来得到元件的功率。
替代定理
在电压已知的条件下，电阻可以用电压源替代。
在电流已知的条件下，电阻可以用电流源替代。
戴维南定理和诺顿定理
被等效网络不能和外部电路存在受控电源耦合
最大功率传输定理
负载电阻从一个线性电阻网络的端口获得最大功率的条件是负载电阻等于等效电阻。
特勒根定理与互易定理
功率守恒
似功率守恒
互易定理
三种端口支路形式
电路1、电路2的响应与激励之比相等
注意学会综合应用