导图社区 自动化基础导学与实践第二章 电路基本定律与计算
广西大学自动化基础导学与实践第二章思维导图,介绍了基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL),这两个定律是电路分析的基础,与元件的相互连接有关,与元件的性质无关。详细阐述了电阻、电感、电容的伏安关系(IV-A Relation),即电压与电流之间的关系。电路中的电压和电流的实际方向与参考方向的关系,以及如何使用节点电压法等方法进行电路分析。
这是一篇关于第十三章温度控制系统与构建的思维导图,主要内容包括:通用测量控制系统的品质指标,温控器调节原理,通过用控制系统的分类,构成。PID控制器是一种广泛应用于自动控制系统中的调节器,它由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成。每个部分在控制过程中都扮演着特定的角色,以调整被控变量(如液位、温度等)至设定值。
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第二章 电路基本定律与计算
电路的作用及其组成
组成
电源、负载、 开关、导线、熔丝、仪表
电源:输出电能
负载(用电设备):使用电能
阻性、感性、容性
开关:控制电路通断
熔丝:保护电路
小电流、大电流
仪表:测量电路
导线:①传输分配电能通路;②提供信号传输通路。
作用
电能的传输和转换
信号的传输和处理
电路的模型
电路模型将实际原件理想化(模型化)近似反映原件的特性。电路模型简称电路
用理想的电路元件或组合模拟器件建立模型,简称建模
双控灯
三控灯
电流和电压的参考方向
在指定电流和电压的参考方向下,电流的正负可以反映电流的实际方向
电流的实际方向:正电荷移动方向。
电压的实际方向:高电位到低电位。
当电流的参考方向和和电压的一致时,为关联参考方向
电路基本定律与应用
三种基本无源元件
电阻(耗能元件)
欧姆定律:I=U/R
电感(储能元件)
电感电压与其电流变化率成正比。
因为u有限,所以电感的电流只能连续不能跳变
公式u=Ldi/dt和微分形式,电感记忆电压
电容(储能元件)
电容电压不变时,电流为0
由于i有限,电容电压只能连续不能跳变
公式:i=Ldu/dt和微分形式,电容记忆电流
电容的充电、电感的储能过程
核心:趋于稳态
从一种稳态到另一种稳态需要一定时间过渡
涉及:Uc(0+)=Uc(0-) iL(0+)=iL(0-)
关系
电源及其等效模型
电源与负载的判定方法: UI同向为负载 UI反向为电源
电源工作方式
开路状态时:I=0,U=E,P=I^2RP=0
短路状态时:U=0,I=E/R0,P=UI=0,Δp=R0I^2
电压源
实际应用中,内阻小,电流远小于额定电流,可认为是理想的
电流源
内阻比相对负载阻抗很大,负载阻抗波动基本不会改变电流大小,负载阻抗只有并联在电流源上才有意义,与内阻是分流关系
电流源电压源及转化
负载的额定值和实际值
额定值:制造厂家为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常允许值,由生产厂家标注在铭牌: 额定电压UN,额定电流IN,额定功率PN,功率因数cosφ
实际值
直流:PN=UN·IN
单相交流:PN=UN·IN·cosφ
三相交流:PN= UN·IN·cosφ
计算
电位:必须选择参考零点
电阻:串并联总阻值计算
数字万用表读法:N*(min/max)举例(3又1/2:整数位表示能显示0~9的所有数字的位数,1/2表示最高位的实际最大值,理论最大值,即-199.9~199.9mv)
支路电流法:根据KCL和KVL方程(n个支点、b条支路,可列出n-1个kcl, b-(n-1)个KVL,一共可列b个方程,解出b个支路的电流值)
基本步骤: 1、判断电流参考方向和回路绕行方向 2、判定支路数b和节点数n 3、列出n-1个节点电流方程,b-(n-1)个回路电压方程 4、联立求解
节点电压法:根据节点电压列出KCL方程,利用欧姆定律联立求解
基本步骤: 1、标出各支路电流的参考方向 2、选择参考零点,标出其他点的电压 3、写出KCL方程 4、利用节点电压计算各支路电流,代入KCL方程 5、联立求解
基尔霍夫定律(能量守恒+电荷守恒)
基本概念
支路:若干元件构成的分支
节点:>=3条支路交汇点
回路:若干支路组成的闭合路径
网孔:不可再被分解的部分,内部不含支路
两大定律
KCL
∑i=0 (应用于节点,物理背景为电荷守恒定律,又称节点电流定律)
KVL
∑u =0(应用于任意闭合回路,物理背景为能量守恒定律,又称回路电压定律)
这两个定律均与元件的相互连接有关,与元件的性质无关
自动化231 陈爽 2302120123