导图社区 电路原理
关联方向下:p=dw/dt=dw/dq*dq/dt=ui(单位时间内从A到B所作的功)(元件吸收)。
编辑于2022-08-25 17:58:10 广东这是一篇关于家庭理财的思维导图,主要内容包括:现金流总体分布,第一层次(可以用来消费的钱),第二二层次(养老及财富增值的钱),第三层次(专款专用),第四层次(保障资金)。(相关信息存在时效性,仅供参考,非股票推荐)。
这是一篇关于非全的思维导图,主要内容包括:英语,管理综合,做题顺序。备考非全管综需要全面的准备和合理的安排。通过有效的时间管理、选择合适的学习资料、多做题并总结、保持积极心态、合理安排作息以及寻求帮助与支持,可以大大提高备考效率和成绩。
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电路原理
基本定义
1、电路
1. 什么是电路
电路就是由若干电气元件相互连接构成的电流的通路
2. 电路的作用
处理能量——电能的产生、传输、分配
处理信号——电信号的获得、变换、放大
3. 电路的分类
1、线性与非线性
线性电路:负荷由线性电阻、线性受控源等线性元件构成的电路。用线性方程描述
非线性电路:负荷中包含非线性元件的电路。用非线性方程描述
1、支路branch:若干元件无分叉地首尾相连构成一个支路
2、时不变与时变
时不变(定常)电路:负荷由时不变元件构成的电路
时变电路:负荷中包含时变元件的电路
3、集总参数与分布参数:如果电路尺寸远小于其工作电磁波的波长λ,则可将该电路建模为集总参数电路,否则只能建模为分布参数电路
2、电压、电流和功率
1、电路的组成
电源(发电厂、电池)
负荷(电动机、扬声器)
导线与开关(输电线路、电路板)
2、电路的分类
1、根据负荷性质
电阻电路(元件全为电阻) 主要对应代数方程
动态电路(除了电阻,还有储能元件) 主要对应积、微分方程
2、根据电源性质
直流电路
交流电路
3、电路的模型
1、理想电路元件
电阻
电感 u是i的微分关系
电容 i是u的微分关系
电源 u-i相互独立
2、电路建模
3、电路的变量
1、电流
电荷的时间变化率 dq/dt
2、电压
电场力移动单位电荷做的功(亦称 电压降)uAB=dwAB/dq
3、电位
从某点到参考节点的电压降(单位:伏)参考点的电位为0
两点间的电压不随参考点的选择而变化
4、电动势
非电场力将单位电荷从B移动到A所作的功(eBA)eBA,电位的升高;uAB,电位的降低
4、电压和电流的参考方向
1、为什么要引入参考方向
1、电压或电流的方向不确定
2、电压或电流的方向随时间变化
2、电流电压的参考方向
真实方向=参考方向,则u>0,i>0;反之,则u<0,i<0;
表示电流参考方向的两种方法
1、双下标(iAB):参考方向从A指向B
2、箭头
表示电压参考方向的3种方法
1、箭头(沿箭头方向电位降低)
2、正负极性
3、双下标
表示电动势参考方向的3种方法
与电压的类似,但电位升降与电压相反
3、元件上电压参考方向和电流参考方向之间的关系
1、关联参考方向
i从+流进(u=Ri)
2、非关联参考方向
i从-流进(u=-Ri)
5、电路的功率
1、功率
关联方向下:p=dw/dt=dw/dq*dq/dt=ui(单位时间内从A到B所作的功)(元件吸收)
2、功率的计算
关联下:p吸=ui>0(元件真正吸收的功率)p吸<0(元件真正发出功率)
法1:直接用p=ui 吸→关联 发→非关联
法2:永远用关联方向算
3、基本元器件
1、电阻器
1、电路符号 R
2、欧姆定律:u=Ri(关联参考方向)G=1/R(G→电导)故i=Gu 非关联则要加“-“
3、开路与短路:开路→R=∞,i=0,u由外电路决定 短路→R=0,u=0,i由外电路决定
4、电阻消耗的功率:无论参考方向如何选取,电阻始终消耗功率
5、决定电阻值的因素:R=ρL/S L为电阻丝的长度,S为横截面积,ρ随温度变化,ρT=ρ0(1+αT) α→温度系数
6、电阻器
7、非线性电阻:i=Is(e的u/UTH次幂-1)
8、时变与时不变电阻
时变电阻:输出响应与输入信号外加时刻无关
时不变电阻:电阻R(t)是时间t的函数 u(t)=R(t)*i(t)
2、独立电源
理想独立电压源
特性:①独立电压源两端的电压与电路其他部分无关 直流:us为常数 交流:us随时间变化,可以表示为us=Umsinwt ②独立电压源的电流由外电路决定
理想独立电流源
特性:①流经独立电流源的电流与电路的其余部分无关 直流:()与↑同理 ②独立电流源的电压由外电路决定
实际电源
实际电压源:理想独立电压源+Rs
实际电流源:理想独立电流源//Rs
3、受控电源
1、受控电压源:该电压源的电压由电路中某电压或电流控制
2、受控电流源:该电流源的电流由电路中某电压或电流控制
两类基本约束
伏安特性
基尔霍夫定理
KCL
对于集中参数电路,任意时刻,连接再任一节点的各支路电流的代数和恒为零
集中参数
导线这端的电压上升到规定电压时,若电流早都到达导线另外一端,就是集中参数电路
导线这端的电压上升到规定电压时,电流还未到达导线的另外一端,就是分布参数电路
远距离电能传输
高频(射频)信号
高速信号
KVL
对于集中参数电路,任意时刻,任一回路的各支路电压的代数和恒为零
定义
支路:电路中无分支的一段电路,一个支路中流过同一个电流
回路:电路中的闭合电路
网孔:闭合电路中不含其他支路的回路
结点、点:两条或两条以上支路的连接点是结点
应用
稳态电路电路方程法
支路电流法:适用于支路少的电路
以支路电流为待求量,直接应用基尔霍夫定律,分别对结点和回路列出所需要的方程,而后解出各待求支路电流
通常一个闭合电路若有b条支路,n个结点,可用KCL列出n-1个独立电流方程,再应用KVL列出b-(n-1)个独立的回路电压方程(选择网孔作为独立回路)
结点电压法:使用于支路较多,结点较少的电路
以结点电压为待求量,通过列写结点电压方程并求解各结点电压,进而求取电路中各支路电流和各电压的方法
步骤1.选取电路中某一结点为参考结点,并确定各结点与此参考结点之间的结点电压 步骤2.在每一个结点处应用KCL,列出结点电压方流方程 步骤3.再写出各支路电流和结点电压的关系,求解各结点电压
两类电路
稳态电路
直流电阻电路
等效变换法
电路方程法
电路定理法
叠加定理:使用于多个电源
线性电路中,任一支路的响应(电压或电流)都等于电路中独立电源单独作用时,该支路所产生响应的代数和
应用
保持电路结构及元件参数不变,当一个独立源单独作用时,其他独立源都应取零值,独立电压源短路,独立电流源开路,但均应保留其内阻
电压和电流要提前标好方向,同向叠加,异向相减
注意两点
受控源不是激励,只能当成一般元件将其保留,如MOS管和三极管的等效模型
叠加定理只能适用于线性电路,对非线性电路不适用 在线性电路中,叠加定理也只能用于计算电压或电流,不能用来计算功率,因为功率于电流、电压的关系不是线性关系,而是平方关系
替代定理
戴维南定理
诺顿定理
最大功率传输
正弦交流电路
相量法
功率
谐振
耦合电感
三相电路
非正弦周期电流电路
动态电路
一阶电路
三要素法
高阶电路