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《电路》重点总结概述.docx

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资源描述

1、电路知识点总结第一章电路模型和电路定律一、5个主要的电系统(1)通信系统(2)计算机系统(3)控制系统(4)电力系统(5信号处理系统二、如果满足三个基本假设,就可以利用电路理论而不是电磁理论研究电路系统,尽管电磁理论似乎是研 究电信号的出发点,但是其应用不仅麻烦,而且需要使用高深的数学。这三个基本假设如下:(1)电效应在瞬间贯穿整个系统,把这种系统称为集总参数系统。(2)系统里所有元件的净电荷总为零。(3)系统里的元件之间没有磁耦合。三、电压是由分离引起的每玳位电荷的能量。电荷流动的速率通称为电流。1、电流和电压的参考方向电路模型中的电流、电压的实际方向有的未知,有的随时间变化,具有不确定性。

2、而在应用电路定理、 电路分析方法分析电路模型时要求电路模型中的电流、电压的方向必须是明确的这就产生了一对矛盾, 为解决这一矛盾,引入广电流和电压的参考方向这一概念。在应用电路定理、电路分析方法分析电路时, 对应的电流、电压的方向指的是电流和电压的参考方向。只要元件中电流的参考方向与元件电压的参考方向一致(关联参考方向),则在电压与电流相关的表 达式中使用正号,否则使用负号。2、电功率和能量当元件中电流、电压为关联参考方向,功率为正,元件吸收功率当元件中电流、电压为非关联参考方向,功率表为负,元件发出功率。四、电路元件1、电阻元件:电阻是阻碍电流(或电荷)流动的物质能力,模拟这种行为的电路元件称

3、为电阻,单位: 欧姆(另外电导为电阻倒数单位:西)2、电容元件(动态元件):电容元件的电压和电流关系式表明电容的电流与电容的电乐的变化率成正 比。电容元件有隔断直流(简称隔直)的作用,其原因是传导电流不能在电容的绝缘材料中建立。只有随 时间变化的电压才能产生位移电流。电容电压不能跃变,电容元件是一种有“记忆”的元件。3、电感元件(动态元件)电感元件的电压和电流关系式表明与电感的电流的变化率成正比。电感的 电流的变化率为。时电感的电压也为0.相当于短路.电感中电流不能跃变,电感元件也是一种有“记忆”的元件。4、独立电压源:独立电压源是一种电路元件,无论流过其两端的电流大小如何,都将保持端电压为规

4、 定值。独立电压源的电流不是由独立电压源自身决定的,而是由外电路决定的。5、独立电流源:独立电流源也是一种电路元件,无论端电压的大小如何,都将保持端电流为规定值。独立电流源的电压不是由独立电流源自身决定的,而是由外电路决定的。6、受控电源:受控电源也是一种电源,但其源电压或源电流并不独立存在,而是受电路中另一处的电 压或电流控制,这类电源称为受控电源。S 0在求解含有受控电源的电路时,可以把受控电源当作独立电源处理。;独立电源是电路的“输入”(信号或能生)。受控电源反映的是电路中某处的电压或电流能够控制另一处的电压或电流的现象,或表示电路中的耦 合关系c晶体管、电子管、运算放大器的电路模型中要

5、用到受控电源。7、基尔霍夫定律(1845年)分为电流定律和电压定律第二章电阻电路的等效变换一、各种电路类型(1)线性电路:由线性无源元件、线性受控源和独立电源组成的电路,称为线性电路。(2)电阻电路:如果构成电路的线性无源元件均为线性电阻,电路则称为线性电阻性电路(简称电阻 电路)。(3)直流电路:当电路中的独立电源都是直流电源时,这类电路称为直流电路。电感在直流电路中相 当于短路,电容在直流电路中相当于开路。二、等效变换(1)等效的条件:如果两个一端口网络的伏安特性完全相同,则这两个一端口网络等效。(2)等效变换的特点:对外等效。电乐源并联和电流源串联需满足基尔霍夫定律。(3)两种电源电路模

6、型进行等效变换的方法步骤:(A)画出对应的电源电路模型,注意参考方向(B) 确定电阻值(C)根据公式确定电源电路模型中独立源的源电压、源电流。三、输入电阻:输入电阻不是一种电阻,而是一种数学关系。它是无源一端口(不含任何独立源,只 含有电阻、受控源的一端口)端口电压与端口电流的比例,(1)求解一端口的输入电阻的方法说明:一端口的输入电阻也就是一端口的等效电阻,但两者的含义 有区别。求一端口等效电阻的一股方法称为外加电压源、电流源法,即在端口加一独立电源(电压源、电 流源均可),然后求出端口电压与端口电流的比例。也就是说在求解一端口的输入电阻时,端口处是接有独 立电源的。(2)求解一端口的输入电

7、阻的方法步骤首先应用基尔霍夫定律对无源一端口中的某一节点或某一回路列KCL方程或KVL方程(选择节点、回 路列方程时,要使不是端口电压、端口电流的其它电压、电流尽可能的少),然后将所列方程中的不是端口 电压、端口电流的其它电压、电流转化为端口电压、端口电流(有时需要多次转化),最后整理方程求出端 口电压与端口电流的比例,这一比例既是一端口的输入电阻。(列方程、找比例)第三章电阻电路的一般分析KCL和KVL的独立方程数(A) KCL的独立方程数:对具有n个节点的电路,在任意(n-1)个节点上可以得出(n-l)个独立的 KCL方程。(B) KVL的独立方程数:利用“树”的概念确定独立回路组,对具有

8、n个节点b条支路的电路,可以 得出(b-n+1)个独立的KVL方程。一、电路的求解(C) 树的定义:一个连通图G的树T包含G的全部节点和部分支路,而树T木身是连通的且不包含回 路。(D) 电路的网孔是一组最简单的独立回路。(3) 2b法:对于一个具有n个节点b条支路的电路,如以支路电压、支路电流为变量,则未知量为 2b个,这就需要列2b个独立方程,其中VCR方程b个,KCL方程(n-1)个,KVL方程(bF+1)个。通过这2b 个独立方程可以解出全部的支路电压、支路电流,这种方法称为2b法。(4)支路法(支路电流法、支路电压法)1、网孔电流法(回路电流法)(1)引入网孔电流:网孔电流是一组完备

9、的独立电流变量。网孔电流是假想的沿着网孔流动的电流, 一个平面电路有(b-n+1)个网孔,因此也应设(bF)个网孔电流。(2)网孔电流法仅适用于平面电路,回路电流法则无此限制。网孔电流法是回路电流法的一种情况。(3)网孔电流法是以网孔电流做为电路的独立变型。由于在引入网孔电流的概念时,把各支路电流当 作有关网孔电流的代数和,所以基尔霍夫电流定律(KCL)自动满足,KCL方程可以省略。把各支路的VCR方 程(其中的支路电流川网孔电流表示)代入到网孔的KVL方程,整理后就形成J以网孔电流为未知量的网 孔电流方程。所以,本质上网孔电流方程体现的是基尔霍夫电压定律(KVL)。(4)应用网孔电流法分析电

10、路法分析电路比较有两个优点,一、方程数、变量数较少。二、可以应用 观察法对电路直接列方程。注意:把电路中的受控电源当作独立电源来处理,然后加一个附加方程,附加方程的形式是将受控电 源的控制量用网孔电流表示。(5)电路中如果含有无伴电流源,则需对其进行处理2、结点电压法(1)引入结点电压:结点电压是一组完备的独立电压变量:。一个电路有n个结点,其中独立结点n-1 个,参考结点1个,在电路中任选一个结点为参考结点,其余的每一个独立结点与参考结点的电压降称为 此独立结点的结点电压,因此电路中应设n-1个结点电压。(2)结点电压法是以结点电压作为电路的独立变型。由于引入广结点电压的概念,电路中的支路电

11、压 可以由结点电压表示,这是基尔霍夫电压定律(KVL)的体现,由于基尔霍夫电压定律(KVL)已自动满足,所 以结点电压法中不必再列KVL方程。把各支路的VCR方程(其中的支路电压用结点电压表示)代入到电路 的KCL方程,整理后就可以得到以结点电压为变量的结点电压方程。所以,本质上结点电压方程体现的是 基尔霍夫电流定律(KCL) o(3)应用结点电压法分析电路与应用2b法分析电路比较有两个优点,一、方程数、变量数较少。二、 可以应用观察法对电路直接列方程。注意:把电路中的受控电源当作独立电源来处理,然后加一个附加方程,附加方程的形式是将受控电 源的控制量用结点电压表示。(4)电路中如果含有无伴电

12、压源,则需对其进行处理3、网孔法、结点法的两点补充(1)在应用网孔法、结点法分析电路时,电路中有的元件既是受控电源又是无伴电源,对于这样的元 件,两方面的因素都要考虑。(2)在应用网孔电流法分析电路时,如遇到与电流源串联的特殊电阻,特殊电阻可以省略,也可以不 省略。在应用结点电压法分析电路时,如遇到与电流源串联的特殊电阻,特殊电阻必须省略第四章电路定理一、叠加定理:线性电阻电路中,任一电压或电流都是电路中各个独立电源单.独作用时,在该处产生 的电压或电流的强加。(1)段加定理是体现线性电路本质的最重要的定理。2、应用叠加定理时需要注意的几个问题(1)会加定理研究的对象是独立电源。在研究某一个或

13、某一组独立电源中独作用产生的响应时,要将1 其余的独立电源置零,得到相应的分电路。分电路中所有电阻和受控电源的联结方式,电阻的参数和受控 电源的控制系数与原电路一致C(2)受控电源的控制量是受控电源所在电路的元件上的电压或电流。(3)在各分电路中,将不作用的独立电压源置零,要在独立电压源处用短路代替:将不作用的独立电 流源置零,要在独立电流源处用开路代替。(4)原电路的功率不等于按各分电路计算所得功率的段加。(5)叠加定理适用于线性电路,不适用于非线性电路。二、戴维宁定理(1)戴维宁等效是电路简化方法,戴维宁定理适用于线性电路。(2)戴维宁定理可表述为:一个含独立电源、线性电阻和受控电源的一端

14、口,对外电路来说,可以用 一个电压源和电阻的串联组合等效理换,此电压源的源电压等于该一端口的开路电压,电阻等于把该一端 口的全部独立电源置零后的输入电阻。三、诺顿定理(1)诺顿等效是电路简化方法,诺顿定理适用于线性电路。(2)利用电源等效变换,可以简单地从戴维宁等效电路得到诺顿等效电路。(3)诺顿定理可表述为:一个含独立电源、线性电阻和受控电源的一端口,对外电路来说,可以用一 个电流源和电导的并联组合等效置换,电流源的源电流等于该一端口的短路电流,电导等于把该一端口的 全部独立电源置零后的输入电导(对于同一个一端口,其戴维宁等效电路的输入电阻与诺顿等效电路的输 入电导相同)。(4)最大功率传输

15、:含源一端口外接可调电阻(负载),当满足负载电阻等于一端口的输入电阻的 条件时,电阻将获得最大功率,此时称电阻与一端口的输入电阻匹配。四、特勒根定理1: ”对于一个具有n个结点和b条支路的电路,假设各支路电流和支路电压取关联参考方向,并令,4),(%,2,3,/,)分别为b条支路的电流和n个结点的电压,则对于任何时b间t,有(实际上为功率守恒)2、特勒根定理2 (特勒根似功率定理)(1)特勒根定理2可表述为:如果有两个具有n个结点,和b条支路的电路,它们具有相同的图, 但由内容不同的支路构成。假设各支路电流和电压都取关联参考方向,并分别用A A AA AAAA& J2, a ,i J (%,

16、u2, %,)和(/jih ), (%, %, %i,)表示两电路中b条支路bab a的电流和电压,则在任何时间t,有工七=0,Z七人=0。(定理2又称拟功率定理”) I1五、互易定理:对于一个仅由线性电阻元件组成的无源(既无独立源又无受控源)网络N,在单一激 励的情况下,当激励端口和响应端口互换而电路的几何结构不变时,同一数值激励所产生的响应在数值上 将不会改变。(互易定理可以用特勒根定理证明)第五章含有运算放大器的电阻电路一、运算放大器(1)运算放大器是一种包含许多晶体管的集成电路,是一种高增益(可达几万倍甚至更高)、高输入 电阻、低输出电阻的放大器。由于它能完成加法、减法、微分、积分等数

17、学运算而被称为运算放大器,然 而它的应用远远超过上述范围。注、在分析含有理想运算放大器的电路时,要注意理想运算放大器的两个特点:(A)输入端电流(虚 断)输入端对地电压(虚短)。尤其要注意的是是输入端对应的电流、电压。第六、七章 一阶电路和二阶电路的时域分析一、基本概念含有动态元件的电路称为动态电路。动态电路的特征是电路出现换路时,将出现过渡过程 一阶电路 通常含有一个动态元件,可以列写电压或电流的一阶微分方程来描述。二阶电路通常含有二个动态元件, 可以列写电压或电流的二阶微分方程来描述C零状态响应:是指换路后电路无外加电源,其响应由储能元件的初始值引起,称暂态电路的零输入响零状态响应:是指储

18、能元件的初始值为零,换路后电路的响应是由外加电源引起的响应,称暂态电路 的零状态响应。全响应:换路后的响应由储能元件初始值和外加电源共同产生的响应,称为暂态电路的全响应。二、一阶电路的阶跃响应和冲激响应1、奇异函数奇异函数也叫开关函数,当电路有开关动作时,就会产生开关信号,奇异函数是开关信号最接近的理 想模型。(1)单位阶跃函数0 r0(2)单位冲激函数6出=15(0 = 0 (当 f W0)冲激函数有两个非常重要的性质:不位冲激函数5(f)对时间/的积分等于限位阶跃函数2(f),即反之,阶跃进函数)对时间的一阶导数等于冲激函数3(1),即玳位冲激函数的“筛分”性质设/)是一个定义域为,(-8

19、,8),且在/ =时连续的函数,则=2、一阶电路的阶跃响应和冲激响应电路在单位阶跃函数电源作用下产生的零状态响应称为玳位阶跃响应。常用S(t)表示。电路在单位冲激函数电源作用下产生的零状态响应称为单位冲激响应。常用/(0表示。冲激响应也可这样求得:因冲激函数是阶跃函数的导数,则冲激响应为阶跃响应的导数。即, ds .)=丁三、二阶动态电路的分析方法经典法:以电容电压或电感电流为电路变盘,根据KVL、KCL、VCR对电路列写二阶微分方程,然后求 解。第八章相量法一、基本概念直流电路一电流/电压的大小、方向不随时间改变。交流电路一电流/电压的大小、方向随时间变化。正弦交流电路一电流/电压的大小、方

20、向按正弦规律变化。正弦交流电分类:单相、三相C稳态响应:在线性定常电路中,在周期函数(或常数)激励下,与激励具有相同变化规律的强制响应, 称为稳态响应。正弦量一正弦交流电压、电流以及电动势统称为正弦量。瞬时值正弦电压或电流在每一个瞬时的数值,用小写字母U或i表示。幅值一一瞬时值中的最大值,用有下标的m大写字母Um或Im表示。频率f冷位时间内正弦量变化的循环次数,用1/秒周期T正弦量每重且变化一次所经历的时间间隔角频率一一表示正弦量在冷位时间内变化的角度。二、正弦量的相位、初相和相位差相位(加一(M +匕):初相(角)Wi,即当t = 0 (计时起点)时的相位角振幅、角频率、初相位三者称为正弦殳

21、的三要素。三、正弦量的相量表示法正弦量可以用且数来表示。一个苴数可以用下述几种形式来表示:1.代数形式2.三角形式3.指数形式4,极坐标形式豆数的加减运算常用代数形式、而乘除运算则常用指数式和极坐标式。特别强调:相量只是用来表示正弦量,它实质上是一个红数,相生与正弦函数之间只存在对应关系而决 不是相等关系。相量表示法的优越性:用相量表示的正弦量的运算可以转化为求且数的四则运算,即正弦量乘以常 数,正弦坦的微分、积分及同频率正弦量的代数和,结果仍然是一个同频率的正弦量,因而显得十分简便。四、相量图及相量运算(一)、相量图相量图一相量用有向线段表示在夏平面上就构成相里图。模有向线段的长度表示该相量

22、的模,辐九一一模与实轴的夹角就等于该相殳的辐角O只有正弦周期量才能用相量表示:只有同频率的正弦里才能画在同一相量图上。相量图的主要功能:在相量图上能清楚地看出电路中各个正弦量的初相位,以及各个相生间的相互关系。几个同频率正弦量的加减,可以借助于相量图用图解法进行。X .相里图在电路的正弦稳态分析中有着重要的作用。;五、相量分析/相量法:对于含有L、C的正弦电路,基本的描述方程应是微一积分方程虽然正弦量的微、 积分还是正弦量,但直接进行三角函数运算仍然是十分麻烦的。在正弦稳态电路中,电流和电压等都是同 1频率的正弦时间函数,我们的任务仅在于分析和确定这些物理量的有效值(或最大值)与初相C相量正是

23、 包含模与辐角两个要素,我们引入正弦里的相量表示法、向量图,通过相量这一数学工具可以用分析正弦 稳态电路。这种分析法,称之为相量分析/相量法。相生法的实质:是一种数学变换,将时域(正弦时间函数)的运算转换成频域中受数运算。第九章正弦稳态电路分析1)阻抗的定义:无源线性一端口网络,当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时,端口的电 压相殳和电流相生的比值定义为该一端口的阻抗Z O即.Z4斗一=z3小。团/-上式称为更数形式的欧姆定律,其中,称为阻抗模,分一心一/称为阻抗角。由于Z为夏数,也称为更阻抗。导纳:当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时,端口的电流相量和电压相量的比值定义为 该

24、一端口的导纳Y o即F二片单位)y_ .上式仍为旦数形式的欧姆定律,其中U称为导纳模,%= % 一 %称为导纳角。由于Y为豆数,称为豆导纳。Z =- 同一个两端口电路阻抗和导纳可以互换,互换的条件为:丫4.电阻电路与正弦电流电路的分析比较对于电阻电路: KCL: N” 0(KVL; 2 = 0元件约束关系:U=2.或 i = Gu对于正弦电路:- KCL: Z2=0KVL:取二0元件约束关系:u = zi 或 i = YU结论:引入相量法和阻抗的概念后,正弦稳态电路和电阻电路依据的电路定律是相似的。因此,可 将电阻电路的分析方法直接推广应用于正弦稳态电路 相生分析中。4 .正弦稳态电路的功率?

25、)瞬时功率 =-3 cos成 l(t) =co(皿妨帖 p(t) = ui = -/1Ucos 区.V21cas(d- p)p(t) = UI cosp + DT cos(2at - 3)注:瞬时功率有时为正,有时为负,p0,表示电路吸收功率,pvo,表示电路发出功率。平均功率9=/?龙=:UIcosg+uicos(2 -勿依二 UIc(pP的玳位是3(瓦)。式中cos6称为功率因数,说明平均功率不仅与电压和电流的乘枳有关,而且与 它们之间的相位差有关。注、一般有0 W IcoseI W1。因此,平均功率实际上是电阻消耗的功率,亦称为有功功率。表示 电路实际消耗的功率。翊无功功率:。5疝伊单位

26、:var。当Q 0 ,认为网络吸收无功功率:Q V0,认为网络发出无功功率。因此Q的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的。视在功率S:定义视在功率为电压和电流有效值的乘积。单位:VA (伏安) 视在功率反映电气设备的容量。功率因数的提高 有功功率的表达式说明当功率一定时,若提高电压U和功率因素cos 1时,电感和电容上将获得高Q倍的过电压,在高电压电路系统中,过电压非常高。危机系统安 全,必须采取必要的防范措施,二、通带和阻带的理解RLC电路在全领域内都有信号的输出,但只有在谐振点附近输出幅值较大,有工程实际应用价值。W 此,工程上设定一个输出幅度指标来界定频率范

27、围,划分出谐振电路的通频带和阻带。限定频率范困为带 宽BW o以R上的输出为输出变殳的网络函数H r ( j n)的幅值大于0.7 0 7时为通带,相应的频率点为 上下界点(又称3 d b点,半功率点)。(网络函数幅值会随频率变化)上述界定的通带位于频域中段,所以网络函数H r (j n)又称带通函数。工程上亦常用通带的BW来比较和评价电路的选择性,BW与Q值成反比。BW越窄,电路选择性越好. 抑非能力越强。但宽带包含的信号多有利于减少信号的失真。R L C谐振电路,谐振频率例)= VZc 2VZcRLC并联谐振电路,同样有品质因数Q值函数,若Q1则谐振时在电感和电容中会出现过电流, 但L、C

28、两端看进去,相当于开路三、波特图:L程上采用对数坐标绘制频响曲线,这样做可以在不同频域内用直线近似代替曲线,使 曲线局部直线化,整个曲线折线化,使频响曲线更易于描绘,这种用对数坐标描绘的频率相应图就称为频 响波特图。一个波特图为两幅,一个幅频波特图,另一个为相频波特图。第十二章三相电路对称的三相电压源是由三相发电机提供的(我国三相系统电源频率为5 0 H z入户电压为2 2 0 V, 入户线为三相中的一相和地线,而美欧等国为6 0 H z, 110V日木有50Hz, 60Hz两种,11 0 V)实际三相电路中,电源是对称的,三相负载不一定对称。三相电路中,流经输电线的电流称为线电流,各输电线线

29、端之间的电压为线电压。三相电源和三相负 载中每一相电压,电流称为相电压和相电流,三相系统中想电压,相电流,和线电压线电流之间关系与连 接方式有关。(由相里图可以计算,无非是Y型连接和角型连接两种)对称三相电路是一类特殊类型的正弦电流电路。各(线)相电流独立,由此可归结为一相得计算方法。实际中,Y-Y连接电路中三相电源对称,但负载不对称。N 和N中性点不重合,这一现象为中厂 性的位移。由此,在负载不对称的情况下中性线的存在时非常重要的,它能起到保证安全供电的作用。三相三线制电路中,不论对称与否,都可以使用两个功率表的方法测量三相功率(称为二瓦计法),在 一定条件下,两个功率表的读数可能为负数,求

30、代数和时读数应取负值C不对称的三相四线制不能用二瓦计法测量三相功率。第十三章非正弦周期电流电路和信号的频谱一、 任一周期T电流i的有效值I已经定义为非正弦周期电流的有效值等于恒定分量的平方与各次谐波有效值的平方之和的平方根,此结论可推广 用于其他非正弦周期里。二、平均功率等于恒定分量构成的功率和各次谐波平均功率的代数和。三、非正弦周期电流电路和信号分析常用傅里叶分析方法第十四章线性动态电路的幅领域分析一、积分变换法是通过积分变换,把已知的时域函数变换为频域函数,从而把时域的微分方程化为频 域的代数方程。求出频域函数后,再作反变换,返回时域,可以求得满足电路初始条件的原微分方程的解 答。二,拉普

31、拉斯变换是一种重要的积分变换,是求解高阶豆杂动态电路的有效而重要的方法之一。拉普拉斯拉斯变换的定义一个定义在区间的函数f,其拉氏变换F(s)定义为:尸(s) = Lf(t) = J) e-stdt式中:s=6-j3为豆数,有时称变量S为更频率。应用拉普拉斯拉斯变换进行电路分析有称为电路的巨频域分析,有时称为运算法。F(s)又称为f(t)的象函数,而f(t)称为F(s)的原函数。通常用“L”表示对方括号内的函数作 拉氏变换。拉普拉斯反变换求解方法一般采用部分分式展开法,就是把F (s)分解成若干筒单项之和,而这些 简他项可以在拉氏变换表中找到,这种方法称为部分分式展开法。或称为分解定理。三.运算

32、电路就是就是将时域电路中的参量及状态参数用拉氏变换后的运算形式表示的电路。四、运算法对于一个线性时域动态电路来说,将其中的每一个元件用其互领域电路图表示,而不改变各元件间的 联接关系,可获得该线性动态电路的亚频域电路图。根据受频域电路图,便可用运算法进行分析,其一般 步喔如下:(1)根据换路前一瞬间电路的工作状态,计算电感电流和电容电压的初始植,从而确定电路的更频域 模型中反映初始状态的附加电压源的电压或附加电流源的电流。若已给出初始值,则不必再进行计算。(2)绘出电路的星领域电路图。(3)应用以前介绍的各种电路分析方法,对电路的红频域电路进行分析,求出响应的象函数。 二(4)对已求的象函数进

33、行拉氏变换,求出时域响应。:五,网络函数:线性电路在玳一正弦激励下达到稳态时,其相应相量与激励相量之比定义为网络函数。这里讨论在S 域的网络函数。其定义为零状态响应的象函数R( s )与激励的象函数E ( s )之比定义为该电路的网络函数H ( s ), 网络函数的原函数是电路的单位冲击相应H ( s)网络函数的零、极点在s平面的分布与网络的时域响应和正弦稳态响应有着密切的关系,只 要极点全部位于左半平面,则好h ( t)必随时间增长而衰减,故电路是稳定的,所以,一个实际的线性 电路,其网络函数的极点一定位于左半平面。第十五章电路方程的矩阵形式一、实际工程应用中,电路的规模日益增大,结构日益复

34、杂,为了便于借助计算机做为辅助手段,求 解方程,要求将电路方程用矩阵形式表示。1 .回路电流方程(网孔电流法)由于描述支路与回路关联性质的是回路矩阵B,所以适合用以B表示 的KCL和KVL推到回路电流方程的矩阵形式,在加一组约束方程,便得到了回路方程的矩阵形式。(不 允许存在无伴电流源)2,节点电压法:节点电压法以结点电乐为电路的独立变量,并且用KCL列足够的独立方程。宜用 以矩阵A表示的KCL和KVL推到结点电压方程的矩阵形式。在加一组约束方程,便得到/结点电压法的 矩阵形式。(不允许存在无伴电压源)3,另外还有割集电压方程,(割集电压法是结点电压法的推广)列表法等方法,列表法适应性很强,

35、方程易于建立,但缺点是规模大,零元素所占比例越大,稀疏技术发展以使这一缺点变得微不足道。二.二端口网络任何豆杂由线性R、L (M)、C元件构成的无源一端口可以用一个等效阻抗表征它的外部特性。同理, 任何给定的由线性R、L (M), C元件构成的无源二端口的外部性能可以用3个参数确定,那么只要找到 一个由具有三个阻抗组成的简的二端口,两个二端口参数相同,则两个二端口的外部特性完全相同,它们 是等效的。三、回转器和负阻抗变换器回转器有把一个端口上的电流“回转”为另一个端口上的电压或相反的过程的本领。正是这一性质, 使回转器具有把一个电容回转为一个电感的本领。负阻抗变换器(筒称N I C)也是一个二

36、端口,为电路设计中实现负R、L、C提供可能行。第十七章非线性电路一、非线性电路非线性电阻:若非线性电阻元件两端的电压是其电流的单值函数,这种电阻就是电流控制型电阻,同 理,若其两端电流时其电压的电值函数,这种电阻就是电压控制型电阻。在电路计算中,基尔霍夫定律对于线性电路和非线性电路均适川,但对于含有非线性储能元件的动态 电路列出的方程是一组非线性微分方程。非线性微分方程的解可能不唯一,其解析解一般都是难以求得的. 但可以用计算机用数值计算方法求得数值解C非线性电路的另一种重要的方法为小信号分析法,另外还有分段线性化方法等。二、均匀传输线均匀传输线:即使沿传输线的原参数(单位长度的电阻、电感、电

37、容、电导)到处相等,则称为均匀 传输线。分布电路中,电压和电流不仅随时间变化,同时也随距离变化,这是分布电路和集总电路的一个显:著 区别。,3均匀传输线有两个重要参数,特性阻抗(波阻抗)Zc,和传播常数r,两个参数都是且数。一般架空线的特性阻抗为68倍电缆的特性阻抗。.当传输线所接的负载阻抗Z 2 = Z c时,电压电流波中均没有反射波。称为终端阻抗与传输线阻抗的 匹配。在通信线路和设备连接时,均要求匹配。避免反射C如果传输线的原参数中(单位长度中的电阻,电导)均为零。这种传输线就称为无损耗线C在无线电 工程中,由于频率高,导致, vC0G0,常将损耗略去,也可看成无损耗线。无损耗 线的特性阻抗是一个纯电阻且与频率无关。在高频领域中,常用长度小于人的开路无损耗线用来代替电容,长度小于人的短路无损耗线用来 代替电感。长度小于2的无损耗线还可以作为传输线和负载之间的匹配元件,作用相当于阻抗变换器。在2超高频技术中的“金属绝缘子”也就是长度为一的短路传输线作为支架C41

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