1、电工学 总复习 小 结 第 1 章 一、电路中的基本物理量 电压、电流、电动势、电位。 二、电压、电流的参考方向 参考方向是为了进行电路分析而 假定 的方向，可以 任意选定 ，当计算结果为 正 时，实际方向与参考方向 一致 ；当计算结果为 负 时，实际方向与参考方向 相反 。 三、基本电路元件 （ R、 L、 C 、电压源、电流源） 1. 电阻元件 i R u + 关联 参考方向 iRu(耗能元件 ) 2. 电感元件 i L + u e tiLeudd(储能元件 ) 3. 电容元件 (储能元件 ) i C u tuCidd4. 电压源 理想电压源 Us + - 实际电压源 u 0 i Us 理
2、想电压源伏安特性 实际电压源伏安特性 Us + - RO 5. 电流源 + - U Is 理想电流源 RO Is U + - 实际电流源 u 0 i 理想电流源伏安特性 Is 实际电流源伏安特性 四、电路中的基本定律 1. 欧姆定律 Riu 关联参考方向： Riu 非关联参考方向： 2.基尔霍夫电流定律 0i（ KCL） 0u（ KVL） 五 *、电路分析方法 Us + - RO OSS RIU OS III OSS / RUI Is RO 1. 电压源、电流源的等效变换 等效是对外 电路而言 2.支路电流法 以支路电流为待求量，应用 KCL、KVL列写电路方程。 解题步骤： 假定各支路电流的
3、参考方向； 应用 KCL对结点列方程； 应用 KVL列写方程； 联立求解得各支路电流。 3.叠加原理 在 线性 电路中，如果有多个电源共同作用，任何一支路的 电压（电流） 等于每个电源单独作用， 在该支路上所产生的电压（电流）的 代数和。 III ppp 不作用电源 的处理方法 电压源 短路 （ Us=0 ） 电流源 开路 （ Is=0 ） 注意 Us1 R1 R2 + - Is I I I Us1 R1 R2 + - Is Is Us1 R1 R2 + - Is Is 4*.戴维宁原理 N + Uoc + U Ri I + U I 解题步骤： 1. 断开待求支路 2. 计算开路电压 U oc
4、 3. 计算等效电阻 Ri 4. 接入待求支路求解 1.求等效电阻时，原二端网络化成无源网络 （电压源短路，电流源开路）。 注意 2.求开路电压时 ,注意电压的方向。 Is R1 Us2 + - R2 R3 I1 例 1 . 图 示电路， R1=R2=R3=2， US2=6V ， IS=3A。 一 试分别用 支路电流法 、 电压源电流源等效变换 、叠加定理 、 戴维宁定理 求电流 I1。 解 : 1.支路电流法： 0S321 IIII01133 RIRI01122S2 RIRIU代入数据得： I1= I3 =-2A 解得 : I2=1A 03321 III013 II0226 12 IIIs
5、R1 Us2 + - R2 R3 I1 I2 I3 Is R1 Us2 + - R2 R3 I1 解 : 2.电源等效变换 Is R1 R2 R3 I1 2S2RUR1 I1 S2S2 IRU 32 / RRA612A212161 IIs R1 Us2 + - R2 R3 I1 解 : 3.叠加定理 ： Is R1 Us2 + - R2 R3 IIs R1 Us2 + - R2 R3 I Is Is A1IA1IA2 IIIIs R1 Us2 + - R2 R3 I1 解 : 4.戴维宁定理 ： b a OCU+ _ b Ri + _ a 2 OCUI1 R1 Us2 + - R2 R3 I1
6、 b a OCU+ _ + - IsR3 I V602266OC23S23S URRURIIRi 1/ 32i RRR A22161 Is 1 s2 - 2 3 1 b a 例 1： 2 电路如图，已知 E1=40V， E2=20V， R1=R2=4， R3=13 ，试用戴维宁定理求电流 I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + E R0 + _ R3 a b I3 a b 注意：“等效”是指对端口外等效 即 用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。 有源二端网络 等效电源 解： (1) 断开待求支路求等效电源的电动势 E 例 1： 电路如图，已知 E1
7、=40V， E2=20V， R1=R2=4，R3=13 ，试用戴维宁定理求电流 I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b A5.2A44 20402121 RREEIR2 E1 I E2 + R1 + a b + U0 E 也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。 E = U0= E2 + I R2 = 20V +2.5 4 V= 30V 或： E = U0 = E1 I R1 = 40V 2.5 4 V = 30V 解： (2) 求等效电源的内阻 R0 除去所有电源 （理想电压源短路，理想电流源开路） 例 1： 电路如图，已知 E1=40V， E2=20V， R
8、1=R2=4，R3=13 ，试用戴维宁定理求电流 I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b R2 R1 a b R0 从 a、 b两端 看进去， R1 和 R2 并联 求内阻 R0时，关键要弄清从 a、 b两端 看进去时各电阻之间的串并联关系。 221210 RRRRR，所以解： (3) 画出等效电路求电流 I3 例 1： 电路如图，已知 E1=40V， E2=20V， R1=R2=4，R3=13 ，试用戴维宁定理求电流 I3。 E1 I1 E2 I2 R2 I3 R3 + R1 + a b E R0 + _ R3 a b I3 A2A13230303 RREI例
9、 2 . 求 ab两端口的等效电阻 2 2 4 4 4 4 4 a c c b c d a c b d 1 4 2 4 4 4.264 64cb R 84.14.34 4.34ab R20 4A 6A 10A A B D C 5 6 +140V +90V 电路化简 电路化简 + + - - E1 E2 20 4A 6A 10A A B D C 5 6 140V 90V 19 2019/1/12例 4： 电路如图所示 ， 求开关 S闭合和断开两种情况下的 VA的电位 。 解： A S +12V 10K 10K （ 2）当 S闭合时 （ 1）当 S断开时 VA=12V VA=0V 小 结 第 2章
10、 1. 动态电路从 一个稳定状态 到另一个 新的稳定状态 ，需要有一个 过渡过程 ,因为电容 (电感 )中的储能不会发生跃变 (功率为有限值 )。 2. 过渡过程进行的快慢，与电路的时间常数 有关， 越大进行的越慢。 3. 换路定则 在换路瞬间 uC(0+)= uC(0) iL(0+)= iL(0) 4*. 用三要素法，可以比较简便的求解一阶电路的响应。 tffftf e)()0()()()(f式中 )0( f是待求量的稳态值 是待求量的初始值 是电路的 时间常数 RC电路的 = RC RLRL电路的 R为电路的等效电阻，可用戴维宁定理来求。 求换路后电路中的电压和电流 ， 其中 电容 C 视
11、为开路 , 电感 L视为短路 ，即求解直流电阻性电路中的电压和电流。 V555510)(Cu 6666)(LimA3(1) 稳态值 的计算 )(f响应中“三要素”的确定 例： uC + - t=0 C 10V 5k 1 F S 5k + - Lit =0 3 6 6 6mA S 1H 1) 先由 t=0- 电路求 )0()0( LC iu 、再根据换路定则求出 )0()0()0()0(LLCCiiuu2) 由 t=0+时 的电路，直接求各量的 )0(i)0( u或 在换路瞬间 t =(0+) 的等效电路中 电容元件视为 短路 。 ;0U其值等于 ，若 0)0( Cu(1) 若 ， 0)0(0
12、UuC电容元件用恒压源代替 ， 0 )0( 0 IiL0)0( Li若其值等于 I0 , , 电感元件视为 开路 。 (2) 若 , 电感元件用恒流源代替 ， 注意： )0( f(2) 初始值 的计算 1) 对于简单的一阶电路 ， R0=R ; CR02) 对于较复杂的一阶电路， R0为换路后的电路 除去电源和储能元件后 ，在储能元件两端所求得的 无源二端网络的等效电阻。 (3) 时间常数 的计算 对于一阶 RC电路 对于一阶 RL电路 0RL注意： R0 3210 )/( RRRR U0 + - C R0 R0的计算类似于应用戴维宁定理解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等
13、效电阻，如图所示。 CR0R1 R2 R3 R1 U + - t=0 C R2 R3 S S(t=0) C R2 + 25V + uC 0.25F R1 3 2 例 1. 电路如图所示，开关闭合前电路已稳定，求开关闭合后的电容电压 uC(t)。 解： 用三要素法 uC(0+)=uC(0-)=25V V153525)( Cu用戴维宁定理求电路等效电阻 2.132 32 RRC tCCCC uuutu e)()0()()(S3.025.02.1 3.0152515te V)1015( 333 t例 2. 用三要素法求解 解： teuuuu CCCC )()0()(cu Ci2i电路如图， t=0时
14、合上开关 S，合 S前电路已处于 稳态。试求电容电压 。 (1)确定初始值 )0(Cu由 t=0-电路可求得 V54106109)0( 33 Cu由换路定则 V54)0()0( CC uut=0-等效电路 )0( Cu9mA + - 6k R S 9mA 6k 2F 3k t=0 Ci2iCu+ - C R (2) 确定稳态值 )(cu由换路后电路求稳态值 )(cuV18103636109)( 33 Cu(3) 由换路后电路求 时间常数 s3630104102103636 CR)(Cut电路 9mA + - 6k R 3k t=0-等效电路 )0( Cu9mA + - 6k R V54)0( CuV18)( Cus3104 三要素 Ve3618e)1854(182503104ttCu18V 54V uC变化曲线 t CuO
