全套课件·电路基础分析.ppt

1、电路基础分析模块一模块一模块一模块一 测量分析电阻电路测量分析电阻电路 教学要求教学要求1、掌握简单电阻电路的连接方法，建立理、掌握简单电阻电路的连接方法，建立理想电路模型概念。想电路模型概念。2、掌握测量电阻电路中电流、电压的方法。、掌握测量电阻电路中电流、电压的方法。3、正确使用基尔霍夫定律分析电阻电路。、正确使用基尔霍夫定律分析电阻电路。4、掌握受控源分析方法。、掌握受控源分析方法。5、能进行实际电压源和实际电流源的等效、能进行实际电压源和实际电流源的等效变换。变换。任务一任务一 测量分析简单的电阻电路测量分析简单的电阻电路 1.1.1 电路模型的建立电路模型的建立1.电路的定义及功能电

2、路的定义及功能 电路是电流的流通的路径。电路的基本功能是实现电能的传输和分配或者电信号的产生、传输、处理加工及利用。2.对实际电路元件理想化的意义对实际电路元件理想化的意义 为了分析电路方便起见，在一定条件下对实际电路元(器)件加以近似化，用一些以表示实际电路元(器)件主要物理性质的模型来代替实际电路元(器)件。构成模型的元(器)件称为理想电路元件。3.三种理想电路元件三种理想电路元件 常用的三种最基本的理想元件是：电阻元件电阻元件、电容元件电容元件、电感元件。电感元件。理想元件图理想元件图 4.电路模型电路模型 所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所构成的理想化了的电路。将电路模型用规

3、定的理想元件符号画在平面上形成的图形称作电路图。图1.1就是一个最简单的实际电路与电路模型。图1.1一个最简单的电路图 1.1.2 分析电流、电压、电功率分析电流、电压、电功率 电流及其参考方向电流及其参考方向 1.电流的表达式及单位电流的表达式及单位 tqIdtdqi（1.11）国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单位是秒(s)，电流的单位是安培，简称安(A)，实用中还有毫安(mA)和微安(A)等。元件参考方向实际方向I 0元件参考方向实际方向I 0 图1.2电流的参考方向 2.电流的参考方向电流的参考方向 参考方向可以任意设定，在电路中用箭头表示，并且规定，如果电流的实际方

4、向与参考方向一致，电流为正值；反之，电流为负值，如图1.2所。不设定参考方向而谈电流的正负是没有意义的。aI1I2I3cbd图1.4例例1.1 已知 I1=10A,I2=2A,I3=8A。试确定I1、I2、I3的实际方向。解解：I10,故I1的实际方向与参考方向相同，I1由a点流向b点。I20,故I3的实际方向与参考方向相同，I3由b点流向d点。电压及其参考方向电压及其参考方向 1.电压的定义及单位电压的定义及单位 移动单位电荷所作的功移动单位电荷所作的功 电压的单位为伏特，简称伏(V)，实用中还有千伏(kV)，毫伏(mV)和微伏(V)等。dqdu（1.12）2.用电位表示电压（电位差）及正负

5、电压的讨论用电位表示电压（电位差）及正负电压的讨论 baabU电位绛为正电位绛为正，电位升为负。，电位升为负。（2）如果正电荷由高位b点移到低位a点，电压（电位差）为正，即（1）如果正电荷由低位a点移到高位b点，电压（电位差）为负，即 图1.7关联参考方向U(a)IU(b)I(c)3 关联参考方向关联参考方向 在电路分析中，电流的参考方向和电压的参考极性都可以各自独立地任意设定。但为了方便，通常采用关联参考方向，即：电流从标电压“+”极性一端流入，并从标电压“”极性的另一端流出，如图1.7所示。例1.1-1电路 例1.1-1 在图1.1-4所示电路中，选d为参考点，已知Va=2V，Vb=3V，

6、Vc=1V，现选a为参考点，求Vb，Vc和Vd。解：解：当选d为参考点，有 VUVVUVVUVcdCbdbaba132，VUUVVUUUUUVVUUUUUVaddadadcddacdcacadbddabdbab2121123 可见，选择不同的参考点，电位会发生变化。因电位与参考点的选取有关，而任意两点间的电压不会改变，与参考点的选取无关。当选a为参考点时，有电功率电功率 我们知道，做功的速率称为功率。在电路中，电功率就是电场力做功的速率，电功率简称功率，用符号表示，有 dtdwp（1.1-3）式（1.1-3）中为在时间内电场力所做的功。在国际单位制（SI）中，功率的单位是瓦特，简称瓦（W）。在

7、SI中，电能的单位为焦耳，简称焦(J)。实用单位还有度，1度=1千瓦1小时=1千瓦时(kWh)。例1.1-2图5U1U51I1I33U3I224U2U4 例例1.1-2 在图1.13中，方框代表电源或电阻，各电压、电流的参考方向均已设定。已知I1=2A,I2=1A,I3=1A,U1=7V,U2=3V,U3=4V,U4=8V,U5=4V。求各元件消耗或向外提供的功率。解解 元件1、3、4的电压、电流为关联方向，P1=U1I1=72=14W(消耗)P3=U3I2=41=4(提供)P4=U4I3=8(1)=8(提供)元件2、5的电压、电流为非关联方向。P2=U2I1=32=6W(提供)P5=U5I3

8、=4(1)=4W(消耗)电路向外提供的总功率为 4+8+6=18W 电路消耗的总功率为 14+4=18W 计算结果说明符合能量守恒原理，因此是正确的。1.1-3 电阻电阻1.线性电阻及其伏安特性曲线线性电阻及其伏安特性曲线 图1.1-7线性电阻及伏安特性OUI(a)(b)URI关联一致IRU（1.16）在式（1.1-6）中，R是一个与电压和电流均无关的常数,称为元件的电阻。在SI中，电阻的单位为欧姆，简称欧()。常用单位还有千欧(k),兆欧(M)等。2.欧姆定律欧姆定律GUI RRUIPUI22电阻R为正实常数，故功率P恒为正值，这是其耗能性质的真实体现。3.电导电导 电阻的倒数叫做电导,用G

9、表示。在SI中,电导的单位是西门子，简称西(S)，用电导表征电阻时,欧姆定律可写成 4.电阻元件的功率电阻元件的功率 根据式(16),在关联参考方向下，电阻元件消耗的功率为任务二任务二 电压源和电流源电压源和电流源 图12-1理想电压源 经过抽象，常用的两种理想电源元件是电压源和电流源。1.2.1电压源电压源 1.理想电压源理想电压源 （1）定义）定义 理想电压源是这样的一种理想二端元件：不管外部电路状态如何，其端电压总保持定值US或者是一定的时间函数，而与流过它的电流无关。理想电压源的电路图及直流伏安特性如图1.2-1所示。（2）电压源作电源或负载的判定）电压源作电源或负载的判定 从正极流出

10、电流是电源，从正极流入电流是负载。IRUUUUSSRS（1.2-2）图1.2-2 实际电压源(a)模型；(b)伏安特性曲线US(a)RIUUS(b)UIOU US RSI 2.实际电压源实际电压源 （1）实际电压源的模型）实际电压源的模型 （2）电路的两种特殊状态）电路的两种特殊状态 开路状态。如图1.20(a)所示。短路状态，如图1.20(b)所示。图1.20电压源的两种特殊状态(a)开路状态；(b)短路状态US(a)RSU UOCUS(b)RSISCUOCRS 1.2.2 电流源电流源 1.理想电流源理想电流源 理想电流源是另一种理想二端元件，不管外部电路状态如何，其输出电流总保持定值IS

11、或一定的时间函数，而与其端电压无关。理想电流源的电路图及直流伏安特性如图1.2-3所示。图1.2-3理想电流源(a)电路图；(b)直流伏安特性 2.实际电流源实际电流源 RUIISS（1.2-4）模型；伏安特性曲线 图1.2-4实际电流源1.2.3两种电源模型的等效变换两种电源模型的等效变换两个电压源串联时，可以用图1.2-5（b）代替(a)(b)图1.2-5 实际电压源串联（a）(b)图1.2-6实际电流源并联两个电流源并联时，可以用图1.2-6（b）代替。在电路分析中，有时候需要用电压源与电流源进行等效变换。(a)(b)图1.2-8 两种电源模型的等效变换任务三任务三 用基尔霍夫定律测量分

12、析电阻电路用基尔霍夫定律测量分析电阻电路支路：支路：电路中通过同一电流的每一个分支（至少包含一个元件），叫做支路。若支路中有电源，则称为含源支路；若支路中无电源，则称为无源支路。节点：节点：由3条或3条以上支路连接而成的点叫做节点。回路：回路：由支路构成的任一闭合路径称为回路。网孔：网孔：在回路内部不含任何支路的回路称为网孔。该电路中有6条支路；有4个节点；有7个回路；有3个网孔。1.3.1基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律(KCL)：在集中参数电路中，任一时刻流出（或流入）节点的各个支路电流的代数和恒等于零，即 0I 此时，若流入节点的电流前面取正号，则流出该节点的

13、电流前面取负号。(1.3-1)1.3.2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫电压定律(KVL)：在集中参数电路中，任一时刻，沿任一回路方向，回路中各支路电压降代数和恒等于零，即 0U 注意：建立KVL方程时，必须先任选一个回路参考方向（简称回路方向），并在电路图中标明，凡支路电压参考方向于回路参考方向一致者，该支路电压取“+”号，反之，取“-”号。(1.3-2)USbaR2R1I1I2I3 例例 在下图所示电路中，已知R1=2，R2=5，US=10V。求各支路电流。对节点a列方程，有 解解 首先设定各支路电流的参考方向如图中所示，由于Uab=US=10V，根据欧姆定律，有 U

14、SaR4R2I1I2I3R4U10 V4 A6 V3 2 b例例 电路如图所示，有关数据已标出，求UR4、I2、I3、R4及US的值。代入数值后,有对于节点a,依KCL,有则 解解 设左边网孔绕行方向为顺时针方向，依KVL,有 对右边网孔设定顺时针方向为绕行方向，依KVL,有 则任务四任务四 测量分析受控源测量分析受控源 电压源的电压和电流源的电流都不受电路中其他元器件的影响而单独存在，因此把它们称为独立电源。而在实际电子电路中，经常会遇到另一种类型的电源，就是受控源。受控源的电压或电流并不是独立存在的，而受电路中其他指路电压或电流值的控制，因此受控源又称为非独立电源。理想受控源模型有四种：理

15、想受控源模型有四种：(1)电压控制电压源（VCVS），即控制量是电压，受控量是电压。（2）电压控制电流源（VCCS），即控制量是电压，受控量也是电流。(3)电流控制电压源（CCVS），即控制量是电流，受控量是电压。（4）电流控制电流源（CCCS），即控制量是电流，受控量也是电流。VCVS CCVSVCCS CCCS模块二模块二模块二模块二 测量分析线性电路测量分析线性电路教学要求教学要求1、掌握串联分压电路和并联分流电路。掌握串联分压电路和并联分流电路。2、掌握电阻的星形联接和三角形联接相、掌握电阻的星形联接和三角形联接相互转换的方法和原理。互转换的方法和原理。3、理解叠加定理，戴维南定理和最

16、大功、理解叠加定理，戴维南定理和最大功率传输定理。率传输定理。4、掌握叠加定理，戴维南定理和最大功、掌握叠加定理，戴维南定理和最大功率传输定理的运用。率传输定理的运用。5、掌握节点分析法。、掌握节点分析法。任务一任务一 测量分析串、并、混联电阻及其等效测量分析串、并、混联电阻及其等效电阻串联电路如图2.1-1图2.1-1 串联电路图 如果当只如图所示有两个电阻相串联的情况，有URRRUURRRURR21222111+-U+2.1.1 电阻的串联电阻的串联1、电阻串联电路中，总电压U按电阻大小成正比分配；电阻值越大，分配到的电压越大。2、等效电阻为各串联电阻之和。3、等效电阻上消耗的功率等于每个

17、串联电阻消耗功率之和。电阻值越大，消耗的功率越大2.1.2 电阻的并联电阻的并联 （a）两个电阻并联 (b)n个电阻并联 图2.1-3 并联电路图电阻并联电路如图2.1-3所示 当只有两个电阻相并联的分流公式为：IRRRIIRRRI21122121 n 个电阻并联个电阻并联 的等效总电阻的倒数等于个支路电阻的等效总电阻的倒数等于个支路电阻倒数之和倒数之和，即，即 nRRRR1.11121总并联电阻所分得的电流和其电阻值成反比，即电阻越大分得的电流越小并联电阻所分得的电流和其电阻值成反比，即电阻越大分得的电流越小2.1.3电阻的混联电阻的混联 电阻电路中既有串联又有并联的连接方式称为电阻的串并联

18、,也称为混联。如图2.1-5所示 图2.1-5 电阻的混联任务二任务二 测量分析三角形、星形电阻电路测量分析三角形、星形电阻电路星形电阻电路a)和三角形电阻电路b)转换公式：转换公式：1、三角形联接等效变换为星形联接的公式为、三角形联接等效变换为星形联接的公式为三电阻之和所联两电阻乘积端子形形形iiRY2、星形联接等效变换为三角形联接的公式为、星形联接等效变换为三角形联接的公式为电阻相对端子的接在与电阻两两相乘之和形形形YkRYRjjk（2.1-1）（2.2-2）支路电流法是以支路电流作为电路的变量，亦即未知量，直接应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，列出与支路电流数目相等的独立节点电流方

19、程和独立回路电压方程，然后联立解出各支路的电流的一种方法。从而进一步求出其他待求量。任务三任务三 测量分析支路电流测量分析支路电流方法和步骤：（1）根据电路的支路数m，确定待求的电流，选定并在电路图上标出各支路电流的参考方向，作为列写电路方程的依据。（2）根据基尔霍夫电流定律列出独立节点方程。（若电路有n个节点，就能列出n-1个独立节点方程）。（3）根据基尔霍夫电压定律列出独立回路方程。（电路的独立回路数就是网孔数）。（4）将独立方程联立求解，得到各支路电流。如果支路电流的值为正，则表示实际电流方向与参考方向相同。（5）根据电路的要求，求出其他待求量。例2.3-1 试用支路电流法求图2.3-1

20、电路中各支路电流。图2.3-1 例2.3-1图任务四任务四 测量分析网孔电流测量分析网孔电流 网孔电流法是以网孔电流作为电路的变量，亦即未知量，应用基尔霍夫电压定律列网孔电压方程，然后联立解出网孔电流的一种方法。从而进一步求出其他待求量。网孔电流是一个假想沿着各自网孔内循环流动的电流，在实际电路中是不存在的，然而它是一个非常有用的用于计算的量。从网络直接列写网孔电流方程的规则为自电阻本网孔的网孔电流+互电阻相邻网孔的网孔电流=本网孔电压源的代数和网孔电流的步骤为：1、确定网孔，并设定网孔电流绕行方向。2、列出网孔电流为未知量的网孔电压方程。3、解方程求回路电流。4、根据网孔电流再求其他的待求量

21、。例2.4-1 用网孔电流法求图2.4-2所示电路中各支路电流。图2.4-2 例2.4-1图 任务五任务五 测量分析节点电压测量分析节点电压 对于节点较少而网孔较多的电路，用支路电流法和网孔电流法都比较麻烦，方程过多，不易求解。在这种情况下，如果选取节点电压作为独立变量，可使计算简便得多 节点电压法 从网络直接列写节点方程的规则为：自电导本节点的节点电压+互电导相邻节点的节点电压=流入本节点电流源电流的代数和用节点分析法分析网络的步骤可归纳为（1）选定参考节点；（2）列节点电压方程，并联立求解出节点电压；（3）根据节点电压求出支路电压或其他响应；例2.5-1 电路如图2.5-2所示，已知IS1

22、=9A,IS 3=6A,G1=1S,G2=2S,G3=1S。试用节点分析法求电路中的电流 I。图2.5-2 例2.5-1电路图任务六任务六 叠加定理叠加定理 叠加定理的内容是：在线性电路中，如果有两个或两个以上的独立电源（电压源或电路源）共同作用时，则任意支路的电流或电压，应等于电路中各个独立电源单独作用时，在该支路上产生的电压或电流的代数和。所谓独立电源单独作用，是指电路中仅一个独立电源作用而其他电源都取零值，电压源单独作用时，电流源作开路处理，而电流源单独作用时，电压源作短路处理。应用叠加定理时应注意以下几点：应用叠加定理时应注意以下几点：1、叠加定理仅适用于线性电路，不能用于非线性电路。

23、2、对电流和电压的叠加时要注意其参考方向。3、叠加定理不能直接用来计算功率。4、所谓电源单独作用，是指独立电源作用时其他独立电源取零值，取零值的电压源用短路线代替，而取零值的电流源用开路代替。（注：叠加定理不局限于独立电源逐个单独作用后再叠加，也可以将电路中的独立电源分成几组，然后按组分别计算叠加）。5、受控源由于不是激励，应保留不变。例2.6-1 在如图2.6-1（a）所示的电路中，已知US=12U，IS=6A，试用叠加定理求支路电流I。图2.6-1 例2.6-1电路图任务七任务七 戴维南定理及其应用戴维南定理及其应用 戴维南定理：任意一个线性有源二端网络(或电路)N，如图2.7-1（a）所

24、示，可用一个理想电压源及和一个线性电阻串联的电路等效，如图2.7-1（b）所示，其中理想电压源的电压等于该二端网络N输出端的开路电压Uoc,如图2.7-1（c）所示，串联电阻R0等于将该二端网络N 内所有理想源置零（电压源看成短路，电流源看成开路）时从网络两端看进去的电阻，如图2.7-1（d）所示。2.7.1 戴维南定理分析戴维南定理分析图2.7-1 戴维南定理(a)(b)(c)(d)例2.7-1 图2.7-2（a）所示电路中，已知US=12V,IS=4A,R1=R3=6,R2=3,试求电路a、b端的戴维南等效电路。(a)(b)(c)图2.7-2 例2.6-1电路图2.7.2最大功率传输定理最

25、大功率传输定理 在测量、电子和信息系统中，常常遇到电阻负载怎样才能从电源获得最大功率的问题，即最大功率传输问题。图2.7-3最大功率传输问题在图2.7-3中，负载电阻RL吸收的功率为LLoLRRRcURUP202)(当RL=0 或RL=时，P=0，所以RL为(0，)区间中的某个值时可获得最大功率，即 0)()(2)(4002020RRRRRRRcUdRdPLLLLL可得：0RRL 因此，“在负载电阻RL与信号源内阻R0相等的条件下，负载电阻RL可获得最大功率”这就是最大功率传输定理，此时称负载电阻RL与信号源达到最大功率匹配，负载电阻RL获得的最大功率为 （2.7-2）求解最大功率传输问题的关

26、键是求信号源的戴维南等效电路。020max4RcUP 例2.7-2电路如图2.7-4（a）所示，试求电阻RL为何值时可获得最大功率，此最大功率为多少？图2.7-4例2.1-6图模块三模块三模块三模块三 测量分析动态电路测量分析动态电路教学要求教学要求 1、掌握电容和电感的伏安特性。、掌握电容和电感的伏安特性。2、掌握测量含有动态元件电路的、掌握测量含有动态元件电路的电流、电压的变化过程，并能画电流、电压的变化过程，并能画出其变化曲线。出其变化曲线。3、理解换路定理。、理解换路定理。4、能运用一阶三要素法求解一阶、能运用一阶三要素法求解一阶电路。电路。任务一任务一 电容元件和电感元件电容元件和电

27、感元件图3.1-1 电容元件 3.1.1 电容元件电容元件电容元件是实际电容器的理想化模型。其电路符号如图3.1-1所示。电容元件的电荷电压关系可以在平面上的一条曲线来表示，该曲线称为库伏特性曲线。图3.1-2电容元件的q-u特性曲线 若规定电容元件上电压的参考方向有正极性指向负极性，则任意时刻正极板上的电荷与其两端的电压有如下关系式：)()()()(tutqCtCutq或：（3.1-1）当极板间电压变化时，极板上的电荷也随之改变，则在电路上会产生电流，若取电流与电压为关联参考方向，则有：dttduCdttdCudttdqti)()()()(（3.1-2）1、任何时刻，线性电容元件的电流只与该

28、时刻电压的变化率成正比，而与此时的电容电压无关。若电压恒定不变，其电流必为零，这时电容相当于开路，所以称电容通交阻直流的作用；反之，若某一时刻电容电压为零，但电容电压的变化率不为零，此时电容电流也不为零。2、电容的一个重要性质：如果在某一时刻电容电流i为有限值，则其电压变化率du(t)/dt也必然为有限值。这就说明该时刻电容电压不可能发生跳变（也称跃变），只能是连续变化的。3、电容在任一时刻的储能只取决于该时刻的电容电压值，而与该时刻电容电流值无关。且。电容在充电时，储能增加；电容在放电时，储能减少。所以电容元件是一个储能元件而不是耗能元件。电感元件是实际电感器的理想化模型，简称电感，其电路符

29、号如图3.1-5所示。电感元件的磁链电流关系可以在平面上的一条曲线来表示，该曲线称为韦安特性曲线。3.1.2 电感元件电感元件图3.1-5 电感元件 图3.1-6电感元件的 特性曲线 i-)()(titL（3.1-7）式中式中L称为电感元件的电感（量）。单位为亨利，简称亨（称为电感元件的电感（量）。单位为亨利，简称亨（H）。）。1亨利亨利=1韦韦/安。实际电感器的电感很小，因此常用安。实际电感器的电感很小，因此常用mH(10-3F）和）和H（10-6H）等较小的辅助单位。）等较小的辅助单位。当通过电感线圈的电流发生变化是，磁场也相应发生改变，根据电磁感应定律，电感线圈要产生感应电压。当感应电压

30、与电流参考方向关联时，则感应电压为：dttdiLtu)()(（3.1-8）取关联参考方向，即两者的参考方向符合右手螺旋定则的情况下，其和i的关系可写成工字电感、片式电感、贴片电感、环形电感、色码电感、大功率屏蔽电感1、任一时刻电感端电压u取决于同一时刻电感电流的变化率di/dt，而与该时刻电流i的数值无关。若电流恒定不变，其电压必为零，这时电感相当于短路；反之，若某一时刻电感电流为零，但电感电流的变化率不为零，此时电感电压也不为零。2、若某一时刻电感电压u为有限值，则其电流变化率di/dt也必然为有限值，这说明该时刻电感电流只能连续变化而不能发生跳变。3、任一时刻电感电流并不取决于同一时刻的电

31、压值，而是取决于从-到t所有时刻的电压值，即与t以前电感电压的全部历史有关。因此电感也是一种“记忆元件”。4、电感元件也是一个储能元件而不是耗能元件。任务二任务二 换路定理及初始值换路定理及初始值 在电路理论中，把电路元件的连接方式或电路中参数的突然改变称为换路，并认为换路是瞬间完成的，常用开关来实现电路的换路。换路后电路的响应有一个逐步过渡的过程，简称过渡过程或瞬态过程。动态电路分析（瞬态过程分析）即分析动态电路从换路时刻开始直到电路进入新的稳定工作状态全过程的电压、电流的变化规律。3.2.1 换路定律换路定律 通常，换路瞬间设t=0，则换路前瞬间表示为t=0-，换路后瞬间表示为t=0+。因

32、此，换路定理表述为：)()()()(0000tititutuLLCC（3.2-1）注意：1)应用换路定理时，必须保证电路在换路瞬间电容电流、电感电压为有限值。2)除电容电压、电感电流外电路其它变量在换路瞬间可能发生跳变，即其0+值可以不同于0-值。（1）画t=0-时刻的等效电路图，这个状态是t0阶段的稳定状态,此时电路中电容看作开路,电感看作短路，求出换路前t=0-瞬间电路的储能状态表现为uC(0-)或iL(0-)。根据换路定理知道：uC(0+)=uC(0-)，iL(0+)=iL(0-)。（2）画t=0+时刻的等效电路图，若uC(0+)=uC(0-)=US0，则电容用一个电压为US的电压源去代

33、替；若uC(0+)=uC(0-)=0，则电容相当于短路。若iL(0+)=iL(0-)=IS0，则电感用一个电流为IS的电流源去代替；若iL(0+)=iL(0-)=0，则电感相当于开路。利用前面在电阻电路中介绍的各种方法去求出其他支路的电流、电压的初始值。3.2.2 初始值初始值例3.2-1电路如图3.2-1（a）所示，t=0 时开关K 闭合，开关闭合前电路已经稳定。试求：i(0+)。（a）(b)(c)图3.2-1 例3.2-1图 (b)t=0-等效电路 （c）t=0+等效电路 例3.2-2 电路如图3.2-2（a）所示，开关k打开前电路已处于稳态。当t=0 时，开关打开。求初始值ic(0+)、

34、uL(0+)、i1(0+)、和 。dtdiL)0(dtduC)0(（a）（b）(c)图3.2-2 例3.2-2图任务三任务三 一阶电路三要素法的分析一阶电路三要素法的分析在一阶的RC或RL电路中，三要素是指电路的稳态值、初始值以及时间常数。根据三要素直接写出一阶电路过渡过程的解，此方法称为一阶电路三要素法。若用 表示电路的响应（电流或电压），表示电流或电压的初始值，表示电流或电压的稳态值，表示电路的时间常数，则电路的响应可以表示为：tf 0f f 00teffftft（3.3-1）上式(3.3-1)即为一阶电路在直流电源作用下求解时任意电流、电压响应的三要素法公式。求一阶电路的响应，只需要求出

35、、和，带入（3.3-1）即可。因此用三要素法求解直流电源激励下一阶电路的响应，其具体步骤如下：1、确定初始值 1）画t=0-时刻的等效电路图，这个状态是t0，电容元件吸收功率，能量流入电容其贮能增长；u 减少期间，Pc 0，电感元件吸收功率，能量流入电感其贮能增长；i 减少的期间，PL0时，Q 0，此时，无功功率称为感性无功功率；sin0时，Q1，即R1为降压变压器；n1为升压变压器。在图6.3-2中同名端下，一次绕组电压与二次绕组电压相位相同。2、理想变压器两个端口的电流之间的关系由于理想变压器没有能量损耗，所以一次绕组、二次绕组的有功功率、无功功率和视在功率相等，有 211ini（6.3-

36、2）负号表示在图6.3-2中同名端时一次绕组电流与二次绕组电流相位相反。例例6.3-1有一理想变压器,N1=120匝,N2=20匝,二次绕组的电流I=0.5A,负载电阻R=20,求:(1)变压器的变比n；(2)一次绕组、二次绕组电压；（3）一次绕组电流3、理想变压器两个端口的阻抗之间的关系 在图6-10的电压、电流参考方向下，二次绕组端接上负载，那么从二次绕组看进去的输入阻抗 LiZnInUnIUZ2221111从式（6.3-3）中可以看出,接在二次绕组的负载阻抗反映到一次绕组时,其值为原来的n2倍。同样在一次绕组接上负载ZL，从二次绕组看进去的输出阻抗为 LZnZ201（6.3-3）（6.3-4）由上式不难看出理想变压器的输入阻抗有两种特殊情况：当ZL=0，则Zi=0；当ZL=，则Zi=。也就是说理想变压器次级短路，此时初级也短路；次级开路，此时初级也开路。例例6.3-2某收音机输出变压器的一次绕组线圈N1=120匝，二次绕组线圈N2=40匝。原来配有音圈阻抗为8的电动喇叭，现要改接为4的喇叭，请问在变压器的一次绕组线圈不变时，二次绕组线圈如何改变？