12024-01-31邱關源電路教學課件目錄contents電路基本概念與定律電阻電路分析動態電路時域分析正弦穩態電路分析頻率特性及諧振現象三相電路及安全用電常識301電路基本概念與定律電路是由電氣設備和元器件按一定方式聯接，并為電荷流通提供路徑的總體。電路定義電路模型電路分類用理想元件或理想元件的組合去代替實際電路中的器件或設備，以簡化電路的分析和計算。根據電路的不同特點和功能，電路可分為直流電路、交流電路、數字電路等。030201電路與電路模型電荷的定向移動形成電流，單位時間內通過導體橫截面的電荷量稱為電流強度。電流定義電場中兩點間的電位差稱為電壓，它是單位正電荷移動的勢能差。電壓定義在電路中，電流和電壓的實際方向是未知的，需要設定一個參考方向以便于分析和計算。參考方向電流、電壓及其參考方向

功率和能量功率定義單位時間內電場力所做的功稱為電功率，它表示了電場中能量轉換的速率。能量定義電場中儲存的電能或消耗的電能稱為電能，它表示了電場中能量的總量。功率與能量的關系功率是能量的時間變化率，即功率等于能量對時間的導數。03電阻元件的伏安特性電阻元件的伏安特性是一條通過原點的直線，表示其電壓與電流成正比。01電阻定義導體對電流的阻礙作用稱為電阻，它表示了導體導電性能的好壞。02歐姆定律在同一電路中，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。電阻元件與歐姆定律保持兩端電壓不變的電源稱為電壓源。電壓源定義保持輸出電流不變的電源稱為電流源。電流源定義電源具有兩個基本性質，即電動勢和內阻。電動勢表示電源將其他形式的能轉化為電能的能力，內阻表示電源內部的電阻。電源性質電壓源、電流源及其性質基爾霍夫電流定律（KCL）在集總電路中，任何時刻，對任意節點，所有流出節點的支路電流的代數和恒等于零。基爾霍夫電壓定律（KVL）在集總電路中，任何時刻，沿任意回路，所有支路電壓的代數和恒等于零。基爾霍夫定律302電阻電路分析電阻并聯電阻兩端分別相連，電壓相同，總電阻的倒數等于各電阻倒數之和。電阻串聯電阻依次相連，電流相同，總電阻等于各電阻之和。等效變換通過電阻的串并聯，可以將復雜電路簡化為簡單電路，便于分析計算。電阻串并聯及等效變換三個電阻的一端相連，另一端分別接到三個節點上，形似星形。電阻星形連接三個電阻依次首尾相連，形成閉合回路，形似三角形。電阻三角形連接星形連接和三角形連接可以通過公式進行相互轉換，實現電路的簡化。等效變換電阻星形連接與三角形連接等效變換電壓源和電流源在一定條件下可以相互轉換，同時保持電路的其他部分不變。電壓源與電流源等效變換實際電源可以等效為理想電源與內阻的串聯或并聯，便于電路的分析和設計。實際電源模型及其等效變換電源等效變換123以支路電流為未知量，列寫電路方程求解的方法。支路電流法概述標出支路電流方向，列寫KCL和KVL方程，求解支路電流。支路電流法解題步驟通過具體電路實例，演示支路電流法的應用。支路電流法應用舉例支路電流法網孔電流法01以網孔電流為未知量，列寫網孔方程求解的方法。適用于平面電路。回路電流法02以回路電流為未知量，列寫回路方程求解的方法。適用于復雜電路。網孔電流法與回路電流法比較03分析兩種方法的優缺點和適用范圍。網孔電流法與回路電流法結點電壓法概述以結點電壓為未知量，列寫電路方程求解的方法。結點電壓法解題步驟選定參考結點，標出結點電壓方向，列寫KCL方程，求解結點電壓。結點電壓法應用舉例通過具體電路實例，演示結點電壓法的應用。同時，可以進一步討論含源電路的結點電壓法求解方法。結點電壓法303動態電路時域分析電感元件定義、性質、電壓電流關系、儲能特性電容電感元件的串并聯等效電路、電壓電流分配、儲能計算電容元件定義、性質、電壓電流關系、儲能特性電容元件與電感元件無外施激勵，僅由儲能元件初始儲能引起的響應零輸入響應定義電容放電過程、時間常數、響應曲線RC電路零輸入響應電感放電過程、時間常數、響應曲線RL電路零輸入響應一階動態電路零輸入響應RC電路零狀態響應電容充電過程、時間常數、響應曲線RL電路零狀態響應電感充電過程、時間常數、響應曲線零狀態響應定義儲能元件初始儲能為零，僅由外施激勵引起的響應一階動態電路零狀態響應全響應定義既包含儲能元件初始儲能又包含外施激勵引起的響應三要素法初始值、穩態值、時間常數一階動態電路全響應求解利用三要素法求解全響應表達式一階動態電路全響應及三要素法單位階躍函數、幅值階躍函數階躍函數定義電路對階躍函數的響應階躍響應定義RC、RL電路對階躍函數的響應過程、時間常數、響應曲線一階動態電路階躍響應階躍函數和階躍響應304正弦穩態電路分析正弦量及其相量表示正弦量的三要素振幅、頻率、初相位正弦量的相量表示法復數表示、相量圖正弦量的運算加、減、微分、積分電阻、電感和電容元件伏安關系相量形式電阻元件電感元件電容元件伏安關系、相量形式、感抗概念伏安關系、相量形式、容抗概念伏安關系、相量形式阻抗定義及計算復數阻抗、阻抗模與阻抗角導納定義及計算復數導納、導納模與導納角阻抗與導納的關系互為倒數阻抗與導納電路分析方法正弦穩態電路特點電路元件的伏安關系功率因數提高方法正弦穩態電路分析KCL、KVL、疊加定理、戴維南定理等電阻、電感、電容的伏安關系及其相量形式電壓、電流均為正弦量，頻率相同并聯電容、調整負載等有功功率無功功率視在功率功率因數正弦穩態電路功率01020304電阻消耗的平均功率電感與電容間交換的功率電壓與電流的乘積有功功率與視在功率之比，反映電路的功率效率305頻率特性及諧振現象網絡函數的定義描述線性時不變電路在單一頻率正弦激勵下穩態響應與激勵之間關系的函數。頻率特性的概念網絡函數隨頻率變化而變化的特性，反映了電路對不同頻率信號的傳輸和選頻能力。頻率特性的表示方法通常采用幅頻特性和相頻特性來表示，分別描述網絡函數模值和相位隨頻率變化的情況。網絡函數與頻率特性030201允許低頻信號通過而衰減高頻信號的電路，其頻率特性表現為幅頻特性隨頻率增加而逐漸減小，相頻特性則表現為相位滯后。允許高頻信號通過而衰減低頻信號的電路，其頻率特性與低通電路相反，幅頻特性隨頻率增加而逐漸增大，相頻特性也表現為相位滯后。RC電路頻率特性RC高通電路RC低通電路串聯諧振的概念在具有電感和電容的串聯電路中，當電路兩端施加一定頻率的正弦交流電壓時，如果調節電路參數使得電感和電容的感抗和容抗相等，則電路將發生諧振現象。串聯諧振的特點在諧振頻率下，電路的阻抗最小，電流最大，且電感和電容上的電壓相位相同并遠大于電源電壓。此時電路呈現純電阻性，對外呈現最大的阻抗。串聯諧振的應用常用于選頻電路、振蕩電路以及濾波電路等。串聯諧振并聯諧振的概念在具有電感和電容的并聯電路中，當電路兩端施加一定頻率的正弦交流電壓時，如果調節電路參數使得電感和電容的感抗和容抗相等且遠大于電阻的阻抗時，則電路將發生并聯諧振現象。并聯諧振的特點在諧振頻率下，電路的導納最小，電流最小，且電感和電容上的電流相位相反并遠大于總電流。此時電路對外呈現最大的導納。并聯諧振的應用常用于信號選擇、放大以及濾波等電路中。并聯諧振306三相電路及安全用電常識三相電源由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成的電源。負載連接方式包括星形連接（Y接）和三角形連接（△接），星形連接時負載的每一相都直接與電源的一相相連，而三角形連接時負載的每一相都與另外兩相相連。三相電源及負載連接方式三個相電壓和三個相電流均對稱的電路。對稱三相電路采用一相計算法，即先計算出一相的電壓、電流和功率，然后乘以3即可得到三相電路的總電壓、總電流和總功率。計算方法對稱三相電路計算不對稱三相電路由于電源或負載的不對稱，或者由于傳輸線路的不平衡等因素引起。產生原因影響可能導致電機運轉不正常，照明燈亮度不穩定等問題。三個相電壓和三個相電流不完全對稱的電路。不對稱三相電路概念因為水能夠導電，用潮濕的手接觸電器容易發生觸電事故。不用潮濕的手接觸電器例如可以在