《電路應(yīng)用與實(shí)踐一》復(fù)習(xí)小結(jié).ppt

電路應(yīng)用與實(shí)踐 一 類型 考試 閉卷 第三章正弦電流電路 第四章耦合電感和諧振電路 第五章三相電路 第六章二端口網(wǎng)絡(luò) 第十一章磁路和鐵心線圈電路 電路應(yīng)用與實(shí)踐 一 第一章電路的基本概念和基本定律 第二章電阻電路 第九章線性電路過(guò)渡過(guò)程的時(shí)域分析 1 掌握基本概念 基本電路和基本分析方法基本概念 概念是不變的 應(yīng)用是靈活的 萬(wàn)變不離其宗 基本電路 構(gòu)成的原則是不變的 具體電路是多種多樣的 基本分析方法 不同類型的電路有不同的分析方法 2 學(xué)會(huì)辯證 全面地分析電路中的問(wèn)題根據(jù)需求 最適用的電路才是最好的電路 要研究利弊關(guān)系 通常 有一利必有一弊 3 注意電路中常用定理在電路中的應(yīng)用 如何復(fù)習(xí)這門課程 1 基本知識(shí) 電流 電壓的參考方向的概念 元件的功率 電位的概念2 基爾霍夫定律3 基本計(jì)算 功率的計(jì)算 電位的計(jì)算 根據(jù)基爾霍夫定律的計(jì)算 第一章電路的基本概念和基本定律 重點(diǎn) 作業(yè) 返回 第1章電路的基本概念和基本定律 P8例1 1 例1 2 P11例1 3 P16例1 6P21 例題 1 8 例題 1 9 例題 1 10P4 1 1 1 1 1 3 1 1 4P9 1 2 6 1 2 7P12 1 3 2 1 2 1 3 3 a b P18 1 5 1 1 5 2 1 5 4P22 1 7 3 P25 1 1 第二章電阻電路 2 2電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換 2 3電源的兩種模型及其等效變換 2 4支路電流法 2 6結(jié)點(diǎn)電壓法 2 7疊加原理 2 8戴維寧定理 2 5網(wǎng)孔分析法 第二章電阻電路 1 基本概念 電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換的概念 電壓源 電流源的的概念 兩種模型等效變換的概念2 電路的基本分析方法 支路電流法 結(jié)點(diǎn)電壓法 疊加原理 戴維寧定理的內(nèi)容 特點(diǎn) 應(yīng)用條件 解題方法步驟 注意事項(xiàng)3 基本的計(jì)算 支路電流法 結(jié)點(diǎn)電壓法 疊加原理 戴維寧定理的計(jì)算及其典型例題 從星形連接變換為三角形連接 將Y 形聯(lián)結(jié)時(shí) 若 第二章電阻電路 等效變換 3 從三角形連接變換為星形連接 將 Y形聯(lián)結(jié)時(shí) 若 第二章電阻電路 特殊情況 將Y形聯(lián)接等效變換為 形聯(lián)結(jié)時(shí) 若時(shí) 則有 將 形聯(lián)接等效變換為Y形聯(lián)結(jié)時(shí) 若時(shí) 則有 結(jié)論 P372 2 1 兩種電源模型的等效互換 等效互換的條件 當(dāng)接有同樣的負(fù)載時(shí) 對(duì)外的電壓電流相等 I I Uab Uab 即 例 電壓源與電流源的等效互換舉例 5A 10V 2 5A 2 5A 2 10V IS U RS 等效變換的注意事項(xiàng) IS US RSRS RS 注意轉(zhuǎn)換前后US與Is的方向 2 第二章電阻電路 例 求下列各電路的等效電壓源模型 解 戴維寧定理是等效法分析電路最常用的定理 解題過(guò)程可分為三個(gè)步驟 求開路電壓 求等效內(nèi)阻 畫出等效電源接上待求支路 由最簡(jiǎn)等效電路求得待求量 戴維寧定理 戴維寧定理 任何一個(gè)復(fù)雜含源電路都可以用一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)際電壓源來(lái)等效替換 等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于原電路開路時(shí)的開路電壓 等效電阻等于原電路化為無(wú)源電路后入端的電阻 通過(guò)電路圖1 2 32來(lái)說(shuō)明 圖1 2 33戴維寧定理 對(duì)ab支路以外的電路可等效為有源兩端網(wǎng)絡(luò) 戴維寧定理 結(jié)論 利用戴維寧定理求解復(fù)雜含源電路某一支路的電流是較方便的 關(guān)鍵在于求解等效電源的電動(dòng)勢(shì)E和等效內(nèi)阻R0 求解方法 1 E為有源兩端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0 2 R0為有電源的二端網(wǎng)絡(luò)所有電源除去得到的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)中a b兩端的等效內(nèi)阻 例 利用戴維寧定理試求圖1 3 a 所示電路中I和Uab 已知E1 10V E2 90V R1 4 R2 12 RL 7 圖1 3 2 6戴維寧定理 解 解 圖1 3 a 所示電路可等效為圖 c 電路有源二端網(wǎng)絡(luò) 其中 E 30V 由電路可得 例2 6 1 解 1 斷開待求支路求等效電壓源E0及R0 第一步 求開路電壓UAB 2 接入待求支路求I3 第二步 求等效內(nèi)阻R0 Ro R1 R2 4 R0 用戴維寧定理解題的步驟 將待求電流或電壓的支路斷開標(biāo)上字母a b 剩余部分是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò) 將其等效為一個(gè)電壓源 1 E US UabK 將待求支路斷開后a b兩點(diǎn)間的開路電壓 2 求電源電壓Us 主目錄 返回 3 求電壓源內(nèi)阻Ro Ro Rab 將待求支路斷開后將恒壓源短路 恒流源開路后a b兩點(diǎn)間的等效電阻 4 在圖示的回路中求出待求電流或電壓 主目錄 返回 注意 1 等效 是指對(duì)端口外等效 2 有源二端網(wǎng)絡(luò)變無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的原則是 將有源二端網(wǎng)絡(luò)恒壓源短路 恒流源斷路 P39 42例2 6 例2 7 例2 8P45 55例2 11 例2 16 例2 17 例2 18P59例2 20P42 2 3 1 2 3 3P722 16 2 30 重點(diǎn) 作業(yè) 第二章電阻電路 1 基本概念 正弦量的相量表示法 各種復(fù)數(shù)形式表示法及相互轉(zhuǎn)換 感抗 容抗 復(fù)阻抗 有功功率 無(wú)功功率 功率因數(shù)的概念2 電路的基本分析方法 基爾霍夫定律的相量形式相量形式的歐姆定律 第三章正弦交流電路 設(shè)正弦量 相量式 表示正弦量的復(fù)數(shù) 相量表示 模 正弦量的有效值 輻角 正弦量的初相角 有效值相量 正弦量的相量表示 在頻率已知的情況下 由正弦量的振幅和初相就能將它表達(dá) 用三個(gè)要素中的二個(gè)要素來(lái)描述 正弦量可用旋轉(zhuǎn)有向量A的初始有向線段來(lái)表示 相量圖 表示正弦量的有向線段 模 正弦量的最大值 輻角 正弦量的初相角 最大值相量 關(guān)系 打點(diǎn) 表示為相量 應(yīng)避免的錯(cuò)誤概念和錯(cuò)誤描述 錯(cuò)誤類型1 已知三角函數(shù) 相量寫錯(cuò) 已知 錯(cuò)誤類型2 已知相量 三角函數(shù)寫錯(cuò) 應(yīng)避免的錯(cuò)誤概念和錯(cuò)誤描述 錯(cuò)誤類型3 有效值和相量劃等號(hào) 有效值和三角函數(shù)劃等號(hào) 三角函數(shù)或瞬時(shí)值和相量劃等號(hào) 下列描述是允許的 指出下列各式中哪些是對(duì)的 哪些是錯(cuò)的 在電阻電路中 在電感電路中 在電容電路中 練習(xí) 容抗容抗 所以電容C具有隔直通交的作用 容抗XC是頻率的函數(shù) 電感感抗 單一元件正弦交流電路中的關(guān)系總結(jié) 基本關(guān)系 有效值關(guān)系 相量式 相位關(guān)系 有功功率 無(wú)功功率 阻抗的串聯(lián)與并聯(lián) 阻抗雖然是一個(gè)復(fù)數(shù) 但不是一個(gè)相量 電阻 電感 電容串聯(lián)電路的復(fù)阻抗 因?yàn)?所以 復(fù)阻抗 即 用相量和阻抗表示的電路圖 2 相量表示 1 相量關(guān)系式 可畫出 電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系 復(fù)阻抗 第三章正弦電流電路 基爾霍夫定律的相量形式 一基爾霍夫電流定律 KCL 瞬時(shí)值形式 相量形式 同頻率的正弦量 二基爾霍夫電壓定律 KVL 瞬時(shí)值形式 相量形式 同頻率的正弦量 P80 87例3 2 例3 7 P107例3 11 P108例3 12P1083 7 2 P1243 10 1P1313 1 下一頁(yè) 上一頁(yè) 退出 返回 重點(diǎn) 作業(yè) 第三章正弦電流電路 第四章耦合電感和諧振電路 1 耦合電感與元件2 串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振 第四章耦合電感和諧振電路 同名端 當(dāng)電流i1和i2在耦合線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同時(shí) 電流i1和i2流入 或流出 的兩個(gè)端鈕稱為同名端 用一對(duì)符號(hào) 表示 如果兩個(gè)線圈的電流都由同名端流入 則每個(gè)線圈的總磁鏈為自感磁鏈與互感磁鏈相加 如果兩個(gè)線圈的電流由異名端流入 則每個(gè)線圈的總磁鏈為自感磁鏈與互感磁鏈相減 結(jié)論 串聯(lián)諧振 諧振 交流電路中電壓與電流同相位 諧振條件 阻抗虛部為零 串聯(lián)諧振特點(diǎn) 阻抗模值最小 電流最大 電路呈阻性 圖1 3 34串聯(lián)諧振電路 串聯(lián)諧振 圖1 3 36相量圖 電壓諧振 電感 電容 電壓超過(guò)電源電壓許多倍 Q稱為品質(zhì)因數(shù) 串聯(lián)諧振 第四章耦合電感和諧振電路 品質(zhì)因數(shù)Q工程上也稱Q值 是一個(gè)由電路參數(shù)R L C決定的一個(gè)量綱為一的量 串聯(lián)諧振電路對(duì)于不同頻率的信號(hào)具有選擇能力 電路的Q值越大 其選擇性就越好 三相電路中相 線電壓 相 線電流的關(guān)系 第五章三相電路 重點(diǎn)內(nèi)容 1 Y形或星形聯(lián)接 N 中點(diǎn)或零點(diǎn) 火線 中線或零線 火線 火線 線電壓 相電壓 目前 我國(guó)供電系統(tǒng)線電壓380V 相電壓220V 三相四線制 一 三相電壓的產(chǎn)生 相電壓 每相負(fù)載兩端的電壓用UP表示 線電壓 各端線之間的電壓用UL表示 相電流 每相負(fù)載流過(guò)的電流用IP表示 線電流 電源端線流過(guò)的電流用IL表示 返回 一 三相四線制 有中性線 三相四線制電路 電源的相 線電壓就是負(fù)載上的相 線電壓 電源對(duì)稱 則 線電壓超前相電壓30 且 第五章三相電路 負(fù)載對(duì)稱電路 負(fù)載對(duì)稱 指各相阻抗相等 即阻抗模和相位角相等 特征 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路的分析 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路 中性線電流IN為零的三相電路 如果三相負(fù)載對(duì)稱 中線中無(wú)電流 故可將中線除去 而成為三相三線制系統(tǒng) 但是如果三相負(fù)載不對(duì)稱 中線上就會(huì)有電流IN通過(guò) 此時(shí)中線是不能被除去的 否則會(huì)造成負(fù)載上三相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱 使用電設(shè)備不能正常工作 中線在三相電路中的作用是既能為用戶提供兩種不同的電壓 同時(shí)又為星形聯(lián)接的不對(duì)稱負(fù)載提供對(duì)稱的220V相電壓 因此 為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱 在中線的干線上是不準(zhǔn)接入熔斷器和開關(guān)的 而且要用具有足夠機(jī)械強(qiáng)度的導(dǎo)線作中線 中線的作用 三相功率 不論三相電路電源或負(fù)載是何種聯(lián)結(jié)形式 星形聯(lián)結(jié)或三角形聯(lián)結(jié) 電路總的有功功率必定等于各相有功功率的和 負(fù)載不對(duì)稱時(shí) 有功功率為 負(fù)載對(duì)稱時(shí) 有功功率為 一種情況 負(fù)載星形聯(lián)結(jié) 則 三相功率 另一種情況 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié) 則 結(jié)論 對(duì)于對(duì)稱負(fù)載三相電路 或 同理 第九章線性電路過(guò)渡過(guò)程的時(shí)域分析 9 1換路定律和初始條件的計(jì)算 一換路定律 換路 電路中支路的接通 切斷 短路或電路參數(shù)的突然改變及電路連接方式改變的統(tǒng)稱 并認(rèn)為換路是即時(shí)完成的 能量只能連續(xù)變化而不能躍變 第十章線性電路過(guò)渡過(guò)程的時(shí)域分析 換路定律內(nèi)容 在換路瞬間 當(dāng)電容元件的電流為有限值時(shí) 電容電壓一般不能躍變 當(dāng)電感元件的電壓為有限值時(shí) 電感電流一般不能躍變 換路定律的數(shù)學(xué)表達(dá)為 第十章線性電路過(guò)渡過(guò)程的時(shí)域分析 二初始條件的計(jì)算 初始值 電路中的響應(yīng)在換路后的最開始一瞬間 即t 0 時(shí) 的值 初始值組成解電路微分方程的初始條件 相關(guān)初始值 用獨(dú)立初始值及KCL KVL和歐姆定律來(lái)確定的其它初始值 獨(dú)立初始值 和 由換路前決定 依據(jù)換路定則來(lái)確定t 0 時(shí)電路中的電壓和電流的值 即暫態(tài)的初始值 確定初始值的步驟 1 由t 0 時(shí)的電路求uC 0 iL 0 3 根據(jù)t 0 瞬時(shí)的電路 求其他物理量的初始值 2 根據(jù)換路定律求得iL 0 iL 0 uC 0 uC 0 例 分別求圖1 6 5所示電路在t 0 時(shí) t 0 時(shí)及t 時(shí)的i uR uC 解 t 0 時(shí) i 0 uR 0 uC 0 圖1 6 5例6 1 2電路圖 t 0 時(shí) i 6A uR 12V uC 0 t 時(shí) i 0 uR 0 uC 12V 例2 分別求圖1 6 6所示電路t 0 時(shí) t 0 時(shí)及t 時(shí)的i uR uL 解 t 0 時(shí) i 0 uR 0 uL 0 圖1 6 5例6 1 2電路圖 t 0 時(shí) i 0 uR 0 uL 12V t 時(shí) i 6A uL 0V uR 12V 例題 P2289 1P2299 1 1 9 1 2 9 1 3 重點(diǎn) 作業(yè) 磁性材料的磁性能 第十一章磁路和鐵心線圈電路 磁性材料的磁性能 物質(zhì)按其磁化效應(yīng)分為 物質(zhì)的磁性可用導(dǎo)磁系數(shù)來(lái)表示 或者用式 以通過(guò)物質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系來(lái)描述 真空或空氣的導(dǎo)磁能力很低 其導(dǎo)磁系數(shù)為 是一個(gè)不隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小而變化的常數(shù) 所以 真空或空氣中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是隨磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例地變化的 如圖中的直線 所示 鐵 鎳及其合金等鐵磁性材料 其導(dǎo)磁能力很高 相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)很大 可達(dá)數(shù)百甚至數(shù)萬(wàn)而且還具有磁飽和及磁滯的特點(diǎn) 鐵磁性物質(zhì)的磁化性質(zhì)一般由磁化曲線即B H曲線表示 鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線B H可由實(shí)驗(yàn)測(cè)出 鐵磁性物質(zhì)的B和H的關(guān)系是非線性的 第十一章磁路和鐵心線圈電路 磁滯性 磁性材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于外磁場(chǎng)變化的性質(zhì) 在交流勵(lì)磁電流作用下 B的變化滯后于H的變化 故名磁滯特性 如交流電機(jī)或電器中的鐵心常受到交變磁化 磁滯性 磁滯性 磁性材料在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化 其B H關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線 稱為磁滯回線 磁滯回線 Br Hc 剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br 剩磁 當(dāng)線圈中電流減小到零 H 0 時(shí) 鐵心中外磁場(chǎng)為零時(shí) 仍保留部分磁性 鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 矯頑磁力Hc 使B 0所需的H值 磁性物質(zhì)不同 其磁滯回線和磁化曲線也不同 按磁性物質(zhì)的磁性能 磁性材料分為三種類型 3 矩磁材料具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁 磁滯回線接近矩形 穩(wěn)定性良好 在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件 開關(guān)元件和邏輯元件 常用的有鎂錳鐵氧體等 2 硬磁材料具有較大的矯頑磁力 磁滯回線較寬 一般用來(lái)制造永久磁鐵 常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等 1 軟磁材料具有較小的矯頑磁力 磁滯回線較窄 一般用來(lái)制造電機(jī) 電器及變壓器等的鐵心 常用的有鑄鐵 硅鋼 坡莫合金即鐵氧體等 第十一章磁路和鐵心線圈電路 磁滯損耗 鐵磁性物質(zhì)在反復(fù)磁化過(guò)程中 消耗并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌哪芰?反復(fù)磁化一次的磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比 材料按磁滯回線形狀分 硬磁材料 回線較寬 剩磁不易消失 適宜制作永磁體 磁鐵 電磁鐵 電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件 工件于固定位置的一種電器 工作原理是利用通電線圈在鐵心中產(chǎn)生磁場(chǎng) 鐵心被磁化 吸引銜鐵動(dòng)作并使其它機(jī)械聯(lián)動(dòng) 當(dāng)斷電后 鐵心磁性消失 銜鐵等部件被釋放 電磁鐵由線圈 鐵心及銜鐵三部分組成 根據(jù)使用電源類型分為 直流電磁鐵 用直流電源勵(lì)磁 交流電磁鐵 用交流電源勵(lì)磁 重點(diǎn) 作業(yè)P985 0 1 5 0 2 5 0 8 5 0 9 重點(diǎn) 作業(yè) 6 1換路定則 6 2RC電路的暫態(tài)過(guò)程 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)的概念 換路定則 初始值的確定 重點(diǎn)內(nèi)容 一 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài) 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 穩(wěn)態(tài) 在給定條件下 電路中的電流 電壓處于穩(wěn)定值 此時(shí)的電路狀態(tài)稱為穩(wěn)定狀態(tài) 簡(jiǎn)稱穩(wěn)態(tài) 暫態(tài)是相對(duì)于穩(wěn)態(tài)而言的電路狀態(tài) 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 一 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài) 暫態(tài)實(shí)例1 RC串聯(lián)電路 暫態(tài) 電路從一種穩(wěn)態(tài)狀態(tài)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程稱為過(guò)渡過(guò)程 通常過(guò)渡過(guò)程持續(xù)的時(shí)間是較短的 因此又稱為暫態(tài) 穩(wěn)態(tài) uC 0 另一穩(wěn)態(tài) uC U0 暫態(tài)實(shí)例2 RL串聯(lián)電路 一 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài) 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 穩(wěn)態(tài) iL 0 另一穩(wěn)態(tài) iL I0 結(jié)論 產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的必要條件 1 電路中含有儲(chǔ)能元件 內(nèi)因 2 電路發(fā)生換路 外因 有儲(chǔ)能元件 L C 的電路在電路狀態(tài)發(fā)生變化 換路 時(shí) 如 電路接入電源 從電源斷開 電路參數(shù)改變等 存在過(guò)渡過(guò)程 沒(méi)有儲(chǔ)能作用的電阻 R 電路 不存在過(guò)渡過(guò)程 電路中的u i在過(guò)渡過(guò)程期間 從 舊穩(wěn)態(tài) 進(jìn)入 新穩(wěn)態(tài) 此時(shí)u i都處于暫時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài) 所以過(guò)渡過(guò)程又稱為電路的暫態(tài)過(guò)程 第6章電路的暫態(tài)過(guò)程 一 穩(wěn)態(tài)與暫態(tài) 暫態(tài)的應(yīng)用 直流電路 交流電路都存在過(guò)渡過(guò)程 我們講課的重點(diǎn)是直流電路的過(guò)渡過(guò)程 研究過(guò)渡過(guò)程的意義 過(guò)渡過(guò)程是一種自然現(xiàn)象 對(duì)它的研究很重要 過(guò)渡過(guò)程的存在有利有弊 有利的方面 如電子技術(shù)中常用它來(lái)產(chǎn)生各種波形 不利的方面 如在暫態(tài)過(guò)程發(fā)生的瞬間 可能出現(xiàn)過(guò)壓或過(guò)流 致使設(shè)備損壞 必須采取防范措施 說(shuō)明 換路的定義 6 1換路定則 改變電路的工作狀態(tài)稱為換路 具體地說(shuō) 就是電路中開關(guān)的接通與開斷狀態(tài)的改變 設(shè)t 0為