全套課件·電路基礎(chǔ)分析

1、電路基礎(chǔ)分析電路分析基礎(chǔ)模塊一模塊一 測量分析電阻電路教學(xué)要求1、掌握簡單電阻電路的連接方法，建立理想電路模型概念。2、掌握測量電阻電路中電流、電壓的方法。3、正確使用基爾霍夫定律分析電阻電路。4、掌握受控源分析方法。5、能進(jìn)行實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源的等效變換。 任務(wù)一 測量分析簡單的電阻電路 1.1.1 電路模型的建立1. 電路的定義及功能 電路是電流的流通的路徑。電路的基本功能是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和分配或者電信號的產(chǎn)生、 傳輸、 處理加工及利用。 2. 對實(shí)際電路元件理想化的意義 為了分析電路方便起見， 在一定條件下對實(shí)際電路元(器)件加以近似化， 用一些以表示實(shí)際電路元(器)件主要物理性質(zhì)的

2、模型來代替實(shí)際電路元(器)件。 構(gòu)成模型的元(器)件稱為理想電路元件。 3. 三種理想電路元件 常用的三種最基本的理想元件是： 電阻元件 、電容元件、電感元件。理想元件圖 4. 電路模型 所謂電路模型，就是把實(shí)際電路的本質(zhì)抽象出來所構(gòu)成的理想化了的電路。將電路模型用規(guī)定的理想元件符號畫在平面上形成的圖形稱作電路圖。 圖1.1就是一個(gè)最簡單的實(shí)際電路與電路模型。 圖1.1一個(gè)最簡單的電路圖 1.1.2 分析電流、電壓、電功率 電流及其參考方向 1. 電流的表達(dá)式及單位 （1.11） 國際單位制(SI)中，電荷的單位是庫侖(C)，時(shí)間的單位是秒(s)，電流的單位是安培， 簡稱安(A)， 實(shí)用中還有

3、毫安(mA)和微安(A)等。 圖1.2電流的參考方向 2.電流的參考方向 參考方向可以任意設(shè)定， 在電路中用箭頭表示， 并且規(guī)定，如果電流的實(shí)際方向與參考方向一致， 電流為正值；反之，電流為負(fù)值， 如圖1.2所。不設(shè)定參考方向而談電流的正負(fù)是沒有意義的。 圖1.4例1.1 已知 I1=10A, I2=2A, I3=8A。試確定I1、 I2、 I3的實(shí)際方向。解 ：I10, 故I1的實(shí)際方向與參考方向相同， I1由a點(diǎn)流向b點(diǎn)。 I20, 故I3的實(shí)際方向與參考方向相同， I3由b點(diǎn)流向d點(diǎn)。電壓及其參考方向 1. 電壓的定義及單位 移動單位電荷所作的功 電壓的單位為伏特，簡稱伏(V)，實(shí)用中還

4、有千伏(kV)，毫伏(mV)和微伏(V)等。（1.12） 2. 用電位表示電壓（電位差）及正負(fù)電壓的討論 電位絳為正 ，電位升為負(fù)。（2）如果正電荷由高位b點(diǎn)移到低位a點(diǎn)，電壓（電位差）為正， 即（1）如果正電荷由低位a點(diǎn)移到高位b點(diǎn)，電壓（電位差）為負(fù)，即 圖1.7關(guān)聯(lián)參考方向3 關(guān)聯(lián)參考方向 在電路分析中，電流的參考方向和電壓的參考極性都可以各自獨(dú)立地任意設(shè)定。但為了方便，通常采用關(guān)聯(lián)參考方向，即：電流從標(biāo)電壓“+”極性一端流入，并從標(biāo)電壓“”極性的另一端流出，如圖1.7所示。 例1.1-1電路 例1.1-1 在圖1.1-4所示電路中，選d為參考點(diǎn)，已知Va=2V，Vb=3V，Vc=1V，

5、現(xiàn)選a為參考點(diǎn)，求Vb，Vc和Vd。解：當(dāng)選d為參考點(diǎn)，有 可見，選擇不同的參考點(diǎn)，電位會發(fā)生變化。因電位與參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而任意兩點(diǎn)間的電壓不會改變，與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。當(dāng)選a為參考點(diǎn)時(shí)，有電功率 我們知道，做功的速率稱為功率。在電路中，電功率就是電場力做功的速率，電功率簡稱功率，用符號表示，有 （1.1-3） 式（1.1-3）中為在時(shí)間內(nèi)電場力所做的功。在國際單位制（SI）中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦（W）。 在SI中，電能的單位為焦耳，簡稱焦(J)。實(shí)用單位還有度，1度=1千瓦1小時(shí)=1千瓦時(shí)(kWh)。例1.1-2圖 例1.1-2 在圖1.13中，方框代表電源或電阻，各電壓、電流的參

6、考方向均已設(shè)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 元件1、3、4的電壓、電流為關(guān)聯(lián)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的電壓、電流為非關(guān)聯(lián)方向。 P2=U2I1=32=6W(提供) P5=U5I3=4(1)=4W(消耗) 電路向外提供的總功率為 4+8+6=18W 電路消耗的總功率為 14+4=18W 計(jì)算結(jié)果說明符合能量守恒原理，因此是正確的。 1.1-3 電阻1. 線性電阻及其伏安特性曲線 圖1.1

7、-7線性電阻及伏安特性電位絳為正 ，電位升為負(fù)。關(guān)聯(lián)一致（1.16）在式（1.1-6）中，R是一個(gè)與電壓和電流均無關(guān)的常數(shù),稱為元件的電阻。在SI中，電阻的單位為歐姆，簡稱歐()。常用單位還有千歐(k),兆歐(M)等。2. 歐姆定律電阻R為正實(shí)常數(shù)，故功率P恒為正值，這是其耗能性質(zhì)的真實(shí)體現(xiàn)。 3. 電導(dǎo) 電阻的倒數(shù)叫做電導(dǎo),用G表示。在SI中,電導(dǎo)的單位是西門子，簡稱西(S)，用電導(dǎo)表征電阻時(shí),歐姆定律可寫成 4. 電阻元件的功率 根據(jù)式(16),在關(guān)聯(lián)參考方向下，電阻元件消耗的功率為任務(wù)二 電壓源和電流源 圖12-1理想電壓源 經(jīng)過抽象，常用的兩種理想電源元件是電壓源和電流源。1.2.1電

8、壓源 1.理想電壓源 （1）定義 理想電壓源是這樣的一種理想二端元件：不管外部電路狀態(tài)如何，其端電壓總保持定值US或者是一定的時(shí)間函數(shù)，而與流過它的電流無關(guān)。理想電壓源的電路圖及直流伏安特性如圖1.2-1所示。（2）電壓源作電源或負(fù)載的判定 從正極流出電流是電源，從正極流入電流是負(fù)載。（1.2-2） 圖1.2-2 實(shí)際電壓源(a)模型； (b)伏安特性曲線 2.實(shí)際電壓源 （1）實(shí)際電壓源的模型 （2）電路的兩種特殊狀態(tài) 開路狀態(tài)。如圖1.20(a)所示。 短路狀態(tài)，如圖1.20(b)所示。 圖1.20電壓源的兩種特殊狀態(tài)(a)開路狀態(tài)； (b)短路狀態(tài) 1.2.2 電流源 1. 理想電流源

9、理想電流源是另一種理想二端元件，不管外部電路狀態(tài)如何，其輸出電流總保持定值IS或一定的時(shí)間函數(shù)，而與其端電壓無關(guān)。理想電流源的電路圖及直流伏安特性如圖1.2-3所示。 圖1.2-3理想電流源(a)電路圖；(b)直流伏安特性 2. 實(shí)際電流源 （1.2-4）模型； 伏安特性曲線 圖1.2-4實(shí)際電流源1.2.3兩種電源模型的等效變換兩個(gè)電壓源串聯(lián)時(shí)，可以用圖1.2-5（b）代替 (a) (b) 圖1.2-5 實(shí)際電壓源串聯(lián) （a） (b) 圖1.2-6實(shí)際電流源并聯(lián)兩個(gè)電流源并聯(lián)時(shí)，可以用圖1.2-6（b）代替。 在電路分析中，有時(shí)候需要用電壓源與電流源進(jìn)行等效變換。 (a) (b) 圖1.2-

10、8 兩種電源模型的等效變換任務(wù)三 用基爾霍夫定律測量分析電阻電路支路：電路中通過同一電流的每一個(gè)分支（至少包含一個(gè)元件），叫做支路。若支路中有電源，則稱為含源支路；若支路中無電源，則稱為無源支路。 節(jié)點(diǎn)：由3條或3條以上支路連接而成的點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)?；芈罚河芍窐?gòu)成的任一閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔：在回路內(nèi)部不含任何支路的回路稱為網(wǎng)孔。該電路中有6條支路；有4個(gè)節(jié)點(diǎn)；有7個(gè)回路；有3個(gè)網(wǎng)孔。1.3.1基爾霍夫電流定律（KCL） 基爾霍夫電流定律(KCL)：在集中參數(shù)電路中，任一時(shí)刻流出（或流入）節(jié)點(diǎn)的各個(gè)支路電流的代數(shù)和恒等于零，即 此時(shí)，若流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取正號，則流出該節(jié)點(diǎn)的電流前面取負(fù)號。 (

11、1.3-1)1.3.2 基爾霍夫電壓定律（KVL） 基爾霍夫電壓定律(KVL)：在集中參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一回路方向，回路中各支路電壓降代數(shù)和恒等于零， 即 注意：建立KVL方程時(shí)，必須先任選一個(gè)回路參考方向（簡稱回路方向），并在電路圖中標(biāo)明，凡支路電壓參考方向于回路參考方向一致者，該支路電壓取“+”號，反之，取“-”號。 (1.3-2) 例 在下圖所示電路中，已知R1=2 ，R2=5，US=10V。 求各支路電流。 對節(jié)點(diǎn)a列方程，有 解 首先設(shè)定各支路電流的參考方向如圖中所示， 由于Uab=US=10V，根據(jù)歐姆定律，有 例 電路如圖所示，有關(guān)數(shù)據(jù)已標(biāo)出，求UR4、I2、I3、R4及

12、US的值。 代入數(shù)值后,有對于節(jié)點(diǎn)a,依KCL,有則 解 設(shè)左邊網(wǎng)孔繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，依KVL,有 對右邊網(wǎng)孔設(shè)定順時(shí)針方向?yàn)槔@行方向，依KVL,有 則任務(wù)四 測量分析受控源 電壓源的電壓和電流源的電流都不受電路中其他元器件的影響而單獨(dú)存在，因此把它們稱為獨(dú)立電源。 而在實(shí)際電子電路中，經(jīng)常會遇到另一種類型的電源，就是受控源。受控源的電壓或電流并不是獨(dú)立存在的，而受電路中其他指路電壓或電流值的控制，因此受控源又稱為非獨(dú)立電源。 理想受控源模型有四種：(1) 電壓控制電壓源（VCVS），即控制量是電壓，受控量是電壓。 （2）電壓控制電流源（VCCS），即控制量是電壓，受控量也是電流。(3)

13、電流控制電壓源（CCVS），即控制量是電流，受控量是電壓。（4）電流控制電流源（CCCS），即控制量是電流，受控量也是電流。 VCVS CCVSVCCS CCCS電路分析基礎(chǔ)模塊二模塊二 測量分析線性電路教學(xué)要求1、掌握串聯(lián)分壓電路和并聯(lián)分流電路。 2、掌握電阻的星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接相互轉(zhuǎn)換的方法和原理。 3、理解疊加定理，戴維南定理和最大功率傳輸定理。 4、掌握疊加定理，戴維南定理和最大功率傳輸定理的運(yùn)用。 5、掌握節(jié)點(diǎn)分析法。任務(wù)一 測量分析串、并、混聯(lián)電阻及其等效電阻串聯(lián)電路如圖2.1-1圖2.1-1 串聯(lián)電路圖 如果當(dāng)只如圖所示有兩個(gè)電阻相串聯(lián)的情況，有+-U+2.1.1 電阻的串聯(lián)1

14、、電阻串聯(lián)電路中，總電壓U按電阻大小成正比分配；電阻值越大，分配到的電壓越大。 2、等效電阻為各串聯(lián)電阻之和。3、等效電阻上消耗的功率等于每個(gè)串聯(lián)電阻消耗功率之和。電阻值越大，消耗的功率越大2.1.2 電阻的并聯(lián) （a）兩個(gè)電阻并聯(lián) (b) n個(gè)電阻并聯(lián) 圖2.1-3 并聯(lián)電路圖電阻并聯(lián)電路如圖2.1-3所示 當(dāng)只有兩個(gè)電阻相并聯(lián)的分流公式為： n 個(gè)電阻并聯(lián) 的等效總電阻的倒數(shù)等于個(gè)支路電阻倒數(shù)之和 ，即 并聯(lián)電阻所分得的電流和其電阻值成反比，即電阻越大分得的電流越小2.1.3電阻的混聯(lián) 電阻電路中既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為電阻的串并聯(lián),也稱為混聯(lián)。如圖2.1-5所示 圖2.1-5 電阻

15、的混聯(lián)任務(wù)二 測量分析三角形、星形電阻電路星形電阻電路a)和三角形電阻電路b)轉(zhuǎn)換公式：1、三角形聯(lián)接等效變換為星形聯(lián)接的公式為2、星形聯(lián)接等效變換為三角形聯(lián)接的公式為（2.1-1）（2.2-2） 支路電流法是以支路電流作為電路的變量，亦即未知量，直接應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律，列出與支路電流數(shù)目相等的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程和獨(dú)立回路電壓方程，然后聯(lián)立解出各支路的電流的一種方法。從而進(jìn)一步求出其他待求量。 任務(wù)三 測量分析支路電流方法和步驟：（1）根據(jù)電路的支路數(shù)m，確定待求的電流，選定并在電路圖上標(biāo)出各支路電流的參考方向，作為列寫電路方程的依據(jù)。（2）根據(jù)基爾霍夫電流定律列出獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方

16、程。（若電路有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，就能列出n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)方程）。（3）根據(jù)基爾霍夫電壓定律列出獨(dú)立回路方程。（電路的獨(dú)立回路數(shù)就是網(wǎng)孔數(shù)）。（4）將獨(dú)立方程聯(lián)立求解，得到各支路電流。如果支路電流的值為正，則表示實(shí)際電流方向與參考方向相同。（5）根據(jù)電路的要求，求出其他待求量。例2.3-1 試用支路電流法求圖2.3-1電路中各支路電流。圖2.3-1 例2.3-1圖任務(wù)四 測量分析網(wǎng)孔電流 網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流作為電路的變量，亦即未知量，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列網(wǎng)孔電壓方程，然后聯(lián)立解出網(wǎng)孔電流的一種方法。從而進(jìn)一步求出其他待求量。 網(wǎng)孔電流是一個(gè)假想沿著各自網(wǎng)孔內(nèi)循環(huán)流動的電流，在實(shí)際電路中是不存在的，

17、然而它是一個(gè)非常有用的用于計(jì)算的量。從網(wǎng)絡(luò)直接列寫網(wǎng)孔電流方程的規(guī)則為自電阻本網(wǎng)孔的網(wǎng)孔電流 +互電阻相鄰網(wǎng)孔的網(wǎng)孔電流= 本網(wǎng)孔電壓源的代數(shù)和網(wǎng)孔電流的步驟為：1、確定網(wǎng)孔，并設(shè)定網(wǎng)孔電流繞行方向。2、列出網(wǎng)孔電流為未知量的網(wǎng)孔電壓方程。3、解方程求回路電流。4、根據(jù)網(wǎng)孔電流再求其他的待求量。例2.4-1 用網(wǎng)孔電流法求圖2.4-2所示電路中各支路電流。圖2.4-2 例2.4-1圖 任務(wù)五 測量分析節(jié)點(diǎn)電壓 對于節(jié)點(diǎn)較少而網(wǎng)孔較多的電路，用支路電流法和網(wǎng)孔電流法都比較麻煩，方程過多，不易求解。在這種情況下，如果選取節(jié)點(diǎn)電壓作為獨(dú)立變量，可使計(jì)算簡便得多 節(jié)點(diǎn)電壓法 從網(wǎng)絡(luò)直接列寫節(jié)點(diǎn)方程的規(guī)

18、則為： 自電導(dǎo)本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓 +互電導(dǎo)相鄰節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓= 流入本節(jié)點(diǎn)電流源電流的代數(shù)和用節(jié)點(diǎn)分析法分析網(wǎng)絡(luò)的步驟可歸納為（1） 選定參考節(jié)點(diǎn)；（2） 列節(jié)點(diǎn)電壓方程，并聯(lián)立求解出節(jié)點(diǎn)電壓； （3）根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓求出支路電壓或其他響應(yīng)； 例2.5-1 電路如圖2.5-2所示，已知IS1= 9A, IS 3=6A, G1=1S, G2=2S, G3=1S。試用節(jié)點(diǎn)分析法求電路中的電流 I 。圖2.5-2 例2.5-1電路圖任務(wù)六 疊加定理疊加定理的內(nèi)容是：在線性電路中，如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立電源（電壓源或電路源）共同作用時(shí)，則任意支路的電流或電壓，應(yīng)等于電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路

19、上產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。所謂獨(dú)立電源單獨(dú)作用，是指電路中僅一個(gè)獨(dú)立電源作用而其他電源都取零值，電壓源單獨(dú)作用時(shí)，電流源作開路處理，而電流源單獨(dú)作用時(shí)，電壓源作短路處理。 應(yīng)用疊加定理時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、疊加定理僅適用于線性電路，不能用于非線性電路。2、對電流和電壓的疊加時(shí)要注意其參考方向。3、疊加定理不能直接用來計(jì)算功率。4、所謂電源單獨(dú)作用，是指獨(dú)立電源作用時(shí)其他獨(dú)立電源取零值，取零值的電壓源用短路線代替，而取零值的電流源用開路代替。（注：疊加定理不局限于獨(dú)立電源逐個(gè)單獨(dú)作用后再疊加，也可以將電路中的獨(dú)立電源分成幾組，然后按組分別計(jì)算疊加）。5、受控源由于不是激勵(lì)，應(yīng)保留不變。 例2.

20、6-1 在如圖2.6-1（a）所示的電路中，已知US=12U，IS=6A，試用疊加定理求支路電流I 。 圖2.6-1 例2.6-1電路圖任務(wù)七 戴維南定理及其應(yīng)用 戴維南定理：任意一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)(或電路)N，如圖2.7-1（a）所示，可用一個(gè)理想電壓源及和一個(gè)線性電阻串聯(lián)的電路等效，如圖2.7-1（b）所示，其中理想電壓源的電壓等于該二端網(wǎng)絡(luò)N輸出端的開路電壓Uoc, 如圖2.7-1（c）所示，串聯(lián)電阻R0等于將該二端網(wǎng)絡(luò)N 內(nèi)所有理想源置零（電壓源看成短路，電流源看成開路）時(shí)從網(wǎng)絡(luò)兩端看進(jìn)去的電阻，如圖2.7-1（d）所示。2.7.1 戴維南定理分析圖2.7-1 戴維南定理 (a) (

21、b) (c) (d) 例2.7-1 圖2.7-2（a）所示電路中，已知US=12V, IS = 4A, R1= R3=6, R2=3,試求電路a、b端的戴維南等效電路。 (a) (b) (c)圖2.7-2 例2.6-1電路圖2.7.2最大功率傳輸定理 在測量、電子和信息系統(tǒng)中，常常遇到電阻負(fù)載怎樣才能從電源獲得最大功率的問題，即最大功率傳輸問題。圖2.7-3最大功率傳輸問題在圖2.7-3中，負(fù)載電阻RL吸收的功率為當(dāng)RL=0 或RL=時(shí)，P=0，所以RL為(0，)區(qū)間中的某個(gè)值時(shí)可獲得最大功率，即 可得： 因此，“在負(fù)載電阻RL與信號源內(nèi)阻R0相等的條件下，負(fù)載電阻RL可獲得最大功率”這就是最

22、大功率傳輸定理，此時(shí)稱負(fù)載電阻RL與信號源達(dá)到最大功率匹配，負(fù)載電阻RL獲得的最大功率為 （2.7-2） 求解最大功率傳輸問題的關(guān)鍵是求信號源的戴維南等效電路。 例2.7-2電路如圖2.7-4（a）所示，試求電阻RL為何值時(shí)可獲得最大功率，此最大功率為多少？ 圖2.7-4例2.1-6圖電路分析基礎(chǔ)模塊三模塊三 測量分析動態(tài)電路教學(xué)要求 1、掌握電容和電感的伏安特性。 2、掌握測量含有動態(tài)元件電路的電流、電壓的變化過程，并能畫出其變化曲線。 3、理解換路定理。 4、能運(yùn)用一階三要素法求解一階電路。任務(wù)一 電容元件和電感元件圖3.1-1 電容元件 3.1.1 電容元件電容元件是實(shí)際電容器的理想化模

23、型。其電路符號如圖3.1-1所示。電容元件的電荷電壓關(guān)系可以在平面上的一條曲線來表示，該曲線稱為庫伏特性曲線。 圖3.1-2電容元件的q-u特性曲線 若規(guī)定電容元件上電壓的參考方向有正極性指向負(fù)極性，則任意時(shí)刻正極板上的電荷與其兩端的電壓有如下關(guān)系式： （3.1-1） 當(dāng)極板間電壓變化時(shí)，極板上的電荷也隨之改變，則在電路上會產(chǎn)生電流，若取電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向，則有：（3.1-2） 1、任何時(shí)刻，線性電容元件的電流只與該時(shí)刻電壓的變化率成正比，而與此時(shí)的電容電壓無關(guān)。若電壓恒定不變，其電流必為零，這時(shí)電容相當(dāng)于開路，所以稱電容通交阻直流的作用；反之，若某一時(shí)刻電容電壓為零，但電容電壓的變化率

24、不為零，此時(shí)電容電流也不為零。2、電容的一個(gè)重要性質(zhì)：如果在某一時(shí)刻電容電流i為有限值，則其電壓變化率du(t)/dt也必然為有限值。這就說明該時(shí)刻電容電壓不可能發(fā)生跳變（也稱躍變），只能是連續(xù)變化的。3、電容在任一時(shí)刻的儲能只取決于該時(shí)刻的電容電壓值，而與該時(shí)刻電容電流值無關(guān)。且。電容在充電時(shí)，儲能增加；電容在放電時(shí)，儲能減少。所以電容元件是一個(gè)儲能元件而不是耗能元件。 電感元件是實(shí)際電感器的理想化模型，簡稱電感，其電路符號如圖3.1-5所示。電感元件的磁鏈電流關(guān)系可以在平面上的一條曲線來表示，該曲線稱為韋安特性曲線。3.1.2 電感元件圖3.1-5 電感元件 圖3.1-6電感元件的 特性曲

25、線 （3.1-7） 式中L稱為電感元件的電感（量）。單位為亨利，簡稱亨（H）。1亨利=1韋/安。實(shí)際電感器的電感很小，因此常用mH(10-3F）和H（10-6H）等較小的輔助單位。 當(dāng)通過電感線圈的電流發(fā)生變化是，磁場也相應(yīng)發(fā)生改變，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電感線圈要產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當(dāng)感應(yīng)電壓與電流參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，則感應(yīng)電壓為： （3.1-8） 取關(guān)聯(lián)參考方向，即兩者的參考方向符合右手螺旋定則的情況下，其和i的關(guān)系可寫成工字電感、片式電感、貼片電感、環(huán)形電感、色碼電感、大功率屏蔽電感1、任一時(shí)刻電感端電壓u取決于同一時(shí)刻電感電流的變化率di/dt，而與該時(shí)刻電流i的數(shù)值無關(guān)。若電流恒定不變，其電壓必為

26、零，這時(shí)電感相當(dāng)于短路；反之，若某一時(shí)刻電感電流為零，但電感電流的變化率不為零，此時(shí)電感電壓也不為零。2、若某一時(shí)刻電感電壓u為有限值，則其電流變化率di/dt也必然為有限值，這說明該時(shí)刻電感電流只能連續(xù)變化而不能發(fā)生跳變。3、任一時(shí)刻電感電流并不取決于同一時(shí)刻的電壓值，而是取決于從-到t所有時(shí)刻的電壓值，即與t以前電感電壓的全部歷史有關(guān)。因此電感也是一種“記憶元件”。 4、電感元件也是一個(gè)儲能元件而不是耗能元件。 任務(wù)二 換路定理及初始值 在電路理論中，把電路元件的連接方式或電路中參數(shù)的突然改變稱為換路，并認(rèn)為換路是瞬間完成的，常用開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電路的換路。換路后電路的響應(yīng)有一個(gè)逐步過渡的過程，

27、簡稱過渡過程或瞬態(tài)過程。動態(tài)電路分析（瞬態(tài)過程分析）即分析動態(tài)電路從換路時(shí)刻開始直到電路進(jìn)入新的穩(wěn)定工作狀態(tài)全過程的電壓、電流的變化規(guī)律。 3.2.1 換路定律 通常，換路瞬間設(shè)t=0，則換路前瞬間表示為t=0-，換路后瞬間表示為t=0+。因此，換路定理表述為： （3.2-1） 注意：1)應(yīng)用換路定理時(shí)，必須保證電路在換路瞬間電容電流、電感電壓為有限值。2) 除電容電壓、電感電流外電路其它變量在換路瞬間可能發(fā)生跳變，即其0+值可以不同于0-值。（1）畫t=0-時(shí)刻的等效電路圖，這個(gè)狀態(tài)是t0階段的穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)電路中電容看作開路,電感看作短路，求出換路前t=0- 瞬間電路的儲能狀態(tài)表現(xiàn)為uC

28、(0- )或iL (0- )。根據(jù)換路定理知道：uC (0+ )= uC (0- )，iL (0+)= iL (0- )。（2）畫t=0+時(shí)刻的等效電路圖，若uC (0+ )= uC (0- )=US0，則電容用一個(gè)電壓為US的電壓源去代替；若uC (0+ )= uC (0- )=0，則電容相當(dāng)于短路。若iL (0+)= iL (0- ) =IS0，則電感用一個(gè)電流為IS的電流源去代替；若iL (0+)= iL (0- ) =0，則電感相當(dāng)于開路。利用前面在電阻電路中介紹的各種方法去求出其他支路的電流、電壓的初始值。3.2.2 初始值例3.2-1電路如圖3.2-1（a）所示，t =0 時(shí)開關(guān)K 閉合，開關(guān)閉合前電路已經(jīng)穩(wěn)定。試求：i (0+) 。 （a） (b) (c) 圖3.2-1 例3.2-1圖 (b) t=0-等效電路 （c）t=0+等效電路 例3.2-2 電路如圖3.2-2（a）所示，開關(guān)k打開前電路已處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)t= 0 時(shí)，開關(guān)打開。求初始值ic (0+)、uL(0+)、i1 (0+)、 和 。 （a） （b） (c) 圖3.2-2 例3.2-2圖任務(wù)三 一階電路三要素法的分析在一階的RC或