0509《电路基础》2018年6月期末考试指导
发布时间:2023-11-20 08:11:30浏览次数:470509《电路基础》2018 年 6 月期末考试指导一、考试说明(一)考试说明满分为 100 分,考试时间为 90 分钟,考试形式为闭卷。(二)试卷包含的题型及各题型相应的答题技巧1. 单项选择题答题技巧:在每道题可能的答案中选择出最正确的答案,注意答案只有一个。2. 判断题答题技巧:关注概念、定义等内容。3. 填空题答题技巧:填空题大家要细心,多关注简单计算。4. 简答与分析题答题技巧:需要答出与问题相关的重要知识点(即讲义与课件中的知识点),如需要,可对相关内容展开简单阐述。5. 计算题答题技巧:计算题公式要用对,细心作答。二、重要知识点第 1 章 电路模型和电路定律1.电路的基本概念电路的 3 个基本组成部分:电源、负载、中间环节。由电气设备以各种方式连接组成的总体称为电路。电路(电网络)是互相连接起来的电源与负载的总体,电流能在其中流通。电路中存在三种基本电磁效应。 2.电路变量(1)电流强度: i--安培(A),q--库仑(C),t--秒(S) i(t )=dq (t )/dt电流 i (直流电流可记为 I)电流方向:正电荷移动的方向。电流参考方向:人为假定的电流正方向。欧姆定律:在同一电路中,通过某一导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。(2)电压 u (直流电压可记为 U)电压大小: u--伏特(V),w--焦耳(J),q--库仑(C)u(t )=dw(t )/dq电压真实方向的习惯规定:从高电位指向低电位(3)某二端电路的电功率(简称功率)是该二端电路吸收或产生电能的速率。 p--瓦特(W),w--焦耳(J),t--秒(S)
线性动态电路的叠加原理:一阶电路的零输入响应与原始状态成正比。单电源电路的零状态响应与该电源成正比。全响应等于零输入响应与零状态响应的叠加。若电路中含有多个独立电源和多个储能元件,则电路中任一电流或电压响应等于各独立源以及各储能元件原始状态单独作用时该响应的叠加。3.复杂一阶电路的分析方法分解分析法:将换路后一阶电路分为电阻网络 N1 和动态元件两部分。将 N1 用戴维南定理化简,得简单一阶电路。求解简单一阶电路,得 uc(t) 或 iL(t) 。回到原电路,将电容用一电压源(其值为 uc)置换,或将电感用一电流源(其值为 iL)置换,求出电路其余变量。三要素法:
对恒定电源作用下的一阶电路可用三要素法求解。三要素是指待求变量的初值、稳态值和时间常数。三要素公式:设某一阶电路在 t=0 时换路,换路后电路中电源为恒定值(或无电源), x是该电路中的任一电流或电压变量,有x (t )=x (∞)+[ x (0+)−x (∞)] e−t /τ(t≥0 ),其中,x(¥)是 x 的稳态值,x(0+)是 x 的初值,τ 是电路的时间常数。 4.正弦激励下一阶电路的响应在实际电路中,除直流电源外,另一类典型的激励是随时间按正弦(或余弦)规律变化的电源。在这种激励下一阶电路的响应可以参考讲义。第 7 章 二阶电路1.二阶电路概念包含一个电容和一个电感,或两个电容,或两个电感的动态电路称为二阶电路。 2.二阶电路零输入响应过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、零阻尼的相关计算请参考讲义。零阻尼情况下,电路响应为等幅振荡的正弦函数, w0 称为无阻尼振荡角频率。电场和磁场不断进行着完全的能量交换,但总能量并不减少,任一时刻的电路总能量都等于电路的初始储能。3.恒定电源作用下 RLC 串联电路的全响应详细分析方法与计算方法请参考讲义。第 8 章 相量法基础1.正弦电压和电流交流电路:电压或电流是时间的周期性函数,一周期内平均值为零.正弦交流电路:电压或电流是时间的正弦函数.随时间按正弦规律变化的电压和电流称为正弦电压和电流(有时又称为交流电压和电流)它们的瞬时值可用时间 t 的 sin 函数或 cos 函数表示。列正弦电压(电流)瞬时值表达式时,一定要先给出其参考方向。表达式和参考方向一起可确定正弦电压(电流)任一时刻的真实方向。正弦交流电的三要素:Im 幅值(最大值) ;ω 角频率, ω= 2πf ,单位:弧度 / 秒 f:频率(赫兹、周 / 秒),T:周期(秒),T=1/f;yi 初相位, (ωt+yi) 相位(弧度、度)相位差:qi 是 t = 0 时刻 i 的相位,称为初相位(初相角)单位:弧度、度。由于 cos 函数是周期函数,故 qi 是多值的,一般取 |θi|≤π周期交流电的有效值:周期交流电流 i(t)流过电阻 R 时,在一个周期内消耗的能量等于某一大小的直流电流 I 在同一电阻相同时间内消耗的能量。称这一直流电流 I 为交流电流 i(t)的有效值。2.正弦量的相量表示一个正弦量的相量是复常数,其模是该正弦量的有效值,其辐角是该正弦量的初相位。若给定正弦量的角频率,则正弦量和其相量之间是一一对应的关系。 相量的运算规则即复数的运算规则。相量也可用向量表示,称为相量图。 正弦量为相量在虚抽上的投影,余弦量为相量在实轴上的投影。注意掌握电路定理的相量表示法。
第 9 章 正弦电流电路分析1.阻抗和导纳2.R、L、C 元件的阻抗3.用相量法分析正弦稳态电路的步骤画出原电路的相量模型;分析相量模型(可用各种分析方法),求出待求电流、电压的相量;给出原问题的解(写出待求电流、电压的时间表达式或回答其它问题)。3.正弦交流电路的功率瞬时功率 p 定义为能量对时间的导数, 是由同一时刻的电压与电流的乘积来确定的。亦即p(t)=dwdt=u(t )⋅i(t )如果 u(t)和 i(t)的参考方向一致,则 p(t)就是流入元件或网络的能量的变化率, p(t)称为该元件或网络所吸收的功率。因此, p(t)> 0,就表示能量确实流入元件或网络; p(t)< 0,就表示能量实际上流出元件或网络。有功功率(平均功率): 平均功率指瞬时功率在一周期内的平均值,又称为有功功率,简称为功率。
平均功率表示电路吸收或产生电功率的平均速率。视在功率:单口网络的视在功率 S = UI4.RLC 串联电路电流、电压、阻抗计算公式请参考讲义端口性质:5.RLC 并联电路电流、电压、导纳计算公式请参考讲义电流关系:端口性质:6.正弦交流电路的功率有功功率(平均功率): 平均功率指瞬时功率在一周期内的平均值,又称为有功功率,简称为功率。平均功率表示电路吸收或产生电功率的平均速率。功率因素:
无功功率:电阻不吸收无功功率,电感吸收正值的无功功率,电容吸收负值的无功功率。7.正弦稳态最大功率传递定理
第 10 章 电路的频率响应1.电路的谐振现象谐振现象是交流电路中的一种特殊现象,当电源频率和电路参数满足一定条件时,会产生谐振。对谐振现象的研究在电力系统,信号处理,无线通信等领域有着重要意义。 网络 N0中含有电感和电容,一般情况下,其端电压 和端电流 不同相位。但在某一特定频率下二者可达到同相位,称电路在该频率下发生谐振。通常采用的谐振电路有三种:即 RLC 串联谐振电路,RLC 并联谐振电路和耦合谐振电路。电路的谐振条件、谐振频率与谐振角频率计算可以参考讲义。2.串联谐振品质因数与特性阻抗第 11 章 耦合电感和理想变压器1.互感和互感压降ψ11=L1i1, ψ21=M21i1 ψ22=L2i2, ψ12=M12i2y11、 y22为自感磁通链,y21、 y12为互感磁通链。L1、L2分别为线圈 1 和线圈 2 的自感,M21、 M12为耦合电感的互感。可以证明 M21=M12=M。第 1 个线圈总的磁通链为 y1= y11+ y12=L1 i1+M i2第 2 个线圈总的磁通链为 y2= y22+ y21 =L2 i2+M i12.耦合系数
3.理想变压器理想变压器是人为定义的理想化的耦合元件。理想变压器的定义(VAR):u2(t )=n u1(t ) i2(t )=−(1/n) i1(t ),其中 n 称为理想变压器的变比。理想变压器的 VAR 是代数方程,为无记忆元件理想变压器是无源元件、无损耗元件、非储能元件。 三、重点习题一、单项选择题1、已知空间有 a、b 两点,电压 Uab=10V,a 点电位为 Va=4V,则 b 点电位 Vb为( )A、6V B、-6V C、14V2、在正弦交流电路中,电感元件的瞬时值伏安关系可表达为( )A、u=iXL B、u=jiωL C、u=Ldidt3、已知i1=10 sin(314 t+90 ° )A,i2=10 sin (628t +30 °)A,则( )A、i1超前 i260° B、i1滞后 i260° C、相位差无法判断4、已知电路复阻抗 Z=(3-j4)Ω,则该电路一定呈( )A、感性 B、容性 C、阻性5、每只日光灯的功率因数为 0.5,当 N 只日光灯相并联时,总的功率因数( )A、大于 0.5 B、小于 0.5 C、等于 0.5
6、两互感线圈顺向串联时,其等效电感量 L顺=( )A、L1+L2−2 M B、L1+L2+M C、L1+L2+2 M7、发生串联谐振的电路条件是( )A、ω0LR B、f0=1√LC C、ω0=1√LC8、两互感线圈同侧相并时,其等效电感量 L同=( )A、L1L2−M2L1+ L2−2 M B、L1L2−M2L1+ L2+2 M2 C、L1L2−M2L1+ L2−M2二、判断题1、电功率大的用电器,电功也一定大。 ( )2、理想电压源和理想电流源可以等效互换。 ( )3、电阻元件上只消耗有功功率,不产生无功功率。 ( )4、正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和相位。 ( )5、从电压、电流瞬时值关系式来看,电感元件属于动态元件。 ( )6、串联电路的总电压超前电流时,电路一定呈感性。 ( )7、视在功率在数值上等于电路中有功功率和无功功率之和。 ( )8、谐振电路的品质因数越高,电路选择性越好,因此实用中 Q 值越大越好。 ( )三、填空题1、______定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系,与电路的连接方式无关;________定律则是反映了电路的整体规律。2、电阻均为 9Ω 的 Δ 形电阻网络,若等效为 Y 形网络,各电阻的阻值应为 Ω。3、当复杂电路的支路数较多、回路数较少时,应用______电流法可以适当减少方程式数目。这种解题方法中,是以_______电流为未知量,直接应用 定律求解电路的方法。4、在进行戴维南定理化简电路的过程中,如果出现受控源,应注意除源后的二端网络等效化简的过程中,受控电压源应_________处理;受控电流源应_________处理。5、理想并联谐振电路谐振时的阻抗Z =_______,总电流等于_______。6、互感电压的正负与电流的 及_______端有关。7、R、L、C 并联电路中,测得电阻上通过的电流为 3A,电感上通过的电流为 8A,电容元件上通过的电流是 4A,总电流是 A,电路呈 性。四、简答与分析题
1、额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯,能否串联使用?2、感抗、容抗和电阻有何相同?有何不同?3、如图 4-3 所示电路,试画出 ab 端诺顿等效源。图 4-3五、计算题1、图 5-1(a)所示,设电压图 5-1(b)所示,求出电流 i。图 5-12、如图所示电路,原已处于稳态,在 t=0 时刻开关 K 闭合,求 t0 时的 iL2(t)。 (t=0闭合) K 5A 1H 2Li 6 2H 4 图 5-2四、重点练习题参考答案(答案仅供参考)一、选择题1、B2、C 3、C 4、B
p(t )=dw (t )/dt功率的计算:设 t 时刻电流和电压真实方向如图dt 时间内由 a 到 b 正电荷为 电荷失去的能量(即电路所吸收的能量)为 dw=u(t ) dq=u(t )i(t ) dt该时刻该电路吸收电能的速率(电功率)为p(t )=dw /dt=u(t ) i(t )3.电路计算基本量及单位电流(安培) 1 安培=1 库仑/秒,1A=103 mA= 106μA 电压(伏特) 1 伏特=1 焦尔*1 库仑, 1V=103 mV= 106μV电功率(瓦特) 1 瓦特=1 安培*1 伏特, 1KW=103 W电能(焦尔) 1 焦尔=1 瓦特*秒1 度= 1 千瓦小时( KW×h)=3.6×106 J4.基尔霍夫定律(1)基尔霍夫电流定律(KCL)电路中任一节点电流的代数和为零。流出节点的电流取正号,流入节点的电流取负号。(2)基尔霍夫电压定律(KVL)电路任一闭合回路中各支路电压(元件电压)的代数和为零。支路(元件)电压方向与回路绕行方向一致时取正号,相反时取负号。5.电阻电路的(理想)元件(1)电阻元件二端电路元件(一端口元件)电阻性元件:任一时间的电压和电流之间构成确切代数关系 简单情况:伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系,当电压电流成比例时(特性为直线),称为线性电阻,否则称为非线性电阻。特性曲线与方程u=Ri R:电阻 i=Gu G:电导 (2)独立电源元件独立电压源:独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的电压,与流过电压源的电流无关。 电压源的常用符号,Us 表示电压源从正到负有 Us 伏压降。非零电压源不能直接短路,两个不等值的电压源不能并联。当电压源数值 Us = 0 时,相当于一根短路线。独立电流源:独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的电流,与电流源端部电压无关。电流源的常用符号,Is 表示电流源端部流出的电流值。非零电流源不能开路 ,两个不等值的电流源不能串联。当电流源数值 Is = 0 时,相当于电路开路。(3)受控源元件
5、C 6、C 7、C8、A二、判断题1、 X 2、 X 3、 4、 X 5、 6、 7、 X 8、 X三、填空题:1、欧姆,基尔霍夫2、33、回路,假想的回路,KVL4、短路,开路5、∞,0 6、方向,同名7、5,感四、简答与分析1、答:不能,因为这两个白炽灯的灯丝电阻不同,瓦数大的灯电阻小分压少,不能正常工作,瓦数小的灯电阻大分压多易烧。。2、答:感抗、容抗在阻碍电流的过程中没有消耗,电阻在阻碍电流的过程中伴随着消耗 ,这是它们的不同之处,三者都是电压和电流的比值,因此它们的单位相同,都是欧姆。3、 先求 a,b 两端的开路电压 UOC,短路电流 ISC。设开路电压 UOC,图中标 a,b,c,d 点,选 b 点为接地Vd=6V, Va=UOC,a,c 点电位方程
求解得 UOC=15V将 ab 短路,设短路电流 ISC及 I1,I2 参考电流参考方向如图,选 b 为接地点Vd=6VI1 = Vd/12 = 0.5AI2 = Vc/3 = 7A由 KCL 求得,ISC= I1 + I2 = 7.5A等效电阻 Ro=UOC/ ISC=2ab 端的诺顿等效源如下图 7.5 A a b 2 五、计算题1、解:2、解:三要素法 0t时 5A 2(0 )Li 6 4 2(0 ) 3Li At ¥时
22( ) 512( ) 5 2LtLi ALRi t e¥ 说明:本考试指导只适用于 201803 学期 6 月期末考试使用,包括正考和重修内容。指导中的章节知识点涵盖考试所有内容,给出的习题为考试类型题,习题答案要点只作为参考,详见课程讲义或笔记。如果在复习中有疑难问题请到课程答疑区提问。最后祝大家考试顺利!
受控电源是一些实际电路器件的理想化模型,它们的输出电压和电流受到电路中其它部分电压或电流的控制,故称非独立电源。受控电源分受控电压源和受控电流源,它为四端元件。 四种形式:电压控制电压源 Voltage Control Voltage Source(VCVS)电流控制电压源 Current Control Voltage Source(CCVS)电压控制电流源 Voltage Control Current Source(VCCS)电流控制电流源 Current Control Current Source(CCCS)6.电阻的串并联(1)电阻的串联总电阻:R=R1+R2+⋯+Rn分压公式:uk=RkRu(3)电阻的并联总电导和电阻:G=G1+G2+⋯+Gn R=1G=11/R1+1/ R2+⋯+1/ Rn分流公式 :ik=GkGi两电阻并联:i1=R2R1+R2i i2=R1R1+R2i(3)由一个电源和若干电阻组成,从电源端看进去,电阻是串、并联结构。求解步骤:求总电阻;求总电流或电压;用分流、分压公式求各元件电流和电压。7.两点间电压的计算方法 1:任取电路中某点为零电位点,则其余各点与该点的电压称为各点的电位。电路中任两点的电压等于这两点的电位之差方法 2:电路中 a、b 两点间的电压 Uab 等于从 a 至 b 任一路径上所有支路电压的代数和。若支路电压参考方向与路径方向一致,则取正号;否则取负号。第 2 章 电阻电路的等效变换 1.单口网络与等效单口网络将电路 N 分为 N1 和 N2 两部分,若 N1 、 N2 内部变量之间无控制和被控的关系,则称N1 和 N2 为单口网络(二端网络)。一个单口网络对电路其余部分的影响,决定于其端口电流电压关系(VAR)。 若网络 N 与 N¢ 的 VAR 相同,则称该两网络为等效单口网络。将电路中一个单口网络用其等效网络代替(称为等效变换),电路其余部分的工作状态不会改变。2.等效变换对不关心的部分电路而言,力图用较简单的结构代替原来比较复杂的结构(复杂问题简单化)。对所关心的部分电路(未变换部分)而言,作用效果相同。3.单口网络端口伏安关系(VAR)的求取将单口网络从电路中分离出来,标好其端口电流、电压的参考方向;假定端电流 i 已知
(相当于在端口接一电流源),求出 u = f (i) 。或者,假定端电压 u 已知(相当于在端口接一电压源),求出 i = g (u) 。 4.不含独立源单口电阻网络的等效电阻可以证明,不含独立源单口线性电阻电路的端电压和端电流之比为一常数。电路中可以含受控源,和独立源一样是有源元件。受控源不是激励源,如果没有独立源,受控源的电压电流都为 0。不含独立源单口线性电阻网络的等效电阻(输入电阻)为:Ri=ui5.电压源的串联、并联电压源的串联:us=us1+us 2+⋯⋯+usK电压值相等的电压源可作极性一致的并联,电压值不相等的电压源不允许并联。6.电流源的并联、串联电流源的并联 :is=is1+is2+⋯⋯+isK电流值相等的电流源可作方向相同的串联,电流值不相等的电流源不允许串联。7.电压源和电流源的等效替换对于任意变化的负载电阻 R,若 RS 和 US 电路时的电压电流与 RS 和 IS 电路时完全一样,则在电路计算时,RS 和 US 电路(电压源电路)与 RS 和 IS 电路(电流源电路)可等效替换。8.含受控源电路的等效变换在分析含受控源的电路时,也可用以上各种等效变换方法化简电路。但要注意:变换过程中不能让控制变量消失。控制变量与受控源都一起被等效替换第 3 章 线性电阻电路的一般分析法 1.常用的线性电阻电路分析方法支路电流法、回路电流法、网孔电流法、节点电压法。2.求解电路的依据求解电路中的 n 个变量(电流,电压)需要 n 个独立的方程组成的方程组。独立方程组:任何一个方程不能由方程组中其它方程运算得到。 每个方程有新变量一定独立 两类约束条件:元件伏安特性方程:与元件的连接无关;KCL,KVL:与元件无关,只关心元件的互连方式 3.支路分析法2b 法:以支路电流和支路电压为变量列方程求解电路。若电路有 b 条支路,则共有 2b 个变量。支路电流法:以支路电流作为未知量,直接应用 KCL 和 KVL 建立电路方程,然后求解所列的方程组解出各支路电流,这种方法称为支路电流法。电路节点数为 n;支路数为 b;为求 b 个支路电流,必须有 b 个独立方程。4.节点分析法1)以节点电压作为独立变量,建立节点电压方程,求解节点电压再确定支路电流,称为节点电压法。电位: 相对于参考点间的电势能。电压: 两点之间电位差。2)弥尔曼定理当电路只包含两个节点时,若设节点 2 为参考节点,则节点 1 的电压表达式可由节点法直
接列写为:1 41 4412131 1 1SSSU UR RRIUR R 一般表达式:( )Sj j SKNiIUGU G 5.网孔分析法沿网孔连续流动的假想电流称为网孔电流。任一支路电流等于流经该支路的网孔电流的代数和。以网孔电流为变量列方程求解电路的方法称为网孔分析法。支路电流法直接应用 KCL,KVL 解电路,很直观,其电路方程个数为支路数 b。但是当支路数很多时,必须建立 b 个方程,求解工作量颇大。 网孔电流法分析解决问题的出发点是:对于电路中实际流动的支路电流,用一组假设的网孔电流来替代。以网孔电流作为独立变量求解,然后求取支路电流,这种方法称为网孔电流法。 6.回路分析法回路电流法是以选定的回路电流作为变量来分析计算电路的一种方法;当电路存在电流源时(不全在外部周界上),用回路电流法解题比网孔法方便;回路电流法在选择独立回路时,一般选择单连支回路,通过选择特定的树可简化存在电流源电路的计算;选择单连支回路电流作为求解变量,建立的回路电压方程必定是独立方程;网孔电流法是回路电流法的一种特殊情况。以上方法要会应用,会解题。可以参考讲义中的例题第 4 章 电路定理1.叠加定理由线性电阻元件、线性受控源及独立源组成的电路为线性电阻电路。若某线性电阻电路有唯一解,则该电路中任一支路电流和电压均可表示为电路中所有独立源的线性组合。线性电路中任一支路电流(电压)等于各个独立源分别单独作用情况下所产生电流(电压)之代数和。 这里分别单独作用是指:电路中其余电压源短路,其余电流源开路。 2.线性电路的性质线性电路的可加性(叠加定理):若某线性电阻电路有唯一解,则该电路中任一电流或电压响应是电路中各独立源单独作用时所产生的该响应的代数和。线性电路的齐次性:有唯一解的线性电阻电路中,当所有独立源都变化至原数值的 K 倍时(K 为实常数),任一电流或电压响应也将同样变化至原响应的 K 倍。若电路中只有一个独立源,则任一电流或电压响应与该电源成正比。3.线性定理线性电路中,当只有一个独立电压源或一个独立电流源作用时,输出响应(支路电压或电流)与电源成正比。4.替代定理一个有唯一解的电阻电路 N,若已知其中一个单口网络 NK的端口电压 uk = a (或已知其端电流 ik = b ),用一个电压值为 a 的电压源(或一个电流值为 b 的电流源)置换该单口
网络 NK ,若置换后的电路也有唯一解,则置换前后电路其余部分的电流和电压值保持不变。 若一条支路电流(或电压)确定,则可以用一个等于该确定电流(或电压)的电流源(或电压源)替代,替代之后,其余部分的电流、电压仍保持不变,这就是替代定理。5.戴维南定理及应用任一线性有源一端口网络,对其余部分而言,可以等效为一个电压源 Uo 和电阻 Ro 相串联的电路, 其中: Uo :等于该一端口网络的开路电压,且电源的正极和开路端口高电位点对应; Ro :等于令该有源一端口网络内所有独立源均为零时所构成的无源一端口网络的等效电阻。开路电压 Uo :输出端开路,求开路电压;入端电阻的求法:加压法:电路中独立电源拿掉,即电压源短路,电流源开路,外加电压U 求输入电流 I ;开路短路法:先求开路电压和短路电流6.诺顿定理任一线性有源一端口网络 A,对其余部分而言,可以等效为一个电流源 Id 和一个电阻 Ro(电导 GO)相并联的电路,其中: Id 等于该一端口网络的短路电流; Ro 等于将所有独立源移去后所构成的无源一端口网络的等效电阻。 7.最大功率传递定理若含独立源的线性电阻单口网络 N 外接一个可变的负载电阻 RL ,当 RL 变到与网络 N 的戴维南(或诺顿)等效电阻 R0 相等时,网络 N 传递给负载的功率为最大。该最大功率为:pmax=uoc24 R0或pmax=isc2R04。其中 uoc 、 isc为网络 N 的开路电压和短路电流。以上定理需要会应用,会计算。第 5 章 电容元件与电感元件1.电容元件电容元件是体现电场能量的二端元件,用字母 C 来表示,单位为法拉 (F)。 电容元件的定义:一个二端元件,如果在任一时刻 t,它的电荷 q(t) 同它的端电压 u(t)之间的关系可以用 u-q 平面上的一条曲线来确定,则此二端元件称为电容元件。 电容元件的串并联、电容的定义式、电容元件的特点可以参考讲义。2.电感元件电感元件的定义:一个二端元件,如果在任一时刻 t,它的电流 i(t) 同它的磁链 ψ(t) 之间的关系可以用 i- ψ平面上的一条曲线来确定,则此二端元件称为电感元件。电感元件的串并联、电感的定义式、电感元件的特点可以参考讲义。3.动态电路包含至少一个动态元件(电容或电感)的电路为动态电路。含有一个独立的动态元件为一阶电路。(电路方程为一阶常系数微分方程)含有二个独立的动态元件为二阶电路。(电路方程为二阶常系数微分方程)4.换路、暂态与稳态的概念换路:电路结构或参数发生突然变化。稳态:电路微分方程解中的暂态分量已衰减到零。有两类稳态电路:直流稳态电路:电路中电流电压均为恒定量。
正弦稳态电路:电路中电流电压均为正弦交流量。暂态:电路换路后从一种稳态到另一种稳态的过渡过程。5.动态电路的初始状态与初始条件t0+ 和 t0-:若电路 在 t0 时刻换路,则 t0- 为换路前的一瞬间; t0+ 为换路后最初的一瞬间(称为换路后的初始时刻)。 原始状态:电容电压和电感电流为电路的状态变量。t0- 时刻的电容电压和电感电流值为电路的原始状态,它们反映了换路前电路所储存的能量。 t0- 时刻的电容电压和电感电流值为电路的原始状态,它们反映了换路前电路所储存的能量。 初始状态:t0+ 时刻的电容电压和电感电流值为电路的初始状态。初始条件:求解电路微分方程所需 t0+ 时刻各电流电压值。初始条件的确定可以参考讲义。6.电路的换路定则由于公式不方便编辑,详情可以参考讲义第 6 章 一阶电路分析1.一阶电路的零输入响应若换路后电路中无电源,则电路中的响应称为零输入响应,零输入响应由原始储能产生。一阶 RC 电路的零输入响应 一阶 RL 电路的零输入响应
2.时间常数一阶 RC 电路中,令 τ = RC,称为该电路的时间常数。τ 的单位:秒。一阶 RL 电路中,令 τ = L/R,称为该电路的时间常数。τ 的单位:秒。3.一阶电路的全响应与叠加定理若电路既有电源,又有原始储能,则电路中响应称为全响应,全响应由电源和原始储能共同产生。恒定电源作用下一阶 RC 电路的全响应;
恒定电源作用下一阶 RL 电路的全响应。