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电路学习报告
电路学习报告
作者：
时间：
2010年8月1日
一.基本概念
1.电路理论中涉及的物理量
名称
符号
常用单位
电流
I
A（安培）
电压
U
V（伏特）
电荷
Q
C（库仑）
磁通
Wb（韦伯）
磁通链
Wb（韦伯）
电功率
P
W（瓦特）
电能量
W
J（焦耳）
电阻
R
（欧姆）
电容
C
F（法拉）
电感
L
H（亨利）
2.电功率：
3.电路元件的分类
4.一对端子开路相当于接
的电阻或者G=0的电导；短路相当于接R=0的电阻或者
的电导
5.几种主要的电路元件
（1）电阻
功能：
将电能转化为热能
常用单位：
（欧姆）
关联参考方向下的理想模型：
线性电阻是无源元件，伏安特性为过原点的直线
特点非线性电阻模型：
时变电阻元件：
（2）电容
功能：
储存电荷或电场能量
原理：
在极板上加电压—极板上聚集正负电荷—在介质中建立电场
常用单位：
F（法拉）
电流：
电压：
关联参考方向下的模型
吸收的功率：
任意时刻t储存的能量：
特点：
无源元件，隔断直流
（3）电感
功能：
反映电流产生磁通和磁场能量储存的物理现象
原理：
线圈通电流—若产生的磁场随时间变化—线圈中感应电压
常用单位：
H（亨利）
电压：
电流：
关联参考方向下的模型吸收的功率：
从
到t时间内吸收的能量：
特点：
无源元件
（4）电压源
性质：
二端有源理想元件
电压：
，与外电路无关
非关联参考方向下的模型电流：
大小由外电路决定
发出的功率：
直流电压源：
为恒定值
常用分类正弦电压源：
随时间正弦变化，由
描述
（5）电流源
性质：
二端有源理想元件
电流：
，与外电路无关
非关联参考方向下的模型电压：
大小由外电路决定
发出的功率：
常用的分类直流电流源：
为恒定值
正弦电流源：
随时间正弦变化，由
描述
（6）受控电源
功能：
反映某一处电路变量与另一处电路变量之间的耦合关系
电压控制电压源：
VCVS
电压控制电流源：
VCCS
分类
电流控制电压源：
CCVS
电流控制电流源：
CCCS
6.电阻的等效变换
（1）串联
等效电阻：
分压公式：
（2）并联
等效电导：
分流公式：
（3）混联：
综合串联与并联的规律
（4）
变换
7.理想电源的等效变换
用一个电压源替代n个电压源的串联：
用一个电流源替代n个电流源的并联：
用其中任一电压源替代若干个电压相等极性一致的并联电压源
用其中任一电流源替代若干个电流相等方向一致的串联电流源
8.实际电源等效为电压源和电阻串联或者电流源与电导并联
9.输入电阻：
可通过串并联化简或电压、电流法求得
10.图的几个概念
图G：
结点和支路的一个集合
连通图：
当G的任意两个结点之间至少存在一条路径时称之
树：
包含G的全部结点和部分支路，而其本身连通且不包含回路的一个集合
树支：
树中包含的支路
连支：
除树支以外的其它支路（对应于该树而言）
基本回路（单连支回路）：
除所加的一个连支外均由树支组成的回路
平面图：
若画在平面上能使其各条支路除连接的结点外不再交叉的图
网孔：
在平面图上限定的区域内不再有支路的自然的“孔”
11.运算放大器
特点：
高增益、高输入电阻、低输出电阻
外特性：
工作状态：
开环或闭环
理想情况下：
虚短、虚断
实际情况：
A为有限值且随频率的增高而下降
常见运用比例器（倒向放大器）
电压跟随器，可以起前后级的隔离作用
12.动态电路的特征：
当电路结构或元件的参数变化时，可能使电路改变原来的工作状态，经过一个过渡过程，转变到另一个工作状态
13.零输入响应：
动态电路在没有外施激励时，由电路中动态元件的初始储能引起的响应
14.零状态响应：
电路在动态元件初始储能为零时由外施激励引起的响应
15.全响应：
非零初始状态的电路受到外施激励时的响应，由初始值、特解、时间常数决定
表达式：
全响应=零输入响应+零状态响应=稳态分量+瞬态分量
16.单位阶跃响应：
电路对于单位阶跃函数输入的零状态响应，与直流激励的响应相同
17.单位冲激响应
定义：
电路对于单位冲激函数输入的零状态响应
冲激函数的性质其对时间的积分等于单位阶跃函数
筛分性质
特点：
线性电路中，冲激响应为阶跃响应的一阶导数
18.正弦量的三要素：
振幅、角频率、初相位
重要性质：
正弦量乘以常数、微分、积分，同频率正弦量的代数和，其结果仍为一个同频率的正弦量
19.有效值的定义：
20.元件两端正弦电压和通过其的正弦电流之间的相位关系
电阻：
同相位
电容：
电压滞后电流
电感：
电压超前电流
21.正弦稳态电路的几个概念
阻抗：
端口的电压相量
与电流相量
的比值
导纳：
阻抗的倒数
22.阻抗与导纳的等效变换
，
其分压与分流关系在形式上与电阻的串联分压、电导的并联分流相似
23.正弦稳态电路的功率（U和I分别为电压和电流的有效值）
瞬时功率：
公式：
有功功率（平均功率）功率因数：
单位：
W
有功功率、无功功率、复功
无功功率：
，单位为Var率守恒，视在功率不守恒
复功率：
单位为
视在功率：
单位为
24.并联电容：
不改变有功功率，改变无功功率，使功率因素提高，提高了设备的利用率，
减少了输电线上的损耗
25.获得最大功率的条件
用戴维宁等效电路：
用诺顿等效电路：
一般方法：
令功率表达式的导数为零求解
26.谐振
定义：
由于感抗与容抗相互抵消而使端口上的电压与电流同相位的工作状况
电路图：
谐振角频率
串联谐振（电压谐振）参数频率
品质因数
特点：
Q值越大，通频带越窄，选择性越好
L和C两端的等效阻抗为0
分类
电路图：
谐振角频率
并联谐振（电流谐振）参数频率
品质因数
特点：
谐振时端电压最大，输入阻抗最大
27.磁耦合：
载流线圈之间通过彼此的磁场相互联系的物理现象
28.两个线圈的互感：
电路图
磁通链：
，
，只有两个线圈时
电压：
，
符号的判定
（1）磁通链：
一对施感电流从同名端流进或流出时取正号
（2）互感电压：
当互感电压的“+”极性端子与产生它的电流流进的端子为一对同名端时，则取正号
29.耦合因数：
其大小与两个线圈的结构、相互位置以及周围介质有关
30.空心变压器：
变压器芯为非铁磁材料
电路模型
31.理想变压器：
既不耗能也不储能
电路模型
变比
空心变压器本身无损耗
空心变压器演变为理想变压器的条件
均为无限大，但保持
不变
耦合因数
阻抗变换：
当副边分别接入R、L、C时，折合到原边为
32.三相电力系统的组成部分：
三相电源、三相负载、三相输电线路
33.对称三相电源的特征：
等幅值、同频率、初相位依次相差
正序（顺序）：
B相滞后A相
，C相超前A相
反序（逆序）:
B相超前A相
，C相滞后A相
34.三相系统中的几种接法：
Y形：
线电压
，
，
线电流=相电流
形：
线电流
线电压=相电压
电源与负载的三相四线制接法：
35.中点位移现象：
当Y-Y连接的三相电源对称而负载不对称时，电源与负载之间中性点电位不同的现象
36.对称三相电路的功率：
负载吸收的复功率：
瞬时功率：
37.二瓦计法测功率（用于三相三线制）
接法：
两表的电流线圈分别串入两端线中，电压线圈的非电源端（即无*端）共同接到非电流线圈所在的第3条端线上
计算方法：
两功率表读数（可能有一个为负）的代数和即为电路吸收的平均功率
38.非正弦周期电流
（1）i的有效值
，
为各次谐波的有效值
（2）用不同类型仪表测量非正弦周期电流的读数区别：
磁电系仪表——电流的恒定分量
电磁系仪表——电流的有效值
全波整流仪表——电流的平均值
（3）平均功率：
其中
为K次谐波电压、电流的有效值
为K次谐波电压超前电流的相位
推导的依据：
不同频率的正弦电压与正弦电流的乘积的积分为0；
同频率的正弦电压与正弦电流的乘积的积分不为0。
39.电感特性：
对高频电流有抑制作用，对低频电流有分流作用
电容特性：
对高频电流有分流作用，对低频电流有抑制作用
简单的低通滤波器：
简单的高通滤波器：
40.拉普拉斯变换的基本性质（设
）
（1）线性性质：
（2）微分性质：
（3）积分性质：
（4）延迟性质：
（5）卷积性质：
41.拉氏变换形式下的运算电路
电阻
电感
电容
42.网络函数的定义：
，其中
为零状态响应H（t）的象函数，E（s）是激励e（t）的象函数
43.零点：
网络函数中令分子为0的点
极点：
网络函数中令分母为0的点
44.冲激响应与网络函数的关系：
45.电路方程矩阵形式的几个概念
定义：
为连通图G的一个支路集合，将这些支路移去将使G分离为两个部
（1）割集分，但少移去其中一条支路，则图仍是连通的
分类独立割集：
对应于一组线性独立的KCL方程的割集
单树支割集（基本割集）：
由树的一条树支与相应的一些连支构成
（2）关联矩阵Aa:
描述支路与结点关联性质的矩阵
割集矩阵Q：
描述支路与割集的关联性质
回路矩阵B：
描述支路与回路的关联性质
矩阵降阶关联矩阵A：
将Aa的任一行划去，剩下的
矩阵
基本回路矩阵Bf：
独立回路组对应于一个树的单连支回路组的回路矩阵
基本割集矩阵Qf：
选一组单树支割集为独立割集的割集矩阵
46.二端口网络：
对于所有时间t,从端子1流入方框的电流等于从端子1`流出的电流，同时，从端子2流入方框的电流等于从端子2`流出的电流
47.四端网络与二端口网络的区别:
前者对4个端子上的电流无上述限制
48.二端口网络的参数表示归纳
名称
方程
矩阵形式
参数计算
Y
Z
T
H
H参数广泛用于晶体管电路中
T参数用于希望找到一个端口的电流、电压与另一个端口的电流、电压之间使用场合的直接关系的场合
Y参数用于两个端口电压U1和U2已知的情况
Z参数用于两个端口电流I1和I2已知的情况
49.二端口的等效电路
T形：
形：
求解方法：
化为Z或者Y参数表示的形式，通过参数对应相等计算
50.二端口的连接
（1）级联
（2）串联
（3）并联
51.回转器
电路符号:
回转关系：
特点：
理想回转器为无源线性元件，互易定理不适用于回转器
功能：
把一个电容回转
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