电路分析
关联/非关联参考方向下的吸收发出功率
u正向:电压降低方向
i正向:正电荷移动方向
关联参考方向(ui参考方向同向)(外电路)、非关联参考方向(电源内部,即电源的参考方向一般设为非关联方向)
P的定义是吸收功率P=ui
ui取关联参考方向:P>0实际吸收功率
ui取非关联参考方向:P<0实际吸收功率
整个电路吸收功率=发出功率
电路的分类:
1.集总参数电路(集中参数元件:元件尺寸<<电磁量工作频率的电磁波波长,而无需考虑电磁量的空间分布)(why?电磁波接收的半波定律)、分布参数电路
2.电阻电路(纯电阻电路,only欧姆定律)、动态电路(稳态分析、暂态分析)
3.直流电路DC,交流电路AC(正弦激励;周期性非正弦激励:方波信号,脉冲信号)
基尔霍夫定律
1.基尔霍夫电流定律KCL(对结点而言)
在集总参数电路中,任意时刻,对任意结点流出该结点I的代数和=0
流出取+
还可以这样用:把一块电路打包成一个电路元件,看成一个节点
2.基尔霍夫电压定律KVL(对回路而言)
在集总参数电路中,任意时刻,沿任意回路,所有支路V代数和=0(一圈V求和=0)
找一个绕行方向,u参考方向与回路方向同时,取+
推论:
任意两点间的电压具有确定值,与计算路径无关
网孔上的KVL方程(or额外包含一个新网孔)是一个新的独立方程
电路的网孔数,即独立KVL方程个数,=b-n+1(b是支路数,n是节点数)
巧妙的回路选取!!
受控源
电阻的等效变换
计算等效电阻的几种方法:
1.电桥平衡法
适用:有bridge桥段的电路
什么是电桥?相对于两个端口中间的“河流”横跨在其上的“桥”叫做电桥
电桥平衡:电桥两端点位相等,可视为开路
2.等电位节点标记法
适用:规整的网状电路,电阻阻值都相同
3.定义法
适用:高度对称,但立体不适合用2,阻值都相同
R=U/I,常假设一个i,算出一条支路的i(只有高度对称的结构才能轻易得出一条支路的i,一点不对称都很难算出),算出这条支路的U
4.Y型转化为三角形
适用:多个Y型叠在同一组端口上(1个Y型就是简单电路了)
当同一组端口上接了2个Y型,转化为三角形后,这两个三角形是并联关系
画个Y型三角形的图,然后计算:
Y型中3个电阻阻值相等:R三角=3RY
实际电源、实际受控源的等效变换
实际电源:
变换满足关系式:1.电阻阻值不变直接位移 2.U=IR 3.串并交换,电流源电压源交换
实际受控源:
和实际电源一样,唯一不一样的一点:保存控制量所在支路,不可合并消掉。
why?
端口的等效电阻和输入电阻
区别:
等效电阻就是纯电阻,输入电阻包含受控源
等效电阻有多种计算方法,见上一个小标题,输入电阻的计算方法是(1)设一个输入i,求U (2)设一个输入u,求i
共同点:
都不含电源,看成暗箱都严格满足R=U/I欧姆定律
电阻电路的一般分析
回路电流法
要点:
(1)规定正方向,一般是顺时针
(2)在方程中取正负的问题:
电阻的正负:随电流的正负,如圈一式子(20+15+10)I1这一项随I1取正,10I2这一项随I2取负
电源的正负:电压方向(从高电位+到低电位-)和I方向相同取正
(3)所有项加起来=0
(4)无伴电流源、无伴受控电流源的问题:孤立它
书本上说,“如果无伴电流源中仅有一个回路电流流过时,该回路的KVL就可不列。”
如图,可以把圈2圈3分别设为I2所在回路和I2&I3的大回路,无伴电流源只经过I2一条回路,不列I2回路的KVL,只列大回路的KVL
无伴电流源:没有并联电阻的电流源
注意回路3、4的取法!这样可以孤立受控电流源