心智圖資源庫 電路及其分析方法
這是一篇關於電路及其分析方法的思維導圖,總結了電路的作用與組成部分、電路模型、電壓和電流的參考方向、電壓和電流的參考方向等。
編輯於2024-04-08 00:35:50電路及其分析方法
電路的作用與組成部分
電路的作用
實現電能的傳輸、分配與轉換
實現訊號的傳遞與處理
電路的組成部分
電源:提供電能的裝置
中間環節:傳遞、分配與控制電能的作用
負載:取用電能的裝置
電路模型
為了便於分析與計算實際電路,在一定條件下常忽略實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質,把它看成理想電路元件
以理想電路元件組成的電路,稱為實際電路的電路模型
電壓和電流的參考方向
參考方向
在分析與計算電路時,對電量任意假定的方向。
參考方向的表示方法
實際方向與參考方向的關係
實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)值為正值; 實際方向與參考方向相反,電流(或電壓)值為負值。
電源有載工作、開路與短路
電源有載工作
電壓與電流
功率與功率平衡
電源與負載的判別
根據 U、I 的實際方向判別
電源:U、I 實際方向相反,即電流從「 」端流出(發出功率)
負載:U、I 實際方向相同,即電流從“-”端流出(吸收功率)
根據 U、I 的參考方向判別
U、I 參考方向不同,P = UI > 0,電源; P = UI < 0,負載。
額定值與實際值
額定值: 電氣設備在正常運作時的規定使用值
額定值反映電氣設備的使用安全性
額定值表示電氣設備的使用能力
電氣設備的三種運作狀態
額定工作狀態: I = IN ,P = PN (經濟合理安全可靠)
過載(超載): I > IN ,P > PN (設備易損壞)
欠載(輕載): I < IN ,P < PN (不經濟)
電源開路
特徵
I = 0
U = U0 = E 電源端電壓 ( 開路電壓 )
P = 0 負載功率
電路中某處斷開時的特徵
開路處的電流等於零;I = 0
開路處的電壓 U 視電路情況而定
電源短路
特徵
I=IS=E/R 短路電流(很大)
U = 0 電源端電壓
P = 0 負載功率
PE = Delta P = I²R0 電源產生的能量全被內阻消耗掉
電路中某處斷開時的特徵
短路處的電壓等於零; U = 0
短路處的電流 I 視電路情況而定
基爾霍夫定律
基爾霍夫電流定律(KCL)
i = 0 (對任意波形的電流) I = 0 (直流電路中)
電流定律可以推廣應用於包圍部分電路的任一假設的閉合面。 在任一瞬間通過任一封閉面的電流的代數和也恆等於零。
基爾霍夫電壓定律(KVL)
在任一瞬間,從迴路中任一點出發,沿迴路循行一周,則在這個方向上電位升之和等於電位降之和
在任一瞬間,沿任一迴路循行方向,迴路中各段電壓的代數和恆等於零。即: U = 0
電路的暫態分析
電路中電位的計算
戴維寧定理
電源的兩種型號及其等效變換
電壓源
電流源
電源模型的等效變換
疊加定理
對於線性電路,任何一條支路的電流,都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時,在此支路中所產生的電流的代數和
疊加原理只適用於線性電路
線性電路的電流或電壓皆可使用疊加原理計算,但功率P不能用疊加原理計算
不作用電源的處理:E = 0,即將E 短路; Is= 0,即將 Is 開路
解題時要標示各支路電流、電壓的參考方向。若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時,疊加時相應項前要帶負號
應用疊加原理時可將電源分組求解 ,即每個分電路中的電源個數可以多於一個
支路電流法
解題步驟
1. 在圖中標示各支路電流的參考方向,對選定的迴路 標示迴路循行方向
2. 應用 KCL 對結點列出 ( n-1 )個獨立的結點電流方程
3. 應用 KVL 對迴路列出 b-( n-1 ) 個獨立的回電壓方程式(通常可取網孔列出)
4. 聯立求解 b 個方程,求各支路電流
電阻的串聯與並聯
電阻的串聯
特點
各電阻一個接一個地順序相聯
各電阻中通過同一電流
等效電阻等於各電阻之和 R =R1 R2
串聯電阻上電壓的分配與電阻成正比;兩電阻串聯時的分壓公式:U1=R1/(R1 R2) U2=R2/(R1 R2)
應用
降壓、限流、調節電壓等
電阻的並聯
特點
各電阻聯接在兩個公共的結點之間
各電阻兩端的電壓相同
等效電阻的倒數等於各電阻倒數和
並聯電阻上電流的分配與電阻成反比
應用
分流、調節電流等