[初三理化生]电路.ppt

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1、一、授课时间 8.15（周六)13:4517:008.16（周日) 8:3011:458.22（周六) 8:3011:458.23（周日) 13:4517:00二、主要内容 电路的基本概念和基本定律；电路分析方法电路的基本概念和基本定律；电路分析方法 电路定理；单相正弦交流电路电路定理；单相正弦交流电路 三相电路；非正弦周期电流电路三相电路；非正弦周期电流电路 动态电路；电磁场动态电路；电磁场 三、学习方法建议三、学习方法建议 课前做好预习；课上主动参与；课后完成练习。课前做好预习；课上主动参与；课后完成练习。 四、应试策略四、应试策略多用对正方法；适当采用排除法；不会时应任选。多用对正方法；

2、适当采用排除法；不会时应任选。定义定义符号符号I , i(t), i参考方向参考方向 1.1 1.1 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律一、三个常用变量一、三个常用变量1. .电流电流元元件件Iab2. .电压电压U , u(t), u+ Uab - -3. .电功率（功率）电功率（功率）P =U I , p = u i 吸收功率吸收功率 放出放出功率功率i2009.81-1 工程师资格考试辅导电路二、二、关联方向和非关联方向和非关联方向关联方向元元件件Iab U U 元元件件IabU、I一致为一致为关联方向关联方向U、I相反为非相反为非关联方向关联方向为为吸收吸收PU、I 关联

3、关联为为供出供出U、I 非关联非关联为为供出供出为为吸收吸收2009.81-2 工程师资格考试辅导电路例题例题1 1 写出下列各元件的功率值写出下列各元件的功率值。P吸吸P吸吸P放放P放放2A 10V10V10V10VABCD2009.81-3A:P 20W吸B:P 20W放C:P 20W ；吸D: P 20W；放 工程师资格考试辅导电路P吸吸20WP放放30WP吸吸40WP放放50W10V例题2 标定各功率元件支路中的电流。2009.81-42A3A5A4A 工程师资格考试辅导电路练习题练习题 求图中求图中A、B、C、和、和 D 各元件中的功率，各元件中的功率，并指明是吸收功率，还是供出功率

4、。并指明是吸收功率，还是供出功率。ABDC10V5V10V5V2A4A3A5A2009.8PA=20W (吸收吸收)PB=15W (供出供出)PC=40W (供出供出)PD=25W (吸收吸收) 工程师资格考试辅导电路1-5三、三、9 种理想电路元件种理想电路元件 E1-1-010310-0001.ppt1.三个线性元件：三个线性元件：R、L 和和 C图形和符号图形和符号R+ , UR RIRiRu,约束关系约束关系 Li LLuLi ci+q qCcu以上各式必须当u、i为关联方向下使用。在非关联方向下，前面应加负号。Lu= L dLidtU=R Iu=Rici= cuddtC2009.81

5、-6对偶对偶 工程师资格考试辅导电路参数和单位参数和单位E1-1-010320-0001.pptL = yiHmHcuC=qFFm2009.81-7对偶对偶 RRURI RRuRi G GS对偶对偶IGUGiGuG2L功率功率 PR=UR IR=IRR=UR2RPl=uLiLPC=uCiC；对偶对偶2wC(t) = CuC21能量能量WR=UR IR t2wL(t) = L iL 21；对偶对偶 工程师资格考试辅导电路2009.82.两个独立电源：两个独立电源：电压源和电流源电压源和电流源图形和符号图形和符号US，uSU I i IS， iSU I i 1-8约束关系约束关系 U=USI=ar

6、byI=ISU=arby对偶对偶功率功率 PUS=US I PI S=IS U 对偶对偶PS 在在非非关联方向下关联方向下正值正值为为供出供出，负值负值为为吸收吸收。 工程师资格考试辅导电路3.四种受控电源：四种受控电源：VCVS、CCCS、VCCS、CCVS 图形和符号 约束关系 =CSU = = arbym mU1U2I2+、2u2U、1u1U2I2i、+CSuCSU、VCVS2009.8CCCS1I1i、+、2uU22I2i、CSICSi、 = arby =ICS =1I2I2UCCCS对对偶偶1-9 工程师资格考试辅导电路图形和符号图形和符号、1u1U+、2u2U2I2i、CSICSi

7、、 =CSI =1gU2I = arby2U+CSuCSU+、2u2U2I2i、1I1i、 = arby2i =1ri2uCSu =约束关系约束关系对对偶偶VCCSCCVS1-102009.8 工程师资格考试辅导电路例题例题2 求各电源供出的功率。求各电源供出的功率。5 5AIS1US5V5AIS2R U例题例题1 求电压源供出的功率。求电压源供出的功率。4410VI解：解：解：解：PS1= IS1US=25WIPS=IS1US=50WU(IS2)PS2=IS2UI2009.81-11I=104 2=5AP=10=5US50W=IS2(USRIS2)100W=55 5 5()= 工程师资格考试

8、辅导电路例题例题3 已知已知ICS=4A=4A，IS=1A ，R1=R2=2 。求控制系求控制系数和受控电源数和受控电源ICS供出的功率。供出的功率。 解：解：g=ICS/ /U1 1 gICSUSI1R UR12U1I PI CS=ICSU2009.81-12 =42(4 1)=24W=ICS/ /R1 1IS=4/ /(21)=2S =ICSR2(ICS I IS) =ICSR2I 工程师资格考试辅导电路4.两种电感耦合元件：两种电感耦合元件：互感和理想变压器互感和理想变压器1) 互感（耦合电感）i1L21Ly12=N212* * *MuM12N1N2uM12=dy y12dt=Mdi1d

9、t2009.81-13 工程师资格考试辅导电路互感线圈的同名端互感线圈的同名端 当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或流出，若所产生的磁通相互加强时，则这两个对应端子流出，若所产生的磁通相互加强时，则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。称为两互感线圈的同名端。 2009.81-14 工程师资格考试辅导电路耦合电感上的电压、电流关系耦合电感上的电压、电流关系 dddd111111tiLtutiMtudd dd 12121 自感电压自感电压互感电压互感电压 当两个线圈同时通以电流时，每个线圈两端的当两个线圈同时通以电流时，每个线圈两端的电压均包含

10、自感电压和互感电压：电压均包含自感电压和互感电压：dtdiMtiLuuutiMtiLuuu1222122221112111dd dd dd2009.81-15 工程师资格考试辅导电路耦合系数耦合系数 用耦合系数用耦合系数k 表示两个线表示两个线圈磁耦合的紧密程度。圈磁耦合的紧密程度。121def LLMk当当 k=1 称全耦合称全耦合: 漏磁漏磁 s1 = s2=0 耦合系数耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、空与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关间磁介质有关. .iS* * *ML1L2L1L2iM uM uM21M u12例题 标出如下两图中的互感电压正方向。2009.81-16

11、工程师资格考试辅导电路2009.81-17 工程师资格考试辅导电路去耦等效电路去耦等效电路（1 1） 顺接串联顺接串联iM*u2+R1R2L1L2u1+u+iRLu+*tiLRitiMLLiRRiRtiMtiLtiMtiLiRudd dd)2()( dddddddd21212211 2009.81-18 工程师资格考试辅导电路（2 2）同名端为共端的）同名端为共端的T T型去耦等效型去耦等效*j L1 I1 I2 I123j L2j Mj (L1-M) I1 I2 I123j Mj (L2-M)2)理想变压器i1N1N2i2u1u2 n1匝数比 nN1 / N2特点：u1 / u2 n；i1

12、/ i2 1/ n2009.81-19理想条件耦合系数 k1无损耗 工程师资格考试辅导电路注意：注意：nLLMLL 2121,2, 1NN ,但但变压、变流、变阻抗关系见表变压、变流、变阻抗关系见表1-41-4（P7)P7)任意时刻，理想变压器吸收的瞬时功率为任意时刻，理想变压器吸收的瞬时功率为0 0四、两条基本定律四、两条基本定律 KCL、KVL1. KCL 2. KVL 2009.81-20 工程师资格考试辅导电路 mkti10)(mktu10)(例题1 写出下图的KCL表达式。表达式。IIIII12345解：解：I1I I2 2+I3I I4 4+I5=0或I I2 2I I4 4I1+

13、I3+I5练习1 分别写出下图对节点a和和b的KCL表达表达式。式。uSaLL2R1i12RR3R4iiuCb3i对节点aiL+i2i1=0iL+i2i1=或或对节点b CduCd t+i3 iL=02009.81-21 工程师资格考试辅导电路例题2 写出下图右侧网孔的KVL表达式。表达式。uSLL2R1i12RR3R4iiuC3i4iiSR2i2R4i4LdiLdt0练习2 写出上图左侧网孔和外围大回路的KVL的表表达式。达式。2009.8R1i1+R3i3LdiLdtuSR1i1+R2i2 R4i4 uC+R3i3 uS01-22 工程师资格考试辅导电路 uC 1.2 1.2 电路的分析方

14、法电路的分析方法一、三种常用等效变换一、三种常用等效变换 工程师资格考试辅导电路2009.81.非理想电源间的等效变换非理想电源间的等效变换电路模型电路模型RinUS UI Gin UIIS变换关系变换关系Rin Gin 1US GinISGin Rin 1IS RinUS2-1对偶对偶等效概念和等效变换等效概念和等效变换如如10V 22A10 5A2 5SA0.5又又如如20V 10例题例题1 1 将下图电路化简成一个非理想电压源。将下图电路化简成一个非理想电压源。2A33V 633V V93V 工程师资格考试辅导电路2-22A33V 2解：解：2009.8例题例题2 2 求下图电路中的未知

15、电阻求下图电路中的未知电阻R。4A612R 63VI612R 2V 24VI24 126+2 1.5A ,R=121.5=8 2A6 12 6 6 V18 V ab练习练习1 1 将下图电路化简成一个非理想电压源。将下图电路化简成一个非理想电压源。2A6 ab2A6 3A6 ab1A2 ab2V2 工程师资格考试辅导电路2009.82-3练习练习2 2 求下图电路中的电流求下图电路中的电流I。5A4 4 4 2 V5A18 I5A1 4 2 A10 V18 I4 2 2 10 V18 I 12 V I=12+1018+2+2=1A 工程师资格考试辅导电路2009.82-42.非理想受控电源间的

16、等效变换非理想受控电源间的等效变换RinU1 () Gin m mU1U1 gU1Gin()RinVCVSVCCS 工程师资格考试辅导电路电路模型电路模型变换关系变换关系Rin Gin 1m m GingRingRinGin Rin 1g Rinm mGinm mGin2-52009.8RinI1() Gin rI1 I1Gin()RinCCVSCCCSI1 工程师资格考试辅导电路电路模型电路模型变换关系变换关系Rin Gin 1rGin Rin RinGin Rin 1 RinrGinr Gin2009.82-6如如2U1 1 1 UVCVS 1U1 5U1VCCS0.5 S2 I 662I

17、 A练习练习 求下图中的电流求下图中的电流I。2 I 314I V+ 2 I 314 V+ 得得 I= 15A A由KVL有(2+3- -4)I= 15 工程师资格考试辅导电路2009.82-73. .Y-D D电阻电路电阻电路的等效变换的等效变换电路模型电路模型R1RRRRR23122331112323R12R31R1=R12+R23+R31R12R23R2=R12+R23+R31R23R31R3=R12+R23+R31R1R12=+R2+R1R2R3R2R23=+R3+R2R3R1R3R31=+R1+R3R1R2变换关系变换关系RD DRY= /3 或或 RD D= 3RY对称时对称时 工

18、程师资格考试辅导电路2009.82-8如如3 3 3 9 9 9 练习练习 将下图等效为一个电阻将下图等效为一个电阻。6 6 4 6 4 ab1 232 4 ab2 2 4 1236 2 6 ab5 ab 工程师资格考试辅导电路2009.82-9解法解法1：ab6 R1236 1RR236 6 4 6 4 ab解法解法2： 231R1=R12R31R12+R23+R31=444+6+4=78 R2=R12R23R12+R23+R31=464+6+4=712 R3=R23R31R12+R23+R31=644+6+4=712 Rab=(12/7)+6 2=735R1=78(12/7)+(42/7)

19、 2+=7 8+1454= 5 工程师资格考试辅导电路2009.82-10二、两种系统分析方法：二、两种系统分析方法：1.节点电压法节点电压法方程的规律性方程的规律性有有效效自自导导本本节节点点电电压压有有效效互互导导 邻邻节节点点电电压压流流入入本本节节点点电电源源电电流流的的代代数数和和解题方法：解题方法：解题技巧和注意事项：解题技巧和注意事项：（1）电流源和受控电流源支路的电导为电流源和受控电流源支路的电导为无效电导无效电导；（2）优选优选无伴电压源、无伴电压源、无伴无伴受控电压源负端受控电压源负端接地接地；（3）对含受控电源电路应对含受控电源电路应对控制变量对控制变量列补充方程；列补充

20、方程；（4）多用多用消元、代入法，消元、代入法，少用少用行列式法求解方程。行列式法求解方程。选参考点；选参考点；解方程；解方程；列方程；列方程；求响应。求响应。 工程师资格考试辅导电路2009.82-11节点法和回路法节点法和回路法例题例题1 列写下图的节点电压法方程组。列写下图的节点电压法方程组。1S31 2RRRRRR UUSIS2451236解：解：对节点对节点1 1（ ）R11R41 R51U1R41 U2 R51U3R1US1=对节点对节点2（ ）R41R31 U2R41 U1 R31U3= IS对节点对节点3US2（ ）R21R31 R51U3R51 U1 R31U2R2= 工程师

21、资格考试辅导电路2009.82-12例题例题2 求下图中的电压求下图中的电压U。 1V VUA 1 231 1 3U1 2解：解：对节点对节点b(1+1)Ub 123U对节点对节点c选2V的负端接地有的负端接地有Ua2Vabc1Uc 213 3U补充方程补充方程U3 Uc即即2Ub3U=2 (1)Uc 3U= (2)Uc+U= 3 3 (3)(2)(3)(3)有有4U= 22解得解得U= .V(Ub=0.25V, Uc=- -3.5V可不必解出可不必解出)2009.8 工程师资格考试辅导电路2-132.回路电流法回路电流法方程的规律性方程的规律性解题方法：解题方法：解题技巧和注意事项：解题技巧

22、和注意事项：（1）优选优选含电流源、受控电流源支路为独立回路；含电流源、受控电流源支路为独立回路；（2）对含受控电源电路应对含受控电源电路应对控制变量对控制变量列补充方程；列补充方程；（3）网孔网孔方程方程的规律性应使各网孔电流方向一致。的规律性应使各网孔电流方向一致。选独立回路；选独立回路；解方程；解方程；列方程；列方程；求响应。求响应。 工程师资格考试辅导电路2009.82-14自阻自阻 本回路本回路电流电流共阻共阻邻回路邻回路电流电流本回路本回路电源电位升电源电位升回路法回路法自阻自阻 本网孔本网孔 电流电流共阻共阻 邻网孔邻网孔电流电流本网孔本网孔电源电位升电源电位升网孔法网孔法以后上课请带计算以后上课请带计算器器复习教材P1P16，预习P16P2742 结束语结束语