电工电子总复习概要

总复习电路的基本概念、定律和分析方法本章重点：1、掌握电流和电压的参考方向2、掌握基尔霍夫(电压和电流)定律3、掌握等效变换的概念4、掌握支路电流分析法5、掌握结点电压分析法6、掌握叠加定理和戴维宁定理(诺顿定理)及应用第一章电路分析方法两种电源等效互换支路电流法节点电压法叠加原理等效电源定理戴维南定理诺顿定理总结每种方法各有什么特点？适用于什么情况？关于解题方法选择的一些建议•需要求解支路电流，支路数不多时——•电路结构不太复杂，电源数目又较少时—•电路节点数较少时——•只要求解某一支路电流时——•较复杂电路，可能多种方法结合求解支路电流法叠加原理节点电压法戴维南(诺顿)定理•电路复杂，若电源较多——电源等效变换例1：.U1=24V,U2=20V,R1=R2=30Ω,R3=60Ω求各支路电流。U1U2R1R3R2I2I1I3解：32133222133110IIIRIRIUURIRI代入数值求之：V14210110015011001501010010Va.US1图P2-18US250WI1100W+-10V100W10W+-10VabUS1图P2-18US250WI1100W+-10V100W10W+-10VUS1图P2-18US250WI1100W+-10V+-10V100W10W+-10V+-10Vab2、已知电路如图所示，试用节点电压法求10W电阻两端的电压。解：以b点作为参考点，则a点电位为3、电路如图所示，试用叠加原理求电阻R4上电压U的表达式。解：1）电压源单独作用时，令电流源开路，电路如图（a）所示：S424URRRU+-USISR1R3R2R4U+-USISR1R3R2R4U+-USISR1R3R2R4U2）电流源单独作用时，令电压源短路，如图（b）所示电路图（b）可变为图（c）的形式，则：（a）+-USR1R3R2R4U'+-USR1R3R2R4U'（b）ISR1R3R2R4UISR1R3R2R4U（b）（c）U瞹ISR1R3R2R4（c）U”ISR1R3R2R4S4242IRRRRU3）故原电路中：)(S2S244S424S2424IRURRRURRRIRRRRUUU（a）+-USR1R3R2R4U'+-USR1R3R2R4U'（b）ISR1R3R2R4UISR1R3R2R4U（b）例5：在图示电路中，当负载电阻RL分别取6、16、36Ω时，求流过RL的电流。解：应用戴文宁定理，将a、b端子左边的电路进行化简。（1）求Uoc3032124122124124ocU41241241oRLoocLRRUI1）求Uoc2）求Ro3）求IL例6：用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流I1和I2。A1351052IA121221II解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：1.25求题图示电路中的电压Uab。cd解:11111112()()3655363111()2535abcabUUUUU结点电位分析法107.5abUVUV解方程得：cdcd解：解：断开待求支路，求开路电压uOC。求等效电阻Req。VUoc523366312W536363abeqRR画出戴维宁等效电路。a+_5V5ΩbARRUIeqoc5.0555R正弦量的基本特征及相量表示法元件伏安关系的相量形式阻抗串、并联电路的分析计算正弦电路的功率和功率因数谐振电路的谐振条件与特征学习重点第2章单相正弦电路分析瞬时值表达式301000sintIim相量三要素前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图it重点正弦量的概念：单一元件正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率RiuiRuR设则tUusin2tIisin2IRURIUUIu、i同相UI0LiudtdiLuCiudtduCiLjjXLcjCjjXC11设则tIisin2)90sin(2tLIu设则tUusin2)90sin(12tCUiLXIXULLCXIXUCC1UIU超前i90°UIU滞后i90°LjXIUCjXIU00LXIUI2CXIUI2基本关系+++---•电流、电压的瞬时关系•相量关系式(欧姆定律),相量图，复数阻抗Z•功率三角形R、L、C串联正弦交流电路RLCRULUCUIU++++----•电路性质:•功率计算视在功率UISsinUIQ无功功率cosUIP有功功率阻性容性感性一般正弦交流电路的分析和计算（3）应用分析直流电路的各种定理和方法列方程求解，但所有的方程都为相量方程，注意所有的运算均为复数运算。1．相量式法用相量式法分析计算正弦交流电路的步骤为：（1）将电路中已知的正弦量都用相量式表示；（2）将电路中的参数都用复阻抗表示（R用R，L用jXL，C用-jXC）；方法有两种：（4）根据各相量的几何关系求解。2．相量图法用相量图法分析计算正弦交流电路的步骤为：（1）选定参考相量。串联电路以电流为参考相量（因各元件流过的是同一电流）；并联电路以电压为参考相量（因各元件上的电压相同）。（2）根据各元件上的电流电压的相位关系画出电路的相量图。（3）有串联和并联的电路，先画出并联电路的相量图再画串联电路的相量图。希望将COS提高P=PR=UICOS正弦交流电路中消耗的有功功率为：功率因数的提高)(2tgtgUPCL含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、i同相，便称此电路处于谐振状态。谐振串联谐振：L与C串联时u、i同相并联谐振：L与C并联时u、i同相谐振概念:串联谐振的特点当电源电压一定时，电流最大RUIIImax0Q=UIsin=0;=o电路呈阻性，阻抗最小RUC、UL可大于电源电压U,电压谐振品质因数---Q值RCRLUUUUQCL001LC10LCf210并联谐振的特征(1)阻抗最大，呈电阻性RCLZ0(当满足0LR时)0ZURCLUI(2)恒压源供电时，总电流最小；恒流源供电时，电路的端电压最大。0SZIU(3)电流谐振(4)品质因数---Q值RLRCQoo1或LCff210LCω10RLCRULUCUIU++++----例2.4.1电路如图，在电阻、电感、电容元件串联的电路中，已知R=30Ω，L=127mH，C=40uF,电压V。求：(1)感抗，容抗和阻抗值及阻抗角；(2)电流的有效值与瞬时值表达式；(3)各部分电压的有效值与瞬时值的表达式；(4)有功功率，无功功率，视在功率；(5)判断该电路的性质。2202sin(31420)ut解：（1）XL=ωL=314×127×10-3=40（Ω）180CXCW22()50LCZRXXWarctan53LCXXR(2)4.4UIZW4.42sin(3142053)4.42sin(31473)ittRLCRULUCUIU++++----(3)UR=IR=4.4×30=132（V）1322sin(31473)Rut1562sin(3147390)1562sin(314163)Lutt156()LLUIXV352()CCUIXV3522sin(3147390)3522sin(31417)CuttRLCRULUCUIU++++----RULUUCUICLUU(4)cos580.6()PUIWsin744.4(var)QUI968(.)SUIVA电路中只有电阻产生有功功率，而电感和电容产生无功功率（5）无论是从阻抗角的正、负，还是从电压电流的相位关系，或从无功功率的正、负，都很容易得出：电路是容性的。例3：图示电路。已知R=2Ω，L=1H，C=0.25F，U=10sin2tV。求电路的有功功率P、无功功率Q、视在功率S和功率因数2+u－ii1i2RLC解：V010UW212LLXW225.0211CCXW452222222)2)(22())((CLCLjjjjjjXjXRjXjXRZA4525.24522010ZUIW25707.025.210coszUIPVar25sinzUIQVA225UIS707.0)45cos(cosz解：求各表读数V220UA15.62221IA112IA11I所以例4:图示电路中已知:V314sin2220tuA)90(314sin2112ti试求:各表读数及参数R、L和C。A)45(314sin221ti(1)相量计算+u-ARLA1A21iC2iiVA11A90114515.621III(2)相量图1I2ILUU45RUIA11A1115.622I根据相量图可得：求参数R、L、CΩ10LXR方法1：H0.03182fπXLLi+u-ARLA1A21iC2iVΩj10104514.14515.6022011WWIUZΩ20CX所以Fμ15920314121CXfπC方法2：Ω14.111IUZΩ1045cos1ZRΩ1045sin1ZXL45ZLXRH0.03182fπXLLΩ2022IUZ即:XC=20WFμ159=20×3141=21=CXfπCΩ90209011022022WIUZ例：电路图如题图，已知，R=12Ω,L=40mH,C=100μF,电源电压U=220V,f=50Hz。求:(1)各支路电流，电路的P、Q、S及cosφ;(2)若将功率因数提高到1，应增加多少电容？(3)画出相量图。+-uii1RLiCC相量图UICI1I+-UIi1RLiCC)tgtg(UPC12φ1φ(2)设增加后电容为xμFC=32uF例：已知：16ΩH0.3mRL、640kHz1f解：LC2πff110204pF100.31064021323πC若要收听节目，C应配多大？1eCLR1e2e3e1f2f3f+-CuLfπC2021则：结论：当C调到204pF时，可收听到的节目。1e(1)例：Vμ21E已知：Ω120021LfπLωXXCLVμ1561CCIXU所需信号被放大了78倍CLR1e2e3e1f2f3f+-Cu信号在电路中产生的电流有多大？在C上产生的电压是多少？1e(2)已知电路在解：640kHz1f时产生谐振Aμ0.1316/1EI这时7821561C1EUQ例：某收音机输入电路的电感约为0.3mH，与可变电容器组成串联谐振回路，可变电容器的调节范围为25~360pF。试问能否满足收听535~1605kHz的要求？•解：f=1/2π√LC•fmin=1/2π√0.3mH360pF=484kHz•fmax=1/2π√0.3mH25pF=1838kHz•fmin535kHz•fmax1605kHz•所以能满足要求.三相交流电源三相电源的连接三相负载的连接{星形接法三角形接法{三相功率计算三相电路的计算星形接法三角形接法总结：1201200EEEEEECBAAEBECE特征：大小相等，频率相同，相位互差120º三相对称电源,,VwtEemA)sin(VwtEemB)120sin(0VwtEemC)1