电路理论总结第一章一、重点:1、电流和电压的参考方向2、电功率的定义:吸收、释放功率的计算3、电路元件:电阻、电感、电容4、基尔霍夫定律5、电源元件二、电流和电压的参考方向:1、电流(Current ) 直流: I ①符号 交流:i②计算公式③定义:单位时间内通过导线横截面的电荷(电流是矢量) ④单位:安培A 1A=1C/1s 1kA=1×103A1A=1×10-3mA=1×10-6μA=1×10-9nA ⑤参考方向a 、说明:电流的参考方向是人为假定的电流方向,与实际()()/i t dq t dt=电流方向无关,当实际电流方向与参考方向一致时电流取正,相反地,当实际电流方向与参考方向不一致时电流取负。
b 、表示方法:在导线上标示箭头或用下标表示c 、例如:2、电压(V oltage )①符号:U ②计算公式:③定义:两点间的电位(需确定零电位点⊥)差,即将单位正电荷从一点移动到另一点所做的功的大小。
④单位:伏特V 1V=1J/1C1kV=1×103V1V=1×10-3mV=1×10-6μV=1×10-9Nv ⑤参考方向(极性)i > 0i < 0实际方向实际方向————><————参考方向(i AB )U =dW /dqa 、说明:电压的实际方向是指向电位降低的方向,电压的参考方向是人为假定的,与实际方向无关。
若参考方向与实际方向一致则电压取正,反之取负。
b 、表示方法:用正极性(+)表示高电位,用负极性(﹣)表示低电位,则人为标定后,从正极指向负极的方向即为电压的参考方向或用下标表示(U AB )。
c 、例如:3、关联与非关联参考方向①说明:一个元件的电流或电压的参考方向可以独立的任意的人为指定。
无论是关联还是非关联参考方向,对实际方向都无影响。
② 关联参考方向:电流和电压的参考方向一致,即电流从所标的正极流出。
非关联参考方向:电流和电压的参考方向不一致。
iiU < 0> 0参考方向+–+实际方向+实际方向参考方向+–U③例如:4、相关习题:课件上的例题,1-1,1-2,1-7三、电功率 1、符号:p2、计算公式:3、定义:单位时间内电场力所做的功。
4、单位:瓦特(W )5、 关联参考方向下:吸收功率p =ui>0:吸收正功率(实际吸收)<0:吸收负功率(实际释放) 非关联参考方向下:释放功率p =ui>0:释放正功率(实际释放) <0:释放负功率(实际吸收)6、相关习题:1-1,1-2,1-3,1-5,1-7,1-8四、电路元件关联参考方向非关联参考方向i+-+-i UURRU =i RU =﹣i Rdw p uidt ==1、电阻元件电阻(R )①符号: G=1/R 电导(G ) ②计算公式:R=U /I电阻:欧姆(Ω)③单位:电导:西门子(S ) ④伏安特性曲线:U=IR, I=GU,P=UI=I 2R=U 2/R=U 2G U=∞,I=0 U=0,I=∞ (开路) (短路)⑤ 关联参考方向下:u =i R ,p =ui非关联参考方向下:u =-i R ,p 2、电容元件 ①符号:Ci②计算公式:C=Q/U ③单位:法拉(F ) ④能量公式:3、电感元件 ①符号:L ②计算公式:L=ψ/I ③单位:亨利(H ) ④能量公式:五、基尔霍夫定律1、几个基本概念支路(b ):组成电路的每一个二端元件;结点(n ):3条或大于等于3条支路的连接点; 回路(l ):由支路构成的闭合路径。
22111222C C q w qu cu C===22111222w i Li Lψψ===2、基尔霍夫电流定律(KCL ):对任一结点,所有流出结点的支路电流的代数和为零。
(指定电流的参考方向)3、基尔霍夫电压定律(KVL ):对任一回路,所有支路电压代数和为零。
(指定回路的绕行方向,电压的参考方向取关联参考方向)4、例如:对于结点a :I 1 = I 3+I 6对于回路abda :I 1R 1-I 5R 5-E 3+I 3R 3=0 5、相关习题:1-13,1-14,1-17六、电源元件:1、独立电压源 ①符号:②理想模型(恒压源)电压与电流无关,电流的大小由外电路决定。
iabE–babUs③实际模型2、独立电流源 ①符号:②理想模型电流与电压无关,电压由外电路决定。
③实际模型bbiUs3、电压源和电流源间的等效变换4、受控电源Su SR Si U S =I S R S看做电流源处理看做电压源处理5、相关习题:1-10,1-16,1-18,1-19,1-20,2-10,2-11,2-12,2-13第二章一、重点1、电阻的串并联2、Y-△等效二、电路的等效运用等效电路的方法时是要改变电路的拓扑结构,而且电压和电流不变的部分仅限于等效电路之外,即对外等效。
三、电阻的串并联1、串联:一个电阻元件的输出端与另一个电阻的输入端连接在一起,改变电路拓扑结构则这两个电阻元件串联。
① ② ③ ④ 2、并联:R 1 Rn iR k R e qi nk u u u u +⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+=1nk i i i i =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅==1knk k n k eq R R R R R R >=++++=∑=11 u u R R i R u eqkk k <==两个电阻元件同时加在两个公共结点之间,则两个电阻并联。
① ② ③ ④nink u u u u =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅==1n k i i i i +⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+=1knk kn k eq G G G G G G >=++++=∑=11 i i G G i G i eqkk k <==3、相关习题:2-4四、桥形连接其中R1,R2,R3,R4所在的支路称为桥臂,R5所在的支路称为对角线支路。
当满足R1*R4=R3*R2时,对角线支路电流为零,称为电桥处于平衡状态,上述等式也称为电桥的平衡状态。
电桥平衡时可将R5看做断路或者短路,然后运用串并联规律解题。
当电桥不处于平衡状态时,不能简单的应用串并联等效,要应用Y-△等效。
五、Y-△等效变换1、图示变形:2、等效条件3、互换公式∆ 形联结Y 形联结π 形电路(∆ 型)T 形电路 (Y/星 型)i'1 =i 1 i'2 =i 2 i'3=i 3 ; u 12∆ =u 12Y u 23∆ =u 23Y u 31∆ =u 31Y推导过程:对于△形,根据KCL,分别对1,2,3结点:对于Y 形,根据KCL ,对A 结点:根据端子电压和电流关系:根据Y-△等效的条件: i'1 =i 1 ; i'2 =i 2; i'3=i 3 可得到如下结论:i'1 =i 12-i 31=u 12 /R 12 – u 31 /R 31 i'2 =i 23-i 12=u 23 /R 23 – u 12 /R 12 i'3 =i 31-i 23=u 31 /R 31 – u 23 /R 23 i 1+i 2+i 3 = 0u 12=R 1i 1–R 2i 2 u 23=R 2i 2 – R 3i 3u 31=R 3i 3 – R 1i 1133221233R R R R R R R u R u 112++-=13322123R R R R R R R u R u 1223++-=133221223R R R R R R R u R u 331++-=Y 形------→△形:△ 形-----→Y 形: 4、相关习题:2-5,2-6,2-8,2-9第三章一、重点1、支路电流法2、结点电压法3、回路电流法323322112R R R R R R R R ++=123322123R R R R R R R R ++=223322131R R R R R R R R ++=△形电阻之和△形相邻电阻的乘积形电阻=Y 形不相邻电阻形电阻两两乘积之和Y Y =31231213121R R R R R R ++=31231212232R R R R R R ++=31231223313R R R R RR++=不改变电路拓扑结构(网孔电流法)二、几个基本概念要回顾一下第一章中支路,结点,回路,KCL ,KVL 的内容以及参考方向1、电路的图:把电路图中的各支路内的内容忽略不计,而单纯由结点和连接这些结点得支路构成的图。
若在图中赋予支路方向则称为有向图;反之,称为无向图。
(注:支路的端点必须是结点,而结点可以是孤立结点)2、树:包含图中所有结点但不包含任何回路且连通,例如abdc ,abcd~~~3、树支:树中所包围的支路,例如对于树abdc树支有ab ,bd ,dc 。
4、连支(l ):除树支外的支路。
5、单连支回路(基本回路):由一个树加上一个连支构成的回路。
(注:容易看出,一个连支对应一个基本回路,所以基本回路数等于连支数)例如对于树abdc 基本回路有abda ,bdcb ,abdca ;adca 不是基本回路因为它包含了两个连支。
6、独立结点:对应于一组独立的KCL方程的结点。
7、独立回路:对应于一组独立的KVL方程的回路。
(注:一组基本回路即是一组独立回路)8、回路电流:在回路中连续流动的假想电流。
设某电路的图结点有n个,支路有b个8、独立的KCL方程数=独立结点数=n-19、树支数=n-110、(连支数+树支数=支路数)连支数(l)=b-(n-1)=b-n+111、独立KVL方程数=连支数(l)=b-n+1二、支路电流法1、运用方法:以各支路的电流为未知数,利用KCL和KVL列写独立方程,求解未知数。
2、步骤:⑴选定各支路电流的参考方向⑵确定一棵树,并确定基本回路和基本回路的绕行方向⑶任选(n-1)个独立结点列写KCL方程⑷对(b-n+1⑸联立方程,求解未知数3、例题:⑴支路的参考方向如上图⑵选取abdc作为树,基本回路为abda,bdcb,abdca,均顺时针绕行⑶KCL:对于结点a:I1-I3-I6=0b:I1+I2+I5=0c:I2+I6-I4=0⑷KVL:对于回路abda:I1R1-I5R5-E3+R3I3=0bdcb:I5R5- I2R2- I4R4=0abdca:I1R1-I5R5+ I4R4+ I6R6-E6=0⑸求出I1,I2,I3,I4,I5,I64、特殊情况:①电路中存在受控电压源时将受控电压源当做电压源处理;②电路中存在有伴电流源(即有并联电阻的电流源)将电流源通过电源的等效为等效电压源处理,例如书上3—3例题;③电路中存在无伴电流源(即无并联电阻的电流源)可以设无伴电流源两端的电压为U,而此时含有无伴电流源的该条支路的电流已经确定,所以还是可以求解出所有的支路电流的。