北京化工大學(xué)考研 電路原理強(qiáng)化班
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1、 北京化工大學(xué)考研 電路原理 強(qiáng)化班講義 北京化工大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè)簡介: “控制理論與控制工程”于1981年獲碩士學(xué)位授予權(quán),2000年獲博士學(xué)位授予權(quán),是北京市重點(diǎn)學(xué)科,“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置” 于1987年獲碩士學(xué)位授予權(quán),“系統(tǒng)工程”于2000年獲碩士學(xué)位授予權(quán),2005年獲得控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)。本學(xué)科招收“控制理論與控制工程”、“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置”、“系統(tǒng)工程”、“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”四個(gè)二級(jí)學(xué)科的碩士研究生。 本學(xué)科現(xiàn)有教授9人(其中博士生導(dǎo)師8人),副教授18人,具有博士學(xué)位的教師占教師總數(shù)的60%以上。設(shè)
2、有安全工程研究中心、智能過程系統(tǒng)工程研究室、自動(dòng)化研究所、測(cè)控技術(shù)研究所等科研機(jī)構(gòu),以及擁有DCS、FFC、PLC等大型設(shè)備的測(cè)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。主要研究領(lǐng)域?yàn)椋毫鞒坦I(yè)生產(chǎn)安全分析、智能檢測(cè)與智能測(cè)控系統(tǒng)、復(fù)雜過程的先進(jìn)控制、智能系統(tǒng)與智能控制,以及工業(yè)系統(tǒng)仿真等。特別是在大型工業(yè)過程計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)、工業(yè)過程系統(tǒng)優(yōu)化與控制、生產(chǎn)安全評(píng)價(jià)和企業(yè)信息化與監(jiān)控等方面極具專業(yè)特色,已形成自主技術(shù),成果顯著。近年來承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、“863”、“973”等多項(xiàng)研究課題,省部級(jí)科研項(xiàng)目幾十項(xiàng),曾獲國家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)十余項(xiàng)。 本學(xué)科在研究生培養(yǎng)過程中,既強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論教育,又注重與相
3、關(guān)學(xué)科之間的交叉滲透,鼓勵(lì)創(chuàng)新,為研究生提供一個(gè)優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。 一、培養(yǎng)目標(biāo) 本學(xué)科培養(yǎng)能從事控制學(xué)科理論研究,在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)利用測(cè)控技術(shù)和系統(tǒng)分析方法,對(duì)生產(chǎn)過程和測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)的高級(jí)專門人才。本專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的專門知識(shí),了解本學(xué)科最新研究成果,具有從事科學(xué)研究或獨(dú)立擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作的能力,能熟練使用一門外語。學(xué)生應(yīng)具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和學(xué)風(fēng),身心健康,遵紀(jì)守法。 二、主要研究方向 1.工業(yè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化與先進(jìn)控制 結(jié)合控制工程、通信技術(shù)和信息科學(xué)的最新研究成果,研究和應(yīng)用各種工業(yè)過程的優(yōu)化理論與先進(jìn)控制技術(shù),以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、流程優(yōu)化操作和企業(yè)
4、信息化管理。 2.過程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 在穩(wěn)態(tài)流程模擬與優(yōu)化研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)面向?qū)ο蟮耐ㄓ没瘎?dòng)態(tài)流程模擬技術(shù)及軟件平臺(tái),研究系統(tǒng)控制、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的應(yīng)用技術(shù)。 3.過程工業(yè)安全科學(xué)技術(shù) 研究大型過程工業(yè)危險(xiǎn)識(shí)別、危險(xiǎn)與可操作性分析、基于深層知識(shí)模型的“專家”系統(tǒng)、定性(SDG)故障識(shí)別及診斷技術(shù)等。重點(diǎn)研究定性和半定性深層知識(shí)模型自動(dòng)推理機(jī)制、定性建模理論、模糊推理、動(dòng)態(tài)定性模型理論等。 4.智能檢測(cè)與智能測(cè)控系統(tǒng) 應(yīng)用人工智能理論和技術(shù),研究復(fù)雜工業(yè)過程智能檢測(cè)理論、方法和技術(shù);研究軟測(cè)量技術(shù)及信息檢測(cè)、處理的新方法;研究智能測(cè)控系統(tǒng)的集成方法及系統(tǒng)開發(fā),以及網(wǎng)絡(luò)化智能
5、檢測(cè)和智能測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)。 5.智能系統(tǒng)與智能控制 研究使用人工智能理論與技術(shù)在系統(tǒng)建模、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)挖掘、在線控制和軟測(cè)量技術(shù)方面的應(yīng)用;研究模糊控制、自適應(yīng)控制、專家系統(tǒng)和遺傳算法等智能控制技術(shù)與方法。 歷年考試情況分析: 2008 2009 2010 預(yù)測(cè) 分?jǐn)?shù)線 300 275 275 與國家線持平,預(yù)測(cè):明年分?jǐn)?shù)線亦會(huì)是國家線,變化幅度不會(huì)太大 報(bào)名人數(shù) 120人左右 160左右 180人左右 持續(xù)上升,預(yù)測(cè):明年報(bào)考人數(shù)亦會(huì)有小幅度增加 錄取人數(shù) 70人左右 87人左右 90人左右 比較穩(wěn)定,預(yù)測(cè):明年錄取人數(shù)不會(huì)有太大變化
6、保研人數(shù) 5人左右 6人左右 6人左右 三、電路原理大綱 電路原理參考書:邱關(guān)源主編的《電路》高教出版社 第四版 各章節(jié)主要考點(diǎn)如下: 第一章:KCL KVL列寫,某一器件功率的計(jì)算 第二章:電阻的串并聯(lián),Rin的計(jì)算,Y- 要求對(duì)稱時(shí)的計(jì)算,實(shí)際電壓源與電流源的等效轉(zhuǎn)換 第三章:列寫回路電流和節(jié)點(diǎn)電壓法,彌爾曼定理(兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的節(jié)點(diǎn)電壓法) 第四章:疊加定理,替代定理,戴維南定理,諾頓定理 第五章:運(yùn)放電路 第六章:一階電路,三要素法 第七章:二階電路,列方程 第八、九章:正弦穩(wěn)態(tài)電路,畫向量圖,有功功率,無功功率,諧振 第十章:耦合電路,互感的消除
7、 第十一章:對(duì)稱三相電路,功率的計(jì)算,相電壓,線電壓 第十二章:非正弦周期電流電路,疊加定理,有效值與平均值 第十三章“二階電路的運(yùn)算法,等效電路 第十四、十五不在大綱之內(nèi) 第十六章:二端口電路,Y、Z參數(shù)的求解 第十七章:非線性電路,小信號(hào)法。 第一章 一、重溫基礎(chǔ) 1.1 電路和電路模型 1.2 電流和電壓的參考方向 1.3 電功率和能量 1.4 電路元件 1.5 電阻元件 1.6 電壓源和電流源 1.7 受控電源 1.8 基爾霍夫定律 1、電壓電流的參考方向
8、 2、功率 P>0,吸收功率;P<0,發(fā)出功率 3、電容 4、電感 5、KCL 流出為+,流入為- KVL L=2H 二、擴(kuò)展視野 I0(t) 例1. 已知 求及波形 + 3A —— + +
9、 6V I=-2A + 例2. —— + 16V 10Ω -10V + U 20V —— i 10Ω 8V R —— —— —— R=? U=? i=? N 三、有的放矢 2Ω 1Ω 4A 3Ω 已知:N吸收的功率P=4W 求:①將N等效為電阻R,則R=? ②將N等效為理想電流源Is,則Is=? ③將N等效為理想電壓源Us,則Us=?
10、 四、綜合練習(xí) P28,1——15 第二章 一、重溫基礎(chǔ) 2.1 電阻的串并聯(lián)及分壓分流公式 2.2電阻電路的Y—△變換 2.3 電壓源和電流源的等效變換 2.4 輸入電阻的計(jì)算 1. 電阻的串聯(lián)特點(diǎn):a.各電阻順序連接,流過同一電流(KCL) b.總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和(KVL) c. Req=( R1+ R2 +…+Rn) = Rk 即串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和 電阻的并聯(lián)特點(diǎn):a.各電阻兩端分別接在一起,兩端為同一電壓(KVL)
11、 b.總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和(KCL) c. 1/Req= 1/R1+1/R2+…+1/Rn 即并聯(lián)電路的總電導(dǎo)等于各電導(dǎo)之和 2. 特例,若三個(gè)電阻相等(對(duì)稱),則有 RD = 3RY 3. 理想電源的串并聯(lián):電壓相同(大小、方向)的電壓源才能并聯(lián), 電流相同(大小、方向)的電流源才能串聯(lián)。 4. 輸入電阻:外加電壓法:端口處加us ,其端口產(chǎn)生i ,求比值us / i 外加電流法:端口處加 is,其端口形成u,求比值u
12、/ is 二、擴(kuò)展視野 1. a 各電阻均是1歐姆,求a、b間的等效電阻Req b d 2. o b a 各電阻均是1歐姆,求a、b間的等效電阻Req 三、有的放矢 2i + - 2Ω 4V - + 8Ω i s 求開關(guān)S
13、 1. 斷開時(shí)S兩端電壓 2. 短路時(shí)流過S的電流 3. 斷開時(shí)S兩端的輸入電阻Rin 四、綜合練習(xí) P49,2——14 第三章 電阻電路的一般分析 一、 重溫基礎(chǔ) 掌握電路方程的列寫方法:支路電流法,回路電流法,節(jié)點(diǎn)電壓法 支路電流法:以各支路電流為未知量列寫電路方程分析電路的方法。 (一般步驟)1.標(biāo)定各支路電流(電壓)的參考方向; 2. 選定(n-1)個(gè)節(jié)點(diǎn),列寫KCL方程; 3. 選定b-(n-1)個(gè)獨(dú)立回路,列寫KVL方程; 4. 求解上述方程,得到b個(gè)支路電流; 5. 進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其他分析
14、。 回路電流法:以回路電流為未知量列寫電路方程分析電路的方法。 (一般步驟)1. 標(biāo)定b-(n-1)個(gè)獨(dú)立回路,并確定其繞行方向; 2. 對(duì)獨(dú)立回路,以回路電流為未知量,列寫KVL方程; 3. 求解上述方程,得到b個(gè)支路電流; 4. 進(jìn)一步計(jì)算支路電壓和進(jìn)行其他分析; 5. 其他分析 注:電壓與回路繞行方向一致時(shí)取“+”,否則取“-”。 節(jié)點(diǎn)電壓法:以節(jié)點(diǎn)電壓為未知量列寫電路方程分析 電路的方法。 (一般步驟)1. 選定參考節(jié)點(diǎn),標(biāo)定n-1個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn); 2. 對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn),以節(jié)點(diǎn)電壓為未知量,列寫KCL方程; 3. 求解上述方程,得到n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)電
15、壓; 4. 求各支路電流; 5. 其他分析 0.2s 4i 1Ω 二、 擴(kuò)展視野 2Ω 0.1s 4A i 10V 6Ω - + 列寫電路方程 0.5I1 R3 - + 三、 有的放矢 列寫電路方程 I1 R2 R1 R4 + - 5V + I5 0.3I5 10
16、V 3V + R5 - - 四、 綜合練習(xí) P76,3——15(a) 第四章 電路定理 一、 重溫基礎(chǔ) 疊加定理:在線性電路中,任一支路電流(或電壓)都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí),在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。 注:1.疊加定理只適用于線性電路 2.一個(gè)(獨(dú)立)電源作用(一次),其余電源不作用,電壓源為零——短路;電流源為零——斷路 3.功率不能疊加 4.U、i疊加時(shí)呀注意分量的方向 5.含受控源(線性)電路亦可用疊加定理,但只有獨(dú)立源進(jìn)行疊加,受控源始終保留。 齊性定理:線性電路中
17、,所有激勵(lì)(獨(dú)立源)都增大(或減小)同樣的倍數(shù),則電路中響應(yīng)(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù)。數(shù)學(xué)表達(dá)式為:f (kx) = k f(x) 應(yīng)用:當(dāng)激勵(lì)源只有一個(gè)時(shí),則響應(yīng)必與激勵(lì)成正比 替代定理:對(duì)于給定的任意一個(gè)電路,其中第k條支路電壓為uk、電流為ik,那么這條支路就可以用一個(gè)電壓等于uk的獨(dú)立電壓源,或者用一個(gè)電流等于ik的獨(dú)立電流源來替代,替代后電路中全部電壓和電流均保持原有值(解答唯一)。 戴維南定理:任何一個(gè)線性含有獨(dú)立電源、線性電阻和線性受控源的一端口網(wǎng)絡(luò),對(duì)外電路來說,可以用一個(gè)電壓源(Uoc和電阻Ri的串聯(lián)組合來等效置換;此電壓源的電壓等于外電路斷開時(shí)
18、端口處的開路電壓,而電阻等于一端口中全部獨(dú)立電源置零后的端口等效電阻。 注:1. 戴維南等效電路中電壓源電壓等于將外電路斷開時(shí)的開路電壓Uoc,電壓源方向與所求開路電壓方向有關(guān)。 2. 串聯(lián)電阻為將一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電源全部置零(電壓源短路,電流源開路)后,所得無源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。 3. 外電路發(fā)生改變時(shí),含源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路不變(伏-安特性等效)。 4. 當(dāng)一端口內(nèi)部含有受控源時(shí),控制電路與受控源必須包含在被化簡的同一部分電路中。 等效電阻的求解方法:1. 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含有受控源時(shí)可采用電阻串并聯(lián)的方法計(jì)算; 2. 加壓求流法或加流求壓法。 3.
19、開路電壓,短路電流法。 諾頓定理:任何一個(gè)含獨(dú)立電源,線性電阻和線性受控源的一端口,對(duì)外電路來說,可以用一個(gè)電流源和電導(dǎo)(電阻)的并聯(lián)組合來等效置換;電流源的電流等于該一端口的短路電流,而電導(dǎo)(電阻)等于把該一端口的全部獨(dú)立電源置零后的輸入電導(dǎo)(電阻)。 Ns (含獨(dú)立源網(wǎng)絡(luò)) 二、擴(kuò)展視野 1. Is I 已知:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí), 問當(dāng)時(shí),。(運(yùn)用疊加定理) 2. R=8Ω + 3Ω 6Ω Ux 10Ω - 0.54Ux + 30V - 求R=8Ω
20、上消耗的功率。
三、有的放矢
Ns
I
RL
R
已知:①,
②,
求獲得最大功率時(shí),
四、綜合練習(xí)
P108——4-15,4-16,4-20
第五章 含有運(yùn)算放大器的電阻電路
一、重溫基礎(chǔ)
1. 運(yùn)算放大器的電路模型:
設(shè)在 a,b 間加一電壓 ud =u+-u-,則可得輸出uo和輸入ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下:
分三個(gè)區(qū)域:
① 性工作區(qū):|ud| 21、> Uds, 則 uo= Usat
③ 反向飽和區(qū):ud<- Uds, 則 uo= -Usat
注:這里Uds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓,例如Usat=13V, A =105,則Uds=0.13mV。
uo =A(u+–u–) =Aud
在線性放大區(qū),將運(yùn)放電路作如下的理想化處理:
1. A ,uo為有限值,,u+=u-,兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路稱為“虛短”;
2. Ri ,,,即從輸入端看進(jìn)去,元件相當(dāng)于開路稱為“虛斷”。
3. Ro0
2.含理想運(yùn)算放大器電路的分析:
①加法器
u-= u+=0,i-=0
∴
②同相比例器
虛斷: 22、i+= i-= 0
虛短:ui =u+= u-
列節(jié)點(diǎn)1的節(jié)點(diǎn)電壓方程:
,得:
③電壓跟隨器
,當(dāng)R10,R2 時(shí);uo= ui
二、綜合練習(xí)
P120——5-4,5-5,5-7
第六章 一階電路
一、重溫基礎(chǔ)
1.一階電路:①方程:換路后,描述電路的方程是一階微分方程
②電路形式:通常它僅含一個(gè)儲(chǔ)能元件或經(jīng)簡化后等價(jià)為一個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)能元件的電路。
RC 電路、RL 電路是最簡單的一階電路
2.三要素法:
一般步驟:
3.直流電流下的三要素
①,,
②,,
③, 23、,
二、擴(kuò)展視野
0.5i
t=0
s
i
2Ω
+
-
求s閉合后電路的
三、有的放矢
s
3
Ns
1.
2
1
C
+
-
V
R
已知:s處于1時(shí),V0=10V,s處于2時(shí),V0=9V
問t=0時(shí),s接入3,求t=4s時(shí),電壓表的讀數(shù)。
t=0
2Ω
a
4Ω
2.
9A
+
+
3Ω
Uc
6Ω
4Ω
18V
-
-
24、1H
b
已知:
求,,
四、綜合練習(xí)
P156——6-26
第七章 二階電路
一、重溫基礎(chǔ)
1.二階電路:①方程:換路后,描述電路的方程是二階微分方程
②電路形式:含有兩個(gè)獨(dú)立的動(dòng)態(tài)元件。
2.分析二階電路的步驟: 1、確定動(dòng)態(tài)元件的初始條件[f (0+) 、f (0+) ] ; u(0+)、 i(0+)
2、列寫t >0+電路的二階微分方程;
3、求通解;
4、求特解;
5、全解 = 25、通解 + 特解;
6、由初始條件[ f (0+) 、f (0+) ] 確定待定常數(shù)→得確定解;
7、畫波形分析動(dòng)態(tài)過程。
二、綜合練習(xí)
P172——7-11
第八章 相量
一、重溫基礎(chǔ)
1.正弦量:按正弦規(guī)律變化的量
瞬時(shí)值表達(dá)式:i(t)=Imsin(wt + y)
波形:
正弦量三要素:幅值、角頻率、初相位
同頻率正弦量的相位差
設(shè) u(t)=Umsin(wt + yu ) , i(t)=Imsin(wt +yi )
則相位差即相位角之差:j = (wt + yu) – (wt + 26、 yi ) = yu-yi
規(guī)定: | j | ≤ p (180)
2.周期性電流、電壓的有效值
周期電流有效值:,正弦電流的有效值:
周期電壓有效值:,正弦電壓的有效值:
3.正弦量的相量表示:兩種表示方法,
或
或
二、綜合練習(xí)
P188——8-14,8-15,8-17
第九章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析
一、重溫基礎(chǔ)
1.復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納:
①電阻
已知:,則:
相量表示:,,有效值關(guān)系:UR=RI ,相位關(guān)系:同相
相量關(guān)系:
相量模型:
②電感
已知:,則:
向量表示:,,有效值關(guān)系:,相位關(guān)系:u 超前 i 90o
27、相量模型:
③電容:
已知:,則:
相量形式:,
相量模型:
2.電路定律的相量形式:
基爾霍夫定律的相量形式:同頻率的正弦量加減可以用對(duì)應(yīng)的相量形式來進(jìn)行計(jì)算。因此,在正弦電流電路中,KCL和KVL可用相應(yīng)的相量形式表示:
上式表明:流入某一節(jié)點(diǎn)的所有正弦電流用相量表示時(shí)仍滿足KCL;而任一回路所有支路正弦電壓用相量表示時(shí)仍滿足KVL。
電路的相量模型:
4.電路的相量圖:1). 同頻率的正弦量才能表示在同一個(gè)相量圖中;
2). 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正角度;
3). 選定一個(gè)參考相量(設(shè)初相位為零 28、);
4). 用于定性分析或利用比例尺定量計(jì)算。
例:
5.相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的步驟:
①由電路的時(shí)域模型畫出相量模型;
②用電阻電路的各種分析方法求解相量模 型 ,得到所求電流、電壓的相量 ;
③確定與相量對(duì)應(yīng)的正弦電流、電壓。
二、擴(kuò)展視野
+
1.
R2
R1
-
+
O
jXL
jXC
-
問R1,R2,XL,XC滿足什么關(guān)系時(shí),使得①超前90;②=
2.畫相量圖
+
-
+
R1
+
R2
b
a
29、
R3
-
-
3.電路諧振
定義:
+
RLC電路
-
當(dāng),同相時(shí),稱電路發(fā)生諧振。并聯(lián)諧振相當(dāng)于開路,串聯(lián)諧振相當(dāng)于短路。
R1
三、有的放矢
+
1.
-
+
R2
-
已知:R1=7.5Ω,,P=1500W,U=U1=UL,且,同相位。求,R2,I,U
R1
2.
-
+
+
R2
R3
30、-
已知:==R1=R2=R3,P=2420W
求R,
四、綜合練習(xí)
P219——9-3
第十章 含有耦合電感的電路
一、重溫基礎(chǔ)
1.互感和互感電壓
當(dāng)線圈1中通入電流i1時(shí),在線圈1中產(chǎn)生磁通(magnetic flux) F11,同時(shí),有部分磁通F21穿過臨近線圈2。當(dāng)i1為時(shí)變電流時(shí),磁通也將隨時(shí)間變化,從而在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
u11-----自感電壓,u21 ----互感電壓。
當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)通以電流時(shí),每個(gè)線圈兩端的電壓均包含自感電壓和互感電壓:
在正弦交流電路中,其相 31、量形式的方程為:
② 對(duì)自感電壓,當(dāng)u,i取關(guān)聯(lián)方向時(shí),符號(hào)為正,否則符號(hào)為負(fù);可不用考慮線圈繞向。
②對(duì)互感電壓,因產(chǎn)生該電壓的電流在另一線圈上,因此,要確定其符號(hào),就必須知道兩個(gè)線圈的繞向。
互感的性質(zhì):
① 能量角度可以證明,對(duì)于線性電感 M12=M21=M ;
② 互感系數(shù) M 只與兩個(gè)線圈的幾何尺寸、匝數(shù) 、 相互位置和周圍的介質(zhì)磁導(dǎo)率有關(guān)。
2.互感線圈的同名端
當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子流入 ,其所產(chǎn)生的磁場相互加強(qiáng)時(shí),則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱為同名端。
確定同名端的方法:(1) 當(dāng)兩個(gè)線圈中電流同時(shí)由同名端流入(或流出)時(shí),兩個(gè)電流產(chǎn)生的磁場相 32、互增強(qiáng)。
(2) 當(dāng)隨時(shí)間增大的時(shí)變電流從一線圈的一端流入時(shí),將會(huì)引起另一線圈相應(yīng)同名端的電位升高。
3.互感線圈的串并聯(lián)
①順串:
②反串:
③同名端在同側(cè)的并聯(lián):
,,i = i1 +i2
得:,
④同名端在異側(cè)的并聯(lián):
,,i = i1 +i2
得:,
4.消藕法
①同名端同側(cè)聯(lián)接
② 同名端異側(cè)聯(lián)接
5.變壓器
①空心變壓器
,
Z11=R1+jwL1, Z22=(R2+R)+j(wL2+X)
可得:
②理想變壓器
當(dāng)L1 ,M, L2 ,L1/L2 比值不 33、變 (磁導(dǎo)率 μ ) , 則有:
,
變壓器的變比:
理想變壓器模型:
阻抗變換性質(zhì):
R1
二、擴(kuò)展視野
Z
R2
問接什么負(fù)載可獲得負(fù)載的最大功率
2:1
5Ω
三、有的放矢
3Ω
R
+
-
問R,Xc,i為何值時(shí),使得,同相位,并求
四、綜合練習(xí)
P244——10-6,10-9,P246——10-17 34、
第十一章 三相電路
一、 重溫基礎(chǔ)
1. 三相電源
A、B、C三端稱為始端,X、Y、Z三端稱為末端。
①波形圖
②相量表示
③對(duì)稱三相電路特點(diǎn)
2. 對(duì)稱三相電源的聯(lián)接
① Y接
② △接
,則
即線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓。
3. 對(duì)稱三相負(fù)載
① Y-Y接
一相計(jì)算電路
,
②Y–D接
負(fù)載上相電壓與線電壓相等:
小結(jié):①負(fù)載為Y接:線電壓大小是相電壓的倍,相位領(lǐng)先;線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相同。
②負(fù)載為D接:線電壓與對(duì)應(yīng)的相電壓相同;線電流大小是相電流的倍,相位滯后。
4. 對(duì)稱三相電 35、路的功率
① 平均功率P:一相負(fù)載的功率Pp=UpIpcosj 三相總功率 P=3Pp=3UpIpcosj
② 無功功率Q:Q=QA+QB+QC= 3Qp ,
③ 視在功率S:
④
功率因數(shù)可定義為:cosj =P/S (不對(duì)稱時(shí)j 無意義)
功率的測(cè)量
① 三表法:
② 二表法:
若負(fù)載對(duì)稱,則需一塊表,讀數(shù)乘以 3。
10Ω
A1
A3
A
二、擴(kuò)展視野
A2
-jxc
B
C
設(shè):,,
求:Xc=?使得
三、綜合練習(xí)
P259——11-6
第十二章 36、非正弦周期電流電路
一、 重溫基礎(chǔ)
1. 周期信號(hào):滿足 f(t+kT)= f(t) 的電信號(hào)稱為周期信號(hào)。
非正弦波信號(hào):脈沖波。方波,鋸齒波……
分析方法(諧波分析法),利用傅里葉級(jí)數(shù)展開法:
將非正弦周期u 、i →分解成一系列不同頻率f 的正弦量之和→再由疊加定理分別計(jì)算在各個(gè)正弦量單獨(dú)作用下,電路中產(chǎn)生的同頻正弦u 、i 分量→時(shí)域形式相疊加→ u (t) 、i (t)
2. 有效值、平均值和平均功率
有效值:,平均值:
若
則
3. 非正弦周期電流電路的計(jì)算步驟
① 把給定電源作傅里葉級(jí)數(shù)分解
②對(duì)直流和各次諧波激勵(lì)分別計(jì)算其響應(yīng);
– 按頻率分類計(jì) 37、算,同頻率可放在一起計(jì)算;
– 各次諧波計(jì)算時(shí),可用相量法;
– 注意:不同頻率時(shí),感抗和容抗不同;
③ 根據(jù)疊加原理,合成計(jì)算其響應(yīng)
二、擴(kuò)展視野
1.已知:,
求U,I,P的有效值及平均值
2.已知:,
求U,I,P的有效值及平均值(注把同頻率電壓合成一個(gè)電壓計(jì)算)用向量法求解。
i(t)
+
三、有的放矢
i(t)
1.
2A
U(t)
t
0
5s
4s
-
1H
已知:如圖電路,i(t)如上圖所示
求U(t)
R
2.
C1
+ 38、
L
C
-
已知:,
求L,C的值,使完全濾去三次諧波,而使基波盡可能暢通。
四、綜合練習(xí)
P283——12-4
第十三章 拉普拉斯變換
一、 重溫基礎(chǔ)
1.拉普拉斯變換性質(zhì):拉氏變換法是一種數(shù)學(xué)變換,可將微分方程變換為代數(shù)方程以便于求解。
①線性性質(zhì):
②導(dǎo)數(shù)性質(zhì):
③積分性質(zhì):
④平移性質(zhì):
⑤初值定理:
⑥終值定理:
2. 由F(S)求f(t) 的步驟:
1) 將F(S)化成最簡真分式
2) 求F(S)分母多項(xiàng)式等于零的根,將F(S)分解成部分分式之和
3)求各部分分式的系數(shù) 39、
4)對(duì)每個(gè)部分分式和多項(xiàng)式逐項(xiàng)求拉氏反變換 。
常見函數(shù)的拉氏變換:
,,,,,
3.復(fù)頻域中的電路運(yùn)算形式
①電路定律的運(yùn)算形式:
②電路元件的運(yùn)算形式:
③ 運(yùn)算電路模型:
4.拉普拉斯變換法分析電路步驟:
①由換路前電路計(jì)算uc(0-) , iL(0-)
②畫運(yùn)算電路模型
③應(yīng)用電路分析方法求象函數(shù)
④反變換求原函數(shù)
t=0
二、擴(kuò)展視野
1.
L2
L1
+
Us
R2
R1
-
已知: ,
求開關(guān)動(dòng)作后的,
t=0
R
2.
C1
- 40、
+
+
10V
C2
-
已知:,
求開關(guān)動(dòng)作后的,
10Ω
t=0
三、有的放矢
R
+
1000μF
200V
0.1H
-
電路穩(wěn)定后,t=0時(shí)刻開關(guān)閉合,問R=?電路處在臨界狀態(tài)。
四、綜合練習(xí)
P309——13-7,P312——13-22
第十六章 二端口網(wǎng)絡(luò)
一、 重溫基礎(chǔ)
1. 二端口網(wǎng)絡(luò)的方程和參數(shù)
端口物理量4個(gè):i1 i2 u1 u2
端口電壓電流有六種不同的方程來表示,即可用六套參數(shù)描述二 41、端口網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)掌握Y參數(shù)方程和Z參數(shù)方程即可。
我們采用相量形式(正弦穩(wěn)態(tài))來討論。
①① Y參數(shù)和方程
由疊加定理可得:
,分別等于各個(gè)獨(dú)立電壓源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的電流之和。
②Z參數(shù)和方程
由Y參數(shù)方程解出。
即:
其中D =Y11Y22 –Y12Y21
2. 二端口的等效電路
兩個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)等效:是指對(duì)外電路而言,端口的電壓,電流關(guān)系相同。
二、 擴(kuò)展視野
2Ω
0.25A
2Ω
Y
已知: 求
三、有的放矢
2Ω
42、
+
+
2Ω
-
-
求Z,Y參數(shù)
方法1.定義法
方法2.公式法(適用于含受控源電路)——一次成形法
四、綜合練習(xí)
P390——16-4,16-5,求Y,Z參數(shù)
第十七章
一、 重溫基礎(chǔ)
1.非線性電阻的靜態(tài)電阻Rs 和動(dòng)態(tài)電阻 Rd
i
u
2. 含非線性電阻元件電路的求解
ab 以左部分為線性電路,化為戴維南等效電路,其u、i關(guān)系為: 其特性為一直線
ab 右邊為非線性電阻,其伏安特性為 i = f (u),i(u)曲線如下圖:
兩曲線交點(diǎn)坐標(biāo)即為所求解答
3. 工作點(diǎn)處線性化
,非線性電阻 i = g(u)。列 KVL 方程:
首先考慮直流電源單獨(dú)作用,令,此時(shí),KVL方程為:
P點(diǎn) 稱為上述電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。
二、綜合練習(xí)
P423——17-10,P424——17-11
四、總結(jié)
以上內(nèi)容為強(qiáng)化班內(nèi)容,包含考試要點(diǎn),考試典型題目以及部分考研題目。我們將在12月份的沖刺班簡述如何求解考研真題。
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