电路分析——解题方法

首先,看一下我们这一个学期都学了些什么:

1、KCL,KVL:基尔霍夫定律
2、网孔分析法:
3、节点分析法:
其中网孔法与节点法需要注意格式!!!
4、互易定理:这个用的比较少,可以不考虑
5、叠加定理:简单地讲就是独立源的作用相互独立且可叠加,注意电压源置零为导线,电流源置零为断开
6、置换定理:这个用的比较少,用的更多的是下面的戴维南定理和诺顿定理
7、戴维南定理:二端网络可换为电压源与电阻串联
8、诺顿定理:二端网络可换为电流源与电阻并联
9、电容元件:只要记住,电流根据电压的改变而改变,所以电流是电压的导数乘电容,电功为1/2电容乘电压的平方,稳定时相当于断开
10、电感元件:同理,记住电压根据电流的改变而改变,所以电压是电流的导数乘电感电功为1/2电感乘电流的平方,稳定时相当于导线
11、换路定理:换路瞬间,电容的电压和电荷不会发生突变,电感的电流和磁道不会发生突变

单纯的定理或者原理只有上面这些,公式在下面:

1、电容元件:
电路分析——解题方法
电路分析——解题方法
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2、电感元件:
电路分析——解题方法电路分析——解题方法
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3、电容与电感的对偶公式:
电路分析——解题方法
电容对应电感
电容电压对应电感电流
电容电流对应电感电压
公式同理
电路分析——解题方法
由此可知:
电容串联:电容的倒数之和,相当于间隙变宽了
电容并联:电容之和,相当于极板变大了
电感串联:电感之和,相当于变长了
电感并联:电感倒数之和,相当于横截面变大了

4、环路定理:
换路瞬间,电容的电压和电荷不会发生突变,电感的电流和磁道不会发生突变
电路分析——解题方法
个人理解:
①0-时刻,电容视为开路,电感视为短路,用KCL和KVL计算两端电压u与通过电流i;
②0+时刻,电容视为u的电压源,方向不变;电感视为i的电流源,方向不变

5、三要素法:电路分析——解题方法
三要素为:
①初始值y(0+),通过0-电路得到初始u或i,然后通过初始u或i得到0+电路之后求得(实际上,由于换路定理,基本上得到0-电路之后就可以得到相应变量的初始值0+了)
②稳态值y(∞),通过0+电路得到∞时的稳定电路得到
③时间常数,RC电路为τ=RC,RL电路为τ=L/R

6、VCR相量模式:
电阻:
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电容:
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电感:
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7、节点法网孔法的相量模式:
节点法:
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网孔法:
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8、正弦稳态功率:
瞬时功率:
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可以看到,其中有一个UIcosϕ,这个也被叫做恒定分量

平均功率:
上文的恒定分量就是我们的平均功率
电路分析——解题方法
ϕ =θu-θi:功率因数角。对无源网络,为其等效阻抗的阻抗角。实际上就是电压领先电流多少角度
cos ϕ :功率因数。
①电阻的平均功率:ϕ =0,故电压与电流同相,P=UI
②电感的平均功率:ϕ =π/2,电压领先,P=0
③电容的平均功率:ϕ =-π/2,电流领先,P=0
平均功率实际上是电阻消耗的功率,亦称为有功功率。表示电路实际消耗的功率,它不仅与电压电流有效值有关,而且与 cosϕ 有关,这是交流和直流的很大区别, 主要由于电压、电流存在相位差

无功功率:
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单位:var (乏)
Q>0,表示网络吸收无功功率;
Q<0,表示网络发出无功功率。
Q 的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的
电路分析——解题方法
L与C不断吸收与释放能量,与外部电路不断交换,但未做功

视在功率:
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单位为VA伏安,有等式:
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复功率:
电路分析——解题方法
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注意,下面是重点——我们遇到一道电路分析题的时候,我们应该怎么做?

1、首先,判断这是一道静态电路题还是一道动态电路题,如果是静态电路题转2,动态电路题转3。

2、如果是一道静态电路题,首先看有多少个独立源,如果只有一个,则不需要使用叠加定理,否则,就有大概率需要使用叠加定理。然后转4。

3、如果是一道动态电路题,首先将其中所有的元件(独立源、受控源、电阻、电容、电感)转换为对应的相量模式,然后转6。

4、对于得到的简化后的单独立源电路,判断是否需要使用戴维南定理或诺顿定理,如果需要则转5,否则直接用网孔法、节点法、KCL、KVL解题,转7。

5、如果需要使用戴维南定理或诺顿定理,则首先,求出二端网络两边的电压值,然后直接使用外加电源法,将内部所有的独立源置0后,外加一个1A的电源,然后计算出此时二端网络两边的电压值,即为对应的等效电阻值,即可得出戴维南电路或者诺顿电路。转7。

6、转换为相量模式后,判断是否为一阶电路,如果是一阶电路,需要求某个值的瞬时值(小写的关于时间的函数),则直接画出0-、0+、∞电路,然后求出对应的三要素,直接用三要素法求值;如果不是一阶电路,需要求某个的相量模型,则直接用KCL与KVL、戴维南定理、诺顿定理,当做4的情况进行处理。完成后转7。

7、此时,电路中所有的物理量应该都已经可以求得,此时,看题目中要我们求什么,如果是求功率,需要判断是否是正弦稳态功率,或者是普通的功率,然后使用相应的公式求解即可。

总体上来讲,是这么一张算法图:
电路分析——解题方法