电路基础

许振周

目录

  • 1 第一单元
    • 1.1 万用表的使用
  • 2 安全用电
  • 3 二极管及发光二极管实验
  • 4 第二单元
    • 4.1 项目一
    • 4.2 色环电阻的识别
    • 4.3 电阻的串并联研
    • 4.4 电路的基本概念
    • 4.5 电路的作用与组成
    • 4.6 理想电路元件与电路模型
    • 4.7 电路的基本物理量
    • 4.8 电流及其参考方向
    • 4.9 电压、电位与电动势及其参考方向
    • 4.10 电功率和电能
    • 4.11 基尔霍夫定律
    • 4.12 电路结构的有关术语
    • 4.13 基尔霍夫电流定律
    • 4.14 基尔霍夫电压定律
  • 5 电路元件和电路的等效变换
    • 5.1 电阻元件及其串、并联的等效变换
    • 5.2 电阻星形连接和三角形连接的等效变换
    • 5.3 电容元件和电感元件
    • 5.4 有源元件及实际电源的等效变换
    • 5.5 电阻元件
    • 5.6 电阻的串联和并联
    • 5.7 电阻的混联
    • 5.8 电阻的星形连接和三角形连接
    • 5.9 电阻星形连接和三角形连接的等效变换
    • 5.10 电容元件
    • 5.11 电感元件
    • 5.12 电容元件与电感元件的连接
    • 5.13 电压源
    • 5.14 电流源
    • 5.15 受控源
    • 5.16 实际电源的等效变换
  • 6 电阻电路的一般分析与电路定理
    • 6.1 支路电流法
    • 6.2 网孔电流法
    • 6.3 节点电位法
    • 6.4 叠加定理
    • 6.5 替代定理
    • 6.6 等效电源定理
    • 6.7 最大功率传输定理
    • 6.8 含受控源电路的分析
    • 6.9 支路电流法
    • 6.10 支路电流法的应用
    • 6.11 网孔电流法
    • 6.12 网孔电流法的应用
    • 6.13 节点电位法
    • 6.14 节点电位法的应用
    • 6.15 弥尔曼定理
    • 6.16 叠加定理
    • 6.17 叠加定理的应用
    • 6.18 替代定理
    • 6.19 替代定理的应用
    • 6.20 戴维南定理
    • 6.21 诺顿定理
    • 6.22 负载获得最大功率的条件
    • 6.23 最大功率传输定理的应用
    • 6.24 含受控源电路的特点分析
    • 6.25 受控源电路实例
  • 7 单相正弦交流电路
    • 7.1 正弦交流电路的基本概念
    • 7.2 正弦量的相量表示法
    • 7.3 电路元件的电压电流关系
    • 7.4 电阻、电感、电容串联电路
    • 7.5 电阻、电感、电容并联电路
    • 7.6 无源二端网络的等效复阻抗和复导纳
    • 7.7 正弦交流电路的功率
    • 7.8 功率因数的提高
    • 7.9 相量法分析正弦交流电路
    • 7.10 电路的谐振
    • 7.11 互感电路
    • 7.12 正弦量及其三要素
    • 7.13 正弦量的有效值
    • 7.14 相位差
    • 7.15 复数及其表示形式
    • 7.16 正弦量的相量表示
    • 7.17 用相量法求正弦量的和与差
    • 7.18 基尔霍夫定律的相量形式
    • 7.19 正弦交流电路中的电阻元件
    • 7.20 正弦交流电路中的电感元件
    • 7.21 正弦交流电路中的电容元件
    • 7.22 电压与电流的关系
    • 7.23 复阻抗
    • 7.24 电压与电流关系
    • 7.25 复导纳
    • 7.26 电路的三种情况
    • 7.27 无源二端网络的等效复阻抗和复导纳
    • 7.28 复阻抗和复导纳的等效变换
    • 7.29 复阻抗和复导纳的串并联电路
    • 7.30 正弦交流电路的瞬时功率
    • 7.31 有功功率
    • 7.32 无功功率
    • 7.33 视在功率
    • 7.34 复功率
    • 7.35 提高功率因数的经济意义
    • 7.36 提高功率因数的方法
    • 7.37 相量法
    • 7.38 谐振
    • 7.39 串联谐振
    • 7.40 并联谐振
    • 7.41 互感的基本概念
    • 7.42 具有互感的电路
  • 8 三相正弦交流电路
    • 8.1 三相电源
    • 8.2 三相负载的连接及其电压电流关系
    • 8.3 对称三相电路的计算
    • 8.4 不对称三相电路的分析
    • 8.5 三相电路的功率
    • 8.6 三相对称电源
    • 8.7 三相电源的连接
    • 8.8 三相负载的星形连接
    • 8.9 三相负载的三角形连接
    • 8.10 三相电路的功率
    • 8.11 三相电路总瞬时功率的特点
    • 8.12 三相电路功率的测量
  • 9 非正弦周期电流电路
    • 9.1 非正弦周期量
    • 9.2 非正弦周期量的谐波分析
    • 9.3 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
    • 9.4 非正弦周期电流电路的计算
    • 9.5 非正弦周期量概述
    • 9.6 非正弦周期量的产生
    • 9.7 非正弦周期量的合成
    • 9.8 非正弦周期量的分解
    • 9.9 周期信号的频谱
    • 9.10 非正弦周期量的对称性
    • 9.11 有效值
    • 9.12 平均值、整流平均值
    • 9.13 平均功率
  • 10 线性电路的过渡过程
    • 10.1 电路的过渡过程与换路定律
    • 10.2 一阶电路的零输入响应
    • 10.3 一阶电路的零状态响应
    • 10.4 一阶电路的全响应
    • 10.5 RLC串联电路的零输入响应
    • 10.6 电路的过渡过程
    • 10.7 换路定律
    • 10.8 初始条件的计算
    • 10.9 RC电路的零输入响应
    • 10.10 RL电路的零输入响应
    • 10.11 RC电路的零状态响应
    • 10.12 RL电路的零状态响应
    • 10.13 经典法求全响应
    • 10.14 全响应的两种分解
    • 10.15 一阶电路的三要素法
    • 10.16 方程和特征根
    • 10.17 RLC串联电路的零输入响应
  • 11 磁路和铁芯线圈
    • 11.1 磁场的基本物理量和基本定律
    • 11.2 铁磁物质的磁化
    • 11.3 磁路的基本定律
    • 11.4 恒定磁通磁路的计算
    • 11.5 交流铁芯线圈中的波形畸变与磁损耗
    • 11.6 电磁铁
    • 11.7 磁感应强度
    • 11.8 磁通
    • 11.9 磁场强度和磁导率
    • 11.10 磁通连续性原理
    • 11.11 安培环路定律
    • 11.12 铁磁物质的磁化
    • 11.13 铁磁物质的磁滞回线
    • 11.14 基本磁化曲线
    • 11.15 磁路
    • 11.16 磁路定律
    • 11.17 磁路和电路的比较
    • 11.18 有关磁路计算的一些概念
    • 11.19 无分支磁路的计算
    • 11.20 对称分支磁路的计算
    • 11.21 线圈感应电动势与磁通的关系
    • 11.22 正弦电压作用下磁化电流的波形
    • 11.23 正弦电流作用下的磁通波形
    • 11.24 交流铁芯线圈的损耗
    • 11.25 直流电磁铁
    • 11.26 交流电磁铁
电阻的串联和并联

1、等效变换

如果两个二端网络N1、N2的端口伏安关系完全相同,则称这两个二端网络是等效的,如图2-5所示。这个结论可以推广到二端口网络或多端口网络的情况。常用符号“”来表示等效的关系。

温馨提示:

等效是指对任意的外电路等效,对网络内部是不等效的。

2、电阻的串联

所谓串联,就是把一些元器件首尾用导线依次连接起来,中间没有分支的连接方式

(1)串联电阻电路的特点

 ① 串联电路中的电流处处相等。 

 ② 串联电阻两端的总电压u等于各电阻上电压的代数和。 

 ③ 串联电阻电路的总电阻(即等效电阻Req)等于各电阻阻值之和。 

 ④ 各串联电阻电压与其阻值成正比。 

 ⑤ 电阻串联电路消耗的总功率等于各串联电阻消耗的功率之和。 

(2)串联电阻电路的应用

 ① 分压

例题2-2

图2-7是一个固定的三档分压器。当改变开关S的位置时,就可改变输出电压uo的大小。设输入电压ui=12V,试求S分别置于1、2、3时的输出电压uo的值。

解:当开关S置于位置1时,输入电压直接送到输出端,故uo1 = ui = 12V。

当开关S置于位置2时,根据分压原理,得

V

当开关S置于位置3时,可计算出

V

温馨提示:

如果把电阻换成可变电阻,并从该电阻抽头处引出电压,还可实现输出电压连续可调的分压器。

② 限流。

当电源电压较高,而用电负载电阻较小,负载允许通过的电流也较小时,可在电路中串联一电阻,限制流过负载的电流,此作用叫限流,串联的电阻叫限流电阻。 

③ 扩大电压表量程。

3、电阻的并联

如图2-9(a)所示,若干电阻(电导)首端与首端、尾端与尾端分别联接在一起的联接方式称为电阻的并联。

(1)并联电阻电路的特点

① 各并联电阻支路的端电压相同。 

② 流过并联电阻电路的总电流i等于各支路电流的代数和。 

③ 并联电阻电路总电阻(等效电阻Req)的倒数等于各并联电阻倒数之和。 

④ 流过各并联电阻的电流与其阻值成反比。 

⑤ 电阻并联电路消耗的总功率等于各并联电阻消耗的功率之和。

两个并联电阻上分得的电流分别为

(2)并联电阻电路的应用

① 组成等电压多支路供电网络。 

② 分流与扩大电流表量程。