注册电气工程师考试辅导资料电路基础部分.ppt
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1、注册电气工程师考试辅导,n,电路基础部分,一、电路的基本概念和基本定律,考试点,1、掌握电阻、独立电压源、独立电流源、受控源、电容、电感、耦合电感、理想变压器诸元件的定义、性质2、掌握电流、电压参考方向的概念3、熟练掌握基尔霍夫定律,1.1 掌握电路诸元件的 定义、性质,电阻元件,一、欧姆定律流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。根据欧姆定律,电阻两端的电压和电流之间的关系可写成:u=iR,在电压和电流的关联方向下u=iR,在电压和电流非关联方向下u= - iR,1、定义G=1/R2、单位S(西门子)电阻的单位为(欧姆),计量高电阻时,则以k 和M 为单位。,二、电导,三、电阻元件的伏安特性以
2、电压和电流为坐标,画出电压和电流的关系曲线。,电容元件,一、电容的定义,二、电容的特性方程,三、电容元件的特性方程的积分式,四、电容元件储存的能量,电容元件在任何时刻t 所储存的电场能量,电感元件,一、线圈的磁通和磁通链,如果u的参考方向与电流i 的参考方向一致,线性电感元件的自感磁通链与元件中电流有以下关系,二、电感元件的特性方程,三、电感元件特性方程的积分形式,四、电感元件储存的磁场能量,电压源和电流源,一、理想电压源1、特点(1)电压u(t)的函数是固定的,不会因它所联接的外电路的不同而改变。(2)电流则随与它联接的外电路的不同而不同。,只用来表示直流,既可以表示直流也可以表示交流,2、
3、图形符号,i = 0,3、理想电压源的不同状态,空载,有载,4、特殊情况,电压为零的电压源相当于短路。,伏安特性,标准电压源模型,理想电压源 (恒压源): RO= 0 时的电压源.,特点:(1)输出电 压不变,其值恒等于电动势。 即 Uab E;,(2)电源中的电流由外电路决定。,恒压源中的电流由外电路决定,设: E=10V,当R1 R2 同时接入时: I=10A,例,恒压源特性中不变的是:_,E,恒压源特性中变化的是:_,I,_ 会引起 I 的变化。,外电路的改变,I 的变化可能是 _ 的变化, 或者是_ 的变化。,大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,E,Uab,a,b,R,1、特点(1
4、)电流i(t)的函数是固定的,不会因它所联接的外电路的不同而改变。(2)电压则随与它所联接的外电路的不同而不同。2、图形符号,二、理想电流源,短路,有载,4、特殊情况,电流为零的电流源相当于开路。,3、理想电流源的不同状态,标准电流源模型,电流源模型,理想电流源 (恒流源): RO= 时的电流源.,特点:(1)输出电流不变,其值恒等于电 流源电流 IS;,(2)输出电压由外电路决定。,恒流源两端电压由外电路决定,设: IS=1 A,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是:_,Is,恒流源特性中变化的是:_,Uab,_ 会引起 Uab 的变化。,外电路的改变,Uab的变化可能是 _ 的变化, 或者
5、是 _的变化。,大小,方向,I,E,R,_,+,a,b,Uab=?,Is,原则:Is不能变,E 不能变。,电压源中的电流 I= IS,恒流源两端的电压,恒压源与恒流源特性比较,Uab的大小、方向均为恒定,外电路负载对 Uab 无影响。,I 的大小、方向均为恒定,外电路负载对 I 无影响。,输出电流 I 可变 - I 的大小、方向均由外电路决定,端电压Uab 可变 -Uab 的大小、方向均由外电路决定,受控电源,一、电源的分类,电源,独立电源,受控源,二、以晶体管为例,B,E,C,三、受控 源 的类型、电压控制电压源(VCVS),2、电压控制电流源(VCCS),3、电流控制电压源(CCVS),4
6、、电流控制电流源(CCCS),R1,R2,受控源分类,含有耦合电感电路的计算 -预备知识,一、互感,+,_,1,1,2,2,+,_,1,1,2,2,1、自感磁通链 线圈1中的电流产生的磁通在穿越自身的线圈时,所产生的磁通链。,中的一部分或全部交链线圈2时产生的磁通链。,2、互感磁通链,磁通(链)符号中双下标的含义:,第1个下标表示该磁通(链)所在线圈的编号,第2个下标表示产生该磁通(链)的施感电流所在线圈的编号。,同样线圈2中的电流i2也产生自感磁通链22和互感磁通链12 (图中未标出),这就是彼此耦合的情况。,耦合线圈中的磁通链等于自感磁通链和互感磁通链两部分的代数和,如线圈1 和2 中的磁
7、通链分别为,则有,二、互感系数,当周围空间是各向同性的线性磁介质时,每一种磁通链都与产生它的施感电流成正比,,互感磁通链,即有自感磁通链:,上式中M12和M21称为互感系数,简称互感。,互感用符号M表示,单位为H。可以证明,M12=M21,所以当只有两个线圈有耦合时,可以略去M的下标,即可令M=M12=M21,两个耦合线圈的磁通链可表示为:,= L1i1 M i2,= M i1 +L2i2,上式表明,耦合线圈中的磁通链与施感电流成线性关系,是各施感电流独立产生的磁通链叠加的结果。,M前的号是说明磁耦合中,互感作用的两种可能性。“+”号表示互感磁通链与自感磁通链方向一致,称为互感的“增助”作用;
8、“-”号则相反,表示互感的“削弱”作用。为了便于反映“增助”或“削弱”作用和简化图形表示,采用同名端标记方法。,三、同名端,1、同名端的引入,1 = L1i1 M i2,2 = M i1 +L2i2,2、同名端,对两个有耦合的线圈各取一个端子,并用相同的符号标记,这一对端子称为“同名端”。当一对施感电流从同名端流进(或流出)各自的线圈时,互感起增助作用。,*,*,M,1= L1 i1 + M i22= M i1 + L2 i2,*,*,四、互感电压,如果两个耦合的电感L1和L2中有变动的电流,各电感中的磁通链将随电流变动而变动。设L1和L2的电压和电流分别为u1、i1和u2、i2,且都取关联参
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