電氣工程類——電路
一、電路基本知識
1、定義：由電器設備和元器件按一定方式聯接起來，為電流流通提供路徑的總體稱為電路，也叫網絡。
例：最簡單的電路：手電筒的電路。
實際電路和等效電路圖。
2、電路的組成
A、電源：提供電能的設備或器件;
B、載：將電能轉換成其他形式能量的元器件或設備;
C、中間環節：導線、開關等。
3、電路的作用
A、傳輸、分配、使用電能;如電力電路。
B、傳遞、處理電信號。如收音機、電視機、衛星通信等電路。
二、各種電路類型
(1)線性電路：由線性無源元件、線性受控源和獨立電源組成的電路，稱為線性電路。
(2)電阻電路：如果構成電路的線性無源元件均為線性電阻，電路則稱為線性電阻性電路(簡稱電阻電路)。
(3)直流電路：當電路中的獨立電源都是直流電源時，這類電路稱為直流電路。電感在直流電路中相當于短路，電容在直流電路中相當于開路。
三、等效變換
(1)等效的條件：如果兩個一端口網絡的伏安特性完全相同，則這兩個一端口網絡等效。
(2)等效變換的特點：對外等效。
電壓源并聯和電流源串聯需滿足基爾霍夫定律。
(3)兩種電源電路模型進行等效變換的方法步驟：(A)畫出對應的電源電路模型，注意參考方向(B)確定電阻值(C)根據公式 確定電源電路模型中獨立源的源電壓、源電流。
四、電阻電路的一般分析
KCL和KVL的獨立方程數
(A)KCL的獨立方程數：對具有n個節點的電路，在任意(n-1)個節點上可以得出(n-1)個獨立的KCL方程。
(B)KVL的獨立方程數：利用“樹”的概念確定獨立回路組，對具有n個節點b條支路的電路，可以得出(b-n+1)個獨立的KVL方程。
五、疊加定理
1、疊加定理：線性電阻電路中，任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處產生的電壓或電流的疊加。
(1)疊加定理是體現線性電路本質的最重要的定理。
2、應用疊加定理時需要注意的幾個問題
(1)疊加定理研究的對象是獨立電源。(2)受控電源的控制量是受控電源所在電路的元件上的電壓或電流。(3)在各分電路中，將不作用的獨立電壓源置零，要在獨立電壓源處用短路代替;將不作用的獨立電流源置零，要在獨立電流源處用開路代替。 (4)原電路的功率不等于按各分電路計算所得功率的疊加。(5)疊加定理適用于線性電路，不適用于非線性電路。
六、戴維寧定理
(1)戴維寧等效是電路簡化方法，戴維寧定理適用于線性電路。
(2)戴維寧定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一端口，對外電路來說，可以用一個電壓源和電阻的串聯組合等效置換，此電壓源的源電壓等于該一端口的開路電壓，電阻等于把該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電阻。
七、諾頓定理
(1)諾頓等效是電路簡化方法，諾頓定理適用于線性電路。
(2)利用電源等效變換，可以簡單地從戴維寧等效電路得到諾頓等效電路。
(3)諾頓定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一端口，對外電路來說，可以用一個電流源和電導的并聯組合等效置換，電流源的源電流等于該一端口的短路電流，電導等于把該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電導(對于同一個一端口，其戴維寧等效電路的輸入電阻與諾頓等效電路的輸入電導相同)。
(4)功率傳輸：含源一端口外接可調電阻 (負載)，當滿足 負載電阻等于一端口的輸入電阻的條件時，電阻 將獲得功率，此時稱電阻與一端口的輸入電阻匹配。
八、一階電路和二階電路的時域分析
含有動態元件的電路稱為動態電路。動態電路的特征是電路出現換路時，將出現過渡過程。一階電路通常含有一個動態元件，可以列寫電壓或電流的一階微分方程來描述。二階電路通常含有二個動態元件，可以列寫電壓或電流的二階微分方程來描述。
零狀態響應：是指換路后電路無外加電源，其響應由儲能元件的初始值引起，稱暫態電路的零輸入響應。
零狀態響應：是指儲能元件的初始值為零，換路后電路的響應是由外加電源引起的響應，稱暫態電路的零狀態響應。
全響應：換路后的響應由儲能元件初始值和外加電源共同產生的響應，稱為暫態電路的全響應。
九、相量法
相量分析/相量法：對于含有L、C的正弦電路，基本的描述方程應是微一積分方程。雖然正弦量的微、積分還是正弦量，但直接進行三角函數運算仍然是十分麻煩的。在正弦穩態電路中，電流和電壓等都是同頻率的正弦時間函數，我們的任務僅在于分析和確定這些物理量的有效值(或值)與初相。相量正是包含模與輻角兩個要素，我們引入正弦量的相量表示法、向量圖，通過相量這一數學工具可以用分析正弦穩態電路。這種分析法，稱之為相量分析/相量法。
相量法的實質：是一種數學變換，將時域(正弦時間函數)的運算轉換成頻域中復數運算。
十、三相電路
對稱的三相電壓源是由三相發電機提供的(我國三相系統電源頻率為50Hz 入戶電壓為220V，入戶線為三相中的一相和地線，而美歐等國為60Hz，110V日本有50Hz，60Hz兩種，110V)
實際三相電路中，電源是對稱的，三相負載不一定對稱。
一、電路基本知識
1、定義：由電器設備和元器件按一定方式聯接起來，為電流流通提供路徑的總體稱為電路，也叫網絡。
例：最簡單的電路：手電筒的電路。
實際電路和等效電路圖。
2、電路的組成
A、電源：提供電能的設備或器件;
B、載：將電能轉換成其他形式能量的元器件或設備;
C、中間環節：導線、開關等。
3、電路的作用
A、傳輸、分配、使用電能;如電力電路。
B、傳遞、處理電信號。如收音機、電視機、衛星通信等電路。
二、各種電路類型
(1)線性電路：由線性無源元件、線性受控源和獨立電源組成的電路，稱為線性電路。
(2)電阻電路：如果構成電路的線性無源元件均為線性電阻，電路則稱為線性電阻性電路(簡稱電阻電路)。
(3)直流電路：當電路中的獨立電源都是直流電源時，這類電路稱為直流電路。電感在直流電路中相當于短路，電容在直流電路中相當于開路。
三、等效變換
(1)等效的條件：如果兩個一端口網絡的伏安特性完全相同，則這兩個一端口網絡等效。
(2)等效變換的特點：對外等效。
電壓源并聯和電流源串聯需滿足基爾霍夫定律。
(3)兩種電源電路模型進行等效變換的方法步驟：(A)畫出對應的電源電路模型，注意參考方向(B)確定電阻值(C)根據公式 確定電源電路模型中獨立源的源電壓、源電流。
四、電阻電路的一般分析
KCL和KVL的獨立方程數
(A)KCL的獨立方程數：對具有n個節點的電路，在任意(n-1)個節點上可以得出(n-1)個獨立的KCL方程。
(B)KVL的獨立方程數：利用“樹”的概念確定獨立回路組，對具有n個節點b條支路的電路，可以得出(b-n+1)個獨立的KVL方程。
五、疊加定理
1、疊加定理：線性電阻電路中，任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處產生的電壓或電流的疊加。
(1)疊加定理是體現線性電路本質的最重要的定理。
2、應用疊加定理時需要注意的幾個問題
(1)疊加定理研究的對象是獨立電源。(2)受控電源的控制量是受控電源所在電路的元件上的電壓或電流。(3)在各分電路中，將不作用的獨立電壓源置零，要在獨立電壓源處用短路代替;將不作用的獨立電流源置零，要在獨立電流源處用開路代替。 (4)原電路的功率不等于按各分電路計算所得功率的疊加。(5)疊加定理適用于線性電路，不適用于非線性電路。
六、戴維寧定理
(1)戴維寧等效是電路簡化方法，戴維寧定理適用于線性電路。
(2)戴維寧定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一端口，對外電路來說，可以用一個電壓源和電阻的串聯組合等效置換，此電壓源的源電壓等于該一端口的開路電壓，電阻等于把該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電阻。
七、諾頓定理
(1)諾頓等效是電路簡化方法，諾頓定理適用于線性電路。
(2)利用電源等效變換，可以簡單地從戴維寧等效電路得到諾頓等效電路。
(3)諾頓定理可表述為：一個含獨立電源、線性電阻和受控電源的一端口，對外電路來說，可以用一個電流源和電導的并聯組合等效置換，電流源的源電流等于該一端口的短路電流，電導等于把該一端口的全部獨立電源置零后的輸入電導(對于同一個一端口，其戴維寧等效電路的輸入電阻與諾頓等效電路的輸入電導相同)。
(4)功率傳輸：含源一端口外接可調電阻 (負載)，當滿足 負載電阻等于一端口的輸入電阻的條件時，電阻 將獲得功率，此時稱電阻與一端口的輸入電阻匹配。
八、一階電路和二階電路的時域分析
含有動態元件的電路稱為動態電路。動態電路的特征是電路出現換路時，將出現過渡過程。一階電路通常含有一個動態元件，可以列寫電壓或電流的一階微分方程來描述。二階電路通常含有二個動態元件，可以列寫電壓或電流的二階微分方程來描述。
零狀態響應：是指換路后電路無外加電源，其響應由儲能元件的初始值引起，稱暫態電路的零輸入響應。
零狀態響應：是指儲能元件的初始值為零，換路后電路的響應是由外加電源引起的響應，稱暫態電路的零狀態響應。
全響應：換路后的響應由儲能元件初始值和外加電源共同產生的響應，稱為暫態電路的全響應。
九、相量法
相量分析/相量法：對于含有L、C的正弦電路，基本的描述方程應是微一積分方程。雖然正弦量的微、積分還是正弦量，但直接進行三角函數運算仍然是十分麻煩的。在正弦穩態電路中，電流和電壓等都是同頻率的正弦時間函數，我們的任務僅在于分析和確定這些物理量的有效值(或值)與初相。相量正是包含模與輻角兩個要素，我們引入正弦量的相量表示法、向量圖，通過相量這一數學工具可以用分析正弦穩態電路。這種分析法，稱之為相量分析/相量法。
相量法的實質：是一種數學變換，將時域(正弦時間函數)的運算轉換成頻域中復數運算。
十、三相電路
對稱的三相電壓源是由三相發電機提供的(我國三相系統電源頻率為50Hz 入戶電壓為220V，入戶線為三相中的一相和地線，而美歐等國為60Hz，110V日本有50Hz，60Hz兩種，110V)
實際三相電路中，電源是對稱的，三相負載不一定對稱。
