电路基础学习笔记

只看该作者 · 2020-2-10 11:23

第一章：
基础知识。
1.电荷与电流
1.1电荷：
电路中最基本物理量，是构成物质的原子的一种电气特性，单位是库仑（C）.
关于电荷注意三点：
1.库伦单位相当大，1库仑电荷中包含 1 / 1.602 X 10^-19个电子。电荷电位pC,nC,uC
2.通过实验可以观察到，实际产生的点个量仅是电子电荷e=-1.602x10^-19的整数倍。
3.电荷守恒定律：电荷既不能创造也不能消失，只能迁移。一个系统中电荷量代数和是不变的。
1.2电流：
导线连接到电池，就迫使电荷运动，正电荷向一个方向运动，负电荷反方向运动，产生了电流、
  电流是由方向的，习惯上正电荷运动方向作为电流方向。
1.电流是指电荷的时间变化率，单位：安培 i=dq/dt;    1安培=1库仑/1秒
2.电流分类：
直流电：不随时间而变化的恒定电流。
交流电：随时间按正弦规律变化的电流。
2 电压
定义：即电压差，是指使得单位电荷通过某个元件所需要的能量，单位是伏特。

电动势又称电压，电压差，，电路中A,B两点之间的电压Vab是指将单位电荷从点a移动至点b所需要的能量。Vab=dw/dq (w为能量（焦耳 j），q为电荷)单位伏特  简写v。
            1伏特=1焦耳/1库仑=1牛顿*米/库仑
2.1电压分类

   直流电压：恒定的电压，DC  用V来表示  ----------电池产生

   交流电压：按正弦规律变化的电压 AC 用v来表示---发电机产生

电流，电压注意：
电流总是流经某个元件而电压总是跨接在某个元件两端或两点之间。
电流和电压是电路中的两个基本量。在传递信息过程中常用信号来表示电流、电压

  3功率与能量
  功率：是消耗或吸收能量的时间变化率。单位是瓦特（W）
   p=dw/dt    p是功率，w是能量  ，t是时间
   p=dw/dt  = dw/dq *  dq/dt  =vi

未完待续

只看该作者 · 2020-2-20 13:14

支持一下

只看该作者 · 2020-2-24 10:06

功率与能量：
功率是由正负号的：主要关键是电流的方向和电压的极性。这里有一个规约：无源符号规约, 电流从电压正极流入的元件功率为正（吸收功率）。而且电路遵守能量守恒定律：ΣP=0.
能量是指做功的能力，单位焦耳。

1.6电路元件
1.1 分两种：

1、有源元件能够产生能量电池、发电机、运算放大器

2、无源元件不能产生能量如电阻、电容、电感

1.2 有源分为：电压源与电流源，这些电源又分为：独立源和非独立源（受控源）

本章第一节内容以完，这些都很基础，知道就行。第二章才是真真学习开始。

只看该作者 · 2020-2-28 16:19

第二章基本定律

2.1 电阻：物体阻碍电流的能力------电阻 R=p * l/A； P 材料电阻率， A 截面面积 l 长度

2.2 电阻器：对电流起抑制作用的元件

2.3 欧姆定律：V=IR;注意电流方向和电压极性，必须符合无缘符号规约，意味着V=IR时，电流从高电位流向低电位，反之V=-IR;

2.4短路电路： R=0时候电压为0 电流可以任意2.5开路电路： R=无穷，电流为0 电压可以任意值 2.6遵循欧姆定律的电阻元件称为线性电阻。具有恒定的阻值。非线性电阻不遵循欧姆定律实际中灯泡，二极管都是非线性电阻

R的倒数，称之为电导，G= 1 / R = i/v是某个元件传导电流好坏的程度。单位是姆欧、

国际上用的是 S 1S= 1 A/V = 1/R 10欧=0.1s 电阻所消耗的概率：P=vi=I2R=V2/R 结论：电阻上所消耗的功率是电流的线性函数，是电压的非线性函数因为R和G都是正值，所以电阻所消耗的概率总是正的。总是吸收电路中的功率。证实了电阻是无源元件，不产生能量

2.7 节点，支付，回路

支路表示网络中的单个元件电压源，电阻节点，指两条或多条支路的连接点，用原点表示，回路：指电路中的任一封闭路径，从一个节点出发，无重复地经过一组节点，之后再回到起始节点，所构成的一条封闭的路径就是。

霍尔基夫定律：KCl 电流流入任一节点的电流代数和为零

1万 · 2020-2-29 10:34

楼主开课支持

只看该作者 · 2020-3-25 14:17

电路基础:基尔霍夫定律
KCL流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。这个一定要记住理解。在实际中还的清楚电流值电流方向。
KVL任何封闭路径（或者回路）上全部电压的代数和位零。重点就是个器件电压极性，确定的方法
就是环绕回路时候首先遇到的端点的极性。要有一个假定点。
KVL也可以这么解释：回路中电压降落之和=电压升高之和，重点：KVL电路中不能包含并联的两个不同的电压V1和V2,除非v1=v2

2.5
串联电阻及其分压
一般我们电路中都会遇见串并联电阻，这就需要合并分析：

串联：等效电阻等于其串联电阻之和 Req=R1+R2+....+Rn
i=V / R1+R2
V1= (R1/ R1+R2)V  ,V2= (R2/ R1+R2)V 电阻越大电压降就越大------->分压原理
2.6
并联电阻及其分流
   两个并联的电阻，他们两端具有相同的电压。
Req=R1*R2  / R1+ R2
其实用的最多的还是电导  G=1/R
所以并联时候电导Geq=G1+G2+...+Gn
i1= R2 *I/ R1+R2
i2= R1 *I/ R1+R2 分流、
2.7 Y （星）----△ （角）转换  重点
星变角

看图

黑线的是Y行电路图，画出红线就是变成了三角电路。

这里有个口角：星变角，用电导，夹边之积除三和

Gab =Ga*Gb / Ga+Gb+Gc
Gbc = Gc*Gb / Ga+Gb+Gc
Gac = Ga*Gc / Ga+Gb+Gc

角变星

黑线的是三角形电路图，画出红线就是变成了星型电路。

这里有个口角：角变星，用电阻，夹边之积除三和

Rab = Ra*Rb / Ra+Rb+Rc
Rbc = Rc*Rb / Ra+Rb+Rc
Rac = Ra*Rc / Ra+Rb+Rc

对照图自己好好理解这个口诀，记住，以后就会随手拿来用了

只看该作者 · 2020-3-25 14:18

最近没更新，时间关系。所以后期还的加油，基础不能忘记。

只看该作者 · 2020-3-25 21:54

谢谢分享。

只看该作者 · 2020-3-26 18:36

第三章：分析方法
有两种：1.基于基尔霍夫电流定律系统应用的节点分析法。
         2.基于基尔霍夫电压定律系统应用的网孔分析法。
一、节点分析法：
利用节点电压作为电路变量的一般方法，利用KCL求解给定电路未知电压。
分两种：
1.1不包含电压源：
                     1、选择参考点，一般是地
                     2、为非参开节点用KCL
通过电阻电流总是由高电位流向低电位。i=v1-v2/r
上图直接说明。

1首先选择参考节点。上图我们选择0作为参考地，即以大地作为参考点。
2选择节点1和节点2电压V1  V2，都是相当于节点0的电压。各节点电压为从参考节点到相应的非参考节点的电压升高
3为1和2使用KCL方程，如B图
  对于节点1： I1=I2+i2+i1;（不会的复习下KCL）
对于节点2：i3=i2+I2;
4根据欧姆定律用节点电压表示位置电流 i1 ,i2,i3(牢记：由于电阻是无源元件，所以无源符号规约，电流总是从高电位流向低电位，即通过电阻的电流总是从高电位向低电位流动)
  i1=v1-0 /r1
  i2=v1-v2 /r2
  i3=v2-0 /r3
I1=I2+v1/r1+v1-v2/r2
I2+v1-v2/r2=v2/r3
具体例子：

以电流方向画出参考节点电流如下

注意：应用KCL时电流的选取方法，图中除了电流源支路外，其余电流标记是可以任意的，但是必须保持一致(如：i2是从4Ω左边流入，则i2必须从电阻左边流出)
对节点1应用KCL
i1=i2+i3 ====>5=v1-v2/4 + v1-0/2===>3v1-v2=20
对节点2应用KCL
i4+i2=i1+i5=====>v1-v2/4  +10 =5 + V2-0/6==>5v2-3v1=60
求出v2=20V
   v1=13.333V

  1.2包含电压源

            1电压源在参考节点与非参考节点之间，那么参考节点电压就等于电压源电压，，上图中V1=10V

            2电压源（独立，受控）在两个非参考节点之间--->构成超节点，超节点可以看成包含电压源及其两个节点的封闭曲线
                     V2和V3是非参考节点。之间有个5v电压源。可以看成超节点（可以将2 3当做一个节点）
利用KCL:
i1+i4=i2+i3
            3 超节点也会满足Kvl 超节点本身无电压

对超节点可以使用KVL:V2-V3=5
实例上讲解：
上图如下图1:

节点1 和节点2 组成了一个超节点（超节点可以理解为一个（1和2）合并后的节点）
节点3 和节点4 组成了一个超节点（超节点可以理解为一个（3和4）合并后的节点）

对超节点(1,2)处使用KCL：i3+10=i1+i2===>V3-V2/6 +10 =V1-V4/3 + V1-0/2 (记住：上面所说，电流是从高电压处流向低电压处)

对超节点(3,4)处使用KCL：i1=i3+i5+i4====>V1-V4/3 = V3-V2/6 + V3/4 +V4/1

使用完KCL后记得对包含电压源的支路使用KVL:

-V1+20+V2=0
-V3+3Vx+V4=0
Vx-3Vx+6i3-20=0

具体求解就不说了。这里大家要细心学习。
我也是学习者，一起多多交流

只看该作者 · 2020-3-27 11:01

何为电感

只看该作者 · 2020-3-28 16:48

Q3007519876 发表于 2020-3-27 11:01
何为电感

电感其实也就是线圈上插入了磁芯，就产生了大量磁力线，其实也是磁芯上存在着聚集磁力线的能力，这种产生磁力线的能力称为电感。符号L. 增加电感三要素：增加线圈环的面积，增加卷线数，插入磁芯。
作用：整理信号，除去干扰信号，隔交流通直流。电容是隔直流通交流。电感一般和电容组合做成高通、低通滤波器。

只看该作者 · 2020-3-28 17:50

今天学习第三章：
1.网孔分析法（也称回路分析法，网孔电流法）
网孔分析法是将网孔电流作为电流变量进行分析。回路是封闭的路径，回路上的节点在该回路中只出现一次，而网孔也是回路，是不包含任何其他回路在内的回路，就是一个单独回路。
回想下节点分析法，是采用KCL求解给定电路的未知电压的方法。
而网孔分析法是采用KVL求解未知电流的方法，他仅仅适用于分析平面电路。

1不包含电流源：
分析步骤：
1 为N个网孔制定网孔电流i1.....in
2对N个网孔分别应用KVL，并根据欧姆定律用网孔电流来表示各个电压，
3联立方程求解。

上图分析：

第一步：定义网孔1 和网孔2电流分别为i1和i2,一般还是按照电流顺时针方向流动来画方向。
第二步：对网孔1和网孔2 利用KVL
网孔1 ： R3*(I1-I2)-V1+R1*I1=0 ====>I1流入 I2 I3流出

网孔2：R2*I2+v2+r3(I2-I1)=0 ====>I1 I3流入 I2 流出
注意：：：：：
如果一个网孔电流假定为顺时针方向，而另外一个网孔电流假定为逆时针方向，那就不能如此用了

：：：：：：：

用于包含电流源（独立源或者受控源），上面一张我们学习了节点分析法，他是包含电压源。其实呢实际中电压源多，电流源几乎没有，基本都是电压源。

1.1 电流源仅仅存在一个网孔中如下图：

设网孔2电流为-5A。并对另一个网孔利用KVL求解方程：
-10+4i1+(i1-i2)*6=0

第二种：电流源在两个网孔之间，将电流源和与之相串联的原件除去，得到超网孔，
当两个网孔共用一个电流源时候就产生一个超网孔。超网也满足KVL方程

上图电流源在网孔之间，去除之后得到下图

对上面超网孔用KVL

6*i1+10*i2+4*i2-20=0
在对原图的节点0 应用KCL方程.6+i1=i2;

节点分析法和网孔分析法都提到了超网孔：
超网孔不具备电流电压
对超网孔电路要用KVL KCL

只看该作者 · 2020-7-6 15:32

线性ic为啥外围不需要电感就可以工作

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