黄学良电路基础课本pdf

黄学良电路基础Chapter5

主编 黄学良

黄学良电路基础Chapter5

第5章

非正弦周期电流电路

5. 1 非正弦周期量的傅里叶级数展开5. 2 非正弦周期量的有效值、平均 值和平均功率 5. 3 非正弦周期电流电路的分析 5.4 对称三相电路中的高次谐波

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5. 1 非正弦周期量的傅里叶级数展开5. 1. 1 非正弦周期信号线性电路 且 一个或多个同频正弦电源，则稳态响应是同频的正弦量。

非线性电路 或

非正弦电源周期、非周期

,则稳态响应是非正弦量。

常见的非正弦周期量： i 脉 冲 波 形 方 波 T t

i

T

t

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i

i

T

t

T 半波整流波形i

t

尖顶波 (如：电机的磁化电流)D u i

TO

t

u

R

O

T

t

二极管整流电路及波形

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非正弦量可分为周期量与非周期量两种 本章主要讨论 非正弦周期电源作用于线性电路的情况 线性非正弦周期电流电路的计算方法，即谐波分析 (Harmonic Analysis)。其过程: 1、将非正弦周期电源分解成一系列不同频率的正弦量； (应 用周期函数的傅里叶级数分解方法) 2、计算在各个正弦量单独作用下的电路的响应； 3、将各个响应按时域形式叠加。(线性

电路基础

电荷守恒定律指出，电荷既不能创造，也不能消失，只能迁移或转换，所以一个系统中电荷量的代数和是不会改变的。

电荷的一个特性是它的可移动性，即电荷的流动。电荷可以从一个地方流到另一个地方，或变换成另一种能量形式。

正电荷的移动方向取为电流流动的方向。

电流时电荷随时间的变化率，单位为安培。

直流电（dc）是不随时间变化的恒定电流。

按正弦规律随时间变化的电流称为交流电（ac）。

电动势（emf）又称为电压或电位差。

电路中a,b两点之间的电压U.ab指的是将单位电荷从a电移动到b点所需要的能量或功。

电压（电位差）是移动单位电荷流经某一元件所需的能量。单位是伏特（v）。

电流总是流经元件的而电压总是跨接在元件或两点之间的。

功率是消耗或吸收能量的速率，单位是瓦特（w）。

功率是随时间变化的量，故称为瞬时功率。

被元件吸收或由元件提供的功率是元件两端的电压与流过该元件电流的乘积。

功率为正号，则该元件传递或吸收功率，反之，功率为负号，则该元件提供功率。

功率正负号的关键是看电流的流向和电压的极性。电流由电压的正极流向元件，则功率的符号位正。元件吸收功率。反之，该元件发出或提供功率。 无源符号规则：若电流通过元件的正端流入，则p=+v*i；若电流通过元件的负端流入，则p

第五章 正弦稳态电路 第一节 正弦量的基本概念

学习目标：

1. 掌握正弦量的三要素。 2 ．掌握正弦量的相位关系。

３. 掌握 有效值的定义。

４ ．掌握正弦量的有效值与最大值的关系 。

重点： 正弦量的三要素、 相位关系、有效值与最大值的关系 难点： 初相

一．正弦交流电的特点

大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ ac 或 AC ）。我们日常生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电。正弦交流电具有以下特点： 1 ．交流电压易于改变。 在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。 2 ．交流发电机比直流发电机结构简单。 二．正弦量的三要素

区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。 1 ．变化的快慢 ---- 用周期、频率或角频率描述。 (1) 周期 ： T ，秒。

(2) 频率： ， Hz 。 。

(3) 角频率 ：

* 周期越短、频率（角频率）越高，交流电变化越快。

* 工频 ， ，

2 ．变化的先后 ---- 用初相角描述

(1) 相位角 ：

(2)

一、填空题

（1）电荷的周围有电场___，电场对处在其中的其它电荷有作用力_______，这种力称为___电场力____。

（2）在电场中某点放入一检验电荷q，其所受的电场力为F，则该点处的电场强度E=_F/q-_____。电场强度的大小与检验电荷的电量_无关_________。电场强度的方向就是__电场力_______的方向。

（3）2μF和3μF两电容器串联，外施加5V直流电压，等效电容C=__1.2_v__；将它们并联时，等效电容C=_5_v______。路组件串联

（5）C=10μF，uc(0_)=100V的电容组件经R=10kΩ的电阻放电，则电路的时间常数?=__0.1s___，电容电压uc(t)=100e

—

—t/t

_v______，放电电流i(t)=10e

—

10t

mA_______，

uc(0.1s)=100e1v________。

（6）正弦交流电的三要素是指_频率_____、__振幅_____、_初相位_______。 （7）某交流电流i=5

2sin(314t+?/6)A，则它的振幅为52______A，角频率为

_314_______rad/s,频率为__50____Hz，有效值为___5______A，初相位为__?/6___

第五章 正弦稳态电路 第一节 正弦量的基本概念

学习目标：

1. 掌握正弦量的三要素。 2 ．掌握正弦量的相位关系。

３. 掌握 有效值的定义。

４ ．掌握正弦量的有效值与最大值的关系 。

重点： 正弦量的三要素、 相位关系、有效值与最大值的关系 难点： 初相

一．正弦交流电的特点

大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ ac 或 AC ）。我们日常生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电。正弦交流电具有以下特点： 1 ．交流电压易于改变。 在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。 2 ．交流发电机比直流发电机结构简单。 二．正弦量的三要素

区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。 1 ．变化的快慢 ---- 用周期、频率或角频率描述。 (1) 周期 ： T ，秒。

(2) 频率： ， Hz 。 。

(3) 角频率 ：

* 周期越短、频率（角频率）越高，交流电变化越快。

* 工频 ， ，

2 ．变化的先后 ---- 用初相角描述

(1) 相位角 ：

(2)

模拟电路基础测试题

一：填空题(每题1分，共15分)

1. PN结的基本特性是 特性。

2. 双极型晶体管(BJT)的特征频率是指使 下降为1时的频率。

3. 某放大器的电压增益AV =-70.7倍。该增益换算成分贝应为 分贝。

4. 当N沟道结型场效应管(JFET)内的沟道预夹断时，VGS 和VDS 满足关系式 。

5. 在集成放大器内部电路中，为了提高电压增益，常采用 作负载。

6. 零点漂移是放大器的一个特有的现象。

7. 当放大器小信号模型中只有一个独立电容时，该电容的将决定放大器的截止频率。

8. 如果要使放大器的输入电阻增加，可以采用负反馈。

9. 理想运放分析法的实质是条件在其应用电路中能够满足。

10. 放大器增益的对数频率特性曲线又称为

11. 变容二极管利用反偏二极管的

工作。

。

12. 当放大器输出信号的频率分量与输入信号不完全相同时，放大器出现了

13. 乙类功放在小信号工作时，因

14. 要使负载变化是放大器的输出电压的变化减小，可对放大器采用

失真使得输出波形畸变更严重。

失真。

负反馈。

15. 当集成放大器内部需要微电流时，采用微电流恒流源要优于采用基本镜像恒流源。原因之一是：

三：单项选择题（每题1分

电路分析基础返章目录6.5 全耦合变压器

互感

电路的分析方法互感的概念 6.3 空芯变压器

理想变压器6章互感耦合电路与变压器

电路分析基础

了解互感的含义，掌握具有互感的两个线圈中电压与电流之间的关系；理

解同名端的意义，掌握互感线圈串联、

并联的计算及互感的等效；理解理想变

压器的概念、掌握含有理想变压器电路

的计算方法，理解全耦合变压器的特点，

熟悉全耦合变压器在电路中的分析处理

方法。

返节目录

电路分析基础返节目录第1节互感的概念

学习目标：了解互感现象，掌握具有互感的线圈两端电压的表示方法，了解耦合系数的含义，熟悉同名端与互感电压极性之间的关系。

6.1.1 互感现象

两个相邻的闭合线圈L 1和L 2，若一个线圈中的电流发生变化时，在本线圈中引起的电磁感应现象称为自感，在相邻线圈中引起的电磁感应现象称为互感。i 1ψ1L 1L 2在本线圈中相应产生的感应电压称为自感电压，用u L 表示；在相邻线圈中产生的感应电压称为互感电压，用u M 表示。注脚中的12是说明线圈1的磁场在线圈2中的作用。

u L1u M2ψ12

电路分析基础返节目录互感电压

通过两线圈的电流是交变

的电流，交变电流产生交变的

磁场，当交变的磁链穿过线圈

L 1和L 2时，引起的自感电压：

两线圈套在

第1章 章后习题解析

1.1 一只“100Ω、100 W”的电阻与120 V电源相串联，至少要串入多大的电阻 R才能使该电阻正常工作？电阻R上消耗的功率又为多少？

解：电阻允许通过的最大电流为

P100??1A R'100120120所以应有 100?R?，由此可解得：R??100?20?

11电阻R上消耗的功率为 P=12×20=20W

I?1.2 图1.27（a）、（b）电路中，若让I=0.6A，R=？ 图1.27（c）、（d）电路中，若让U=0.6V，R=？

2A I 3Ω R (a) ＋ 3V － I 3Ω R (b) 2A ＋ U R － (c) 3Ω

＋ 3Ω 3V ＋ － U R － (d) 图1.27 习题1.2电路图

解：(a)图电路中，3Ω电阻中通过的电流为 Iˊ=2－0.6=1.4A R与3Ω电阻相并联，端电压相同且为 U=1.4×3=4.2V 所以 R=4.2÷0.6=7Ω

(b)图电路中，3Ω电阻中通过的电流为 Iˊ=3÷3=1A R与3Ω电阻相并联，端电压相同，因此 R=3÷0.6=5Ω (c)图电

《电路分析基础》习题二

一、填空

9、从t=0-到t=0+瞬间，电容元件上的 电压 不会发生突变。 10、从t=0-到t=0+瞬间，电感元件中的 电流 不会发生突变。 11、 一阶RC电路，当R值一定时，C取值越大，换路时暂态过程就进行得越 长 。 12、一阶RL电路，当R值一定时，L取值越小，换路时暂态过程就进行得越 长 。 13、在含有储能元件的电路达到稳态后，电容可视作 电压源 。 14、在含有储能元件的电路达到稳态后，电感可视作 电流源 。

15、动态电路的完全响应是零输入响应与 零状态 响应的线性叠加。 16、正弦交流电在0.04秒变化了20周，则它的周期是 0.002 (S) 17、正弦交流电在0.1秒变化了20周，则它的频率是 200 (HZ) 18、某正弦交流电流，频率为50Hz，最大值为20A，初相位为

－40°，此正弦交流电的瞬时值表达式为 。

00u?30sin(?t?90)V,i?2si?tn?1(2)A0,则u 与19、已知：

的相位关系为 电流超前电压210度 。

20、两个正弦电流i1

第一章电路的基础知识

1-1电路及其主要物理量 思考题解答P8

1-1-1 在图1-1-18所示电路中，已知Ｒ2＝Ｒ4,ＵAD＝15V，ＵCE＝10V，试用电位差的概念计算ＵAB

。

图1-1-18

[答] 由Ｒ2＝Ｒ4，有UCD＝UEB，故

ＵAB＝UAC+UCD+UDE+UEB=(UAC+UCD)+(UDE+ UCD )

＝ＵAD＋ＵCE＝15＋10＝25Ｖ

1-1-2 指出图1-1-19所示 电路中A、B、C三点的电位。

图1-1-19

[答] A、B、C三点的电位分别为：

(a) 图：6V、3V、0V； (b)图：4V、0V、-2V； (c)图：开关S断开时6V、6V、0V；开关S闭合时6V、2V、2V； (d)图：12V、4V、0V； (e)图：6V、-2V、-6V。

1-1-3 在检修电子仪器时,说明书上附有线路图，其中某一局部线路如图1-1-20所示。用电压表测量发现ＵAB＝3V，ＵBC＝1V，ＵCD=0，ＵDE＝2V，ＵAE＝6Ｖ。试判断线路中可能出现的故障是什么？

[答] 由ＵBC＝1V，ＵDE＝2V可知电阻R2、R4支路上有电流通过，而ＵCD