大學(xué)電路基礎(chǔ)第一章-資料下載頁(yè)
2025-06-19 12:22本頁(yè)面
【正文】 2 u ? 1 2 239。 139。 當(dāng)原邊 11’接通交變電源 u1時(shí)，產(chǎn)生電流 i1和交變磁通?，在各繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓；若副邊 22’接通負(fù)載時(shí)，產(chǎn)生副邊電流 i2，變壓器將從電源吸收的功率傳送至負(fù)載。 二、理想變壓器構(gòu)成的條件 （ 1）全耦合，即穿過(guò)每個(gè)線(xiàn)圈的磁通相同，無(wú)漏磁通，耦合系數(shù) k=1； （ 2）無(wú)損耗，即各線(xiàn)圈的電阻為零，鐵心中損耗亦為零； （ 3）鐵心導(dǎo)磁率 ?趨于無(wú)限大，各線(xiàn)圈的電感及互感即L L M都趨于無(wú)限大，但 nLL ?21n為線(xiàn)圈的匝數(shù)比，稱(chēng)為 變比 。 1212uuNN?1 1 2 2 0N i N i??理想變壓器的電路模型： * * + – + – n : 1 N1 N2 u1 u2 i1 i2 + – + – u1 u2 i1 i2 + – 11un21in?變比 1122NuuN?2121NiiN??或 原邊匝數(shù) 副邊匝數(shù) n=N1/N2， 變比 用受控源表示的電路模型： 理想變壓器原、副邊電壓和電流滿(mǎn)足： 不是動(dòng)態(tài)元件 2nu?21 in??? ? 三、理 想變壓器的伏安關(guān)系 理想變壓器的性質(zhì)： 將理想變壓器的電壓、電流方程相乘，可得： u1i1+u2i2=0 物理意義： 輸入理想變壓器的瞬時(shí)功率等于零 。 故理想變壓器既不耗能也不儲(chǔ)能，它僅將能量由原邊全部傳輸?shù)礁边?，并由副邊輸出。在能量傳輸過(guò)程中，電壓、電流按變比作數(shù)值變換。 (a) 功率性質(zhì) 221 2 21 2 2/U n U Un n ZI I n I? ? ?(b) 阻抗變換性質(zhì) * * 1 ?I 2I?+ – 2 ?U+ – 1 ?Un : 1 Z 1 ?I+ – 1 ?U n2Z 正弦穩(wěn)態(tài)情況下電路 當(dāng)副邊接入阻抗 Z時(shí)， 則原邊的輸入阻抗為 1. 電路符號(hào) 186。 a o _ + + b 地 E E+ a、 b是 輸入端 。 o是 輸出端 。 E+、 E分別連接直流電壓 (常稱(chēng) 偏置電壓 )的正、負(fù)電壓。 注意，這里的輸入電壓、輸出電壓、正電壓、負(fù)電壓，是相對(duì)于 公共端 (又稱(chēng) “地” )而言的，實(shí)際上相當(dāng)于參考節(jié)點(diǎn)。 偏置電壓是放大器正常工作所必需的。但在分析運(yùn)放的放大作用時(shí)，可以不考慮此偏置電壓。這樣，電路符號(hào)往往可以簡(jiǎn)化。 1. 5. ３ 運(yùn)算放大器 (operational amplifier) 簡(jiǎn)稱(chēng) 運(yùn)放 + _ ud u+ u uo _ + A + a b o a： 倒向輸入端 ，或 反相輸入端 。 uo= Au (當(dāng)只在 a端加電壓時(shí) ) 有時(shí)候 ， 為簡(jiǎn)化起見(jiàn) ， 省略接地線(xiàn) ，電路符號(hào)圖中只有 a,b,o三端 。 A： (開(kāi)環(huán) )電壓放大倍數(shù) ， 或 電壓增益 。 可達(dá)幾萬(wàn) 、 甚至十幾萬(wàn)倍 186。 + _ _ + u+ u 186。 + _ uo a o _ + A + b a、 b端的“ +”和“ ”號(hào)，并非表示參考方向 b： 非 倒向輸入端 ，或 同相輸入端 。 uo= Au+ (當(dāng)只在 b端加電壓時(shí) ) o：輸出電壓 uo= A(u+ u)=Aud ud稱(chēng) 差動(dòng)輸入電壓 。 ud + _ 設(shè)在 a,b 間加一電壓 ud =u+u，則可得輸出 uo和差動(dòng)輸入 ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn) (運(yùn)放的外特性 )如下： Usat Usat Uds Uds uo ud O 分三個(gè)區(qū)域： ② 正向飽和區(qū)： ud Uds, 則 uo= Usat ③ 反向飽和區(qū)： ud Uds, 則 uo= Usat + _ ud u+ u uo _ + A + a b 2. 運(yùn)算放大器的靜特性 這里 Uds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓 ， 例如 Usat=13V, A =105， 則 Uds=。 實(shí)際特性 近似特性 ① 線(xiàn)性工作區(qū)： |ud| Uds=Usat/A, 則 uo=Aud Usat ：飽和電壓，略小于偏置電壓 3. 電路模型 Ri ：運(yùn)算放大器兩輸入端間的輸入電阻。 Ro：運(yùn)算放大器的輸出電阻。 注意 ：運(yùn)放具有“單方向”性質(zhì) (圖中 符號(hào)就代表這種性質(zhì) )。 + _ A(u+u) Ro Ri u+ u 基爾霍夫定律包括 基爾霍夫電流定律 (Kirchhoff’s Current Law—KCL ) 和 基 爾 霍 夫 電 壓 定 律(Kirchhoff’s Voltage Law—KVL )。 它反映了電路中所有支路電壓和電流的約束關(guān)系 ， 是分析集總參數(shù)電路的基本定律 。 基爾霍夫定律 ( Kirchhoff’s Laws ) 電路中電壓、電流的約束關(guān)系有兩類(lèi)： 本身 所具有的伏安關(guān)系（ VCR） 互連方式 （體現(xiàn)這種約束關(guān)系的是基爾霍夫定律） 一 、 幾個(gè)名詞： 1. 支路 (branch)：電路中通過(guò)同一電流的每個(gè)分支 。 (b) 2. 節(jié)點(diǎn) (node): 三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。 ( n ) ３ . 回路 (loop)：由支路組成的閉合路徑。 ( l ) b=3 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1 2 3 a b l=3 n=2 4. 網(wǎng)孔 (mesh)：對(duì) 平面電路 ，每個(gè)網(wǎng)眼即為網(wǎng)孔。注意： 網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。 基爾霍夫電流定律 (KCL) 物理基礎(chǔ) :電荷恒定，電流連續(xù)性。 i1 i4 i2 i3 ? 0?? (t)i令 流出 為“ +”(支路電流背離節(jié)點(diǎn) ) –i1+i2–i3+i4=0 ??? 出入即 ii ? ? 7A 4A i1 10A 12A i2 i1+i2–10–(–12)=0 ? i2=1A 例 : 4–7–i1= 0 ? i1= –3A i1+i3=i2+i4 或 例 : 在任何 集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出 (流入 )任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的 代數(shù)和 為零。 即： (1) 電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系； (2) 流入 、流出節(jié)點(diǎn)。 KCL可推廣到一個(gè)封閉面： 兩種符號(hào) : i1 i1+i2+i3=0 (其中必有負(fù)的電流 ) 思考： I=? 1. A B + _ 1 1 1 1 1 1 3 + _ 2 2. UA ==UB ? i1 3. A B + _ 1 1 1 1 1 1 3 + _ 2 i1==i2 ? i2 i1 首先選定一個(gè)繞行方向 :順時(shí)針或逆時(shí)針 . –R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0 例 : 0?? U比如取順時(shí)針?lè)较蚶@行 : 在任何 集總參數(shù)電路中 ， 在任一時(shí)刻 ， 沿任一回路 （ 按固定繞向 )， 各支路電壓的代數(shù)和為零 。 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ ?? ? S UU R即–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 或者 0)( ?? tu 基爾霍夫電壓定律 (KVL) A B ? ? l1 l2 UAB (沿 l1)=UAB (沿 l2） 電位的單值性 推論 ： 電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)間任一條路徑經(jīng)過(guò)的各元件電壓的代數(shù)和 。 元件電壓方向與路徑方向一致時(shí)取正號(hào) ， 相反取負(fù)號(hào) 。 KCL、 KVL小結(jié)： (1) KCL是對(duì)支路電流的線(xiàn)性約束 ， KVL是對(duì)支路電壓的線(xiàn)性約束 。 (2) KCL、 KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無(wú)關(guān) 。 (3) KCL表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒的； KVL是電位單值性的具體體現(xiàn) (電壓與路徑無(wú)關(guān) )。 (4) KCL、 KVL只適用于集總參數(shù)的電路 。 本章結(jié)束
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