实际电路的功能与组成分析

电路一般由电源、负载、导线和控制设备组成。电源是对外提供电能的装置，它将其他形式的能量转换成电能。电源是电路中能量的来源，是推动电流运动的源泉，在它的内部进行着由非电能到电能的转换。电路的功能和作用一般有两类。在这类电路中，一般要求在传输和转换过程中尽可能地减少能量损耗以提高效率。图1-3电路示意图第二类功能是进行信号的传递与处理。

理论教育 2023-06-17

电流的参考方向与实际方向及大小的解析

电流强度习惯上简称为电流。1安培表示1秒内通过导体横截面的电荷量为1库仑。在一段电路或一个电路元件中，事先任意假设的一个电流方向称为电流的参考方向。当然，电流的参考方向也可以用双下标表示，如iab表示其参考方向由a指向b。例1.1 如图1-7所示，电路上电流的参考方向已选定。图1-6电流的参考方向与实际方向图1-7例1.1图解：图1-7中，I＞0，I的实际方向与参考方向相同，电流I由a流向b，大小为2A。

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过渡过程的意义与作用

当开关S未闭合前电容上的电压uC＝0，当开关闭合后，直流电源US给电容充电，但电容上的端电压uC也不是马上就等于US，而是由零逐渐过渡到US。电容上电压uC的变化规律如图3-11所示。在电力系统中，由于过渡过程的存在将会出现过电压或过电流现象，有时会损坏电气设备，造成严重事故。因此，人们必须认识过渡过程的规律，从而在工程实践上既能充分利用它，又能设法防止它的危害。

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对称三相电源的特性及应用

当电枢逆时针方向等速旋转时，三相绕组中将感应出振幅值相等，频率相同，相位上互差120°的三相正弦电压uA、uB、uC，这三个电压称为对称三相电源。三相交流电到达振幅值的先后次序称为相序。图5-3对称三相电源的相量图和波形图相量图；波形图

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电容器的串并联

串联时每个电容器极板上的电荷量都是q。设每个电容器的电容分别为C1、C2、C3，电荷量分别为q1、q2、q3，则电容器组储存的总电荷量q等于各个电容器所带电荷量之和，即设并联电容器的总电容为Ceq，由q=CeqU得式表明：并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和。

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正弦交流电路的仿真及优化设计

①从元件库中选取电阻、电容、电感及交流电压源，从仪器库中选出四个电压表、三个电流表，创建如图4-63所示电路。⑤ 暂停电路运行，将1、5端相连，2、6端相连，即在RL串联电路两端并联一个电容C。

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负载三角接法的三相电路

负载三角形连接时不用中线，故不论负载对称与否均采用三相三线制。图5-9三相负载的三角形连接三相负载的三角形 连接由图5-9可知，三相负载中的每一相直接与电源端线连接，当负载接成三角形时，不论电源是Y形连接还是△形连接，负载的相电压都是线电压。三角形连接时，各相电流为线电流为在三相对称负载的情况下，，则负载的相电流图5-10三相负载三角形连接的电流即负载相电流是对称的，相量图如图5-10所示。

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电感元件的伏安特性分析

图3-9电感元件的韦安特性图3-10电感元件的符号若规定磁链Ψ 的参考方向与电流i的参考方向满足右手螺旋定则，则它的韦安关系为式中L称为电感元件的自感系数或电感系数，简称电感。如果u和i的为非关联参考方向，则式应写为对式两边同时积分，电感的伏安关系还可写成式称为电感元件伏安关系的积分形式。

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非正弦周期信号的产生原因分析

电路中的激励或响应是按非正弦周期性规律变化的电压或电流，则称其为非正弦周期量，当这类激励作用于线性电路时，其稳态响应一般也是按非正弦周期性规律变化的。此类电路称为非正弦周期电流电路。电路中产生非正弦交流量的原因主要有下列三种。当正弦交流电压施加于整流电路两端时，经过二极管，在负载上得到的是非正弦的电压。图8-5半波整流电路及整流信号

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用相量法求同频率正弦量之和

用相量表示正弦量进行交流电路运算的方法称为相量法。用相量法分析正弦交流电路十分方便，下面举例加以说明。例如，一条支路上有两个同频率的正弦电压，其解析式为相量的运算利用三角函数知识计算，可以得出它们的和为同频率的正弦量，即可以看出，要求出同频率正弦量之和，关键是求出它的有效值和初相。但用三角函数运算很麻烦，用相量法求和就方便得多。例4.10 已知两个同频率的正弦电压求它们的和u1+u2，并画相量图。图4-19例4.10相量图

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实际电源的两种电路模型优化方案

图1-19实际电源的电压源模型及伏安特性当实际电压源与外部电路接通后，如图1-19所示，实际电压源的端电压U为由式可知，RS越小，RS的分压作用越小，输出电压U越大。这时实际电流源的端电压称为开路电压UOC。例1.6 计算图1-21所示电路中电流源的端电压U1，5 Ω电阻两端的电压U2和电压源、电流源、电阻的功率P1，P2，P3。

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电路中各点电位的分析方法：详解

电路中某点的电位，就是从该点出发，沿任选的一条路径“走”到参考点的电压。③从A点出发沿此路径“走”到参考点O，不论经过的是电源，还是负载，只要是从正极到负极，就取该电压为正，反之就取负值，然后，求各电压的代数和。例1.11 如图1-31所示的电路，设节点b为参考点，求电位Va、Vc、Vd。

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叠加定理仿真实验：Multisim 10中数字万用表、电压表、电流表设置方法

进一步熟悉Multisim 10中数字万用表、电压表、电流表的设置及使用方法。双击Multisim 10图标，启动Multisim 10。在Multisim 10窗口界面的电路工作区创建如图1-36所示电路。或者在Multisim 10工作界面单击File菜单，再单击Open命令，查找第1章任务训练中基尔霍夫定律仿真实验所保存的文件，打开即可。

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RLC串联谐振电路的仿真实验优化

图6-19RLC串联谐振的仿真实验电路② 双击函数信号发生器图标，设置参数：波形选择正弦波，Frequency为1 kHz，Amplitude为10 V，Offset为0。调节电容C，通过示波器或电压表、电流表监视电路，定性观察RLC串联电路的谐振现象，寻找谐振点，记录此时的谐振电容值。测定RLC串联电路的谐振曲线。

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叠加定理在线性电路中的应用

叠加定理是线性电路的一个重要定理。从上述分析可得：这一特性被称为叠加定理。使用叠加定理时，应注意以下几点：①叠加定理只能用来计算线性电路的电流和电压，对非线性电路叠加定理不适用。例2.12 如图2-33所示电路，已知IS1=10 A，US2=10 V，R1=2 Ω，R2=1 Ω，R3=5 Ω，R4=4 Ω，试用叠加定理计算I和US1。图2-34例2.13电路图解：按叠加定理，作出电压源和电流源分别作用的分电路，如图2-34和所示。

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串联谐振电路的选择性与通频带优化方案

图6-7串联谐振电路的选择性图6-8中，当I下降到I0的时的角频率分别为ω1和ω2，对应的频率分别为f1和f2，其中f1称为下限截止频率，f2称为上限截止频率。

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