电气工程类——电
一、电基本知识
1、定义:由电器设备和元器件按一定方式联接起来,为电流流通提供径的总体称为电,也叫网络。
例:最简单的电:手电筒的电。
实际电和等效电图。
2、电的组成
A、电源:提供电能的设备或器件;
B、载:将电能转换成其他形式能量的元器件或设备;
C、中间环节:导线、开关等。
3、电的作用
A、传输、分配、使用电能;如电力电。
B、传递、处理电信号。如收音机、电视机、卫星通信等电。
二、各种电类型
(1)线性电:由线性无源元件、线性受控源和电源组成的电,称为线性电。
(2)电阻电:如果构成电的线性无源元件均为线性电阻,电则称为线性电阻性电(简称电阻电)。
(3)直流电:当电中的电源都是直流电源时,这类电称为直流电。电感在直流电中相当于短,电容在直流电中相当于开。
三、等效变换
(1)等效的条件:如果两个一端口网络的伏安特性完全相同,则这两个一端口网络等效。
(2)等效变换的特点:对外等效。
电压源并联和电流源需满足基尔霍夫定律。
(3)两种电源电模型进行等效变换的方法步骤:(A)画出对应的电源电模型,注意参考方向(B)确定电阻值(C)根据公式 确定电源电模型中源的源电压、源电流。
四、电阻电的一般分析
KCL和KVL的方程数
(A)KCL的方程数:对具有n个节点的电,在任意(n-1)个节点上可以得出(n-1)个的KCL方程。
(B)KVL的方程数:利用“树”的概念确定回组,对具有n个节点b条支的电,可以得出(b-n+1)个的KVL方程。
五、叠加
1、叠加:线性电阻电中,任一电压或电流都是电中各个电源单独作用时,在该处产生的电压或电流的叠加。
(1)叠加是体现线性电本质的最重要的。
2、应用叠加时需要注意的几个问题
(1)叠加研究的对象是电源。(2)受控电源的控制量是受控电源所在电的元件上的电压或电流。(3)在各分电中,将不作用的电压源置零,要在电压源处用短代替;将不作用的电流源置零,要在电流源处用开代替。 (4)原电的功率不等于按各分电计算所得功率的叠加。(5)叠加适用于线性电,不适用于非线性电。
六、戴维宁
(1)戴维宁等效是电简化方法,戴维宁适用于线性电。
(2)戴维宁可表述为:一个含电源、线性电阻和受控电源的一端口,对外电来说,可以用一个电压源和电阻的组合等效置换,此电压源的源电压等于该一端口的开电压,电阻等于把该一端口的全部电源置零后的输入电阻。
七、诺顿
(1)诺顿等效是电简化方法,诺顿适用于线性电。
(2)利用电源等效变换,可以简单地从戴维宁等效电得到诺顿等效电。
(3)诺顿可表述为:一个含电源、线性电阻和受控电源的一端口,对外电来说,可以用一个电流源和电导的并联组合等效置换,电流源的源电流等于该一端口的短电流,电导等于把该一端口的全部电源置零后的输入电导(对于同一个一端口,其戴维宁等效电的输入电阻与诺顿等效电的输入电导相同)。
(4)最大功率传输:含源一端口外接可调电阻 (负载),当满足 负载电阻等于一端口的输入电阻的条件时,电阻 将获得最大功率,此时称电阻与一端口的输入电阻匹配。
八、一阶电和二阶电的时域分析
含有动态元件的电称为动态电。动态电的特征是电出现换时,将出现过渡过程。一阶电通常含有一个动态元件,可以列写电压或电流的一阶微分方程来描述。二阶电通常含有二个动态元件,可以列写电压或电流的二阶微分方程来描述。
零状态响应:是指换后电无外加电源,其响应由储能元件的初始值引起,称暂态电的零输入响应。
零状态响应:是指储能元件的初始值为零,换后电的响应是由外加电源引起的响应,称暂态电的零状态响应。
全响应:换后的响应由储能元件初始值和外加电源共同产生的响应,称为暂态电的全响应。
九、相量法
相量分析/相量法:对于含有L、C的正弦电,基本的描述方程应是微一积分方程。虽然正弦量的微、积分还是正弦量,但直接进行三角函数运算仍然是十分麻烦的。在正弦稳态电中,电流和电压等都是同频率的正弦时间函数,我们的任务仅在于分析和确定这些物理量的有效值(或最大值)与初相。相量正是包含模与辐角两个要素,我们引入正弦量的相量表示法、向量图,通过相量这一数学工具可以用分析正弦稳态电。这种分析法,称之为相量分析/相量法。
相量法的实质:是一种数学变换,将时域(正弦时间函数)的运算转换成频域中复数运算。
十、三相电
对称的三相电压源是由三相发电机提供的(我国三相系统电源频率为50Hz入户电压为220V,入户线为三相中的一相和地线,而美欧等国为60Hz,110V日本有50Hz,60Hz两种,110V)
实际三相电中,电源是对称的,三相负载不一定对称。
十一、非正弦周期电流电和信号的频谱
非正弦周期电流的有效值等于恒定分量的平方与各次谐波有效值的平方之和的平方根,此结论可推广用于其他非正弦周期量。
十二、正弦量的相量表示法:
1、 相量的意义:用复数的模表示正弦量的大小,用复数的辐角来表示正弦量初相位。
相量就是用于表示正弦量的复数。为与一般的复数相区别,相量的符号上加一个小园点。
2、 最大值相量:用复数的模表示正弦量的最大值。
3、 有效值相量:用复数的模表示正弦量的有效值。
4、正弦量的三要素
(1) 表示大小的量:有效值,最大值
(2) 表示变化快慢的量:周期T,频率f,角频率ω.
(3) 表示初始状态的量:相位,初相位,相位差。
5、 注意问题:
正弦量有三个要素,而复数只有两个要素,所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位,没有表示出交流电的周期或频率。相量不等于正弦量。
6、 用相量表示正弦量的意义:
用相量表示正弦后,正弦量的加减,乘除,积分和微分运算都可以变换为复数的代数运算。
7、 相量的加减法也可以用作图法实现,方法同复数运算的平行四边形法和三角形法。
延伸内容:
网友评论 ()条 查看