电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础

文章目录

  • 第一章:电路的基本概念和电路定律
  • 第二章:电阻电路的等效变换
  • 第三章:电阻电路的一般分析方法
  • 第四章:电路定理
    • 1.叠加定理
    • 2.替代定理
    • 3.戴维南定律
    • 4.诺顿定律
    • 5.最大功率传输定理
    • 6.特勒根定理
    • 7.互易定理
    • 8.对偶定理
  • 第七章 储能元件-电容、电感
    • 1.电容
    • 2.电感
    • 3.电容、电感的串并联等效
  • 第八章 动态电路的时域分析
    • 1.相关基本概念
    • 2.换路定则与电路初始状态求解
    • 3.一阶电路的零输入、零状态、全、阶跃、冲激响应
  • 第九章 正弦量与相量
    • 1..正弦交流电基本概念
    • 2.正弦量的相量表示
  • 第十章 正弦稳态电路分析
    • 1.复阻抗、复导纳
    • 2.正弦稳态电路的相量分析法
    • 3.正弦稳态电路的功率
  • 第十一章 含有磁耦合元件的正弦稳态电路
    • 1.磁耦合的概念
    • 2.耦合电感电路分析
    • 3.空心变压器
    • 4.理想变压器
  • 第十四章 正弦交流电路的频率特性
    • 1.网络函数
    • 2.谐振电路
      • 1.谐振的概念
      • 2.RLC串联谐振和并联谐振

为后面预推免面试专业课提问做准备。主要是各科的一些基本概念问题,不涉及计算问题。

第一章:电路的基本概念和电路定律

1.实际电路与电路模型:

实际电路是指真实世界中的电路,由实际的电子元件(例如电阻、电容、电感等)组成。实际电路具有各种特性和限制,例如电阻会产生热量、电容有一定的电荷放电速率等。

电路模型是对实际电路的简化描述,通常用符号、方程或图形表示。电路模型可以帮助分析和设计电路,预测其行为和性能。理想电路模型假设所有电子元件都是完美的,没有任何内部阻抗、电感或电容等。通过理想电路模型,可以忽略一些复杂的电路特性,简化问题的分析和计算。

2.集总电路:实际电路满足集中化条件,即电路几何尺寸小于工作频率对应波长,可作集总电路处理。

3.电流:单位时间通过导体横截面的电荷量。
正电荷运动的方向是电流的实际方向。
电流分为直流(大小和方向不随时间变化)和交流(大小和方向随时间变化)。

4.电压:电路中从A点到B点的电势差。
电位降低的方向是电压的方向

5.功率:
瞬时功率:电路单位时间内消耗的能量。
吸收功率与产生功率:与关联参考方向有关。

6.线性时不变电阻:线性性是指电阻元件的电阻值与通过它的电流成正比。即根据欧姆定律,电阻元件的电压与通过它的电流之间存在线性关系

时不变性是指电阻元件的电阻值不随时间变化而改变。无论电路中的电压或电流如何变化,电阻元件的电阻值保持不变。

7.开路与短路:

开路会导致电路中的电流无法通过,因此在开路处的元件上的电流为零。开路可以用于断开电路中的某一部分,使得该部分不参与电流和电压的传递。

短路会导致电路中的电流直接从一个节点流到另一个节点,因此在短路处的元件上的电压为零。短路可以用于连接电路中的两个节点,使得它们具有相同的电势。

8.电压源是指能够提供恒定电压输出的电子设备或元件。它的特点是在电路中提供一个固定的电压,不论电路中的负载如何变化,输出电压保持不变。常见的电压源有电池、稳压器等。

电流源是指能够提供恒定电流输出的电子设备或元件。它的特点是在电路中提供一个固定的电流,不论电路中的负载如何变化,输出电流保持不变。常见的电流源有电流源电路、恒流源等。

受控源是指其输出特性受到外部输入量的控制的电子设备或元件。它的输出电压或电流与输入信号相关,并受到输入信号的控制。常见的受控源有电压控制电压源(VCCS)、电流控制电流源(CCCS)、电压控制电流源(VCVS)和电流控制电压源(CCVS)等。

9.基尔霍夫定律

基尔霍夫电流定律(KCL):在某一时刻,对于一个电路节点,流入或者流出的所有电流的代数和恒为零。

基尔霍夫电压定律(KVL):某一时刻,任意一个回路上,各元件的电压的代数和恒为0。

第二章:电阻电路的等效变换

1.电阻的串联等效
2.并联等效
3.桥型电路:当R1R4=R2R3(对向电阻)时,达到平衡状态。
4.Y型等效:将三个电阻连接在一起,形成一个Y型电路。Y型电路中的电流会分流通过各个电阻,而电压相同。Y型电路的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。
5.三角形等效:三角形等效是指将三个电阻连接在一起,形成一个三角形电路。三角形电路中的电流只能通过一个路径流过所有电阻,而电压会分配在各个电阻上。

第三章:电阻电路的一般分析方法

1.KCL和KVL方程
2.电源等效
电压源串联
电流源并联
任意元件与电压源并联为电压源
任意元件与电流源串联为电流源
电压源串联电阻与电流源并联电阻可相互等效
3.高阶分析电路方法
①支路电压法:支路电压法(Branch Voltage Method)是一种用于解决电路中各个支路电压的方法,也被称为节点电压法。它是电路分析中的一种常用技术,适用于解决复杂电路中的电压和电流分布问题。

支路电压法的基本思想是将电路分解为多个支路,然后对每个支路应用基尔霍夫电压定律(KVL),建立支路电压方程。通过求解这些方程,可以得到电路中各个支路的电压值。

也就是说,比如有一个公共节点,对于这个节点连接的每一条支路,利用KVL建立方程求解参数。

支路电压法的步骤如下:

标记电路中的节点:选择一个节点作为参考节点(通常选择地节点),并对其他节点进行编号。
标记支路电压:为每个支路标记一个电压变量,通常选择支路的两个端点之间的电压作为该支路的电压。
书写支路电压方程:对每个支路应用基尔霍夫电压定律,写出支路电压方程。方程的形式为支路电压之差等于电压源和电阻元件引起的电压降之和。
组成方程组:将所有的支路电压方程组成一个方程组,其中包含了未知的支路电压变量和已知的电压源。
求解方程组:通过求解方程组,可以得到电路中各个支路的电压值。
计算电流:根据已知的电压值和电阻值,可以计算出各个支路的电流值。
②回路电流法
回路电流法(Loop Current Method)是一种用于解决电路中回路电流的方法,也被称为回路分析法。它是电路分析中的一种常用技术,适用于解决复杂电路中的电流和电压分布问题。

回路电流法的基本思想是通过假设电路中存在一组回路电流,然后应用基尔霍夫电压定律(KVL)和欧姆定律来建立回路电流方程。通过求解这些方程,可以得到电路中各个回路电流的值。

也就是说,我们自己定义每条回路中的电流,比如i1,i2等,然后用基尔霍夫定律对每条回路建立KCL方程来求解相关参数。

回路电流法的步骤如下:
标记电路中的回路:选择一个回路作为参考回路,然后对电路中的其他回路进行编号。
假设回路电流:为每个回路假设一个电流变量,这些变量代表了电路中各个回路的电流。
书写回路电流方程:对每个回路应用基尔霍夫电压定律和欧姆定律,写出回路电流方程。方程的形式为回路电压之和等于电压源和电阻元件引起的电压降之和。
组成方程组:将所有的回路电流方程组成一个方程组,其中包含了未知的回路电流变量和已知的电压源。
求解方程组:通过求解方程组,可以得到电路中各个回路电流的值。
计算电压:根据已知的电流值和电阻值,可以计算出各个支路的电压值。

第四章:电路定理

1.叠加定理

叠加定理(Superposition theorem)是电路分析中的一种基本定理,用于简化复杂电路的分析。它允许我们将多个独立电源或信号源的作用分开考虑,分别计算每个源对电路中电流和电压的影响,然后将它们叠加得到最终结果。

叠加定理的基本思想是将电路中的每个独立源(常见的是电压源或电流源)分别作用于电路,将其他独立源置零或短路。然后分别计算每个源对电路中电流和电压的影响。最后,将这些部分结果叠加在一起,得到电路中电流和电压的最终结果。

将电路中的每个独立源分别作用于电路,将其他独立源置零或短路。对于电压源,将其置零(短路),对于电流源,将其置零(开路)。
计算每个源对电路中电流和电压的影响。可以使用支路电压法或回路电流法进行计算。

将这些部分结果叠加在一起,得到电路中电流和电压的最终结果。对于电流,直接将其叠加。对于电压,将其叠加得到总电压。

2.替代定理

替代定理(Thevenin’s Theorem)是一种电路分析方法,用于简化复杂电路并找到等效电路。它基于以下原理:任何线性电路都可以用一个等效的单一电压源和一个串联电阻来代替。

根据替代定理,可以将电路分解为两个部分:Thevenin等效电压源和Thevenin等效电阻。

Thevenin等效电压源是将电路中的所有电源(独立电压源和电流源)置零后,测量跨越两个端点的电压得到的结果。这个等效电压源的极性与测量的电压方向一致。

Thevenin等效电阻是将所有电源置零后,断开外部负载,测量两个端点之间的等效电阻得到的结果。这个等效电阻等于电路中的所有电阻元件在两个端点之间的等效电阻。

替代定理的步骤如下:

选择要简化的电路中的两个端点,将其称为A点和B点。
将电路中的所有电源(电压源和电流源)置零。
使用适当的方法(如支路电压法或回路电流法)来计算在A点和B点之间的电压,这将是Thevenin等效电压源的电压。
断开外部负载,测量在A点和B点之间的等效电阻,这将是Thevenin等效电阻。
根据Thevenin定理,将Thevenin等效电压源和Thevenin等效电阻连接起来,得到一个等效电路,该电路的行为与原始电路在A点和B点之间的行为相同。

3.戴维南定律

一般要求某个具体元器件(如电阻、电容、电感、某一支路)的电气参数(如电流、电压)时,可以用戴维南定律把它进行处理:
以做题经验为主:
①求开路电压:将要求的这个元件断路,求断路处的开路电压。
②求等效电阻:求出剩下电路的等效电阻,这个地方比较难,需要谈论独立源(电压源短路,电流源开路)、受控源的情况进行计算。
③利用替代定理,把原电路看作是一个电压源和一个等效电阻的串联,就可以比较快速的计算了。

4.诺顿定律

而诺顿定律跟戴维南比较相似,核心是替代定理:用等效电流源+等效电阻替代原来电路。同样要求哪个元件的电气参数,
①求短路电流
②求等效电阻
③替代定律化为简单电路计算

5.最大功率传输定理

最大功率传输定理(Maximum Power Transfer Theorem)是电路理论中的一个重要定理,它指出在给定电路中,当外部负载电阻等于电源电阻的共轭值时,将会实现最大功率传输

根据最大功率传输定理,为了实现最大功率传输,外部负载电阻应该与电源电阻的共轭值相匹配。这意味着负载电阻的阻抗应该等于电源电阻的阻抗的复共轭。

最大功率传输定理的数学表达式如下: 当负载电阻 RL = RS* ,其中 RS* 是电源电阻 RS 的复共轭值时,将会实现最大功率传输。

6.特勒根定理

①电路中各支路吸收的功率的代数和恒为零。
②对于任意两个均具有b条之路,n个节点的集中参数电路,他们的支路组成结构不同,但是二者拓扑结构相同。

7.互易定理

三个条件:①线性电阻
②一个激励源
③电源置零(电压源短路、电流源开路)拓扑不变

8.对偶定理

对偶定理(Duality Theorem)是电路理论中的一个重要定理,它描述了电路中电压和电流之间的对偶关系。

根据对偶定理,对于一个线性电路,如果交换电压源和电流源的位置,并且将电阻和电导互换,电路的行为和特性将保持不变。

具体来说,对偶定理可以分为以下几个方面:

电压和电流:在对偶电路中,电压和电流的角色互换。原始电路中的电压源对应于对偶电路中的电流源,原始电路中的电流源对应于对偶电路中的电压源。
电阻和电导:在对偶电路中,电阻和电导互换。原始电路中的电阻对应于对偶电路中的电导,原始电路中的电导对应于对偶电路中的电阻。
等效性:原始电路和对偶电路具有相同的电路特性和行为。例如,两个电路中的电压和电流关系、功率分配等方面的性质是相同的

第七章 储能元件-电容、电感

1.电容

电容是一种被用于存储和释放电荷的被动电子元件。它由两个金属板(称为电极)之间隔开的绝缘材料(称为电介质)组成。

当电容器连接到电源时,正电荷会聚集在一个电极上,负电荷则聚集在另一个电极上。这会在电容器的电极之间产生电场,电场的强度取决于电源的电压和电容器的特性

电容器的容量(称为电容)以法拉(F)为单位。容量越大,电容器能够存储的电荷量就越大。

电容器的容量可以通过以下公式计算: C = Q/V

其中,C表示电容器的容量(法拉),Q表示存储在电容器中的电荷量(库仑),V表示电容器两端的电压(伏特)。

电容器具有一些重要特性:

充电和放电:当电容器连接到电源时,它会充电,电荷在电容器的电极之间积累。当电源断开时,电容器会放电,释放存储的电荷。
储能:电容器可以储存电能,并在需要时释放。这使得电容器在电路中用于平滑电压、存储能量的需求中非常有用。
频率依赖性:电容器的行为受到频率的影响。在低频情况下,电容器可以看作是开路,不导电。而在高频情况下,电容器可以看作是导电的。

2.电感

电感是一种被动电子元件,它能够存储和释放磁能量。它由一个或多个线圈或线圈绕组组成,通常由导体制成。

当电流通过电感器时,它会在电感器周围产生一个磁场。这个磁场存储了电流通过电感器时所具有的能量。

电感器的感值(称为电感)以亨利(H)为单位。感值的大小取决于电感器的几何形状、线圈的绕组方式以及所使用的材料。

电感器的感值可以通过以下公式计算: L = Φ/I

其中,L表示电感器的感值(亨利),Φ表示穿过电感器的磁通量(韦伯),I表示通过电感器的电流(安培)。

电感器具有一些重要特性:

自感性:当电流通过电感器变化时,电感器会产生自感电动势,阻碍电流的变化。这种自感性对于电路中的瞬态响应和频率响应至关重要。
储能:电感器能够储存磁能量,并在需要时释放。这使得电感器在电路中用于平滑电流、储存能量的需求中非常有用。
频率依赖性:电感器的行为受到频率的影响。在低频情况下,电感器可以看作是导电的。而在高频情况下,电感器可以看作是开路的。
电感器在电子电路中有广泛的应用,例如滤波、耦合、变压器和振荡器等。它们在电源、放大器、滤波器、传输线路和电磁感应等电路中起着重要作用。

3.电容、电感的串并联等效

电容和电感在串联和并联时具有不同的等效性质。

串联等效:
电容串联等效:当多个电容器串联时,它们的等效电容值等于它们的倒数之和。即,C_eq = 1/(1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn)。
电感串联等效:当多个电感器串联时,它们的等效电感值等于它们的代数和。即,L_eq = L1 + L2 + … + Ln。
并联等效:
电容并联等效:当多个电容器并联时,它们的等效电容值等于它们的和。即,C_eq = C1 + C2 + … + Cn。
电感并联等效:当多个电感器并联时,它们的等效电感值等于它们的倒数之和。即,1/L_eq = 1/L1 + 1/L2 + … + 1/Ln。

第八章 动态电路的时域分析

1.相关基本概念

①时域、频域:时域和频域是信号处理中常用的两种表示方法。时域表示信号的变化随时间的变化,可以看到信号随时间的波形。频域表示信号在频率上的分布情况,可以看到信号的频谱特性。

②动态电路:动态电路是指由电容器、电感器和可变电阻等元件组成的电路,其中元件的状态随时间变化。动态电路的行为受到电压和电流的变化以及元件的特性(如电容和电感)的影响。

③时间常数:时间常数是描述动态电路响应速度的一个重要参数。对于RC电路,时间常数(τ)等于电容值(C)乘以电阻值(R),表示电路响应从初始状态到达稳态所需的时间。

④零输入响应:零输入响应是指在没有外部输入信号作用下,电路元件的内部能量导致的响应。它取决于电路的初始条件和元件的特性,与外部输入信号无关。

⑤零状态响应:零状态响应是指在没有初始能量存储的情况下,电路对外部输入信号产生的响应。它取决于外部输入信号的特性和电路的传递函数。

⑥全响应:全响应是指动态电路对外部输入信号的总响应,包括零输入响应和零状态响应的叠加。

⑦冲激响应:冲激响应是指电路对单位冲激信号(冲激函数)的响应。它通常用冲激响应函数(impulse response function)表示,可以通过卷积运算计算得到。

⑧阶跃响应:阶跃响应是指电路对单位阶跃信号(阶跃函数)的响应。它通常用阶跃响应函数(step response function)表示,可以通过卷积运算计算得到。

⑨一阶电路:一阶电路是指由一个电容器或一个电感器和一个电阻器组成的电路。它的响应特性可以用一阶微分方程描述,具有一个极点。一阶电路常用于滤波、时钟电路和信号处理等应用中。

2.换路定则与电路初始状态求解

换路定理:对动态电路进行瞬态分析,通常已知t=0-和旧的稳态。则:
(1)Uc(0+)=Uc(0-)
(2)iL(0+)=iL(0-)
则已知t=0+时刻的电容电压和电感电流,用替代定理,将电容换为电压源,电感换为电流源,得到一个等效电路。

3.一阶电路的零输入、零状态、全、阶跃、冲激响应

①零输入响应:顾名思义,在电路换路(比如打开、合上开关)时,如果电路本身没有激励源时,只依靠自己的某些状态得以运行。
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第1张图片
比如这幅图,当开关未合上时,电容已经具有电压,说明存储了电荷,开关闭合后电路没有激励源,依赖的是电容本身的初始储能通过电阻R放电。所以虽然无外部激励源,但是初始储能仍使得电路具有电气属性,就叫零输入响应。

②零状态响应:换路后,t>=0+时外施激励产生的响应。那么肯定电路中具有初始的电压源、电流源、受控源,且这时Uc0+=UC0-=0才行(说明电容之前没有存储电能)。

③全响应:电路既有动态原件的初始储能,又有外施激励。
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第2张图片
要求出y0+,y∞,时间常数。

④阶跃响应
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第3张图片
这是t=0处的阶跃跳变,如果是t=t0处,则对应改变。
电路在单位阶跃电压或者单位阶跃电流激励下的零状态响应叫单位阶跃响应。
相当于单位直流电源在t=0时接入电路的零状态响应,依然用三要素求解。

⑤冲激响应
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第4张图片
电路在单位冲激电流或者电压的激励作用下的零状态响应叫单位冲激响应。求冲激响应时,在t0-到t0+变化时是零状态响应,但是t>0+后,激励源是0了,所以这时是零状态响应。

第九章 正弦量与相量

前面都是一些针对直流电的问题,现在需要探讨正弦交流电,因为这是交流电的最基本形式。

1…正弦交流电基本概念

电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第5张图片

正弦三要素:
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第6张图片
正弦量的相位差的正负反映了两个正弦量相位的超前或者滞后。

2.正弦量的相量表示

电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第7张图片
正弦量只与复矢量的实部相等。
对于电路元件,可以用相量法分析:
电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第8张图片

第十章 正弦稳态电路分析

从元件复阻抗与复导纳入手,分析R、L、C串联和并联的复杂电路

1.复阻抗、复导纳

复阻抗(complex impedance)是指在交流电路中,电路元件对交流电的阻碍作用所表现出来的阻抗,其表达形式为复数。复阻抗由实部和虚部组成,实部表示电阻的大小,虚部表示电抗的大小。

复导纳(complex admittance)则是复阻抗的倒数,表示电路元件对交流电的导通作用所表现出来的导纳。复导纳也由实部和虚部组成,实部表示电导的大小,虚部表示电纳的大小。

2.正弦稳态电路的相量分析法

对电阻电路适用的所有分析方法在正弦稳态电路中依然适用,但要遵循复数运算法则。
特别的:网孔电流法中互电阻被互阻抗替代,自电阻被自阻抗替代。节点电压法中互电导被互导纳替代,自电导被自导纳替代。

3.正弦稳态电路的功率

电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第9张图片

几个概念:
①瞬时功率:
②平均功率(有功功率):
③无功功率:
④视在功率:
⑤复功率:
⑥功率的可叠加性与守恒性
⑦功率因数
⑧最大功率传输

①瞬时功率:瞬时功率是在某一时刻的功率值,表示电路或装置在该时刻所消耗或提供的能量。

②平均功率(有功功率):平均功率是在一个周期内的功率平均值,表示电路或装置在一定时间内消耗或提供的能量。平均功率也称为有功功率,它是指电路中真实的能量转换效率。P=UIcosθ

③无功功率:无功功率是指在交流电路中,在电源和负载之间往返流动的功率。无功功率通常与电容和电感元件相关,用来维持电路的稳定性和功率因数的调整。P=UIsinθ

④视在功率:视在功率是交流电路中的总功率,表示电路中的总能量流动情况。视在功率是一个最大值,也是一个有效值。P=UI。

⑤复功率:复功率是用复数表示的功率,电压相量与电流共轭相量的乘积叫复功率。

⑥功率的可叠加性与守恒性:瞬时功率、有功功率、无功功率满足叠加性,而且满足守恒性,即关联方向下,整个电路吸收的功率代数和为零。的是视在功率不满足叠加性和守恒性。

⑦功率因数cosθ:功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率之比的绝对值。功率因数可以用来衡量电路中有用功率的比例,其数值范围在0到1之间。功率因数越接近1,表示电路中有用功率的比例越高,能量利用效率越高。提高功率因数或者减小功率因数角可以提高能量的利用。

⑧最大功率传输:最大功率传输是指在电路中能够实现最大功率输出的条件。最大功率传输通常发生在源电阻与负载电阻匹配时,此时负载电阻与源电阻相等,能够实现最大功率传输。

第十一章 含有磁耦合元件的正弦稳态电路

1.磁耦合的概念

在变压器中,有两个或更多的线圈(一般为绕组)通过磁性材料(如铁芯)连接在一起。当一个绕组中的电流变化时,产生的磁场会通过铁芯传递到其他绕组中,而这个磁场的变化又会在其他绕组中产生感应电动势,从而实现能量的传输和电压的变换。

同名端的概念
如果电流i1和i2分别从两个耦合电感线圈的某端流入,使其互感磁链与自感磁链的参考方向相同,就称为同名端。

2.耦合电感电路分析

1.串联:
顺接串联:L=L1+L2+2M
反接串联:L=L1+L2-2M
2.并联
3.T型等效去耦:去耦后电感就成了普通电感,没有互感电压的影响了。如果不去偶,则分析电路时还要考虑互感电压的影响。

3.空心变压器

空心变压器是一种特殊类型的变压器,其特点是主要由一个或多个空心的线圈组成,而不是传统的实心线圈。

在空心变压器中,主要有两个空心线圈,一个作为主线圈,另一个作为副线圈。这些线圈通常由绝缘材料包裹,并且彼此之间没有电气直接连接。空心线圈通常采用平面螺旋线形状,以便更好地利用磁场耦合。

工作原理方面,空心变压器与传统的实心变压器类似。当主线圈中通入交流电流时,产生的磁场会通过空气传递到副线圈中,从而在副线圈中产生感应电动势。根据磁耦合原理,副线圈中的电压与主线圈中的电压成比例,实现电压的变换。

空心变压器相对于传统的实心变压器具有一些优势。首先,由于空心线圈的设计,可以减少线圈之间的电容耦合,从而降低电流的漏耗。其次,空心线圈的设计可以提高变压器的自耦比(自变比),使得变压器可以实现更高的变压比。

空心变压器常用于高频电子设备、通信设备和功率放大器等应用中。由于其特殊的设计,能够满足特定频率范围内的高效能量传输和电压变换要求。

4.理想变压器

理想变压器是指在理论上完全符合变压器的工作原理和特性的变压器模型。它是一个理想化的概念,用于简化分析和计算,以便更好地理解变压器的基本原理。

在理想变压器中,假设没有电阻、磁导率损失和漏磁等损耗。因此,理想变压器具有以下特点:

变压比恒定:理想变压器的变压比是恒定的,即输入电压与输出电压之间的比值始终保持不变。

电流变换:理想变压器仅通过磁耦合传递能量,而电流的变换仅取决于变压器的变压比。输入电流与输出电流之间的比值等于输出电压与输入电压之间的变压比。

理想效率:理想变压器没有电阻和磁导率损耗,因此其效率为100%。输入的功率等于输出的功率。

无漏磁:理想变压器中不存在漏磁现象,即磁场完全经过铁芯传递到副线圈,不会发生磁场的泄漏。

第十四章 正弦交流电路的频率特性

1.网络函数

电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第10张图片
频率为自变量,频率改变时电路输出相量与输入相量的比。

用幅频特性和相频特性来表示网络函数。

2.谐振电路

电子信息工程专业课复习知识点总结:(一)电路分析基础_第11张图片

1.谐振的概念

谐振是指在一个物理系统中,当外界激励频率与系统固有频率相等或非常接近时,系统会表现出最大的响应或振幅放大的现象。

在谐振条件下,系统的振动或震荡会达到最大值。这是因为外界激励频率与系统固有频率相匹配时,能量传递的效率最高,使得系统能够吸收或放大更多的能量。

谐振可以出现在各种物理系统中,包括机械系统、电路系统和光学系统等。不同系统的谐振现象可能具有不同的特征,但其基本原理是相似的。

例如,在机械系统中,当一个弹簧与质量振动的系统受到周期性的外力作用时,如果外力的频率与系统的固有频率相等,弹簧与质量系统将会表现出最大的振幅。这种谐振现象在音叉、钟摆和桥梁等机械系统中都可以观察到。

在电路系统中,当电容器和电感器组成的谐振电路中的电压或电流达到最大值时,谐振发生。这种谐振现象在无线电和通信系统中广泛应用,例如在调谐收音机中,通过调节电容器和电感器的数值可以实现对特定频率的调谐。

在光学系统中,谐振可以在光学谐振腔中观察到,其中光波在腔内反射多次,与腔长和光的波长相关。当光波的波长与光学谐振腔的固有频率匹配时,谐振现象会发生,使得光波在腔内得到放大或增强。

2.RLC串联谐振和并联谐振

RLC串联谐振和并联谐振是指在电路中,通过调节电感器(L)、电容器(C)和电阻器(R)的数值来实现谐振现象的两种不同方式。

RLC串联谐振: 在RLC串联谐振电路中,电感器、电容器和电阻器按照串联的方式连接。当外界的交流电源施加在电路上时,如果电感器、电容器和电阻器的数值能够满足谐振条件,即电路的固有频率与外界激励频率相等,谐振现象就会发生。
在串联谐振电路中,电感器和电容器的组合形成了一个谐振回路,其中电感器提供了储存能量的能力,而电容器则提供了释放能量的能力。当电路的固有频率与外界激励频率相匹配时,电路中的电流会达到最大值,电压也会达到最大值。

RLC并联谐振: 在RLC并联谐振电路中,电感器、电容器和电阻器按照并联的方式连接。当外界的交流电源施加在电路上时,如果电感器、电容器和电阻器的数值能够满足谐振条件,即电路的固有频率与外界激励频率相等,谐振现象就会发生。
在并联谐振电路中,电感器和电容器的组合形成了一个谐振回路,其中电感器提供了对电流的通路,而电容器则提供了对电压的通路。当电路的固有频率与外界激励频率相匹配时,电路中的电流和电压都会达到最小值。

你可能感兴趣的:(单片机,嵌入式硬件)