1匯報人：AA2024-01-29電子技術基礎I電路分析習目錄contents直流電路分析交流電路分析瞬態過程分析頻率響應與濾波器設計非線性電路分析初步數值計算方法在電路分析中應用301直流電路分析電阻串聯在串聯電路中，總電阻等于各電阻之和，即$R_{total}=R_1+R_2+...+R_n$。同時，串聯電路中的電流處處相等。電阻并聯在并聯電路中，總電阻的倒數等于各電阻倒數之和，即$frac{1}{R_{total}}=frac{1}{R_1}+frac{1}{R_2}+...+frac{1}{R_n}$。同時，并聯電路中的電壓相等。復雜電路分析對于包含多個電阻的復雜電路，可以通過逐步化簡為簡單的串并聯電路進行分析計算。電阻串并聯計算03應用舉例利用基爾霍夫定律可以求解復雜電路中的電流、電壓等參數，以及判斷電路的連接方式和元件的工作狀態。01基爾霍夫第一定律（節點電流定律）在電路中任意節點處，流入節點的電流之和等于流出節點的電流之和。02基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）在任意閉合回路中，各段電壓的代數和等于零。基爾霍夫定律應用電源等效變換在保持電路外部特性不變的前提下，可以將一個實際電源等效變換為一個理想電源和電阻的串聯或并聯形式。這種變換可以簡化電路分析過程。戴維南定理任何一個含獨立源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路來說，都可以用一個電壓源和電阻的串聯組合來等效置換。其中，電壓源的電壓等于該一端口的開路電壓，電阻等于該一端口中所有獨立源置零后的輸入電阻。應用舉例利用戴維南定理可以求解復雜電路中的電流、電壓等參數，以及進行電路故障分析和設計優化等。電源等效變換與戴維南定理302交流電路分析大小和方向都隨時間按正弦規律變化的電流或電壓。正弦穩態交流電相位差有效值兩個同頻率的正弦量之間的相位之差。交流電的有效值等于與其熱效應相等的直流電的數值。030201正弦穩態交流電路基本概念用復數表示正弦量，實部表示幅值，虛部表示相位。相量表示法在復平面上表示各相量的圖形，便于直觀分析電路。相量圖包括加減、乘除等運算，用于求解電路中的電流、電壓等。相量運算相量法分析正弦穩態電路表示電路對交流電的阻礙作用，包括電阻、電感和電容的影響。復數阻抗反映電路中有功功率與視在功率之比的參數，用于衡量電路的能效。功率因數通過測量或計算電路中的電壓、電流、電阻、電感、電容等參數，利用公式計算復數阻抗和功率因數。計算方法復數阻抗與功率因數計算303瞬態過程分析在電路換路瞬間，電感電流和電容電壓不能突變，即它們的數值在換路瞬間保持不變。根據換路定則，可以通過求解電路在換路瞬間的等效電路，得到電感電流和電容電壓的初始值。換路定則及初始值計算初始值計算換路定則一階RC電路瞬態過程當電路中的開關S閉合或斷開時，電容C的電壓和電阻R的電流將發生變化。通過列寫電路方程并求解，可以得到電容電壓和電阻電流隨時間變化的規律。一階RL電路瞬態過程當電路中的開關S閉合或斷開時，電感L的電流和電阻R的電壓將發生變化。同樣地，通過列寫電路方程并求解，可以得到電感電流和電阻電壓隨時間變化的規律。一階RC和RL電路瞬態過程二階RLC串聯電路瞬態過程：當電路中的開關S閉合或斷開時，電感L的電流、電容C的電壓和電阻R的電壓或電流將發生變化。通過列寫二階常系數線性微分方程并求解，可以得到電路中各元件的電壓和電流隨時間變化的規律。這些規律可能包括振蕩、衰減等不同的瞬態過程。二階RLC串聯電路瞬態過程304頻率響應與濾波器設計123描述電路對不同頻率信號的傳遞特性，包括幅度響應和相位響應。頻率響應定義Bode圖是一種描述電路頻率響應的圖解方法，包括幅度-頻率特性和相位-頻率特性兩部分。Bode圖基本概念確定電路傳遞函數，計算幅頻特性和相頻特性，繪制Bode圖。Bode圖繪制步驟頻率響應概念及Bode圖繪制方法高通濾波器允許高頻信號通過，對低頻信號有較大衰減。常用于隔離直流分量。低通濾波器允許低頻信號通過，對高頻信號有較大衰減。常用于濾除高頻噪聲。帶通濾波器只允許某一特定頻帶內的信號通過，對頻帶外的信號有較大衰減。常用于信號提取和選頻放大。低通、高通、帶通濾波器特性分析有源濾波器概念利用放大器和電阻、電容等元件組成的具有濾波功能的電路。有源濾波器特點可實現高精度濾波，無需電感元件，便于集成化和小型化。有源濾波器設計步驟確定濾波器類型和性能指標，選擇適當的電路拓撲結構，計算電路元件參數，進行電路仿真和優化。有源濾波器設計原理305非線性電路分析初步非線性電阻伏安特性曲線不呈直線，電阻值隨電壓或電流變化而變化。非線性電容電容值隨電壓或電流變化而變化，不具有固定的容抗。非線性電感電感值隨電流或磁場變化而變化，不具有固定的感抗。非線性元件特性描述通過實驗測量得到非線性元件的伏安特性數據，繪制成曲線圖。繪制伏安特性曲線在曲線上找到與電路工作條件相對應的點，即工作點。確定工作點根據工作點的位置及曲線的形狀，分析電路的性能，如失真、效率等。分析電路性能圖解法在非線性電路中應用線性化條件小信號分析法要求輸入信號幅度足夠小，以保證非線性元件的伏安特性曲線在靜態工作點附近可近似為直線。分析方法利用線性電路的分析方法，如疊加定理、戴維南定理等，對小信號模型進行分析，求得電路的響應。小信號模型將非線性電路在靜態工作點附近進行線性化處理，得到小信號模型。小信號分析法簡介306數值計算方法在電路分析中應用通過構造迭代矩陣，將線性方程組轉化為迭代格式，逐步逼近真實解。雅可比迭代法在雅可比迭代法的基礎上，采用最新近似值進行迭代，加速收斂過程。高斯-賽德爾迭代法引入松弛因子，通過調整松弛因子的大小，控制迭代過程的收斂速度。超松弛迭代法迭代法求解線性方程組拉夫遜法改進在牛頓法的基礎上，采用割線法或二分法確定初始值，提高求解精度和穩定性。收斂性判斷通過設定收斂精度和最大迭代次數，控制求解過程的終止條件。牛頓法基本思想利用泰勒級數展開式，將非線性方程轉化為線性方程進行求解。牛頓-拉夫遜法求解非線性方程MATLAB編程實現利用MATLAB強大的數值計算功能，編寫程序實現電路方程的求解和電路性能分析。Simulink建