邱關(guān)源《電路》第六版的知識點主要包括以下內(nèi)容:
電路模型和電路定律:
電路與電路模型:理解實際電路與電路模型的概念及區(qū)別,電路模型是對實際電路的理想化、抽象化表示,由理想電路元件相互連接而成。例如,對于一個簡單的手電筒電路,電池可抽象為電壓源,燈泡可抽象為電阻。
電流和電壓的參考方向:電流和電壓的實際方向可能難以確定或隨時間變化,所以需要指定參考方向。參考方向可任意指定,當(dāng)實際方向與參考方向一致時,電流或電壓為正值;反之則為負(fù)值。關(guān)聯(lián)參考方向是指元件的電流參考方向從電壓參考極性的 “+” 指向 “-”,否則為非關(guān)聯(lián)參考方向。
電功率和能量:掌握電功率的計算公式,在關(guān)聯(lián)參考方向下,表示元件吸收功率,表示元件發(fā)出功率;在非關(guān)聯(lián)參考方向下則相反。能量是功率對時間的積分。
電阻電路的等效變換:
電阻的串聯(lián)和并聯(lián):串聯(lián)電阻的總電阻等于各電阻之和,并聯(lián)電阻的總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。通過電阻的串并聯(lián)等效變換,可以簡化電路分析。
電源的等效變換:實際電壓源可以等效為一個理想電壓源與一個電阻的串聯(lián),實際電流源可以等效為一個理想電流源與一個電阻的并聯(lián)。兩種電源模型之間可以根據(jù)需要進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
輸入電阻的計算:對于復(fù)雜的一端口網(wǎng)絡(luò),輸入電阻是端口電壓與端口電流的比值。可以通過等效變換等方法來計算輸入電阻。
電阻電路的一般分析:
支路電流法:以支路電流為未知量,根據(jù)基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)列出方程組,求解支路電流。這種方法適用于簡單電路,但對于復(fù)雜電路,方程組的求解可能會比較繁瑣。
網(wǎng)孔電流法:以網(wǎng)孔電流為未知量,根據(jù) KVL 列出方程組。由于網(wǎng)孔電流自動滿足 KCL,所以方程組的未知數(shù)數(shù)量減少,求解相對簡單。適用于平面電路。
節(jié)點電壓法:以節(jié)點電壓為未知量,根據(jù) KCL 列出方程組。對于節(jié)點較少的電路,使用節(jié)點電壓法比較方便。
電路定理:
疊加定理:在線性電路中,多個電源共同作用時的響應(yīng)等于各個電源單獨作用時的響應(yīng)之和。可以用于分析電路中某一個電源對電路的影響。
戴維南定理和諾頓定理:任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以等效為一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)(戴維南等效電路),或者等效為一個電流源與一個電阻的并聯(lián)(諾頓等效電路)。這兩個定理在電路分析和簡化中非常有用。
最大功率傳輸定理:當(dāng)負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻的共軛值時,負(fù)載可以獲得最大功率。該定理對于設(shè)計功率傳輸系統(tǒng)具有重要意義。
含有運(yùn)算放大器的電阻電路:
運(yùn)算放大器的理想化條件:運(yùn)算放大器具有高增益、高輸入阻抗、低輸出阻抗等特點。在理想化條件下,其輸入電流為零,輸入電壓為零,輸出電壓與輸入電壓之間存在線性關(guān)系。
基于運(yùn)算放大器的電路分析:掌握反相放大器、同相放大器、加法器、減法器等基本運(yùn)算放大器電路的分析方法,以及運(yùn)算放大器在電路中的應(yīng)用。
儲能元件:
電感:電感是儲存磁場能量的元件,其特性方程為,電感的電流不能突變。電感的儲能公式為。
電容:電容是儲存電場能量的元件,其特性方程為,電容的電壓不能突變。電容的儲能公式為。
一階電路和二階電路的時域分析:
一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng):零輸入響應(yīng)是指在沒有外部激勵的情況下,由電路的初始儲能引起的響應(yīng);零狀態(tài)響應(yīng)是指在初始狀態(tài)為零的情況下,由外部激勵引起的響應(yīng);全響應(yīng)是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的疊加。掌握一階電路的分析方法,包括用三要素法求解一階電路的響應(yīng)。
二階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng):二階電路的分析相對復(fù)雜,需要根據(jù)電路的特征方程判斷電路的響應(yīng)類型,如過阻尼、欠阻尼、臨界阻尼等。
相量法:
正弦量的相量表示:將正弦量用復(fù)數(shù)形式表示,便于進(jìn)行電路的分析和計算。相量的模表示正弦量的幅值,相量的輻角表示正弦量的初相位。
電路定律的相量形式:基爾霍夫定律、歐姆定律等在相量形式下的表達(dá)式,以及如何用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。
正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析:
阻抗和導(dǎo)納:阻抗是正弦穩(wěn)態(tài)下元件對電流的阻礙作用,用復(fù)數(shù)表示;導(dǎo)納是阻抗的倒數(shù)。掌握阻抗和導(dǎo)納的計算方法,以及它們之間的相互轉(zhuǎn)換。
正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率:有功功率、無功功率、視在功率的概念和計算方法,功率因數(shù)的定義及提高功率因數(shù)的方法。
三相電路:了解三相電源的連接方式(星形連接和三角形連接),三相負(fù)載的連接方式(星形連接和三角形連接),以及三相電路的分析和計算方法。
含有耦合電感的電路:
耦合電感的伏安關(guān)系:掌握耦合電感的互感系數(shù)、同名端的概念,以及耦合電感的電壓與電流之間的關(guān)系。
含有耦合電感電路的分析:包括去耦等效、互感電壓的計算等。
電路的頻率響應(yīng):
網(wǎng)絡(luò)函數(shù):網(wǎng)絡(luò)函數(shù)是輸出相量與輸入相量之比,它反映了電路對不同頻率信號的響應(yīng)特性。
RLC 串聯(lián)電路的頻率響應(yīng):分析 RLC 串聯(lián)電路在不同頻率下的阻抗特性、電壓響應(yīng)等,了解諧振現(xiàn)象及其特點。
非正弦周期電流電路和信號的頻譜:
非正弦周期信號的分解:將非正弦周期信號分解為傅里葉級數(shù),包括直流分量、基波分量和各次諧波分量。
非正弦周期電流電路的分析:根據(jù)疊加定理,分別計算直流分量和各次諧波分量單獨作用時的響應(yīng),然后將它們疊加得到電路的總響應(yīng)。
線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析:
拉普拉斯變換:掌握拉普拉斯變換的定義、性質(zhì)和基本函數(shù)的拉普拉斯變換。
電路元件的復(fù)頻域模型:將電路元件在時域中的伏安關(guān)系轉(zhuǎn)換為復(fù)頻域中的表達(dá)式,建立電路的復(fù)頻域模型。
用拉普拉斯變換法分析線性動態(tài)電路:利用拉普拉斯變換將時域電路方程轉(zhuǎn)換為復(fù)頻域方程,求解后再通過拉普拉斯反變換得到時域響應(yīng)。
電路方程的矩陣形式:
關(guān)聯(lián)矩陣、回路矩陣和割集矩陣:了解這些矩陣的定義和性質(zhì),以及它們與電路結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
電路方程的矩陣形式:用矩陣形式表示基爾霍夫定律,建立電路方程的矩陣形式,便于計算機(jī)輔助分析和計算。
二端口網(wǎng)絡(luò):
二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù):包括阻抗參數(shù)、導(dǎo)納參數(shù)、傳輸參數(shù)和混合參數(shù)等,掌握這些參數(shù)的定義、計算方法和相互轉(zhuǎn)換。
二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路:了解二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路的概念,以及如何根據(jù)已知的二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)求出等效電路。
非線性電路:
非線性電阻元件的特性:了解非線性電阻元件的伏安特性曲線,如二極管、三極管等。
非線性電路的分析方法:包括圖解法、小信號分析法等。
均勻傳輸線:
均勻傳輸線的方程:掌握均勻傳輸線的電壓、電流方程,以及它們的邊界條件。
均勻傳輸線的特性阻抗和傳播常數(shù):了解特性阻抗和傳播常數(shù)的定義和計算方法,以及它們對傳輸線特性的影響。