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MOOC一起学 | 电路分析基础——电阻等效与串并联(国家精品)
东北林业大学 孙涌权2023-01-12
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电阻并联电阻越大吸收功率越小,电阻串联电阻越大吸收的功率越大。电路中产生的功率和消耗的功率总是相等的。

聆听自然的声音,开启人类的智慧。人类对电现象的好奇与探索,带领世界进入明亮、高速、自动、智能的新时代。《电路分析基础》是与这些领域相关的电气、电子专业的基础课程,是开启电路设计大门的钥匙,她带领你从零基础开始,把基本元件模型、电路一般规律、基本特性和分析方法,逐一呈现在你面前。

—— 课程团队

开课时间:2022年08月25日 ~ 2022年12月20日

开课次数:第10次开课

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授课老师:李小平, 女,西安电子科技大学空间院教授、博士生导师。自1982年至今一直耕耘在《电路》、《信号与系统》教学第一线,负责的 “电路”课程成为省级资源共享课,出版教材多部。带领课程小组,梳理课程体系、提炼目标支撑度,开展慕课建设。以一流专业建设为抓手,形成空间电子信息的完整培养体系和培养方案,制定精细化的人才培养方案,通过自主创新实验、“航天专家面对面”等系列活动开展学业领航,与科研院所联合开展优秀毕业生工程创新能力提升计划等。主持省级重点教改项目。2015年本科生自主研发的“空间实验一号”皮卫星随着“一箭二十星”顺利发射升空。

课程概述:《电路分析基础》课程是本校电类各专业所必修的一门重要的技术基础课。它是研究电路理论的入门课程,着重讨论集中参数、线性时不变电路。系统论述电路分析中的基本概念、基本定律和基本分析方法。主要内容包括:电路元件、电路变量和电路定律,线性电路的基本分析方法,电路网络的VAR和电路的等效变换,电路定理,电容元件与电感元件,一阶电路分析,二阶电路分析,交流动态电路,相量模型和相量方程,正弦稳态的功率和能量,耦合电感和理想变压器,三相电路,电路的频率特性,双口网络,PSPICE简介等。该课程理论严密、逻辑性强,有广阔的工程背景。对培养学生的科学思维能力,树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题及解决问题的能力起着重要的作用。

1.11电路的数值极性表示法

极性表示时需要定参考点——零电位点,在电力系统中,常选大地为参考点。在电子线路中,常规定一条公共导线作为参考点,这条公共导线常是众多元件的汇集点。在电路分析中,常常指定电路中的某节点为参考点。参考点用接地符号倒T表示。注意,电路中某点的点位随参考点选取位置的不同而改变;电压两点之间的电位差,与参考点的选取无关。画电路图是可用极性数值法,即标记电压而不画回路。

课堂笔记:计算节点电压就是节点与零电位点的差值,即沿节点到零电位点的电路中电压的累加(关联为正电压,非关联为负电压)。

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1.12电路的等效

定义:若两个二端电路的外部端口处具有相同的电压电流关系,则称两个相互等效。对任何电路A,如果用C代B后,能做到A中的电流,电压,功率不变,则称C与B等效。(等效是对两端子之外的电流,电压,功率,而不是指B,C中的电流,电压等效。等效是指两电路端口的VCR完全相同,即,这两个电路外接任何相同电路时,端口上的电流电压均对应相等。理想电压源与理想电流源之间不能相互等效。

课后感悟:等效分为串并联等效,三角形与Y形等效,分析电路时利用等效原理往往能解决许多复杂电路问题。

1.13电阻的串联等效

电阻串联的特征:流过各电阻的电流是同一电流,电阻串联公式为R总=R+R1+R2+…+Rn。

串联电阻的分压公式:U1=r1i=r1/r总*u总。对电阻串联,电阻值越大者分得的电压越大,吸收的功率也大。电阻并联的特征:各电阻的两端的电压是同一电压。并联电导等效公式:G总=G1+G2+…+Gn。电阻消耗功率:P1=G1u**2。对电阻并联,电阻值越大者分得的电流小,吸收的功率也小。即有电阻串联又有并联的电路称为电阻混联电路。分析混联电路的关键问题是如何判断串并联。怎样看:(1)看电路的结构特点。看两电阻是首尾相连还是首首尾尾相连。(2)看电压、电流关系。若流经两电阻的电流相同就是串联;若两电阻的端电压相同就是并联。

课堂笔记:电路中产生的功率和消耗的功率总是相等的,这就是功率守恒。判断电路串并联关系时看见复杂电可看节点与节点之间有没有用电器或电阻,可将没有用电器或电阻“捏”到一起然后接到电流经过该部分的节点以此判断串并联关系。

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课后习题

1.  下列说法不正确的是(  )。

A. 节点的电位与参考点的位置无关。         

B.  两节点之间的电压与参考点的位置无关。

C. 节点的电位指的是对地(参考点)电压。

D. 两节点之间的电压是指该两节点的电位差。

答案:A

2.下列说法不正确的是(  )。

A.单口网络的等效是对网络外特性而言等效,对内部而言并不等效。

B.单口网络的等效是对网络内部而言等效,对外特性而言并不等效。

C.n个理想电压源串联时,可以用一个理想电压源替代。                

D.n个理想电流源并联时,可以用一个理想电流源替代。

答案:B

课后感想:电路的串并联关系对我们更深入的了解功率问题有很大帮助,比如说对电阻并联,电阻值越大者分得的电流小,吸收的功率也小。对电阻串联,电阻值越大者分得的电压越大,吸收的功率也大。对节约用电,合理用电有很大帮助,学好电路,为未来生活中的电路问题,工作中的电路问题做准备。

[通讯员:孙涌权]
[指导教师:李晋旭]
[责任编辑:张振香]
电阻并联电阻越大吸收功率越小,电阻串联电阻越大吸收的功率越大。电路中产生的功率和消耗的功率总是相等的。