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最實用的五種電路分析方法

fcsde-sh ? 來源:張飛實戰(zhàn)電子 ? 作者:張飛實戰(zhàn)電子 ? 2022-03-11 17:14 ? 次閱讀
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學(xué)好電路分析是后續(xù)課程的基礎(chǔ),可謂簡單而重要,只有電路分析學(xué)好了,在后續(xù)課程中才能有良好的思路去解決問題。

電路是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,相對于文化基礎(chǔ)課來說,它更側(cè)重于解決工程實際問題,而比起專業(yè)課來講,它則更強調(diào)物理概念和一般理論分析。

電路理論是從實際事物中抽象出來的,與實際事物既有聯(lián)系又有區(qū)別的理論,因此要特別注意應(yīng)用場合的條件。電路課程具有特殊的規(guī)律,掌握了規(guī)律則學(xué)習(xí)起來就輕松多了,也容易記憶。

電路理論分析一是主要決定電路元件模型,即理想電阻元件、電感元件、電容元件,掌握了這些元件的伏安特性,則許多問題就迎刃而解。

要注意電路結(jié)構(gòu)所遵循的原則即基本爾霍夫二大定律是解決電路結(jié)構(gòu)問題的關(guān)鍵,在以上基礎(chǔ)上應(yīng)用電路中的主要原理、定理,即疊加定理、戴維南定理,對電路進(jìn)行分析、計算。

為了正確、簡單的分析、計算電路,對于復(fù)雜電路必須通過等效變換進(jìn)行化簡,這是電路理論中的首要手段,所謂等效即在不影響所需計算分析的情況下對外電路等效,這是必須牢牢掌握的。

平時要認(rèn)真閱讀例題。例題是課程內(nèi)容的組成部分,又是從概念到解題的中間橋梁,把定律、定理、原理以例題形式編入書中,這是電路教材的特點。多做習(xí)題也是電路課學(xué)習(xí)的重要方面。習(xí)題是教材中不可分割的重要部分,習(xí)題的練習(xí),有助于加深對基本概念的理解。習(xí)題不但要做對,更應(yīng)該理解每道習(xí)題所要考察的概念,搞清為什么要出這一道題,考核了什么內(nèi)容,這樣學(xué)習(xí)才能學(xué)得深,學(xué)得好。解習(xí)題是培養(yǎng)思考能力的一個極其重要的環(huán)節(jié),同時也是檢驗自己是否真正掌握了概念的一把尺子。

區(qū)別電路模型與實際器件。理想電路元件是從實際電路器件中科學(xué)抽象出來的假想元件。應(yīng)當(dāng)注意電路元件與實際器件的聯(lián)系和差別。一般器件都可以用理想電路元件及它們的組合來模擬,但兩者之間不完全等同。例如,在頻率不太高的條件下,一個線圈的數(shù)學(xué)模型就是電阻元件和電感元件的串聯(lián),而當(dāng)頻率較高時,線圈的繞線之間的電容效應(yīng)就不容忽視,在這種情況下表征這個線圈的較精確的模型還應(yīng)當(dāng)包含電容元件。

區(qū)別在不同區(qū)域中分析計算的特殊問題。對于電路理論的分析、計算,形式不是一成不變的。比如:在時域中計算時所使用的理想元件伏安特性,以及結(jié)構(gòu)特征所表示的方法,在頻域中就不適用。這就給我們一個啟示,任何一種在一定范圍內(nèi)計算、分析所使用的元件伏安特性、結(jié)構(gòu)定律、原理、公式,換到另一范圍使用時,必須考慮在新范圍內(nèi)使用時所發(fā)生的特殊問題,修正以前的表達(dá)式,而且,經(jīng)過處理后解決了這些問題,則以前所學(xué)的方法都可在新范圍內(nèi)使用。電路分析就是不斷地尋找各種方法來解決問題,因此特別注意在新范圍內(nèi)使用所必須的條件??傊雽W(xué)好電路理論,必須多想、多算、多動手。

最實用的五種電路分析方法盤點

1方框圖識圖方法

圖1所示是一個兩級音頻信號放大系統(tǒng)的方框圖。從圖中可以看出,這一系統(tǒng)電路主要由信號源電路、第一級放大器、第二級放大器和負(fù)載電路構(gòu)成。從這一方框圖也可以知道,這是一個兩級放大器電路。

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圖1 方框圖示意圖

2單元電路圖識圖方法

單元電路是指某一級控制器電路,或某一級放大器電路,或某一個振蕩器電路、變頻器電路等,它是能夠完成某一電路功能的最小電路單位。從廣義上講,一個集成電路的應(yīng)用電路也是一個單元電路。

學(xué)習(xí)整機(jī)電子電路工作原理過程中,單元電路圖是首先遇到的具有完整功能的電路圖,這一電路圖概念的提出,完全是為了方便電路工作原理分析之需要。

1. 單元電路圖功能

單元電路圖具有下列一些功能。

(1)單元電路圖主要用來講述電路的工作原理。

(2)單元電路圖能夠完整地表達(dá)某一級電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,有時還會全部標(biāo)出電路中各元器件的參數(shù),如標(biāo)稱阻值、標(biāo)稱容量和三極管型號等。如圖2所示,圖中標(biāo)出了可變電阻器和電阻器的阻值。

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圖2 示意圖

(3)單元電路圖對深入理解電路的工作原理和記憶電路的結(jié)構(gòu)、組成很有幫助。

2. 單元電路圖特點

單元電路圖主要是為了分析某個單元電路工作原理的方便,而單獨將這部分電路畫出的電路圖,所以在圖中已省去了與該單元電路無關(guān)的其他元器件和有關(guān)的連線、符號,這樣,單元電路圖就顯得比較簡潔、清楚,識圖時沒有其他電路的干擾,這是單元電路的一個重要特點。單元電路圖中對電源、輸入端和輸出端已經(jīng)進(jìn)行了簡化。圖3所示是一個單元電路。

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圖3 單元電路圖示意圖

(1)電源表示方法。電路圖中,用+V表示直流工作電壓,其中正號表示采用正極性直流電壓給電路供電,地端接電源的負(fù)極;用-V表示直流工作電壓,其中負(fù)號表示采用負(fù)極性直流電壓給電路供電,地端接電源的正極。

(2)輸入和輸出信號表示方法。Ui表示輸入信號,是這一單元電路所要放大或處理的信號;Uo表示輸出信號,是經(jīng)過這一單元電路放大或處理后的信號。

3支路節(jié)點法

節(jié)點就是電路中幾條支路的匯合點。所謂支路節(jié)點法就是將各節(jié)點編號(約定;電源正極為第1節(jié)點,從電源正極到負(fù)極,按先后次序經(jīng)過的節(jié)點分別為1、2、3……),從第1節(jié)點開始的支路,向電源負(fù)極畫??赡苡卸鄺l支路(規(guī)定:不同支路不能重復(fù)通過同一電阻)能達(dá)到電源負(fù)極,畫的原則是先畫節(jié)點數(shù)少的支路,再畫節(jié)點數(shù)多的支路。然后照此原則,畫出第2節(jié)點開始的支路。余次類推,最后將剩余的電阻按其兩端的位置補畫出來。

例5:畫出圖10所示的等效電路。

2d7169ee-9fda-11ec-952b-dac502259ad0.png

解:圖10中有1、2、3、4、5五個節(jié)點,按照支路節(jié)點法原則,從電源正極(第1節(jié)點)出來,節(jié)點數(shù)少的支路有兩條:R1、R2、R6支路和R1、R5、R4支路。取其中一條R1、R2、R6支路,畫出如圖11。

再由第2節(jié)點開始,有兩條支路可達(dá)負(fù)極,一條是R5、R4,節(jié)點數(shù)是3,另一條是R5、R3、R5,節(jié)點數(shù)是4,且已有R6重復(fù)不可取。所以應(yīng)再畫出R5、R4支路,最后把剩余電阻R3畫出,如圖12所示。

4幾何變形法

幾何變形法就是根據(jù)電路中的導(dǎo)線可以任意伸長、縮短、旋轉(zhuǎn)或平移等特點,將給定的電路進(jìn)行幾何變形,進(jìn)一步確定電路元件的連接關(guān)系,畫出等效電路圖。

例6:畫出圖13的等效電路。

2d8e840c-9fda-11ec-952b-dac502259ad0.png

解:使ac支路的導(dǎo)線縮短,電路進(jìn)行幾何變形可得圖14,再使ac縮為一點,bd也縮為一點,明顯地看出R1、R2和R5三者為并聯(lián),再與R4串聯(lián)(圖15)。

5撤去電阻法

根據(jù)串并聯(lián)電路特點知,在串聯(lián)電路中,撤去任何一個電阻,其它電阻無電流通過,則這些電阻是串聯(lián)連接;在并聯(lián)電路中,撤去任何一個電阻,其它電阻仍有電流通過,則這些電阻是并聯(lián)連接。

2da02306-9fda-11ec-952b-dac502259ad0.png

仍以圖13為例,設(shè)電流由A端流入,B端流出,先撤去R2,由圖16可知R1、R3有電流通過。再撤去電阻R1,由圖17可知R2、R3仍有電流通過。同理撤去電阻R3時,R1、R2也有電流通過由并聯(lián)電路的特點可知,R1、R2和R3并聯(lián),再與R4串聯(lián)。

原文標(biāo)題:盤點最實用的5種電路分析方法!不得不看!

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審核編輯:彭菁

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