2020_12-電路理論框架復習思考-基礎篇
電路理論究竟在學些什么?我認為本質上,是線性拓撲結構,KCL,KVL和V-I關系,于是,在電阻電路部分,有它的拓撲結構帶來的各種性質和運算方式,包括結點方程,網孔方程等,包括疊加定理,戴維南諾頓,特勒根,互易等等等等,都是線性性帶來的解方程的手段,好,那么通過這些手段,我們就得到了一堆線性方程,那么解這些方程,可以使用線性代數的手法來解,
可是很多元件不是線性的,或者說大部分元件不是線性的,怎么辦?這就是電路理論要解決的東西,
比如面對LC,那我們的電路定理就不再適用了,只能用電路分析方程(本質上來源于KCLKVL)來列出含導數,含積分的方程,于是可以直接用微分方程求解,這運用了微積分的知識,我們人為的把這種情況分成了一階電路暫態分析和二階電路暫態分析,也就是說,我們只管其中簡單的情況,一階和二階,如果是直流激勵,那么最終穩定下來,看,我們把問題又簡化到了直流激勵,在這種情況下,我們就有了三要素法(對于一階直流激勵尤其好用,我覺得對二階的不太好用,二階的得到微分方程后用Laplace更舒服),用來簡化電路運算
當不是直流激勵的時候,三要素法又不能再用了,但是,LC的V-I關系剛好是微分積分關系,當面對的是一個正弦函式的時候,微積分關系就變成了相位關系,而原來的電壓電流振幅比是不變的,又考慮到可以用復數來表示正弦函式,于是乎產生了一個新的方法——向量法,而對應的電阻電容電感都可以寫成復數的形式,但是這些元件的復數形式是沒有對應的相關正余弦函式的,它們,是這些正余弦函式的比值形式,這時候就產生了正弦穩態分析,人們就發明了一種方法來對付正弦穩態電路,為了擴展它,我們考慮疊加定理,就可以疊加多個分別運算了,而位形相量圖的產生,本身就是向量法對于結點/網孔方程分析的一項另類應用罷了,
在沒用向量法的時候,功率一般都是靠電壓直接乘電流計算得到的,很輕松,但是,在向量法里面功率怎么求呢?用U對應的向量*I對應的向量嗎?顯然不對,我們可以設想到,功率其實應該是U對應的向量點乘I對應的向量,得到UIcos∠φu-φi,那么又想,UIsin∠φu-φi是什么呢?發現是波動著的平均虛功功率Q,是L/C上的一種表征其儲能功率,于是乎,用UI∠φu-φi來表示復功率,UI表示視載功率,視載功率是電路/器件能夠承載的最大功率,所以我們希望P=S,這樣能全部壓榨這個電路/器件
好,接下來引入新元件?現象?反正叫磁耦合的東西,它本質上就是磁場疊加,從同名端流進的電流會引起另外一邊磁場增加,明白這一點后就不怕分析同名端等問題了,而磁耦合中的等效,本質上來說就是將方程進行變形而同化得到,只要明白推導原理,記憶也十分容易了,
現在來說說剛剛沒說的三相正弦穩態電路,為何現在來說?因為它是實際運用的一些思考,放在最后,三相正弦穩態電路其實可以視為普通電路,單純求解就好,但是我們考慮到它對稱性,單取一路即可求解,三相正弦穩態電路本質不難,運算量也小,只是處于考核的目的會有兩種,三相四線制/三相三相制對稱和三相三線不對稱,前者取單路,用對稱Y-Δ就行,后者用結點法直接計算就行,總之不建議用不對稱Y-Δ變換,難算,不如結點法好用,注意線量和相量之間關系就行,
電路理論基礎篇就寫完了,是不是其實本質上來說內容不多^^ Ganbadei!
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