《电路理论基础》自学考试大纲

第一部分电路基本定律和电元件(一)基尔霍夫定律电路及电路模型电路变量电压、电流及参考方向基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL) 图论基础、支点、节点、树及其性质,树文和联支,回路和基本回路,割集和基本割集,电压图和电流图,电路独立KVL方程,电路独立KCL方程,关联矩阵,KVL和KCL的矩阵表示     

回路电流矩阵方程的一种直观列写方法

给出一种直观列写电路回路电流矩阵方程的方法,通过直观建立独立源,受控源和控制变量等向量的KCL、KVL方程,使回路电流方程直观写出。该法可适用于含有各类受控源的电路,进行矩阵运算便可得到的回路电流解向量和任意输出解向量。     

克希霍夫独立方程数定理的证明

1 引言 当我们把元件相互联接组成具有一定的几何结构的电路后,电路中就出现了支路(每一个二端元件)、节点(元件的联接点)和回路(任一闭合路径)。其上的电流,电压将受到两类约束:一是来自元件的相互联接方式,因与一节点相联接的支路,其电流必受KCL的约束,而与一个回路相联系的各支路,其电压必受KVL的约束;二是来自元件的性质,因每一元件上的电流、电压都受该元件的VAR约束。由于一切集中电路中的电压、电流都为这两类约束所支配,因而,KCL、KVL、VAR是解决一切集中电路的基本依据。     

电路理论中的回路法和节点法的改进及应用

对电路理论中的回路法和节点法进行了改进。应用改进后的方法可以快速准确地解决电路问题，同时一系列复杂问题如自电阻(电导)、互电阻(电导)和其正负符号无需考虑，另外本方法还大大扩展了解题范围，这些优点可以从给出的例子中体现出来。     

有源多线圈耦合网络网孔方程的直接建立算法

本文在提出了用回路描述电路元件的拓扑结构以后，给出了具有受控源和多线圈耦合的平面网络网孔方程的直接建立算法。网络方程的个数等于网络的网孔数。本文方法得到的网络方程在此类网络中比改进节点法方程数少，与一般节点法相比，方程建立的过程简单明了，只需对各元件的拓扑结构和参数进行检索即可。     

有源多线圈耦合网络网孔方程的直接建立算法

本文在提出了用回路描述电路元件的拓扑结构以后,给出了具有受控源和多线圈耦合的平面网络网孔方程的直接建立算法。网络方程的个数等于网络的网孔数。本文方法得到的网络方程在此类网络中比改进节点法方程数少,与一般节点法相比,方程建立的过程简单明了,只需对各元件的拓扑结构和参数进行检索即可。     

试谈电路教学中“一阶线性电路三要素法公式的表示方法”

在“电路”课程教学中,介绍了用时域法分析线性电路的过渡过程.时域法指的是:根据KCL、KVL与元件的VCR列出以电容电压u_c(t)或电感电i_L(t)为变量的微分方程,解微分方程从而得到电路响应的方法.在此基础上,我们得到了求解一阶线性电路在直流激励下(包括激励为零)简单而实用的“三要素法.”众所周知,其表示方法如下:     

压缩改进节点法及其应用

在改进节点法的基础上,提出了针对含有受控源的线性有源网络分析的压缩改进节点法,建立了对应的压缩改进节点电压方程。该方法不但克服了改进节点法对于含有VCVS、CCVS和无伴电压源的电路处理难度较大,甚至有时无法建立网络的节点电压方程的不足,而且解决了改进节点法中由于方程数目增加以及主对角元素出现零元素时所引起的求解困难。该方法概念清晰,列写过程简单,对于小型网络的分析具有一定的实用价值。     

电路分析中两种基本方法的比较

1 两种方法的基本情况 节点电压法和回路电流法是电路分析中的两种基本分析方法。两者对初接触电路的学生来说不分主次,因为在理论上,两者并无优劣之分,因而在讲授中历来同等对待。 在分析实际电路,特别是近二、三十年来应用计算机进行网络分析时,回路法受到冷遇,自改进节点提出后,人们更把注意力放在节点法和改进节点法上。这主要是因为回路方程的建立一般来说比较麻烦,而用节点法和改进节点法建立方程比较简易,特别是在某些特殊电路中,节点方程甚至可以根据网络的拓朴结构和元件参数直接建立。改进节点法更是放宽了网络的限制。这些问题好象用回路法无法解决,但实际上并非如此,只是人们还没有对回路法进行深入的研究罢了。权衡各类网络分析的整个过程,回路电流法在某些网络的分析中是有其优势的。下面就多线圈耦合网络的分析来作一探讨。     

怎样列电路网孔方程和节点方程——《电路理论基础》答疑之一

网孔法和节点法是求解电路最常用的基本方法, 而正确列写网孔方程、节点方程乃是求解电路的第一步,也是关键的一步.如果,电路方程列写错了,有时即使是一个微小的错误,将会导致解题的失败.因此,熟练掌握网孔方程、节点方程的列写方法是非常重要的.     

关于KCL、KVL和特勒根定理相互关系的讨论

KCL、KVL和特勒根定理描述了电路的拓扑约束关系,三者之间的关系是：任意两者可推导出第三者。本文在文献[3]的基础上,借助于电路图论和基本回路矩阵、基本割集矩阵的概念给出了关于KCL、KVL和特勒根定理相互关系的证明。本文的讨论有助于深刻理解KCL、KVL和特勒根定理及其之间的关系,可供从事电路教学的教师参考。     

含无伴电源电路的几种特殊解法探讨

电路中不与电阻串联的电压源和不与电阻并联的电流源称为无伴电源。当无伴电源出现在电路系统中时,电路分析变得比较复杂。最基本的做法是直接以支路电流或支路电压为电路变量,应用KCL,KVL和支路的伏安关系,通过列出独立方程求解;而这里则是从几种不同的新角度切入问题,对无伴电源电路的几种情况做了分析,并对几种特殊解法进行了探讨。     

应用Matlab对相量分析法的探讨

相量分析法是指通过将时域电路变换为相量模型,利用KVL、KCL和元件的伏安关系的相量形式及其导出的各种分析法,建立复代数方程,并解出所求响应的相量的一种电路分析方法。相量分析法在解决正弦稳态电路以及其它频率响应电路时有很大的优势。本文就针对初学者对相量分析法难以深入理解的情况,从Madab语言切入,通过对程序各条语句的理解,以及软件强大的绘图功能,最终达到全面掌握好相量分析法的目的。     

Perturbation-Based Fourier Series Analysis of Transistor Amplifier

A perturbation-based Fourier series model is proposed to approximate the nonlinear distortion in weakly nonlinear circuits. This general model is applicable to any set of multi-variable state equations that completely describe a nonlinear circuit. This model is applied to a common emitter amplifier circuit wherein the transistor is represented by Ebers–Moll nonlinear current equations. Appropriate state variables are defined, then the linear and nonlinear parts of the Ebers–Moll current equations are separated, and a small perturbation parameter is incorporated into the nonlinear part. Now these current equations are incorporated into the set of KCL, KVL equations defined for the circuit and the state variables are perturbatively expanded. Hence, multi-variable state equations are obtained from these equations. The state variables are approximated up to first order through Fourier series expansion, as described in the proposed model. The main advantage of the proposed model is that it is simple and straightforward approach to analyze weakly nonlinear circuits, as it involves matrix computations and the calculations of exponential Fourier coefficients.     

在电路教学中培养学生的电磁学应用能力

电路理论中的许多基本概念和基本规律都源于电磁场原理。本文以电路理论中的若干基本概念和基本定律,包括电流、电压、KCL、KVL和集中参数等,介绍了这些概念和定律的电磁场原理,试图尝试在教学或教材建设中适当加强学生的电磁学应用能力,强化课程之间的内在联系,从而使学生具备坚实的电路理论基础。     

多线圈耦合电路的回路分析

本文从互感支路的伏安关系出发,导出了多线圈耦合网络具有理想电流源支路时的回路方程。方程的个数为独立回路数减去理想电流源支路数。建立方程的工作量与不具有互感电路情况大致相等。与一般节点法相比,在建立方程中不必求电感支路的电感逆矩阵;与改进节点法相比,一般情况下,方程的个数要少。本文建立的方程特别适用于具有大量多线圈偶合网络的分析。     

受控源的电阻性在电子技术中的应用

基本放大电路的输出电阻计算较为复杂,常常要用到基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,涉及的电路知识较多。文章采用的利用受控源的电阻性求解输出电阻的方法,只需要欧姆定律和简单的电阻串并联知识就可以解决。     

线性定常系统状态空间表达式的电路模型

线性定常多输入-多输出系统的状态空间表达式包括状态方程和输出方程,其中每个方程式都可以用KCL或KVL电路模型表示,这两种模型互为对偶电路.令所有方程式的电路模型共地,得到的整体电路就是状态空间表达式的电路模型.应用PSpice对电路模型进行仿真分析,可得到状态量和输出量的时域波形、状态轨迹和频率特性.这一方法可以应用于电机和自动控制系统等领域,尤其对于某些状态量不能直接测量的系统.     

求解场-路混合问题的时域积分方程法

研究了基于时域积分方程求解场-路混合问题的方法,其基础是“耦合电流”的思想,区域中的电路部分和电磁结构部分通过其连接处的耦合电流联系在一起,由此完善了传统的电流连续性方程.然后将TDIE方法与电路仿真方法——改进的节点分析法相结合,并通过广义基尔霍夫电压定律将电路中节点的电位与电磁结构上接口处的电位联系在一起.采用这种方法求解场-路混合问题,不需要生成端口模型,而直接求解场-路耦合方程.最后通过传输线算例证明了方法的正确性.