电路分析
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇电路分析范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
电路分析范文第1篇
分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点.
1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.
2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.
3．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.
例1 如图1，电源电压恒定，接通开关的瞬间，流过电阻R的电流方向是从；平行板电容器充电稳定后，在将两极间的距离增大的过程中，通过电阻R的电流方向是从；如果电容器充电平衡后，先断开开关，再将两极间的距离增大，在此过程中，R上（有或无）电流通过.
分析：判断电容器充、放电的过程，电路中电流的方向关键是看电容器极板的电量是增多还是减少，如果增多则电流从负极板到正极板，如果减少，则电流方向由正极板向到极板.如果电量不变，则电路中不会有电流.
答案：从A到B 从B到A 无
例2 如图2，电容器C上极板带正电荷，为了使该极板仍带正电荷且电荷量增大，下列方法中可采用的是（ ）.
A．增大R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变
D．增大R4，其他电阻不变
分析：由c=QU可知，电容器电容不变，在不改变极板电性时增加极板电荷量，就要增加两极板的电势差.在本题中只要找到电容器两极所在位置的等势点即可.
解：由uc=φb-φc
知，一是在φc不变的情况下，增加φb；二是在φb不变的情况下，减少φc．
由图可知，R1与R2串联分压，uR1=φa-φb（φa=U，不变），uR2=φb-φd（φd=0，不变）.
①在保持其他电阻不变情况下，增大R2，R2两端电压升高，φb升高，符合题意；
②在保持其他电阻不变情况下，减小R1，R1两端电压减少，φb升高，符合题意.
由图可知，R3与R4串联分压，uR3=φa-φc（φa=U，不变），uR4=φc-φd（φd=0，不变）.
① 在保持其他电阻不变情况下，增大R3，R3两端电压升高，φc减少，符合题意；
② 在保持其他电阻不变情况下，减小R4，R4两端电压减少，φc减少，符合题意.
答案为B、C.
例3 在图3所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光.正常工作时，闪光灯周期短暂闪光，则可以判定（ ）.
A．电源电动势E一定小于击穿电压U
B．电容器所带的最大电荷量一定为CE
C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D．在一个闪光灯周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
电路分析范文第2篇
关键词: 《电工学》 电路分析方法 例题分析
电路分析方法是《电工学》的一个重要内容。对于简单的电阻电路,可以应用基尔霍夫电压定律(KVL)、基尔霍夫电流电律(KCL)及欧姆定律直接进行分析求解。但对于结构复杂的电路,采用以上方法分析计算电路将使计算过程极为繁琐,为此提出了多种不同的电路分析方法。本文以求解图1电路中0.5kΩ电阻中流过的电流I为例,分别介绍支路电流法、电源等效变换法、结点电压法、叠加定理,以及戴维宁定理这些常见电路分析方法的解题过程及其使用范围。
图1
1.支路电流法
采用支路电流法分析电路时,首先在电路中标出各支路电流参考方向及回路的循行方向(如图2所示)。
图2
对图2电路采用KCL、KVL列方程:
I■+I■+1+I■=I-2+2I■-2I■=02I■+4-I■=0I■-4+0.5I=0
解得:I=3mA
当电路结构比较复杂、支路数比较多时,采用支路电流法,建立的方程数目多,计算繁琐,此法将不再适用。
2.电源等效变换法
电源有电压源和电流源两种表示形式,利用电压源、电流源之间的等效变换可以将由多个元件组成的复杂电路简化,实现对电路的分析计算。
对图1采用电源等效变换法化简电路依次如图3(a)(b)(c):
图3
根据图3(c),流过0.5Ω电阻的电流
I=■=3mA
电源等效变换法改变了电路的原始结构,在求解得到负载支路的电压或电流之后,若还需要求取电路中其他参数,则必须返回到原图中进行分析计算。
3.结点电压法
《电工学》中介绍的结点电压法比较简单,它只是用来求解含有2个结点的电路。在采用结点电压公式列写方程时要注意:恒流源所在支路的电阻不参与计算。
图1电路采用结点电压法列方程得:
U■=■1.5V
流过0.5kΩ电阻的电流:I=■=3mA
4.叠加定理
叠加定理用来分析含有多个独立电源的电路。采用叠加定理分析电路时,电路中电压源不作用,电压源短路;电流源不作用,电流源开路。
图1中含有3个独立电源,分别画出电压源、电流源单独作用时的电路图如图4所示:
图4
根据图4所示的单电源电路,计算得:
I■=0.5mA,I■=0.5mA,I■=2mA
?圯I=I■+I■+I■=3mA
5.戴维宁定理
在求取电路中某一条支路的电压或电流时,可采用戴维宁定理进行分析、计算。戴维宁定理描述及其等效电源中E和R■的求取方法可采用图5、图6进行表示。
图5 图6
戴维宁定理在日常生活中最典型的应用就是实现最大的功率传输。
画出图1电路所对应的戴维宁等效电路图如图7所示:
图7
分别画出求取E和R■的等效电路图:
图8
图9
计算得:U■=3V,即E=3V;
R■=2//2//1=0.5kΩ
将计算得到的E和R■代入图7,即可得到流过0.5kΩ电阻的电流:I=■=3mA。
6.结语
本文介绍了《电工学》中几种电路分析方法:支路电流法应用于电路结构比较简单的场合、电源等效变换法将由多个元件组成的复杂电路简化为单回路电路;结点电压法用于支路数较多,但只有2个结点的电路;叠加定理将多电源电路转化成单电源电路;戴维宁定理多用于求取电路中某一条支路的电压或电流。
参考文献:
电路分析范文第3篇
关键字：电路分析；Matlab；电路理论
1 引言
电路分析是电子专业的第一门专业基础课，不仅为后继课程提供了深厚的基础理论，也为复杂电路的分析和计算提供了很多电路分析的方法[1]，但这仅仅是一些分析方法，要用这些方法真正解决实际问题，计算一些较复杂和程数量较多的电路，用人工计算不仅费时而且容易出错。因此我们希望在电路分析教学中引入计算机数值计算的方法，使学生在学到电路知识的同时，能够初步掌握解决问题的科学手段和培养起基本的科研能力，提高电路分析的教学效果和学生的科学素养。
MATLAB是一种使用简便的工程计算语言， 凭借其强大的矩阵运算能力、简便的绘图功能、可视化的仿真环境以及丰富的算法工具箱， 已成为科研和工程技术人员的有力开发工具。在国内也有越来越多的科技工作者参加到学习和倡导把MATLAB语言应用到电路分析中，近几年来其发展尤为迅速[2-4]，所以把MATLAB应用到电路分析教学中去将更好的培养在校学生的实践能力和创新能力。
2 Matlab在稳态电路中的应用
复杂电路中的节点数和回路数越多，要求解的线性方程组的元数也就越多，不仅计算复杂，而且容易出错。运用MATLAB的矩阵运算，可使这一问题得到较好解决。现举例来说明Matlab在直流稳态电路和正弦稳态电路中的应用。
解：首先建立数学模型
在原含源一端口电路的b、o端子间外加一个正弦电流源Ib，如图3所示。
对图3应用结点电压法，并以o点为参考结点，则有如下方程组：
其中
整理以上方程，并转换成形如AX =BU的矩阵方程形
而
整理以上方程，并转换成形如AX =BU的矩阵方程形式为：
根据上式，可以设想，若令且 则可求得戴维南等效电源电压 它就等于此时的 ；然后再令 将原电路（图2）变成一个无源一端口，并设
代入上式即可求得戴维南等效阻抗，即 据此，可设计MATLAB程序如下。
应用MATLAB语言编程如下：
X0=A＼B* [US； 0]； %戴维南等效电源电压UOC等于Ib=0，Is=2∠0°时的Ubo，是一个复数UOC=X0（2）， uoc=abs（UOC）， uang=angle（UOC）
X1=A＼B* [0； 1]； %再令Is=0，并设Ib=1∠0°，求戴维南等效阻抗Zeq。
通过电路理论中的典型例子介绍了如何应用MATLAB对稳态电路进行分析和计算。对于直流稳态电路和正弦稳态电路的分析方法都是直接利用MATLAB的矩阵来简化运算，从而使得解答过程简单快捷。
3 Matlab在动态电路中的应用
在电路分析中，关于时间微分方程的求解也是相当复杂和繁琐的，对于动态电路，特别是一般二阶动态电路的求解就更为复杂。如果利用MATLAB中的符号运算功能对电路进行分析计算，并将所得结果写成标准的符号表达式，同时借助于MATLAB仿真软件动态地的演示复杂电路各参量的变化过程，可以使电路分析过程更准确和直观，从而加深对电路的理解和认识。
利用MATLAB的dsolve函数来求解电路的微分方程（组），用diff函数求导数，根据电压（电流）求出电流（电压），利用plot函数绘制电压和电流的变化曲线，plot 是绘制二维图形的最基本函数，它是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的。利用这些函数可以演示MATLAB在动态电路分析方面的应用。
例3：如图4所示电路为一般二阶动态电路。开关在t =0时闭合，闭合前电路已达稳态. 求开关闭合后电感电流i2。
解：由基尔霍夫定律可得回路电压方程为
应用MATLAB求解方程组的M文件为：
.
用MATLAB的ezplot函数画出t >0时（0―5s）i1和i2的响应曲线.
M文件为：
由此可得i1和i2的响应曲线如图5。
4总结
本文通过一系列经典电路的实例说明了MATLAB语言在电路分析方面的应用。从中可见，MATLAB提供了大量而丰富的函数，高效简洁的编程语言能满足电路计算的各种需要，从而大大地提高计算精度， 缩短编程时间， 提高工作效率。因此，Matlab在电路理论学科的研究与工程实践中具有很好的应用价值。
致谢 本文获贵州省重点学科支持（No.[2011]275）。
参考文献：
[1] 邱关源.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2] 陈怀琛等.MATLAB及在电子信息课程中的应用 [M] .北京：电子工业出版社，2002.
电路分析范文第4篇
关键词：电路分析；仿真；Matlab
中图分类号：TN702文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)31-1020-03
The Application of Matlab in the Teaching of "Circuit Analysis"
CHEN Qi-wei1, LI Ju2
(1.Physics and Electronic Engineering School, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China; 2.School of Computer Science and Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)
Abstract: In this paper, some applications in circuit analysis and calculation by means of Matlab are introduced. At the same time, the examples of stable circuit and transient circuit are presented to demonstrate this application further. Some experiences drawn from above application can be as a reference for the teaching of "Circuit Analysis".
Key words: Circuit Analysis; Simulation; Matlab
1 引言
“电路分析”是电子信息与电气类本科专业的一门重要的专业基础课。在实际的教学过程中，经常面对分析复杂电路和绘制电路变量变化曲线。手工进行这类工作时，往往需要大量的时间精力，而且也很难精确的画出曲线。
Matlab作为电子信息工程领域中应用较为广泛的一种仿真语言，引入到电路分析教学后，其强大的矩阵运算功能、对数据的可视化处理，以及编程简捷、学生易于掌握的特点，可很好的解决上述问题，大大提高课堂教学效率和学生的学习兴趣。
本文对几个典型例题进行分析，探索Matlab在电路分析教学中的应用。
2 Matlab在稳态电路中的应用
2.1 简单电路
对于简单电路，可通过观察法列出其阻抗和输入、输出变量矩阵。直接在Matlab中进行运算就能得到结果。
例1 求图1所示电路中的电压U和电流I。
■
图1 图2
求解此题时，先选定网孔电流I1、I2、I3（如图2所示）。
列网孔方程：
■
列辅助方程：
■
将上述方程组用矩阵形式表示，可得：
AX=B
其中：
■
将上述矩阵用Matlab编程如下：
A=[34 -4 -10 0 0; -4 10 -5 0 0; -10 -5 15 -1 0;1 0 0 0 -1;0 0 1 0 0.1];
B=[0 -420 0 0 0]';
X=A\B
程序结果为：
X =
-5.0000
-43.7500
0.5000
276.2500
-5.0000
即：电压U=276.25V，电流I=-5A。
2.2 大规模电路
随着电路规模的日益扩大，需要有系统化的建立电路的方法。在实际的大规模复杂电路中，独立的节点数往往少于独立回路数，所以节点法在大规模电路中得到广泛的采用。
其基本过程为：将已知量分别建立关联矩阵A，支路电压源列向量Us，支路电流源列向量Is，支路导纳矩阵Y。将所求变量建立为：节点电压列向量Un，支路电流列向量Ib，支路电压列向量Ub。
由 KCL， AIb=0 (1)
由KVL， Ub=A' Un(2)
支路伏安方程： Ib=Y(Ub+Us)-Is (3)
将支路伏安方程代入KCL，得 AYUb+AYUs-AIs=0(4)
将KVL代入可得 AYA’Un=AIs-AYUs (5)
这样通过Matlab计算，就可得到节点电压列向量Un，进而求得各支路的电压电流值。
例2 求图3所示电路的各支路电流。
■
图3 图4
建立有向拓扑图（如图4所示），以节点4为参考节点。则关联矩阵
■
支路电压源列向量①②③④ Us=[0 20 0 0 0 0 ]'
支路电流源列向量 Is=[-2.5 2 0 0 0 0 ]'
支路导纳矩阵
■
将上述矩阵按式（5）进行Matlab编程如下：
A=[-1 0 0 1 1 0; 0 -1 0 0 -1 1; 0 0 1 -1 0 -1];
Us=[0 20 0 0 0 0]';
s=[-2.5 0 2 0 0 0]';
Y=diag([1/20, 1/10, 1/5, 1/50, 1/10, 1/40]);
Un=(A*Y*A')\(A*Is-A*Y*Us)
得到：
Un =
30.2264
23.7736
13.0566
再代入式(2)，由程序Ub=A'*Un得到各支路电压值：
Ub =
-30.2264
-23.7736
13.0566
17.1698
6.4528
10.7170
代入式(1)，程序为Ib=Y*(Ub+Us)-Is,得到各支路电流值：
Ib =
0.9887
-0.3774
0.6113
0.3434
0.6453
0.2679
从以上程序可看出，Matlab语言很好的和电路分析过程对应了起来，方便的求得了各条支路的电流电压值。学生解题时就不必纠缠在繁琐的笔算或编程上，可集中精力于电路的分析和理解。
3 Matlab在动态电路中的应用
对于动态电路，我们可以先建立其微分方程，然后直接通过Matlab求解，并可作出其电路变量波形图。
例3 求图5所示电路中，Us=10V，Is=2A，R=2Ω，L=4H。试求S闭合后电路中的电流iL。
由电路图可得到微分方程为： ■
代入数值，得： ■
其零输入响应iLzi满足： ■
其零状态响应iLzs满足： ■
在Matlab中可采用dsolve函数求解，其程序为：
iL=dsolve('4*DiL+2*(2+iL)=10','iL(0)=-2')
izi=dsolve('4*Dizi+2*(2+izi)=10','izi(0)=0')
izs=dsolve('4*Dizs+2*izs=0','izs(0)=-2')
分别得到全响应、零输入响应、零状态响应的表达式为：
iL =3-5*exp(-1/2*t)
izi =3-3*exp(-1/2*t)
izs =-2*exp(-1/2*t)
采用plot命令作图，可得其全响应、零输入响应、零状态响应的曲线图，如图6所示。在课堂教学时，采用Matlab作图，其绘图速度和图形精确性均比手工绘制效果好。
4 结束语
上面，我们通过几个具体的电路，对Matlab在稳态电路和动态电路中的具体应用进行了分析。从中我们可以看出，Matlab可使师生从复杂的数学计算中解脱出来，同时也使教学过程形象生动，为电路分析的教学提供了有力的工具。
参考文献：
电路分析范文第5篇
【关键词】公交报站 电路分析 调试 电子产品设计
该款公交报站系统是武汉莱斯电子公司的产品。它具有如下功能：利用一位数码管实现站名信息的显示；利用中文语音合成模块SC1010B实现站名信息的播报；使用DF无线收发模块及PT2262、PT2272编解码芯片实现无线信号的收发和站名的识别。利用红外线发射与接收技术实现公交车门防夹人安全自动开关；具有模拟刷卡功能.该自动报站系统结构简单、成本低、音质清晰、可靠性高，功能模块多，在教学能极大的提高学生的学生水平。下面对各单元电路原理功能进行分析和调试。
一、系统单元电路分析
（一）单片机主控单元电路分析。
本系统采用STC89C52单片机，是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器，512字节数据存储空间，内带2K字节EEPROM存储空间，可直接使用串口下载。
（二）无线报站单元电路分析。
该系统采用现成的无线收发模块，如PT2272/PT2262收发模块，虽廉价但稳定性极高，距离几 十米到上百米，调节方便，信号传输的距离达到报站的要求；PT2272/PT2262最多可有12位（A0―A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441种地址码，对一个城市来说已够用，故选用此方案。
当接收到无线编码模块PT2262发来的信号时，无线接收模块PT2272进行译码，本系统采用了A0―A7地址编码，因此可以译出8个不同的站台信号，解码得到D1、D2、D3，送到单片机进行处理。单片机根据接收到的信号，发出SC-RST和SC-CNT信号，送到语音电路SC1010B芯片，复位计数时钟，发送计数时钟，就可以输出相应站台的报站声音信号，经三极管驱动后，使扬声器发出声音。
（三）用户接口电路分析。
本系统采用4个独立按键作为功能选择，显示部分采用两片595串转并移位芯片作为一位数码管的驱动，数码管用于显示公交卡刷信息。还驱动8个LED灯，用于显示站台编号。此处主要考查学生595芯片的编程控制技术和I/O口扩展方法。
（四）车门红外探测防夹人电路分析。
系统上电后，LM576工作，5脚输出一定频率的矩形波信号经过电阻R42送到了三极管Q5的基极，在此脉冲信号的作用下，红外发射管F1间隔性的发射出红外信号。当车门处没有人遮挡时，此红外信号被红外接收管F2接收，产生与此频率相同的脉冲电信号。此信号经过电阻R37和C12送到集成运放LM471进行反相信号放大100倍后。再送到LM567的信号输入脚3脚，因为此信号与LM567的RC电路发出的信号频率是一样的，所以LM567的8脚输出低电平。此信号被送到单片机，经程序分析后，得出无人挡门，关门电机正常工作。若有人挡住了门，则红外发射管发出的红外信号接收管收不到，就没有信号送到LM567，LM567的8脚就输出高电平，单片机就通知电机立即停止运行，防止夹人事件发生。
二、调试方法
（一）电机及防夹人电路单元功能调试。
按下按键K2，直流电机高速转动，表示行驶。按下按键K3，直流电机低速转动，表示减速行驶。按下K1，LED9亮，语音报读“有人下车”表示有乘客需要下车。若有人下车，按下K4，继电器吸合，语音报读“滴滴滴”，LED10亮，电机停止转动。红外检测电路通电，LED14亮，表示开门。当4s后，当红外接收管仍能检测到红外线时即无乘客下车时，语音报读“滴滴滴”，继电器断开，LED10灭，LED14灭，LED9灭，表示关门。若在4s内挡住红外管使其接收不到红外线，LED14灭即表示有乘客下车时，保持原来开门状态。当LED9指示灯灭时，再按下行车键K2。
（二）无线自动报站电路单元功能调试。
通过站台拨码开关SW1选择站台进行报站，拨“1”对应站台发射板的1号站台指示灯亮，主板上1号灯也亮，同时主板公交车上进行语音播报“1号站，南京路，到了”站台拨其他码如此类推。此时表示公交车快要到站，对乘客进行提醒；同时主板公交车上拨码开关BM1可以选择对某一站台不进行报站。如拨“1”，表示此公交车不对1号站进行报站。拨其他码依次类推；
三、结束语
到此，智能公交报站系统全部功能都已经实现了。在教学中这样一种实际电子产品能够很好的锻炼学生的电路分析、电子产品组装与焊接调试能力、C语言编程能力、电子产品综合设计能力，极大的提高了学生的动手能力和学习积极性。为学生将来的良好就业打下坚实的基础。
参考文献：
[1]黄金明.基于ARM9的智能公交报站系统设计[J].自动化仪表，2008，29（6）.
