南京航空航天大学：《电网络理论》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 网络元件和网络的基本性质

网络元件和网络 的基本性质

南京航空航天大学 第一章 网络元件和网络 的基本性质

网络的基本元件 网络和网络元件 的基本性质

网络的基本元件 网络和网络元件 的基本性质

令1.1容许信号偶和基本元件组 令1.2电阻、电感、电容及忆阻元件 令1.3网络的线性和非线性 令1.4网络的时不变性和时变性 令1.5网络元件及网络的无源性和有源性 令1.6受控元件 令1.7阻抗变换器和阻抗逆变器 令18类型转换器、零器和泛器 南京航空航天大学

南京航空航天大学 ™ 1.1 容许信号偶和基本元件组 ™ 1.2 电阻、电感、电容及忆阻元件 ™ 1.3 网络的线性和非线性 ™ 1.4 网络的时不变性和时变性 ™ 1.5 网络元件及网络的无源性和有源性 ™ 1.6 受控元件 ™ 1.7 阻抗变换器和阻抗逆变器 ™ 1.8 类型转换器、零器和泛器

引言 电网络的基本变量:iq更(ψ) 对应于电磁场:HEDB i=fH., W=E d, q=D dS, o =B ds 电流连续性 位场电位的单值性 电荷的守恒性 磁通的连续性 南京航空航天大学

南京航空航天大学 引 言 电网络的基本变量: i u q Φ (ψ ) 对应于电磁场 : H E D B ∫ ∫ ∫ ∫ = ⋅ = ⋅ = ⋅ Φ = ⋅ l l s s i H dl, u E dl, q D dS, B dS 电流连续性 位场电位的单值性 电荷的守恒性 磁通的连续性

电功率p和电能量W(基本复合量) p()=(i()H(,4)=o()n 能量守恒是电网络理论中许多重要推理的立论基础之 集总假设 假定任一网络变量信号仅是独立变量时间函数而与 测点的空间坐标无关,即认为电磁波的传播是瞬时完成 的。换句话讲,对于以光速传播的电磁波而言电路的长 短和电气装置的大小可以忽略不计。这样便可将任一 电磁过程中的各个方面(电场储能,磁场储能,电能的损 耗等孤立开来,各自分别存在于某一元件上,而一个电 路中各个元件的空间位置关系对电路的行为是毫无影 响的。 南京航空航天大学

南京航空航天大学 p(t) = u(t)i(t) W t t u t i t dt t ∫t = 21 ( , ) ( ) ( ) 1 2 能量守恒是电网络理论中许多重要推理的立论基础之一 集总假设 假定任一网络变量信号仅是独立变量时间t的函数,而与 测点的空间坐标无关,即认为电磁波的传播是瞬时完成 的。换句话讲,对于以光速传播的电磁波而言,电路的长 短和电气装置的大小可以忽略不计。这样便可将任一 电磁过程中的各个方面(电场储能,磁场储能,电能的损 耗等)孤立开来,各自分别存在于某一元件上,而一个电 路中各个元件的空间位置关系对电路的行为是毫无影 响的。 电功率 p 和电能量 W(基本复合量)

§11容许信号偶和基本元件组 k n+1 n 1 (1)=( dqk (i d t 南京航空航天大学

南京航空航天大学 §1—1 容许信号偶和基本元件组 1 k n+1 n n-1 N 2 N i1 i1 i2 i2 in in ik ik + + + + - - - - u2 u1 un uk dt d t u t k k ( ) ( ) ψ = dt dq t i t k k ( ) ( ) =

k(t) dy(t) i4(t)= d qk(t) (、)、(、q)两对变量被称为动态相关的 网络变量偶。 (4k、i、(4k、q)、(、)、(的、q)这四种组合的 二对变量之间不存在预先规定的不依赖于元件N的关系 他们被称为动态无关的网络变量偶。 由一对动态无关的网络变量向量构成的向量偶称为动 态无关变量向量偶。记为 (5,n)={u,i)(g),(,y),vy,q) 南京航空航天大学

南京航空航天大学 dt dq t i t k k ( ) ( ) = dt d t u t k k ( ) ( ) ψ = （uk、ψk）、（ik、qk）两对变量被称为动态相关的 网络变量偶。 (uk、ik)、(uk、qk)、 (ik、ψk)、(ψk、qk)这四种组合的 二对变量之间不存在预先规定的不依赖于元件N的关系 ，他们被称为动态无关的网络变量偶。 由一对动态无关的网络变量向量构成的向量偶称为动 态无关变量向量偶。记为 ( ) ξ ,η = {(u,i),(u,q),(i,ψ ),(ψ ,q)}

在整个时间区间[n、∞里,对n端口元件N观测到的 对动态无关变量向量(5(0),n()称为N的容许信号 偶。( admissible signal pair) N的成分关系相对于同一起始时间f测出的N的所 有容许信号偶(5(),n()的全体 如果元件N的成分关系可以用只包含 代数成分关系(和n(0的代数方程表示,而不含 它们的导数和积分 动态成分关系如果成分关系不能用和的代数方 程表示 南京航空航天大学

南京航空航天大学 在整个时间区间[to、∞]里，对n端口元件N观测到的 一对动态无关变量向量(ξ(t),η(t))称为Ｎ的容许信号 偶。(admissible signal pair) 相对于同一起始时间t0测出的N的所 有容许信号偶(ξ(·),η(·))的全体 N的成分关系 代数成分关系 如果元件N的成分关系可以用只包含 ξ(t)和η(t)的代数方程表示，而不含 它们的导数和积分 动态成分关系 如果成分关系不能用ξ和η的代数方 程表示

fg{u、i、D)=0 f(为电阻类元件的伏一安关系 fC(u、q、0=0 f()为电容类元件的伏一库关系 f(i、垆、D=0 斤()为电感类元件的安一韦关系 f(、q、0=0 爪()为忆阻类元件的韦一库关系 南京航空航天大学

南京航空航天大学 fR(u、i、t)=0 fR(·)为电阻类元件的伏－安关系 fC(u、q、t)=0 fC(·)为电容类元件的伏－库关系 fL(i、ψ、t)=0 fL(·)为电感类元件的安－韦关系 fM(ψ、q、t)=0 fM(·)为忆阻类元件的韦－库关系

n端口电 阻元件 L R n端口电 n端口电 容元件 G(o)( 感元件 M n端口忆 阻元件 网给变量向量偶和它们的四种代数成分关系 南京航空航天大学

南京航空航天大学 n端口电 容元件 n端口电 阻元件 n端口电 感元件 n端口忆 阻元件 u i q ψ fR( ) fC( ) fM( ) fL( ) 网络变量向量偶和它们的四种代数成分关系