第1章直流電路

1、電子與信息工程學院l1 1、電路與電子技術電路與電子技術理論課理論課6464學時。學時。l 本學期本學期電路與電子技術電路與電子技術內容：內容：l2 2、電路與電子技術電路與電子技術實驗課實驗課3232學時。學時。 任課教師：孟繁鋼任課教師：孟繁鋼 電話：電話：1305000958613050009586主要教學參考書：主要教學參考書：電工學電工學第二版第二版 唐介主編唐介主編電工學電工學第六版上、下冊第六版上、下冊 秦曾煌主編秦曾煌主編l電路與電子技術電路與電子技術課程的主要學習內容：課程的主要學習內容：l第一章、直流電路第一章、直流電路 l第二章、電路的瞬態(tài)分析第二章、電路的瞬態(tài)分析l第三

2、章、交流電路第三章、交流電路l第四章、供電與用電第四章、供電與用電 l第五章、變壓器第五章、變壓器 l第八章、半導體器件第八章、半導體器件l第九章、基本放大電路第九章、基本放大電路l第十章、集成運算放大器第十章、集成運算放大器l第十一章、直流穩(wěn)壓電源第十一章、直流穩(wěn)壓電源l第十二章、組合邏輯電路第十二章、組合邏輯電路l電路與電子技術電路與電子技術課程的考核方法：課程的考核方法：l2 2、平時成績占、平時成績占2020。l1 1、期末考試成績占、期末考試成績占8080。l 平時成績的考核內容：平時成績的考核內容： l （2 2）課堂提問。）課堂提問。 （3 3）作業(yè)）作業(yè)l （1 1）出勤率。）

3、出勤率。 l電路與電子技術電路與電子技術實驗的實驗的安排：安排：l電路與電子技術電路與電子技術實驗共實驗共3232學時。學時。l電路與電子技術電路與電子技術實驗共安排實驗共安排9 9個實驗。個實驗。l有驗證性實驗、設計性實驗。有驗證性實驗、設計性實驗。l在第在第1515周和周和1616周安排兩天實際動手制作實物。周安排兩天實際動手制作實物。一、電路的作用與組成一、電路的作用與組成 二、電路的基本物理量二、電路的基本物理量 三、電路的狀態(tài)三、電路的狀態(tài) 四、電路中的參考方向四、電路中的參考方向 五、理想電路元件五、理想電路元件 六、基爾霍夫定律六、基爾霍夫定律 七、支路電流法七、支路電流法八、疊

4、加定理八、疊加定理九、戴維寧定理九、戴維寧定理一一 電路的作用與組成電路的作用與組成 1 1、電路、電路 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設備或電路元件按一定方式組合而成的。備或電路元件按一定方式組合而成的。 例如：對于一個電力系統(tǒng)例如：對于一個電力系統(tǒng)發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器用電用電設備設備電動機電動機電燈電燈輸電線輸電線 對于擴音機對于擴音機2 2、電路的組成、電路的組成 發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器用電用電設備設備電動機電動機電燈電燈輸電線輸電線 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電源：提供電電源：提供電能的

5、裝置能的裝置 負載：用電設備負載：用電設備 中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配傳遞、分配和控制電能和控制電能一一 電路的作用與組成電路的作用與組成 擴音機擴音機信號源：信號源：提供信息提供信息負載：將電能轉換負載：將電能轉換為其它形式的能量為其它形式的能量中間環(huán)節(jié)：傳遞、分中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能配和控制電能一一 電路的作用與組成電路的作用與組成 電路的組成：電路是由電源（信號源）、負載、中間電路的組成：電路是由電源（信號源）、負載、中間環(huán)節(jié)三部分組成。環(huán)節(jié)三部分組成。 電源：是指電路中供給電能的裝置。電源：是指電路中供給電能的裝置。 電源的作用是將其它形式的能量轉換為電能。電源的作用是將其

6、它形式的能量轉換為電能。 負載：是指用電設備。負載：是指用電設備。 負載的作用是將電能轉換為其他形式的能量。負載的作用是將電能轉換為其他形式的能量。中間環(huán)節(jié)：是連接電源和負載的部分。用來傳輸、中間環(huán)節(jié)：是連接電源和負載的部分。用來傳輸、分配、控制電能。分配、控制電能。 一一 電路的作用與組成電路的作用與組成 3 3、電路的作用、電路的作用（1 1）、）、用來傳遞或轉換電能。用來傳遞或轉換電能。 （2 2）、）、用來實現(xiàn)信息的傳遞和處理。用來實現(xiàn)信息的傳遞和處理。例如：電力系統(tǒng)例如：電力系統(tǒng)發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器用電用電設備設備電動機電動機電燈電燈輸電線輸電線 例如

7、：擴音機例如：擴音機一一 電路的作用與組成電路的作用與組成 二二 電路的基本物理量電路的基本物理量1 1、實際電路與電路模型、實際電路與電路模型 實際電路是由實際電路元件或器件組成的電路。 例如手電筒是由電池、開關和白熾燈組成。 電池電池燈泡燈泡 用理想電路元件或其組合而成的電路來代替用理想電路元件或其組合而成的電路來代替實際電路，稱為實際電路的電路模型。實際電路，稱為實際電路的電路模型。 二二 電路的基本物理量電路的基本物理量白熾燈：主要消耗電能，認為燈泡是一個電阻元件。白熾燈：主要消耗電能，認為燈泡是一個電阻元件。+RoE-SR燈泡燈泡電電池池S 實際電路實際電路電路模型電路模型電池：產生

8、電壓，是一個電源。但是電池內部也要消耗一些能量，電池：產生電壓，是一個電源。但是電池內部也要消耗一些能量，認為還存在一個電阻，所以認為電池是一個由電壓源與電阻串聯(lián)組認為還存在一個電阻，所以認為電池是一個由電壓源與電阻串聯(lián)組合的元件。合的元件。二二 電路的基本物理量電路的基本物理量2 2、電流、電流 電流是單位時間通過某一橫截面的電荷。 電流的實際方向：規(guī)定正電荷移動的方向為電流電流的實際方向：規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向。的實際方向。電流的定義： dtdqi寫成微分形式： tQi3 3、電位、電位 電場力將單位正電荷從電路的某一點移至參考點時所消耗的電能，稱為該點的電位。 二二 電路的

9、基本物理量電路的基本物理量4 4、電壓、電壓電場力將單位正電荷從電路的電場力將單位正電荷從電路的A A點移至點移至B B點時所消耗點時所消耗的電能，稱為這的電能，稱為這ABAB兩點的電位。兩點的電位。 電壓是兩點的電位差，電壓是兩點的電位差， 電位是該點相對于參考點的電壓。電位是該點相對于參考點的電壓。參考點的電位稱為參考電位，通常設為零。參考點的電位稱為參考電位，通常設為零。參考點在電路圖中標上參考點在電路圖中標上“接地接地”符號，符號，所謂所謂“接地接地”并非真與大地相接。并非真與大地相接。實際應用中實際應用中, ,一般選大地、機殼為參考零電位點一般選大地、機殼為參考零電位點. .二二 電

10、路的基本物理量電路的基本物理量例如：在圖示電路中，分別以例如：在圖示電路中，分別以a a、b b為參考點求為參考點求 VcVc、VdVd各點的電位。各點的電位。 電壓的實際方向：規(guī)定由高電位端指向低電位端電壓的實際方向：規(guī)定由高電位端指向低電位端為電壓的實際方向。為電壓的實際方向。二二 電路的基本物理量電路的基本物理量VUVcac80204VUVdad3056解：解：VVa0設：設：二二 電路的基本物理量電路的基本物理量VVb0設：設：VEUVcbc1401VEUVdbd902結論：結論： （1 1）、電位值是相對的，參考點選取的不同，）、電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中其它各點的電位

11、也將隨之改變；電路中其它各點的電位也將隨之改變； （2 2）、電路中兩點間的電壓值是固定的，不會）、電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不同而改變，因參考點的不同而改變， 即與參考點的選取無即與參考點的選取無關。關。 二二 電路的基本物理量電路的基本物理量5 5、電動勢、電動勢 電源中的外力把單位正電荷由電源的負極移到電電源中的外力把單位正電荷由電源的負極移到電源的正極所做的功稱為電源的電動勢，用源的正極所做的功稱為電源的電動勢，用E E表示。表示。 電動勢的實際方向：規(guī)定由電源的負極指向電源電動勢的實際方向：規(guī)定由電源的負極指向電源的正極為電源的電動勢的實際方向。的正極為電源的電動勢

12、的實際方向。二二 電路的基本物理量電路的基本物理量6 6、功率、功率單位時間內電流所做的功稱為電功率，簡稱功率，單位時間內電流所做的功稱為電功率，簡稱功率，用符號用符號P P表示。表示。 dtdWp 功率的定義： 7 7、電能、電能在在t t時間內電流所做的功稱為電能，用符號時間內電流所做的功稱為電能，用符號W W表示。表示。電位是焦耳，通常為度電位是焦耳，通常為度= =千瓦小時千瓦小時 PtW 電能的定義： 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài) 1 1、內外電路概念：電路分為內電路和外電路。、內外電路概念：電路分為內電路和外電路。 對閉合電路：對閉合電路：R R0 0為電源內阻，虛線內的電路稱為內電路

13、。為電源內阻，虛線內的電路稱為內電路。 R RL L為負載電阻，虛線外的電路稱為外電路。為負載電阻，虛線外的電路稱為外電路。0RREIL全電路歐姆定律：全電路歐姆定律： 對于電源來說，電源內部的電路稱為內電路，對于電源來說，電源內部的電路稱為內電路，電源以外的電路稱為外電路。電源以外的電路稱為外電路。 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)2 2、電源有載工作、電源有載工作電源與負載連接，負載上有電流通過，就是電源有電源與負載連接，負載上有電流通過，就是電源有載工作。載工作。 如圖閉合開關就是有載工作。如圖閉合開關就是有載工作。 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)對于外電路：對于外電路： 0RREIL輸出電流：I

14、RU 負載電壓：0RREIL負載電流：對于內電路：對于內電路： IR-EU 輸出電壓：（1 1）、電路分析）、電路分析 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)元件的電壓與電流之間關系的曲線稱為元件的伏安特元件的電壓與電流之間關系的曲線稱為元件的伏安特性曲線。性曲線。 電源的輸出電壓與電流之間關系的曲線稱為電源的外電源的輸出電壓與電流之間關系的曲線稱為電源的外特性曲線。特性曲線。 電源的外特性曲線電源的外特性曲線 元件的伏安特性曲線元件的伏安特性曲線 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)例：例： 。，。求：電流表讀數(shù)為閉合時，斷開、，閉合后電流表為，如圖已知：021121RE1ASSA2S5 . 5R6 . 2R三三

15、 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)解：解： )6 . 2(2)(0111RRRIESo閉合：)5 . 5(1)(0222RRRIESo閉合：3 . 0R8 . 50，聯(lián)立求解得：VE三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)例：如圖當開關例：如圖當開關S S斷開時，電壓表讀數(shù)為斷開時，電壓表讀數(shù)為18V18V，當開關，當開關S S閉閉合時，電流表讀數(shù)為合時，電流表讀數(shù)為1.8A1.8A。求：（求：（1 1）E E、R R0 0。（。（2 2）S S閉合時，電壓表的讀數(shù)。閉合時，電壓表的讀數(shù)。 解：解： 等效電路等效電路 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)。，斷開時：當V18EU0ISoIREU198 . 118RRIES0RIE

16、Ro）。（閉合時：當VIRU2 .1698 . 1或：VIREUo2 .1618 . 118電壓表讀數(shù)：3 3、 電源開路（空載狀態(tài)）電源開路（空載狀態(tài)）電源與負載斷開，負載中沒有電流，稱為電源開路。電源與負載斷開，負載中沒有電流，稱為電源開路。 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)如圖打開開關就是電源開路。如圖打開開關就是電源開路。 電源開路的特征：電源開路的特征：I=0I=0，U=E=UU=E=UOCOC, ,稱為開路電壓稱為開路電壓U UOCOC。P=0,P=0,負載功率負載功率 三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)電源未經負載而直接由導線接通成閉合回路。稱為電源未經負載而直接由導線接通成閉合回路。稱為電源

17、短路。電源短路。 4 4、電源短路、電源短路如圖電路就是電源開路。如圖電路就是電源開路。 電源短路的特征：電源短路的特征：I=II=IS S=E/R=E/R0 0，內阻，內阻R R0 0很小，很小，短路電流很大短路電流很大負載端電壓負載端電壓U=0U=0。負載功率負載功率 P=0P=0。電源功率電源功率P PE E= =P=IP=I2 2R R0 0，電源產生的電能全部被內阻消耗掉。電源產生的電能全部被內阻消耗掉。三三 電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)例：如圖電源的開路電壓例：如圖電源的開路電壓U U0 0為為230V230V，電源短路電流，電源短路電流I IS S為為1150A1150A，當負載電流，當

18、負載電流I I為為50A50A時，求負載電阻時，求負載電阻R R。解解: : 電源的電動勢：電源的電動勢：E=230VE=230VRREIR0中的電流：負載2 . 01150230IERS0電源的內阻：4 . 42 . 0-50230R-IER0負載電阻：四四 電路中的參考方向電路中的參考方向1 1、電壓、電流及電動勢的實際方向、電壓、電流及電動勢的實際方向電流的實際方向：規(guī)定電流的實際方向：規(guī)定正電荷正電荷移動的方向為電流移動的方向為電流的實際方向。的實際方向。電流的實際方向是指在一條支路中電流的流向。電流的實際方向是指在一條支路中電流的流向。如果電源上端為高電位下端為低電位，則電流的如果電

19、源上端為高電位下端為低電位，則電流的實際方向如圖。實際方向如圖。電壓的實際方向：規(guī)定由電壓的實際方向：規(guī)定由高電位端高電位端指向低電位端指向低電位端為電壓的實際方向。為電壓的實際方向。 電壓的實際方向是電路兩端電壓的實際方向是電路兩端電位的高低。如果電源上端為高電位的高低。如果電源上端為高電位下端為低電位，電阻電壓的電位下端為低電位，電阻電壓的實際方向如圖。實際方向如圖。IR0RU電動勢的實際方向：規(guī)定為在電動勢的實際方向：規(guī)定為在電源內部電源內部由低電位指向由低電位指向高電位。高電位。 電動勢的實際方向也就是電位升高的方向。即在電源電動勢的實際方向也就是電位升高的方向。即在電源內部內部由負極

20、指向正極（如圖由負極指向正極（如圖E E1 1）。 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向IE1R0RU四四 電路中的參考方向電路中的參考方向如圖電路，怎樣計算電路中的電流以及各個電阻的電壓？如圖電路，怎樣計算電路中的電流以及各個電阻的電壓？ 如果按照高中的知識，必須先如果按照高中的知識，必須先知道知道E E1 1、E E2 2才能知道電流的方才能知道電流的方向。才能進行計算。向。才能進行計算。 2 2、電流、電壓的參考方向、電流、電壓的參考方向 R01E1R02E2四四 電路中的參考方向電路中的參考方向E2E1_+R6+R4R3R1R2abcd-R5如圖電路，電路中電阻如圖電路，電路中電阻R

21、 R5 5中電流的中電流的方向如何確定？方向如何確定？ 如果按照高中的知識，如果按照高中的知識，不好計算。不好計算。 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向電壓、電流的參考方向：假設某一方向為電壓、電流電壓、電流的參考方向：假設某一方向為電壓、電流的參考方向，也叫正方向。在進行電路分析和計算時，的參考方向，也叫正方向。在進行電路分析和計算時，按照參考方向進行分析和計算。按照參考方向進行分析和計算。 如果計算結果為正，則實際的方向與事先假定的如果計算結果為正，則實際的方向與事先假定的方向（參考方向）相同。方向（參考方向）相同。 如果計算結果為負，則實際的方向與事先假定的如果計算結果為負，則實際的

22、方向與事先假定的方向（參考方向）相反。方向（參考方向）相反。注意：只有參考方向選定后電流、電壓的值才有正負。注意：只有參考方向選定后電流、電壓的值才有正負。 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向例如：例如：例如：例如：四四 電路中的參考方向電路中的參考方向電流參考方向的表示方法：電流參考方向的表示方法： a a、用箭頭來表示，箭頭的方向為其參考方向；、用箭頭來表示，箭頭的方向為其參考方向； b b、用雙下標表示，、用雙下標表示， 例如例如I Iabab表示電流參考方向由表示電流參考方向由a a指向指向b b。 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向電壓參考方向的表示方法電壓參考方向的表示方法

23、 a a、用極性、用極性“”、“”表示，參考方向由正指向負；表示，參考方向由正指向負； 電位高電位高 電位低電位低 b b、用雙下標表示，、用雙下標表示， 例如例如U Uabab表示其參考方向由表示其參考方向由a a指向指向b b。 電位高電位高 電位低電位低 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向c c、用箭頭表示。參考方向由高電位指向低電位。、用箭頭表示。參考方向由高電位指向低電位。 電位高電位高 電位低電位低 3 3、電動勢的參考方向、電動勢的參考方向 電動勢的實際方向：規(guī)定為在電源內部由低電位指電動勢的實際方向：規(guī)定為在電源內部由低電位指向高電位，也就是電位升高的方向。即在電源內部向高

24、電位，也就是電位升高的方向。即在電源內部由負極指向正極。由負極指向正極。 電動勢的參考方向為假設某一方向為其參考方向（由電動勢的參考方向為假設某一方向為其參考方向（由低電位指向高電位）。低電位指向高電位）。 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向參考方向的表示方法：參考方向的表示方法： a a、用極性、用極性“”、“”表示，參考方向由負指向正；表示，參考方向由負指向正； 在進行電路計算時，經常用電壓形式表示在進行電路計算時，經常用電壓形式表示電位高電位高 電位低電位低 電位高電位高 電位低電位低 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向b b、用雙下標表示，例如、用雙下標表示，例如E Ebaba

25、表示其參考方向由表示其參考方向由b b指向指向a a。(b(b低電位，低電位，a a高電位高電位) ) 電位高電位高 電位低電位低 在進行電路計算時，經常用電壓形式表示在進行電路計算時，經常用電壓形式表示電位高電位高 電位低電位低 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向c c、用箭頭表示。參考方向由低電位指向高電位。、用箭頭表示。參考方向由低電位指向高電位。 電位低電位低 電位高電位高 在進行電路計算時，經常用電壓形式表示在進行電路計算時，經常用電壓形式表示電位低電位低 電位高電位高 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向例：已知：例：已知：E=2V, R=1E=2V, R=1問：當問：當Ua

26、bUab分別為分別為3V 3V 和和 1V 1V 時，時，I IR R= =？四四 電路中的參考方向電路中的參考方向解：解：(1) (1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示； (2) (2) 列電路方程：列電路方程：EUUREUURREURUIRR三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 (3) (3) 數(shù)值計算：數(shù)值計算：A112-3 3VRIU時（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向一致） A1121 V1RIU時（實際方向與假設方向相反）（實際方向與假設方向相反） 四四 電路中的參考方向電路中的參考方向解：解：(1) (1) 假定電路中物理

27、量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示； (2) (2) 列電路方程：列電路方程：EUURUEURRUERUIRR三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 (3) (3) 數(shù)值計算：數(shù)值計算：A113-2 3VRIU時（實際方向與假設方向相反）（實際方向與假設方向相反） A1112 V1RIU時（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向一致） 三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 4 4、 關聯(lián)與非關聯(lián)參考方向關聯(lián)與非關聯(lián)參考方向定義：如果設定流過元件的電流的參考方向是從標定義：如果設定流過元件的電流的參考方向是從標以電壓正極性的一端指向負極性的一端，則這樣設

28、以電壓正極性的一端指向負極性的一端，則這樣設定的參考方向稱為電流與電壓是關聯(lián)參考方向。定的參考方向稱為電流與電壓是關聯(lián)參考方向。 否則為非關聯(lián)參考方向。否則為非關聯(lián)參考方向。關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向 非關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向 通常設定參考方向都設定為關聯(lián)參考方向。通常設定參考方向都設定為關聯(lián)參考方向。UIPRIU。功率：或歐姆定律：RUIUIPRIU。功率或歐姆定律：RUI在關聯(lián)參考方向：在關聯(lián)參考方向：在非關聯(lián)參考方向：在非關聯(lián)參考方向：三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 例：求圖示各元件的功率例：求圖示各元件的功率 解：解：

29、（a a）關聯(lián)方向）關聯(lián)方向， P=UI=52=10W， （b b）關聯(lián)方向，）關聯(lián)方向， P=UI=5(2)=10W， （c c）非關聯(lián)方向，）非關聯(lián)方向，P=UI=5(2)=10W， 三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 5 5、電源與負載的判別、電源與負載的判別、根據(jù)電壓與電流的實際方向判斷、根據(jù)電壓與電流的實際方向判斷 電源：電流的實際方向從低電位流向高電位。電源：電流的實際方向從低電位流向高電位。 負載：電流的實際方向從高電位流向低電位。負載：電流的實際方向從高電位流向低電位。 、根據(jù)功率判斷：、根據(jù)功率判斷： P P0 0：發(fā)出功率，是電源；：發(fā)出功率，是電源；P P0

30、0：吸收功率，是負載。：吸收功率，是負載。例：如圖電池電路，當例：如圖電池電路，當U=3VU=3V，E=5VE=5V時，電池是電源還是負載？時，電池是電源還是負載？當當U=5VU=5V，E=3VE=3V時，電池是電源還時，電池是電源還是負載？是負載？I2EU三三 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 解解(a):(a):IREU則：AEUI12532所以：電池電流的實際方向從正極流出，電池電流的實際方向從正極流出，所以是電源所以是電源2EIU如圖根據(jù)電流的參考方向，設定電阻如圖根據(jù)電流的參考方向，設定電阻電壓的參考方向電壓的參考方向2EIU (b):(b):IREU則：AUEI12532所

31、以：如圖根據(jù)電流的參考方向，設定電如圖根據(jù)電流的參考方向，設定電阻電壓的參考方向阻電壓的參考方向電池電流的實際方向從正極流入，電池電流的實際方向從正極流入，所以是負載所以是負載1 1、理想有源元件、理想有源元件 、理想電壓源（又稱恒壓源）、理想電壓源（又稱恒壓源） 理想電壓源是一種能夠獨立向電路提供電壓的電源。理想電壓源是一種能夠獨立向電路提供電壓的電源。 理想電壓源的符號：理想電壓源的符號： +-USE五五 理想電路元件理想電路元件 理想電壓源有兩個基本性質：理想電壓源有兩個基本性質： 二是流過理想電壓源的電流由外電路決定。二是流過理想電壓源的電流由外電路決定。 一是理想電壓源兩端的電壓與流

32、過理想電壓源的電一是理想電壓源兩端的電壓與流過理想電壓源的電流無關；流無關；、理想電流源（恒流源）、理想電流源（恒流源）理想電流源是一種能夠獨立向電路提供電流的電源。理想電流源是一種能夠獨立向電路提供電流的電源。 理想電流源的符號：理想電流源的符號： IS五五 理想電路元件理想電路元件 理想電流源有兩個基本性質：理想電流源有兩個基本性質： 二是理想電流源端電壓取決于與理想電流源相連二是理想電流源端電壓取決于與理想電流源相連接的外電路。接的外電路。 一是理想電流源輸出的電流與理想電流源的兩端一是理想電流源輸出的電流與理想電流源的兩端電壓無關；電壓無關；2 2、理想無源元件、理想無源元件、電阻、電

33、阻電阻是將電能轉換為熱能的二端耗能元件。電阻的電阻是將電能轉換為熱能的二端耗能元件。電阻的單位是歐姆（單位是歐姆（）。）。 五五 理想電路元件理想電路元件 電阻的符號：R電阻元件電壓與電流的關系：加在電阻元件兩端的電壓U與通過電阻的電流I成正比。即符合歐姆定律。U=IR 、電容 電容是用來表征電路中存儲電場能量的理想元件。電電容是用來表征電路中存儲電場能量的理想元件。電容的單位是法拉（容的單位是法拉（F F）。）。五五 理想電路元件理想電路元件 電容的符號： C定義定義: :電容與極板上存儲的電荷電容與極板上存儲的電荷q q成正比，與電容兩端的成正比，與電容兩端的電壓電壓u u成反比。成反比。

34、UqC即：、電感、電感 電感是表征電路中存儲磁場能量的理想元件。電感的電感是表征電路中存儲磁場能量的理想元件。電感的單位是亨利（單位是亨利（H H）。）。 五五 理想電路元件理想電路元件 電感的符號： 定義：電感與電感線圈的匝數(shù)（定義：電感與電感線圈的匝數(shù)（N N）成正比，與電感）成正比，與電感線圈產生的磁通（線圈產生的磁通（）成正比，與流過電感的電流）成正比，與流過電感的電流（i i）成反比。）成反比。 iNL即：五五 理想電路元件理想電路元件 五五 理想電路元件理想電路元件 例：如圖直流電路，當電壓源例：如圖直流電路，當電壓源U US S=3V=3V，電流源，電流源I IS S=3A=3A

35、，電阻電阻R=1R=1時，求（時，求（1 1）電壓源的電流和電流源的電壓；）電壓源的電流和電流源的電壓；（2 2）討論功率平衡關系。）討論功率平衡關系。解解（1 1）如圖設定參考方向）如圖設定參考方向 VUUUSR6331A3IIS串聯(lián)電路：（2 2）討論功率平衡關系）討論功率平衡關系 作為負載。消耗功率，電壓源的功率：,933USUSWIP電壓源是關聯(lián)參考方向電壓源是關聯(lián)參考方向 五五 理想電路元件理想電路元件 發(fā)出功率，作為電源。，電流源的功率：WIP1836USIS電流源是非關聯(lián)參考方向電流源是非關聯(lián)參考方向 消耗功率，作為負載。，電阻的功率：WIP933URR電阻是關聯(lián)參考方向電阻是關

36、聯(lián)參考方向 ，所以功率平衡。RUSISPPP五五 理想電路元件理想電路元件 關聯(lián)關聯(lián) 關聯(lián)關聯(lián) 非關聯(lián)非關聯(lián) 非關聯(lián)非關聯(lián) 326IUR326IUR326IUR326IUR例：求電阻例：求電阻R R。五五 理想電路元件理想電路元件 例：如圖求例：如圖求UabUab、UbcUbc、UcaUca。 解：解： VIIUUUdbadab55) 1(525521VIIUUUdcbdbc205)3(5) 1(5532VIIUUUdacdca25525)3(5513關聯(lián)關聯(lián) 關聯(lián)關聯(lián) 關聯(lián)關聯(lián) 非關聯(lián)非關聯(lián) 非關聯(lián)非關聯(lián) 非關聯(lián)非關聯(lián) 是負載？。問哪個是電源？哪個，如圖已知：A1-I220VU五五 理想電路

37、元件理想電路元件 五五 理想電路元件理想電路元件 電流的實際方向從高電位流向低電電流的實際方向從高電位流向低電位。所以是負載。位。所以是負載。 解解: : 電流的實際方向從低電位流電流的實際方向從低電位流向高電位。所以是電源。向高電位。所以是電源。 關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向 是電源0220) 1(220WIUP非關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向 是負載0220) 1(220WIUP五五 理想電路元件理想電路元件 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 1 1、幾個概念、幾個概念結點：電路中三個或三個以上元件的公共連接點。結點：電路中三個或三個以上元件的公共連接點。支路：由一個或幾個元件串聯(lián)構成的一段無分支電

38、支路：由一個或幾個元件串聯(lián)構成的一段無分支電路，稱為支路路，稱為支路回路：由支路構成的閉合路徑稱為回路?；芈罚河芍窐嫵傻拈]合路徑稱為回路。 例：如下圖判斷支路、結點、回路例：如下圖判斷支路、結點、回路 1 1條支路，條支路，1 1個回路，個回路，無結點。無結點。 3 3條支路，條支路，3 3個回路，個回路，2 2個結點。個結點。 4 4條支路，條支路，6 6個回路，個回路，2 2個結點。個結點。 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 6 6條支路，條支路，7 7個回路，個回路，4 4個結點。個結點。一般電路的結點數(shù)用一般電路的結點數(shù)用n n表示，支路數(shù)用表示，支路數(shù)

39、用b b表示，回路數(shù)表示，回路數(shù)用用l l表示。表示。 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 2 2、基爾霍夫電流（、基爾霍夫電流（KCLKCL）定律）定律應用于結點應用于結點對任何結點，在任一瞬間，流入結點的電流等于由對任何結點，在任一瞬間，流入結點的電流等于由結點流出的電流。即：結點流出的電流。即： I I流入流入= = I I流出流出。選定參考方向后，選定參考方向后，( (習慣上取流出該結點的支路電流習慣上取流出該結點的支路電流為負，流入為正。為負，流入為正。) )可表述為：在任一瞬間，一個結可表述為：在任一瞬間，一個結點上電流的代數(shù)和為點上電流的代數(shù)和為 0 0。即：。即： I=0I=0 。

40、六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 例：例： 4231IIII04231IIII基爾霍夫電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面基爾霍夫電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面 對任何閉合封面，流入閉合封面的電流等于流出閉對任何閉合封面，流入閉合封面的電流等于流出閉合封面的電流。合封面的電流。六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 I I1 1+I+I2 2=I=I3 3 R R上電流為上電流為0 0 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 AI21AI32AI23例：如下圖，已知：例：如下圖，已知： 求求I I4 4。解解: : 04231IIIIAIIII3)3()2(22314AI41AI22AI13例：已知：例：

41、已知： 求求I5。AI34解解: 43251IIIIIAIIIII84)3(1214325六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 3 3、基爾霍夫電壓定律（、基爾霍夫電壓定律（KVLKVL）應用于回路應用于回路對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一周，其對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一周，其電位升等于電位降。電位升等于電位降。即：即： U U電位升電位升= = U U電位降。電位降。選定參考方向后，習慣上電位降取正號，電位升取選定參考方向后，習慣上電位降取正號，電位升取負號。則：負號。則： U U= 0= 0。六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 4132UE UE順時

42、針方向：順時針方向： 電位降電位降 電位升電位升 0UE4132UE或：或： 例：如圖例：如圖例：如圖例：如圖選擇回路選擇回路 a-d-c-aa-d-c-a。 035544334ERIRIRIE或：或： 35544334ERIRIRIE則：則： 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫電壓定律也適合開口電路?；鶢柣舴螂妷憾梢策m合開口電路。 例：如圖例：如圖RIUEab電位升電位升 電位降電位降 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 解：選回路解：選回路ABCDAABCDA，0DACDBCABUUUUVUAB5VUBC4VUDA3DBCAUU、CDU 例：如下圖，已知例：如下圖，已知求：求： 六六

43、基爾霍夫定律基爾霍夫定律 VUUUUDABCABCD2)3()4(5VUUUDACDCA1) 3(2VUUUABDADB253另法：選回路另法：選回路ABCAABCA0CABCABUUUVUUUBCABCA1)4(5則：則：選回路選回路ADBAADBA0BADBADUUU則：則：VUUUBAADDB2)5(3六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 4 4、基爾霍夫定律應用中注意的問題、基爾霍夫定律應用中注意的問題（1 1）、兩個定律具有普遍性，它們適用于由不同）、兩個定律具有普遍性，它們適用于由不同元件所構成的電路，也適用于任一瞬時對任何變化元件所構成的電路，也適用于任一瞬時對任何變化的電流和電壓；的

44、電流和電壓； （2 2）、在運用定律時，首先要在電路中標注出電流、）、在運用定律時，首先要在電路中標注出電流、電壓或電動勢的參考方向；電壓或電動勢的參考方向； （3 3）、在應用）、在應用KVLKVL定律時，要選擇一個繞行方向。定律時，要選擇一個繞行方向。 六六 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 七七 支路電流法支路電流法支路電流法就是以支路電流為未知量、利用基爾霍夫支路電流法就是以支路電流為未知量、利用基爾霍夫定律列方程求解。定律列方程求解。 1 1、提出問題、提出問題用基爾霍夫電流定律（用基爾霍夫電流定律（KCLKCL）和電壓定律（）和電壓定律（KVLKVL）可）可以列出多少個獨立的方程？以列出多

45、少個獨立的方程？ （1 1）、分析結點，根據(jù)）、分析結點，根據(jù)KCLKCL例：如圖有兩個結點，可列兩個例：如圖有兩個結點，可列兩個結點電流方程：結點電流方程： 321IIIa：結點213IIIb：結點兩個結點電流方程相同，只是變換方式。兩個結點電流方程相同，只是變換方式。因此只有一個獨立方程。因此只有一個獨立方程。 再例如圖：有三個結點，可列三個方程。再例如圖：有三個結點，可列三個方程。 321IIIa：結點5413:IIIIb結點254IIIc：結點結點結點c c的電流方程可以由前兩個方程變化而得，即只有的電流方程可以由前兩個方程變化而得，即只有兩個獨立方程。兩個獨立方程。 七七 支路電流法

46、支路電流法結論：如果電路中有結論：如果電路中有N N個結點，獨立的結點電流方程只個結點，獨立的結點電流方程只有（有（N N1 1）個。）個。 （2 2）、分析回路）、分析回路例：如圖有三個回路，可列例：如圖有三個回路，可列三個回路電壓方程三個回路電壓方程 33111RIRIEabda：回路33222RIRIEabca：回路221121RIRIEEacbda：回路 發(fā)現(xiàn)第三個回路方程可由前兩個回路方程變換而得。發(fā)現(xiàn)第三個回路方程可由前兩個回路方程變換而得。 七七 支路電流法支路電流法 因此，獨立回路方程不能看總的回路數(shù)，因為回路因此，獨立回路方程不能看總的回路數(shù)，因為回路acbdaacbda是由

47、前兩個回路組成的。不是獨立的。回路中只是由前兩個回路組成的。不是獨立的?；芈分兄挥行略黾又罚械幕芈贩匠滩攀仟毩⒌?。有新增加支路，所列的回路方程才是獨立的。 怎樣確定獨立回路數(shù)？怎樣確定獨立回路數(shù)？網(wǎng)孔：內部不包含支路的簡單回路，稱為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔：內部不包含支路的簡單回路，稱為網(wǎng)孔。 2 2個網(wǎng)孔個網(wǎng)孔3 3個網(wǎng)孔個網(wǎng)孔4 4個網(wǎng)孔個網(wǎng)孔七七 支路電流法支路電流法可以證明：任何一個具有可以證明：任何一個具有N N個結點個結點B B個支路的電路其個支路的電路其網(wǎng)孔數(shù)一定為（網(wǎng)孔數(shù)一定為（B-N+1B-N+1）個。）個。 顯然，網(wǎng)孔一定是獨立回路。電路中有幾個網(wǎng)孔，就能顯然，網(wǎng)孔一定是獨立回路。

48、電路中有幾個網(wǎng)孔，就能列出幾個獨立的回路電壓方程。列出幾個獨立的回路電壓方程。結論：結論： 設：電路中有設：電路中有N N個結點，個結點，B B個支路個支路則：獨立的節(jié)點電流方程有則：獨立的節(jié)點電流方程有 ( (N N 1) 1) 個。個。獨立的回路電壓方程（網(wǎng)孔）有獨立的回路電壓方程（網(wǎng)孔）有 ( (B BN N1)1)個。個?？偟莫毩⒎匠逃锌偟莫毩⒎匠逃蠦 B個。（可聯(lián)立求解個。（可聯(lián)立求解B B個未知數(shù)）個未知數(shù)） 七七 支路電流法支路電流法2 2、支路電流法解題步驟、支路電流法解題步驟（1 1）設定每個支路的電流為未知量。）設定每個支路的電流為未知量。 （2) 2) 選定各支路電流的參

49、考方向。選定各支路電流的參考方向。（3) 3) 根據(jù)根據(jù)KCLKCL對結點列出對結點列出( n( n1 )1 )個獨立的結點電流個獨立的結點電流方程。方程。 （4 4）選定網(wǎng)孔繞行方向，根據(jù)）選定網(wǎng)孔繞行方向，根據(jù)KVLKVL對回路列出獨立的對回路列出獨立的回路電壓方程。（有幾個網(wǎng)孔就列幾個獨立的回路電回路電壓方程。（有幾個網(wǎng)孔就列幾個獨立的回路電壓方程。）壓方程。） （5 5）聯(lián)立求解方程，求出各支路電流。）聯(lián)立求解方程，求出各支路電流。七七 支路電流法支路電流法例：如圖已知：例：如圖已知： U US1S1130V130V，U US2S2117V117V，R R1 111，R R2 20.6

50、0.6，R R3 3=24 =24 求各支路電流。求各支路電流。解：解： （1 1）有）有2 2個結點，列個結點，列1 1個結點電流方程：個結點電流方程： 結點結點a a：I I1 1+I+I2 2-I-I3 30 0 （2 2）有）有2 2個網(wǎng)孔，列個網(wǎng)孔，列2 2個回路電壓方程：個回路電壓方程： R R1 1I I1 1R R2 2I I2 2U US1S1U US2S2R R2 2I I2 2R R3 3I I3 3U US2S2 七七 支路電流法支路電流法I I1 10.6I0.6I2 21301301171171313 0.6I0.6I2 224I24I3 3117117 代入數(shù)據(jù)得

51、：代入數(shù)據(jù)得：（3 3）聯(lián)立求解：）聯(lián)立求解： I I1 1I I2 2I I3 30 0 I I1 10.6I0.6I2 21313 0.6I 0.6I2 224I24I3 3117117 解得：解得：I I1 110A10A I I2 25A5A I I3 35A5A七七 支路電流法支路電流法例：已知如圖，求各支路電流。例：已知如圖，求各支路電流。解：有四條支路，可設解：有四條支路，可設四個支路電流為未知數(shù)，四個支路電流為未知數(shù)，但是其中一條支路電流已但是其中一條支路電流已知為恒流源知為恒流源7A7A。可設三個?？稍O三個電流為未知數(shù)。電流為未知數(shù)。（1 1）有）有2 2個結點，列個結點，列

52、1 1個結點電流方程：個結點電流方程： 節(jié)點節(jié)點a a：I I1 1+I+I2 2+7=I+7=I3 3 七七 支路電流法支路電流法（2 2）有）有3 3個網(wǎng)孔，列個網(wǎng)孔，列2 2個回路電壓方回路程（不包含電個回路電壓方回路程（不包含電流源的）：流源的）： 回路回路abeaabea：12I12I1 16I6I2 24242回路回路acfdbea:12Iacfdbea:12I1 13I3I3 34242或或acfdba:6Iacfdba:6I2 23I3I3 30 0（3 3）聯(lián)立求解：）聯(lián)立求解： I I1 1+I+I2 2-I-I3 3=-7=-7 12I 12I1 16I6I2 24242

53、 12I 12I1 13I3I3 34242 解得：解得：I I1 12A2A I I2 23A3A I I3 36A6A七七 支路電流法支路電流法七七 支路電流法支路電流法支路電流法的優(yōu)缺點：支路電流法的優(yōu)缺點：優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的方法。只要優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的方法。只要根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程，就能得出結果。根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程，就能得出結果。 缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個數(shù)較多，求缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個數(shù)較多，求解不方便。解不方便。（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法1 1、電壓源模型、電壓源模型（1 1）

54、、理想電壓源（恒壓源）、理想電壓源（恒壓源） 定義：向負載提供一個恒定電壓的電源。定義：向負載提供一個恒定電壓的電源。 理想電壓源的符號：理想電壓源的符號： + +-U US S理想電壓源的外特性曲線：理想電壓源的外特性曲線： （增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法（2 2）、實際電壓源）、實際電壓源 很多情況下，電壓源都有內阻，因此，電壓源輸很多情況下，電壓源都有內阻，因此，電壓源輸出的電壓是隨著輸出電流的增加而減小。所以，實際出的電壓是隨著輸出電流的增加而減小。所以，實際電壓源等效為理想電壓源與內阻串聯(lián)。電壓源等效為理想電壓源與內阻串聯(lián)。 定義：實際電壓源電路模型為理想電壓源和電阻的

55、串聯(lián)。定義：實際電壓源電路模型為理想電壓源和電阻的串聯(lián)。 實際電壓源的符號：實際電壓源的符號： 實際電壓源的外特性曲線：實際電壓源的外特性曲線： （增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法2 2、電流源模型、電流源模型（1 1）、理想電流源（恒流源）、理想電流源（恒流源） 定義：向負載提供一個恒定電流的電源。定義：向負載提供一個恒定電流的電源。 理想電流源的符號：理想電流源的符號： （增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法理想電流源的外特性曲線：理想電流源的外特性曲線：（2 2）、實際電流源）、實際電流源 實際上，電流源的輸出電流是隨著輸出電阻的實際上，電流源的輸出電流是隨著輸出電阻的增

56、加而減小的。所以實際電流源等效為理想電流源增加而減小的。所以實際電流源等效為理想電流源與內阻并聯(lián)。與內阻并聯(lián)。 （增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法定義：實際電流源電路模型為理想電流源與內阻并聯(lián)。定義：實際電流源電路模型為理想電流源與內阻并聯(lián)。 實際電流源的符號：實際電流源的符號： 實際電流源的外特性曲線：實際電流源的外特性曲線：（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法3 3、電源兩種模型之間的等效變換、電源兩種模型之間的等效變換 （1 1）、電源等效：是指電源對外部的作用效果相同。）、電源等效：是指電源對外部的作用效果相同。也就是外特性相同。在電源內部是不等效的。也就是外特性相同

57、。在電源內部是不等效的。 （2 2）、實際電壓源轉換為實際電流源）、實際電壓源轉換為實際電流源如下圖實際電壓源及其外特性：如下圖實際電壓源及其外特性：0REIS短路電流：短路電流：開路電壓：開路電壓：E E（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法如果將電流為如果將電流為E/RE/R0 0的理想電流源與內阻的理想電流源與內阻R R0 0并聯(lián)組成實并聯(lián)組成實際電流源，其外特性為：際電流源，其外特性為： 0REIS短路電流：短路電流：開路電壓：開路電壓：E=IE=IS SR R0 0（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法如果將電流為如果將電流為E/RE/R0 0的理想電流源與內阻的理想電流

58、源與內阻R R0 0并聯(lián)組成實并聯(lián)組成實際電流源，其外特性為：際電流源，其外特性為： 0REIS短路電流：短路電流：開路電壓：開路電壓：E=IE=IS SR R0 0（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法上面兩個實際電源的外特性相同，所以實際電壓源與上面兩個實際電源的外特性相同，所以實際電壓源與實際電流源等效。實際電流源等效。 因此，電壓為因此，電壓為E E理想電壓源與電阻理想電壓源與電阻R R0 0串聯(lián)組成實際串聯(lián)組成實際電壓源可以轉換成電流為電壓源可以轉換成電流為E/RE/R0 0的理想電流源與電阻的理想電流源與電阻R R0 0并聯(lián)組成的實際電流源。并聯(lián)組成的實際電流源。 等效（增加

59、）電源等效變換法（增加）電源等效變換法實際電流源的外特性：實際電流源的外特性：（3 3）、實際電流源轉換為實際電壓源）、實際電流源轉換為實際電壓源 0RIES開路電壓：開路電壓：短路電流：短路電流：I IS S（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法如果用電壓為如果用電壓為I IS SR R0 0的理想電壓源與內阻的理想電壓源與內阻R R0 0串聯(lián)組成實串聯(lián)組成實際電壓源，際電壓源， 其外特性為：其外特性為：0RIES開路電壓：開路電壓：短路電流：短路電流：I IS S（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法上面兩個實際電源的外特性相同，所以實際電流源與上面兩個實際電源的外特性相同，所

60、以實際電流源與實際電壓源等效。實際電壓源等效。 因此，理想電流源因此，理想電流源I IS S與電阻與電阻R R0 0并聯(lián)組成的實際電流源可并聯(lián)組成的實際電流源可以轉換為理想電壓源以轉換為理想電壓源I IS SR R0 0與內阻與內阻R R0 0串聯(lián)組成的實際電壓串聯(lián)組成的實際電壓源。源。等效（增加）電源等效變換法（增加）電源等效變換法（4 4）、理想電流源與任何一條支路串聯(lián)后，其等效電）、理想電流源與任何一條支路串聯(lián)后，其等效電源仍為電流源；源仍為電流源； （2 2）、只有電壓相等的理想電壓源才允許并聯(lián)，只有電）、只有電壓相等的理想電壓源才允許并聯(lián)，只有電流相等的理想電流源才允許串聯(lián)；流相等的