第1章基礎(chǔ)知識(shí)《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》(申鳳琴)

1、第一章第一章 電路的基礎(chǔ)知識(shí)電路的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 電路的組成及其基本物理量電路的組成及其基本物理量第二節(jié)第二節(jié) 電路的基本元件電路的基本元件第三節(jié)第三節(jié) 基爾霍夫定律及其應(yīng)用基爾霍夫定律及其應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 二端網(wǎng)絡(luò)的等效二端網(wǎng)絡(luò)的等效第五節(jié)第五節(jié) 疊加定理與戴維南定理疊加定理與戴維南定理返回主目錄返回主目錄電路是各種電氣元器件按一定的方式連接起來(lái)的總體。電路是各種電氣元器件按一定的方式連接起來(lái)的總體。 電路的組成：電路的組成：1. 提供電能的部分稱為電源；提供電能的部分稱為電源；2. 消耗或轉(zhuǎn)換電能的部分稱為負(fù)載；消耗或轉(zhuǎn)換電能的部分稱為負(fù)載；3. 聯(lián)接及控制電源和負(fù)載的部分如導(dǎo)聯(lián)接及

2、控制電源和負(fù)載的部分如導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等稱為中間環(huán)節(jié)。線、開(kāi)關(guān)等稱為中間環(huán)節(jié)。 圖圖1-1電阻特征電阻特征: 有電流通過(guò)時(shí)，對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用有電流通過(guò)時(shí)，對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用; 電感特征電感特征: 有電流通過(guò)時(shí)有電流通過(guò)時(shí), 在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)；在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)；電容特征電容特征: 有電流通過(guò)時(shí)有電流通過(guò)時(shí), 在各電極間存在電場(chǎng)在各電極間存在電場(chǎng) 。為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算，我們常把實(shí)際元件加以為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算，我們常把實(shí)際元件加以近似化、理想化，在一定條件下忽略其次要性質(zhì)，用足以近似化、理想化，在一定條件下忽略其次要性質(zhì)，用足以表征其主要特征的表征其主要特征的“模型模型”來(lái)表

3、示，即用理想元件來(lái)表示。來(lái)表示，即用理想元件來(lái)表示。 例例“電阻元件電阻元件”是電阻器、電烙鐵、電爐等實(shí)際電路元器是電阻器、電烙鐵、電爐等實(shí)際電路元器件的理想元件，即模型。因?yàn)樵诘皖l電路中，這些實(shí)件的理想元件，即模型。因?yàn)樵诘皖l電路中，這些實(shí)際元器件所表現(xiàn)的主要特征是把電能轉(zhuǎn)化為熱能。用際元器件所表現(xiàn)的主要特征是把電能轉(zhuǎn)化為熱能。用“電阻元件電阻元件”這樣一個(gè)理想元件來(lái)反映消耗電能的特這樣一個(gè)理想元件來(lái)反映消耗電能的特征。征。 “電感元件電感元件”是線圈的理想元件；是線圈的理想元件； “電容元件電容元件”是電容器的理想元件。是電容器的理想元件。由理想元件構(gòu)成的電路，稱由理想元件構(gòu)成的電路，稱為

4、實(shí)際電路的為實(shí)際電路的“電路模型電路模型”。圖圖1-2是圖是圖1-1所示實(shí)際電路所示實(shí)際電路的電路模型。的電路模型。如發(fā)電機(jī)、電池等，電源可將其它形式的能量如發(fā)電機(jī)、電池等，電源可將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，是向電路提供能量的裝置。轉(zhuǎn)換成電能，是向電路提供能量的裝置。指電動(dòng)機(jī)、電燈等各類用電器，在電路中是接收指電動(dòng)機(jī)、電燈等各類用電器，在電路中是接收 電能的裝置，可將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能電能的裝置，可將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成電能。將電源和負(fù)載連成通路的輸電導(dǎo)線、控制電將電源和負(fù)載連成通路的輸電導(dǎo)線、控制電路通斷的開(kāi)關(guān)設(shè)備和保護(hù)電路的設(shè)備等。路通斷的開(kāi)關(guān)設(shè)備和保護(hù)電路的設(shè)備等。第四頁(yè)第四頁(yè)電力

5、系統(tǒng)中：電力系統(tǒng)中：電子技術(shù)中：電子技術(shù)中：第四頁(yè)第四頁(yè)電源電源負(fù)負(fù)載載負(fù)載負(fù)載電源電源開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)實(shí)體電路實(shí)體電路ISUS+_R0中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)電路模型電路模型RL+ U導(dǎo)線導(dǎo)線第四頁(yè)第四頁(yè)iR R L消耗電消耗電能的能的電電特性可用電阻特性可用電阻元件表征元件表征產(chǎn)生產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)的電特性可用電感特性可用電感元件表征元件表征由于白熾燈中耗能由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生的因素大大于產(chǎn)生磁場(chǎng)的因素，因此磁場(chǎng)的因素，因此L L 可以忽略可以忽略白熾燈的電白熾燈的電路模型可表路模型可表示為：示為：第四頁(yè)第四頁(yè)RC+ USIS電阻元件電阻元件電容元件電容元件理想電壓源理想電壓源理想電流源理想電流

6、源L電感元件電感元件第四頁(yè)第四頁(yè)I直流直流 （DC）：大小和方向均不隨時(shí)間變化的電流。）：大小和方向均不隨時(shí)間變化的電流。直流直流交流交流交流交流 （AC）：大小和方向均隨時(shí)間變化，且一個(gè)周）：大小和方向均隨時(shí)間變化，且一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零的電流。期內(nèi)的平均值為零的電流。i電流的分類電流的分類對(duì)于直流，若在時(shí)間對(duì)于直流，若在時(shí)間t 內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫界面的電荷量為內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫界面的電荷量為Q，則，則電流為電流為tQI 對(duì)于交流，若在時(shí)間對(duì)于交流，若在時(shí)間dt 內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫界面的電荷量為內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫界面的電荷量為dq，則電流瞬時(shí)值為則電流瞬時(shí)值為tqidd 電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。電流

7、的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。電流的單位：安培（電流的單位：安培（A），千安（），千安（kA）和毫安（）和毫安（mA）。）。參考方向的引入：對(duì)復(fù)雜電路由于無(wú)法確定電流的實(shí)際參考方向的引入：對(duì)復(fù)雜電路由于無(wú)法確定電流的實(shí)際方向，或電流的實(shí)際方向在不斷的變化，所以我們引入方向，或電流的實(shí)際方向在不斷的變化，所以我們引入了了“參考方向參考方向”的概念。的概念。 ?II2. 實(shí)線實(shí)線 參考方向（虛線參考方向（虛線 實(shí)際方向）。實(shí)際方向）。1. 參考方向是一個(gè)假想的電流方向。參考方向是一個(gè)假想的電流方向。3. i 0，則電流的實(shí)際方向與電流的參考方向一致；，則電流的實(shí)際方向與電流的參考方向一致； i

8、 0，則電流的實(shí)際方向和電流的參考方向相反。，則電流的實(shí)際方向和電流的參考方向相反。對(duì)于直流，電路中對(duì)于直流，電路中A、B兩點(diǎn)間電壓的大小等于電場(chǎng)力將單兩點(diǎn)間電壓的大小等于電場(chǎng)力將單位正電荷位正電荷Q從從A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功點(diǎn)所做的功W。即。即對(duì)于交流，電路中對(duì)于交流，電路中A、B兩點(diǎn)間電壓的大小等于電場(chǎng)力將兩點(diǎn)間電壓的大小等于電場(chǎng)力將單位正電荷單位正電荷dq從從A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功點(diǎn)所做的功dw。即。即若電場(chǎng)力做正功，則電壓若電場(chǎng)力做正功，則電壓u 的實(shí)際方向從的實(shí)際方向從A到到B 。qwudd QWU 電壓的單位：伏特（電壓的單位：伏特（V），千伏（），千伏（kV）和毫

9、伏（）和毫伏（mV）。）。 在電路中在電路中任選一點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，任選一點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則某點(diǎn)到參考點(diǎn)的則某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓就叫做這一點(diǎn)（相對(duì)于參考點(diǎn)）的電位電壓就叫做這一點(diǎn)（相對(duì)于參考點(diǎn)）的電位。當(dāng)選擇。當(dāng)選擇O點(diǎn)點(diǎn)為參考電位點(diǎn)時(shí)，為參考電位點(diǎn)時(shí)，AOAUV （1-1） 電壓是針對(duì)電路中某兩點(diǎn)而言的，與路徑無(wú)關(guān)。所以有電壓是針對(duì)電路中某兩點(diǎn)而言的，與路徑無(wú)關(guān)。所以有BABOAOABVVUUU （1-2）電壓又叫電位差電壓又叫電位差 電壓的實(shí)際方向是由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)電壓的實(shí)際方向是由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn) 參考方向是由參考方向是由A點(diǎn)指向點(diǎn)指向B點(diǎn)點(diǎn) 參考高電位端參考高電位端當(dāng)當(dāng)u0時(shí)，該

10、電壓的實(shí)際極性與所標(biāo)的參考極性相同，當(dāng)時(shí)，該電壓的實(shí)際極性與所標(biāo)的參考極性相同，當(dāng)u0時(shí)，該電壓的實(shí)際極性與所標(biāo)的參考極性相反。時(shí)，該電壓的實(shí)際極性與所標(biāo)的參考極性相反。 建議采用：參考極性標(biāo)注法建議采用：參考極性標(biāo)注法 在圖在圖1-6所示的電路中，方框泛指電路中的一般元所示的電路中，方框泛指電路中的一般元件，試分別指出圖中各電壓的實(shí)際極性件，試分別指出圖中各電壓的實(shí)際極性 （1）a圖，圖，a點(diǎn)為高電位點(diǎn)為高電位， 因因u = 24V0, 所標(biāo)實(shí)際極性與參考極性相同。所標(biāo)實(shí)際極性與參考極性相同。各電壓的實(shí)際極性各電壓的實(shí)際極性例例1-1解解（2）b圖，圖，b點(diǎn)為高電位點(diǎn)為高電位， 因因u =1

11、2V0, 所標(biāo)實(shí)際極性與參考極性相反。所標(biāo)實(shí)際極性與參考極性相反。（3）c圖，圖，不能確定不能確定，雖然雖然u =15V0, 但圖中沒(méi)有標(biāo)出參考極性。但圖中沒(méi)有標(biāo)出參考極性。電流參考方向是從電壓的參考高電位指向參考低電位電流參考方向是從電壓的參考高電位指向參考低電位 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)方向一致方向一致方向不一致方向不一致電功率是指單位時(shí)間內(nèi)，電路元件上能量的變化量電功率是指單位時(shí)間內(nèi)，電路元件上能量的變化量。即。即twpdd 在電路中，電功率簡(jiǎn)稱功率。在電路中，電功率簡(jiǎn)稱功率。它反映了電流通過(guò)電路時(shí)所傳輸或轉(zhuǎn)換電能的速率。它反映了電流通過(guò)電路時(shí)所傳輸或轉(zhuǎn)換電能的速率。 功率的單位：瓦特（功率

12、的單位：瓦特（W），千瓦（），千瓦（kW）和毫瓦（）和毫瓦（mW） uitqutwp dddduip uip 元件元件吸收吸收的功率的功率p0，則該元件吸收（或消耗）功率，則該元件吸收（或消耗）功率 p0，則該元件發(fā)出（或供給）功率，則該元件發(fā)出（或供給）功率 試求如圖試求如圖1-8所示電路中元件吸收的功率。所示電路中元件吸收的功率。（1）a圖，所選圖，所選u、i為關(guān)聯(lián)參考方向，為關(guān)聯(lián)參考方向， 元件吸收的功率元件吸收的功率 P = U I = 4（3）W =12 W此時(shí)元件吸收功率此時(shí)元件吸收功率12W，即發(fā)出的功率為，即發(fā)出的功率為12 W。 (2) b圖，所選圖，所選u、i為非關(guān)聯(lián)參考方

13、向，為非關(guān)聯(lián)參考方向，元件吸收的功率元件吸收的功率 P =U I =（5）3W= 15 W此時(shí)元件吸收的功率為此時(shí)元件吸收的功率為15 W 。 例例1-2解解(3) c圖，圖，u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向，為非關(guān)聯(lián)參考方向， P = U I = 42 W =8 W即元件發(fā)出的功率為即元件發(fā)出的功率為8 W 。(4) d圖，圖，u、i 為關(guān)聯(lián)參考方向，為關(guān)聯(lián)參考方向， P = U I =（6）（5）W = 30 W即元件吸收的功率為即元件吸收的功率為30 W 。+U=5V (a)(b)I=2A+U=5V I=-2A(c)+U=5V I=-2A：求圖示各元件的功率：求圖示各元件的功率.（a）關(guān)聯(lián)方向，）

14、關(guān)聯(lián)方向，P=UI=52=10W，P0，吸收，吸收10W功率。功率。（b）關(guān)聯(lián)方向，）關(guān)聯(lián)方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收，吸收10W功率。功率。物體對(duì)電流的阻礙作用，稱為該物體的電阻。用符號(hào)物體對(duì)電流的阻礙作用，稱為該物體的電阻。用符號(hào)R 表示。表示。電阻的單位是歐姆（電阻的單位是歐姆（）。）。 電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件的總稱。如電電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件的總稱。如電爐、白熾燈、電阻器等。爐、白熾燈、電阻器等。 電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，是表征材料的導(dǎo)電能力的一個(gè)參電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，是表征材料的導(dǎo)電能力的一個(gè)參數(shù)，用符號(hào)數(shù)，用符號(hào)G 表示。表示。 電導(dǎo)的單

15、位是西門子（電導(dǎo)的單位是西門子（S），簡(jiǎn)稱西。），簡(jiǎn)稱西。（1-5）RG1 1827年德國(guó)科學(xué)家歐姆總結(jié)出：施加于電阻元件上的電年德國(guó)科學(xué)家歐姆總結(jié)出：施加于電阻元件上的電壓與通過(guò)它的電流成正比。壓與通過(guò)它的電流成正比。u = R i (1-6)u = R i (1-7) 線性電阻線性電阻非線性電阻非線性電阻 若若u、i為關(guān)聯(lián)參考方向，則電阻為關(guān)聯(lián)參考方向，則電阻R上消耗的功率為上消耗的功率為 p = u i = (R i ) i = R 2i（1-8）若若u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向，則為非關(guān)聯(lián)參考方向，則 p =u i =(R i ) i = R 2i 可見(jiàn)，可見(jiàn)，p0 ，說(shuō)明電阻總是消耗（吸收

16、）功率，說(shuō)明電阻總是消耗（吸收）功率，而與其上的電流、電壓極性無(wú)關(guān)。而與其上的電流、電壓極性無(wú)關(guān)。 如圖如圖1-9所示電路中，已知電阻所示電路中，已知電阻R 吸收功率為吸收功率為3W， i =1A。求電壓。求電壓u及電阻及電阻R的值。的值。 p = u i =u (1)A = 3 Wu =3 V u的實(shí)際方向與參考方向相反的實(shí)際方向與參考方向相反 2RiP 31322ipR 由于由于u、i為關(guān)聯(lián)參考方向，由式（為關(guān)聯(lián)參考方向，由式（1-11） 圖圖1-9例例1-3解解電壓源是實(shí)際電源（如干電池、蓄電池等）的一種抽象，電壓源是實(shí)際電源（如干電池、蓄電池等）的一種抽象，是理想電壓源的簡(jiǎn)稱。是理想電

17、壓源的簡(jiǎn)稱。 符號(hào)符號(hào)伏安特性伏安特性圖圖1-12 無(wú)論電源是否有電流輸出，無(wú)論電源是否有電流輸出，U = ，與與 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)；SUI開(kāi)路開(kāi)路接外電路接外電路 由由 及外電路共同決定。及外電路共同決定。ISU例例電路如圖，已知電路如圖，已知U s= 10 V, 求電壓源輸出的電流。求電壓源輸出的電流。外電路外電路R有兩種情況（有兩種情況（1）R = 5（2）R = 10解解（1）R = 52AA510S RURUISUU 由電壓源特性知，由電壓源特性知，（2）R = 101AA1010S RURUI電流源也是實(shí)際電源（如光電池）的一種抽象，是理想電流電流源也是實(shí)際電源（如光電池）的一種抽象，是理

18、想電流源的簡(jiǎn)稱。源的簡(jiǎn)稱。 符號(hào)符號(hào)伏安特性伏安特性 電流恒定，即電流恒定，即 ， 與輸出電壓與輸出電壓 U 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)；SII U 由由 及外電路共同決定。及外電路共同決定。ISII RIIRUS （1）支路：）支路： 電路中具有兩電路中具有兩個(gè)端鈕且通過(guò)同一電流的每個(gè)端鈕且通過(guò)同一電流的每個(gè)分支（至少含一個(gè)元件）。個(gè)分支（至少含一個(gè)元件）。 （2）節(jié)點(diǎn)：）節(jié)點(diǎn)： 三條或三條以三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。上支路的聯(lián)接點(diǎn)。 （3）回路：）回路： 電路中由若干條支路組電路中由若干條支路組成的閉合路徑。成的閉合路徑。 （4）網(wǎng)孔：）網(wǎng)孔： 內(nèi)部不含有支路的回路。內(nèi)部不含有支路的回路。 KCL指出：指

19、出：任一時(shí)刻，流入電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各任一時(shí)刻，流入電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各支路電流代數(shù)和恒等于零支路電流代數(shù)和恒等于零，即，即 KCL源于電荷守恒。源于電荷守恒。列方程時(shí)，以參考方向?yàn)橐罁?jù)，若電流參考方向?yàn)榱蟹匠虝r(shí)，以參考方向?yàn)橐罁?jù)，若電流參考方向?yàn)椤傲魅肓魅搿惫?jié)點(diǎn)的電流前取節(jié)點(diǎn)的電流前取“”號(hào)，則號(hào)，則“流出流出”節(jié)點(diǎn)的電流前取節(jié)點(diǎn)的電流前取“”號(hào)。號(hào)。 i = 0（1-9） 在如圖在如圖1-16所示電路的節(jié)點(diǎn)所示電路的節(jié)點(diǎn)a處，已知處，已知 = 3A， =2A， =4A， = 5A，求，求 。1i2i3i4i5i054321 iiiii將電流本身的實(shí)際數(shù)值將電流本身的實(shí)際數(shù)值代入上式，得

20、代入上式，得3A（2）A（4）A5A = 05i據(jù)據(jù)KCL列方程列方程 = 14A5i例例1-4解解廣義節(jié)點(diǎn)：任一假設(shè)的閉合面廣義節(jié)點(diǎn)：任一假設(shè)的閉合面 = 0由由KCL得得0ecb iii 在公式在公式i =0 中，以各電流的參考方向決定的中，以各電流的參考方向決定的 “、” 號(hào)；號(hào)； 電流本身的電流本身的“、”值。這就是值。這就是KCL定義定義式中電流代數(shù)和的真正含義。式中電流代數(shù)和的真正含義。KVL指出：指出：任一時(shí)刻，沿電路中的任何一個(gè)回路，所有任一時(shí)刻，沿電路中的任何一個(gè)回路，所有支路的電壓代數(shù)和恒等于零支路的電壓代數(shù)和恒等于零，即，即 KVL源于能量守恒原理。源于能量守恒原理。列方

21、程時(shí)，先任意選擇回路的繞行方向，當(dāng)回路中的電壓參列方程時(shí)，先任意選擇回路的繞行方向，當(dāng)回路中的電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，該電壓前取考方向與回路繞行方向一致時(shí)，該電壓前取“”號(hào)，否則號(hào)，否則取取“”號(hào)。號(hào)。（1-10）u = 0 在圖在圖1-18所示電路中，已知所示電路中，已知 =3V， = 4V， =2V。試應(yīng)用。試應(yīng)用KVL求電壓求電壓 和和 。 1U2U3UxUyU方法一方法一 步驟一：任意選擇回路的繞行方步驟一：任意選擇回路的繞行方向，并標(biāo)注于圖中向，并標(biāo)注于圖中步驟二：據(jù)步驟二：據(jù)KVL列方程。當(dāng)回路中列方程。當(dāng)回路中的電壓參考方向與回路繞行方向一的電壓參考方向與回路繞行方向一

22、致時(shí)，該電壓前取致時(shí)，該電壓前取“”號(hào)，否則號(hào)，否則取取“”號(hào)。號(hào)?；芈坊芈罚?0X21 UUU回路回路： 0y3X2 UUUU例例1-5解解步驟三：將各已知電壓值代入步驟三：將各已知電壓值代入KVL方程，得方程，得0(-4V)V3 xUV7 xU回路回路： 回路回路： 02V7VV)4(y UV5 yU 兩套兩套“、”符號(hào)：符號(hào)： 在公式在公式u = 0 中，各電壓的參考方向與回路的繞行方向中，各電壓的參考方向與回路的繞行方向是否一致決定的是否一致決定的“、”號(hào)；號(hào)；電壓本身的電壓本身的“、”值。這就是值。這就是KVL定義式中電壓代數(shù)定義式中電壓代數(shù)和的真正含義。和的真正含義。方法二方法二利

23、用利用KVL的另一種形式，用的另一種形式，用“箭頭首尾銜接法箭頭首尾銜接法”，直接求回，直接求回路中惟一的未知電壓，其方法如圖路中惟一的未知電壓，其方法如圖1-19所示。所示。 回路回路： 回路回路： 7V3VV)4(12x UUU-5V(-4V)-7V-V22x3y UUUU將已知電壓與未知電壓的將已知電壓與未知電壓的參考方向箭頭首尾銜接參考方向箭頭首尾銜接 電路如圖電路如圖1-20所示，試求所示，試求 的表達(dá)式。的表達(dá)式。abUcbacabUUU IRU acSUU cbSUIRU abIRU acSUU cbSUIRU abIRU acSUU cbSUIRU abIRU acSUIRU

24、abSUU cb例例1-6解解 電路如圖電路如圖1-21a所示，試求開(kāi)關(guān)所示，試求開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合兩斷開(kāi)和閉合兩種情況下種情況下a點(diǎn)的電位。點(diǎn)的電位。 圖圖1-21a圖是電子電路中的一種習(xí)慣畫法，圖圖是電子電路中的一種習(xí)慣畫法，圖1-21a可改畫為圖可改畫為圖1-21b。 例例1-7解解（1）開(kāi)關(guān)）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí)據(jù)據(jù)KVL 1mAmA3152155 I（2+15+3）k = （5+15）V I由由“箭頭首尾銜接法箭頭首尾銜接法”得得 cobcabaoaUUUUV V13V)5118(V5k315 Io或或 doadaoaUUUV V13V)1512(V15k2 I2）開(kāi)關(guān)）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)閉合

25、時(shí)0a V 支支 路電流法是以支路電流為未知數(shù)，根據(jù)路電流法是以支路電流為未知數(shù)，根據(jù)KCL和和KVL列方程的一種方法。列方程的一種方法。 具有具有b條支路、條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路， 應(yīng)用應(yīng)用KCL只能列（只能列（n1）個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，）個(gè)節(jié)點(diǎn)方程， 應(yīng)用應(yīng)用KVL只能列只能列l(wèi) = b( n1 ) 個(gè)回路方程。個(gè)回路方程。1） 在電路圖上標(biāo)出所求支路電流參考方向，再選定在電路圖上標(biāo)出所求支路電流參考方向，再選定回路繞行方向。回路繞行方向。2）根據(jù)）根據(jù)KCL和和KVL列方程組。列方程組。3）聯(lián)立方程組，求解未知量。）聯(lián)立方程組，求解未知量。 如圖如圖1-22所示電路，已知所示電路，

26、已知 = 10， = 5， = 5， = 13V， = 6V，試求各支路電流及各元件上的功，試求各支路電流及各元件上的功率。率。1R2R3R1SU2SU （1）先任意選定各支路電流的參考方向和回路的繞行）先任意選定各支路電流的參考方向和回路的繞行方向，并標(biāo)于圖上。方向，并標(biāo)于圖上。 （2）根據(jù)）根據(jù)KCL列方程列方程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a 0321 III（3）根據(jù)）根據(jù)KVL列方程列方程 回路回路: 0122211 SSUUIRIR回路回路: 023322 SUIRIR例例1-8解解（4）將已知數(shù)據(jù)代入方程，整理得）將已知數(shù)據(jù)代入方程，整理得0321 IIIV751021 IIV65532 II（5）聯(lián)

27、立求解得）聯(lián)立求解得A8 . 01 IA2 . 02 IA13 I-10.4WW8 . 013111 IUPSS（6）各元件上的功率計(jì)算）各元件上的功率計(jì)算即電壓源即電壓源 發(fā)出功率發(fā)出功率10.4W；1SU-1.2WW2 . 06222 IUPSS即電壓源即電壓源 發(fā)出功率發(fā)出功率1.2W；2SU 6.4WW108 . 021211 RIPR即電阻即電阻 上消耗的功率為上消耗的功率為6.4W；1R 0.2WW52 . 022222 RIPR即電阻即電阻 上消耗的功率為上消耗的功率為0.2W；2R5WW5123233 RIPR即電阻即電阻 上消耗的功率為上消耗的功率為5W。3R電路功率平衡驗(yàn)證

28、：電路功率平衡驗(yàn)證：1）電路中兩個(gè)電壓源發(fā)出的功率為）電路中兩個(gè)電壓源發(fā)出的功率為10.4W1.2 W=11.6W 電路中電阻消耗的功率為電路中電阻消耗的功率為6.4W0.2W5W = 11.6W即即 = 發(fā)出發(fā)出p吸吸收收p可見(jiàn)，功率平衡?？梢?jiàn)，功率平衡。2） =（10.41.26.40.25）W = 032121RRSSPPPPP 即即 P = 0 （1-12）可見(jiàn)，功率平衡。可見(jiàn)，功率平衡。（1-11）網(wǎng)絡(luò)是指復(fù)雜的電路。網(wǎng)絡(luò)是指復(fù)雜的電路。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)A通過(guò)兩個(gè)端鈕與通過(guò)兩個(gè)端鈕與外電路聯(lián)接，外電路聯(lián)接，A叫二端叫二端網(wǎng)絡(luò)，如圖網(wǎng)絡(luò)，如圖1-23a所示。所示。圖圖1-23一、二端網(wǎng)絡(luò)等效的

29、概念一、二端網(wǎng)絡(luò)等效的概念二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)A與二端網(wǎng)絡(luò)與二端網(wǎng)絡(luò)A1 的端鈕的伏安特性相同時(shí)，即的端鈕的伏安特性相同時(shí)，即11,UUII 則稱則稱A與與A1 是兩個(gè)對(duì)外電路等效的網(wǎng)絡(luò)，如圖是兩個(gè)對(duì)外電路等效的網(wǎng)絡(luò)，如圖1-23b所示。所示。圖圖1-23據(jù)據(jù)KVL得得 RIIRRUUU )(212121RRR 串聯(lián)電路的等效電阻串聯(lián)電路的等效電阻 當(dāng)有當(dāng)有n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，其等效電阻為個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，其等效電阻為 nRRRRR 321（1-13） 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)21111RRURIRU 同理同理URRRU2122 注意注意電壓電壓參考方向參考方向所以所以 URRRU2111

30、 （1-14）URURRRURUIII1)11(212121 據(jù)據(jù)KCL得得 21111RRR 2121RRRRR 或或R稱為并聯(lián)電路的等效電阻稱為并聯(lián)電路的等效電阻 當(dāng)有當(dāng)有n個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其等效電阻的為：個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其等效電阻的為：nRRRRR11111321 （1-15） 用電導(dǎo)表示，即用電導(dǎo)表示，即nGGGGG 321IRRRRRRUI21211111 同理同理IRRRI2112 注意注意電流電流參考方向參考方向IRRRI2121 所以所以 （1-16） 如圖如圖1-26所示，有一滿偏電流所示，有一滿偏電流 ，內(nèi)，內(nèi)阻阻 = 1600的表頭，若要改變成能測(cè)量的表頭，若要改變成能測(cè)量1

31、mA的電流的電流表，問(wèn)需并聯(lián)的分流電阻為多大。表，問(wèn)需并聯(lián)的分流電阻為多大。 gRA100 gI要改裝成要改裝成1mA的電流表，應(yīng)使的電流表，應(yīng)使1mA的電流通過(guò)電流表時(shí)，表的電流通過(guò)電流表時(shí)，表頭指針剛好滿偏。頭指針剛好滿偏。 A900A)10100101(63 gRIIIggRRIRI 8 .1771600900100gRgRIIR例例1-9解解 多量程電流表如圖多量程電流表如圖1-27所示。所示。A,100 gI 1600gR1R2R3RI1 mA擋：擋： 當(dāng)分流器當(dāng)分流器S在位置在位置“3”時(shí)，時(shí)，量程為量程為1 mA，分流電阻，分流電阻為為 ，由例，由例1-9可知，分流電阻可知，分流

32、電阻321RRR 8 .177321RRR例例1-10，今欲擴(kuò)大量程，今欲擴(kuò)大量程 為為1 mA，10 mA，1A三擋，試求電阻三擋，試求電阻 、 和和 的值。的值。解解1A擋：擋：當(dāng)分流器當(dāng)分流器S在位置在位置“1”時(shí)，量程為時(shí)，量程為1 A，即，即 ， 此時(shí)，此時(shí)， 與（與（ ）并聯(lián)分流，有并聯(lián)分流，有 A1 I1R32RRRg 321RRRIRIIggg 1778. 08 .177160011010063211RRRRIIRgg10 mA擋：擋：當(dāng)分流器當(dāng)分流器S在位置在位置“2”時(shí)，量程為時(shí)，量程為1 0mA，即，即 mA，此時(shí)，此時(shí)， 與（與（ ）并聯(lián)分流，有并聯(lián)分流，有10 I 2

33、1RR 3RRg 321RRIRRIIggg 78.178 .17716001010101003632121RRRRIIRRgg 6 .17)1778. 078.17(78.1712RR 160)78.178 .177(3R 電路如圖電路如圖1-28所示，試求開(kāi)關(guān)所示，試求開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合兩種斷開(kāi)和閉合兩種情況下情況下b點(diǎn)的電位。點(diǎn)的電位。 （1）開(kāi)關(guān)）開(kāi)關(guān)S閉合前閉合前0.5mAmA3215515 IIV 3kV5b6.5V5V0.5V3b V（2）開(kāi)關(guān)）開(kāi)關(guān)S閉合后閉合后2VV5322ab VV0a V由于由于 2Vb V所以所以 例例1-11解解和內(nèi)阻實(shí)際電源都有內(nèi)阻。理想電源實(shí)際上是不

34、存在的。實(shí)際電源都有內(nèi)阻。理想電源實(shí)際上是不存在的。實(shí)際電壓源，可以用理想電壓源實(shí)際電壓源，可以用理想電壓源和內(nèi)阻和內(nèi)阻 串聯(lián)來(lái)建立模型。串聯(lián)來(lái)建立模型。 SRSU實(shí)際電壓源模型實(shí)際電壓源模型實(shí)際電源都有內(nèi)阻。理想電源實(shí)際上是不存在的。實(shí)際電源都有內(nèi)阻。理想電源實(shí)際上是不存在的。實(shí)際電流源，可以用理想電流源實(shí)際電流源，可以用理想電流源和內(nèi)阻和內(nèi)阻 并聯(lián)來(lái)建立模型。并聯(lián)來(lái)建立模型。 SR SI等效原則：對(duì)外電路等效，即等效原則：對(duì)外電路等效，即1II 1UU sSIRUU /11SSRUII SSSRIRIU 11SSSRIU SSRR 根據(jù)等效原則得根據(jù)等效原則得試完成如圖試完成如圖1-30所

35、示電路的等效變換所示電路的等效變換。已知已知 A， =2，則則 =22 V= 4V =22 SISR SSSRIU SSRR 已知已知 =6V， =3，則，則 =3 SUSRA2A36 SSSRUISSRR 例例1-12解解1. 電壓源從負(fù)極到正極的方向與電流源的方向在變換前后電壓源從負(fù)極到正極的方向與電流源的方向在變換前后應(yīng)一致。應(yīng)一致。2. 實(shí)際電源的等效變換僅實(shí)際電源的等效變換僅對(duì)外電路等效對(duì)外電路等效，即對(duì)計(jì)算外電路，即對(duì)計(jì)算外電路的電流、電壓等效，而對(duì)計(jì)算電源內(nèi)部的電流、電壓的電流、電壓等效，而對(duì)計(jì)算電源內(nèi)部的電流、電壓不等效。不等效。3. 理想電流源與理想電壓源不能等效，因?yàn)樗鼈兊姆蔡乩硐腚娏髟磁c理想電壓源不能等效，因?yàn)樗鼈兊姆蔡匦酝耆煌?。性完全不同。?duì)含源混聯(lián)二端網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)，可根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，靈活對(duì)含源混聯(lián)二端網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)，可根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，靈活運(yùn)用上述方法。運(yùn)用上述方法。其原則是：其原則是：先各個(gè)局部化簡(jiǎn)，后整體化簡(jiǎn)；先各個(gè)局部化簡(jiǎn)，后整體化簡(jiǎn)；先從二端網(wǎng)絡(luò)端鈕的里側(cè)，逐步向端鈕側(cè)化簡(jiǎn)。先從二端網(wǎng)絡(luò)端鈕的里側(cè)，逐步向端鈕側(cè)化簡(jiǎn)。3R3IA4A5201 SI2A A5102 SI1.電源轉(zhuǎn)換電源轉(zhuǎn)換例例1-13解解A6A)24(21 SSSIII 5 . 25555SR2AA6