高職高專電工電子技術(shù)電路的基本概念定律與分析方法ppt課件

1、主要內(nèi)容電路的基本概念電路的基本概念電路的基本元件電路的基本元件基爾霍夫定律基爾霍夫定律電路的分析方法電路的分析方法1.1 電路的基本概念一、電路與電路模型汽車照明電路汽車照明電路 電源：提供能量電源：提供能量負(fù)載：消耗能量負(fù)載：消耗能量開(kāi)關(guān)：控制電路工作開(kāi)關(guān)：控制電路工作 電路模型：用若干理想元件的某種組合來(lái)描述實(shí)電路模型：用若干理想元件的某種組合來(lái)描述實(shí)際電路。際電路。實(shí)際電路實(shí)際電路 電路模型電路模型+R理想元件理想元件 電路組成：電路組成： 電池為燈泡提供電能，稱之為電源或信號(hào)源；電池為燈泡提供電能，稱之為電源或信號(hào)源； 燈泡將電能轉(zhuǎn)換為光能和熱能，稱之為負(fù)載；燈泡將電能轉(zhuǎn)換為光能和熱

2、能，稱之為負(fù)載； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線用來(lái)傳輸、分配電能，稱之為中間環(huán)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線用來(lái)傳輸、分配電能，稱之為中間環(huán)節(jié)節(jié) 電路的工作狀態(tài)：電路的工作狀態(tài)： 常態(tài)：手電筒電路正常工作的狀態(tài)；常態(tài)：手電筒電路正常工作的狀態(tài)； 開(kāi)路：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的狀態(tài)；開(kāi)路：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的狀態(tài)； 短路：電源電極直接用導(dǎo)線相連的狀態(tài)，可能會(huì)短路：電源電極直接用導(dǎo)線相連的狀態(tài)，可能會(huì)燒毀電源或設(shè)備。燒毀電源或設(shè)備。1、能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配、能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配2、信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理、信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理二、 電流、電壓及參考方向1、電流、電流I，i）（）（Current）dtdqi 直流直流(DC)交流交流(AC) 電路的工作是以

3、其中的電壓、電流、功率等物理量來(lái)電路的工作是以其中的電壓、電流、功率等物理量來(lái)描述的。描述的。在復(fù)雜電路中難于判斷元件中電流的實(shí)際方在復(fù)雜電路中難于判斷元件中電流的實(shí)際方向，電流如何求解？向，電流如何求解？ UsIsRIRab電流方向電流方向ab？電流方向電流方向ba？iabi 0參考參考方向方向真實(shí)真實(shí)方向方向 如果求出的電流值為正即如果求出的電流值為正即i 0 ，說(shuō)明參考方向與，說(shuō)明參考方向與實(shí)際方向一致，若實(shí)際方向一致，若i 0則說(shuō)明參考方向與實(shí)際方向則說(shuō)明參考方向與實(shí)際方向相反。相反。2、電壓、電壓U，u）（）（ Voltage）dq u 電場(chǎng)失去電場(chǎng)失去dwabdq u電場(chǎng)得到電場(chǎng)得

4、到dwabbaabuudqdwu 正電荷由正電荷由a移到移到b，若失去能量，若失去能量(電勢(shì)能電勢(shì)能)，則，則uaub，即，即a端為正端為正b端為負(fù)；若得到能量，則端為負(fù)；若得到能量，則ua0 +電壓參考方向的標(biāo)注方式：電壓參考方向的標(biāo)注方式：用參考極性表示用參考極性表示用箭頭表示用箭頭表示用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示+uuabuab真實(shí)真實(shí)方向方向參考參考方向方向abiu+ 3、關(guān)聯(lián)參考方向、關(guān)聯(lián)參考方向 對(duì)一個(gè)元件，電流參考方向和電壓參考方向?qū)σ粋€(gè)元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨(dú)立地任意確定，但為了方便起見(jiàn)，?？梢韵嗷オ?dú)立地任意確定，但為了方便起見(jiàn)，常常將其取為一致，稱關(guān)聯(lián)方向；如不

5、一致，稱非常將其取為一致，稱關(guān)聯(lián)方向；如不一致，稱非關(guān)聯(lián)方向。關(guān)聯(lián)方向。(a)關(guān)聯(lián)方向關(guān)聯(lián)方向abiu+(b)非關(guān)聯(lián)方向非關(guān)聯(lián)方向如果采用關(guān)聯(lián)方向，在標(biāo)示時(shí)標(biāo)出一種即可。如果采用關(guān)聯(lián)方向，在標(biāo)示時(shí)標(biāo)出一種即可。如果采用非關(guān)聯(lián)方向，則必須全部標(biāo)示。如果采用非關(guān)聯(lián)方向，則必須全部標(biāo)示。例例1.1在圖在圖a電路中，電路中，Uab= 5V，問(wèn)，問(wèn)a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)哪點(diǎn)電位高？哪點(diǎn)電位高？+uabab（a）+u1ab+u2（b）在圖在圖b電路中，電路中，U1= 6V，U2= 4V，問(wèn)，問(wèn)Uab？ 解：解：在圖在圖a電路中電路中Ua0p0w 1 u_2u 3ui例例1.2已知已知i =1A，u1=3V，u2=

6、7V，u3=10V，求求ab、bc、ca三部分電路吸收的功率三部分電路吸收的功率P1、P2、P3。解：解： 11 3 13WPui 吸收 22 7 17W Pui 吸收 33 10 110W Pui 吸收 1 2 3 0PPP吸收吸收吸收（實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）（實(shí)際提供）（實(shí)際提供）功率平衡功率平衡1.2 電路的基本元件電阻元件是一種消耗電能的二端元件。電阻元件是一種消耗電能的二端元件。關(guān)聯(lián)方向時(shí)：關(guān)聯(lián)方向時(shí)： u =Ri或或 i =Gu功率：功率：RuRiuip22 電路符號(hào)電路符號(hào):+uiR非關(guān)聯(lián)方向時(shí)：非關(guān)聯(lián)方向時(shí)：u Ri線性電阻的伏安特性曲線線性電阻的伏安特

7、性曲線R:電阻參數(shù)，表征阻礙電阻參數(shù)，表征阻礙電流流過(guò)的能力電流流過(guò)的能力,單位單位。G:電導(dǎo)參數(shù)，單位電導(dǎo)參數(shù)，單位 S。歐姆定律：歐姆定律：1GR（1開(kāi)路開(kāi)路電阻元件的兩種特殊情況電阻元件的兩種特殊情況當(dāng)一個(gè)電阻元件中的電流當(dāng)一個(gè)電阻元件中的電流i不不論為何值時(shí)，它的端電壓論為何值時(shí)，它的端電壓u恒恒為零，則稱為零，則稱“短路短路”，即，即R=0。當(dāng)一個(gè)電阻元件的端電壓當(dāng)一個(gè)電阻元件的端電壓u不論為何值時(shí)，流過(guò)它的電不論為何值時(shí)，流過(guò)它的電流恒為零，則稱流恒為零，則稱“開(kāi)路開(kāi)路”，即即R。（2短路短路伏安關(guān)系伏安關(guān)系電路符號(hào)：電路符號(hào)：C為電容參數(shù)，表征電容儲(chǔ)存電荷的能力，單位：法拉為電容

8、參數(shù)，表征電容儲(chǔ)存電荷的能力，單位：法拉(F)電容元件是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的電容元件是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。元件。Cui+ dtduCi i du /dt。只有電容上的電壓變化。只有電容上的電壓變化時(shí)，電容兩端才有電流。時(shí)，電容兩端才有電流。 在直流電路中，電容上即使有電壓，在直流電路中，電容上即使有電壓，但但 i = 0，相當(dāng)于開(kāi)路，即，相當(dāng)于開(kāi)路，即 電容具有電容具有隔直作用。隔直作用。qCu diCutC 1 diCUtC 010伏安關(guān)系伏安關(guān)系UC(0)為初始時(shí)刻為初始時(shí)刻t0時(shí)電容的初始電壓，反映時(shí)電容的初始電壓，反映t0前前“歷史中電容電流的積累效應(yīng)歷史中電容電流的積累效應(yīng)

9、電容對(duì)它的電容對(duì)它的電流具有記憶能力。電流具有記憶能力。電容元件中的電場(chǎng)能量電容元件中的電場(chǎng)能量2)(21CuCuduuidtWttuc 電容元件儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量只和考察時(shí)刻它的端電壓電容元件儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量只和考察時(shí)刻它的端電壓數(shù)值有關(guān)。數(shù)值有關(guān)。電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。i電路符號(hào)電路符號(hào)為磁鏈?zhǔn)谴磐ㄅc匝數(shù)的乘積為磁鏈?zhǔn)谴磐ㄅc匝數(shù)的乘積 L為電感參數(shù)，表征電感匝聯(lián)磁為電感參數(shù)，表征電感匝聯(lián)磁鏈的能力。鏈的能力。 單位：亨利單位：亨利 (H)Li+ uL伏安關(guān)系伏安關(guān)系dtdiLu 只有電感上的電流變化時(shí)，只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓

10、。在直流電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流電路中，電感上即使有電流通過(guò)，但通過(guò)，但 u = 0，相當(dāng)于短路。，相當(dāng)于短路。Li伏安關(guān)系伏安關(guān)系 duLitL 1 duLIitL 010I(0)為初始時(shí)刻為初始時(shí)刻t0時(shí)電感上的初始電流，反映時(shí)電感上的初始電流，反映t0前前“歷史中電感電壓的積累效應(yīng)歷史中電感電壓的積累效應(yīng)電感對(duì)它的電感對(duì)它的電壓具有記憶能力。電壓具有記憶能力。電感元件中的磁場(chǎng)能量電感元件中的磁場(chǎng)能量2)(21LiLidiuidtWttiL 電感在某一時(shí)刻所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量只與該時(shí)刻電流電感在某一時(shí)刻所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量只與該時(shí)刻電流的瞬時(shí)值有關(guān)。的瞬時(shí)值有關(guān)。兩種電源：

11、電壓源和電流源兩種電源：電壓源和電流源1 1電壓源恒壓源）電壓源恒壓源）IUabUs特點(diǎn)（特點(diǎn)（ 1 1無(wú)論負(fù)載電阻如何變化，輸出電壓不變。無(wú)論負(fù)載電阻如何變化，輸出電壓不變。 （ 2 2電源中的電流由外電路決定，輸出功電源中的電流由外電路決定，輸出功率率 可以無(wú)窮大?？梢詿o(wú)窮大。IUs+abUab可見(jiàn)，恒壓源中的電流由外電路決定?？梢?jiàn)，恒壓源中的電流由外電路決定。設(shè)設(shè): Us=10V當(dāng)當(dāng)R1 、R2 同時(shí)接入時(shí)同時(shí)接入時(shí):當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí):2R1IUs+abUab2R2I=5AI=10A例例1.3實(shí)際電壓源模型實(shí)際電壓源模型:由理想電壓源串聯(lián)一個(gè)電阻組成由理想電壓源串聯(lián)一個(gè)電阻組成U =

12、 Us IRs當(dāng)當(dāng)Rs = 0 時(shí)，實(shí)際電壓源模型就變成恒壓源模型。時(shí)，實(shí)際電壓源模型就變成恒壓源模型。UIRs+UsRLIU0 Us理想電壓源理想電壓源實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源Rs越大越大斜率越大斜率越大電源內(nèi)阻，表電源內(nèi)阻，表示內(nèi)部損耗示內(nèi)部損耗特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1輸出電流不變，其值恒等于電流源電流輸出電流不變，其值恒等于電流源電流 Is 。（2輸出電壓由外電路決定。輸出電壓由外電路決定。 2 2） 電流源恒流源電流源恒流源) )IIsabUabIUabIs設(shè)設(shè): Is=1 A R=10 時(shí)，時(shí)， Uab =10 V R=1 時(shí)，時(shí)， Uab =1 V那么那么: :可見(jiàn)，恒流源兩端電壓由外電路決定

13、?？梢?jiàn)，恒流源兩端電壓由外電路決定。IIsabUab R例例1.4IsUIRsI = Is U / Rs 當(dāng)內(nèi)阻當(dāng)內(nèi)阻Rs = 時(shí)，實(shí)際電流源模型就變成恒流源時(shí)，實(shí)際電流源模型就變成恒流源模型。模型。實(shí)際電流源模型實(shí)際電流源模型:由理想電流源并聯(lián)一個(gè)電阻組成由理想電流源并聯(lián)一個(gè)電阻組成UIRsIsRLRs越大越大特性越陡特性越陡例例1.5（1求圖示電路中電流源求圖示電路中電流源兩端的電壓。兩端的電壓。（2當(dāng)電壓源的電壓或電當(dāng)電壓源的電壓或電阻的阻值變化時(shí)，電流源阻的阻值變化時(shí)，電流源的輸出電流是否變化？電的輸出電流是否變化？電流源的電壓是否變化？流源的電壓是否變化？ 1A10+10VUU=10

14、110=0（1）（2） 不變化不變化;變化。變化。恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量 Uab = Us （常數(shù)）（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)影響。無(wú)影響。 I = Is （常數(shù)）（常數(shù)）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無(wú)影響。無(wú)影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定Us

15、+abIUababIUabIs1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律KCL 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律KVL基爾霍夫定律用于描述由元件之間連接方式所基爾霍夫定律用于描述由元件之間連接方式所形成的約束關(guān)系。形成的約束關(guān)系。沒(méi)有分叉且包含一個(gè)或多個(gè)元件的電路稱為支沒(méi)有分叉且包含一個(gè)或多個(gè)元件的電路稱為支路。路。b3條或條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。條以上支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。n由一條或多條支路所組成的閉合路徑稱為回路。由一條或多條支路所組成的閉合路徑稱為回路。l內(nèi)部不另含支路的回路，稱為網(wǎng)孔，又稱單回內(nèi)部不另含支路的回路，稱為網(wǎng)孔，又稱單回路。路。m結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)

16、雜的電路，稱為網(wǎng)絡(luò)。結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的電路，稱為網(wǎng)絡(luò)。N +us1 i1R1i2i3R2R3 + us2 abcde一、相關(guān)概念一、相關(guān)概念圖示電路有圖示電路有 條支路，條支路， 個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)， 個(gè)回路，個(gè)回路， 個(gè)網(wǎng)孔。個(gè)網(wǎng)孔。 3322二、基爾霍夫電流定律KCL任一時(shí)刻，對(duì)任一結(jié)點(diǎn)，流入結(jié)點(diǎn)的電任一時(shí)刻，對(duì)任一結(jié)點(diǎn)，流入結(jié)點(diǎn)的電流恒等于流出結(jié)點(diǎn)的電流。流恒等于流出結(jié)點(diǎn)的電流。表述一表述一基爾霍夫電流定律應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)處?；鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用于結(jié)點(diǎn)處。 出出入入ii 0 i表述二表述二任何時(shí)刻，通過(guò)任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒任何時(shí)刻，通過(guò)任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。等于零。i1i4i6i5 i2i4

17、0若取流出為正若取流出為正在圖示電路中在圖示電路中對(duì)于結(jié)點(diǎn)對(duì)于結(jié)點(diǎn)a對(duì)于結(jié)點(diǎn)對(duì)于結(jié)點(diǎn)b基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展：基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展：結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn) 任意閉合任意閉合面面i1 i2i3 0U2U3U1+RR1R+_+RII=?I = 0運(yùn)用:將多個(gè)電流源的并聯(lián)化簡(jiǎn)成一個(gè)電流源123ssssIIII三、基爾霍夫電壓定律KVL表述二：任一時(shí)刻，沿任一表述二：任一時(shí)刻，沿任一回路繞行一周，回路中各元回路繞行一周，回路中各元件電壓的代數(shù)和恒等于零件電壓的代數(shù)和恒等于零 回路中支路電壓間的約束關(guān)系可用基爾霍夫電壓回路中支路電壓間的約束關(guān)系可用基爾霍夫電壓定律表示。定律表示。 升升降降uu表述一：在任一時(shí)刻，沿

18、表述一：在任一時(shí)刻，沿任一回路繞行一周，電壓任一回路繞行一周，電壓升之和恒等于電壓降之和升之和恒等于電壓降之和 0uUs3+I+R1Us1Us2R2+UR1UR2順時(shí)針繞行順時(shí)針繞行UR1Us2+Us3+UR2 Us1=0UR1+Us3+UR2 =Us2+Us1Uab+10V+I+30V8V53Uab5I + 8或或Uab103I + 30運(yùn)用:將多個(gè)電壓源的串聯(lián)化簡(jiǎn)成一個(gè)電壓源123UUUU四、注意問(wèn)題1.KCL、KVL定律具有普遍性。 適用范圍廣，適用于由各種不同元件所構(gòu)成得電路。如直流和交流，線性和非線性電路等。2.必須標(biāo)注參考方向。 把KCL應(yīng)用到某一結(jié)點(diǎn)時(shí)，必須指定支路電流參考方向；

19、列寫KVL方程時(shí)，必須標(biāo)注各支路元件電壓參考方向，規(guī)定回路的繞行方向。3.注意符號(hào)：（1列寫KCL方程時(shí)支路電流、號(hào)的確定，一般規(guī)定流出結(jié)點(diǎn)的支路電流取+，流入取 ；（2列寫KVL方程時(shí)巡行方向及方程中元件電壓、號(hào)的確定，一般規(guī)定電壓降方向與巡行方向一致時(shí)元件電壓取，相反取。 圖示電路的基爾霍夫電壓方程為圖示電路的基爾霍夫電壓方程為 。AU = Us + IR BU = Us IR；CU = Us + IR DU = Us IR 例例1.6B例1.7求圖所示電路中電求圖所示電路中電壓壓Us和電流和電流 I。 +5A6A15AI1.51213Us解：解：I1.5I1.5= 15 I14AI6 5

20、1A由廣義結(jié)點(diǎn)由廣義結(jié)點(diǎn)由右結(jié)點(diǎn)由右結(jié)點(diǎn)I12I3= 15 + I1218A由中間結(jié)點(diǎn)由中間結(jié)點(diǎn)A3125 . 11411512 II3Us3 I3+12 I12 90 V由右回路由右回路由左回路由左回路1.4 電路的分析方法電路的分析方法 電路的等效化簡(jiǎn)電路的等效化簡(jiǎn) 支路電流分析法支路電流分析法 結(jié)點(diǎn)電壓分析法選講）結(jié)點(diǎn)電壓分析法選講） 疊加原理疊加原理 戴維南定理戴維南定理 諾頓定理選講）諾頓定理選講） 電路中電位的計(jì)算電路中電位的計(jì)算一、電路的等效化簡(jiǎn)一、電路的等效化簡(jiǎn)等效的概念等效的概念電阻串并聯(lián)接的等效變換電阻串并聯(lián)接的等效變換實(shí)際電源模型間的等效互換實(shí)際電源模型間的等效互換在端口

21、上具有相同電壓電流關(guān)系即伏安關(guān)系，在端口上具有相同電壓電流關(guān)系即伏安關(guān)系，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為VAR的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路稱為等效電路。的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路稱為等效電路。+ uiN1外電路外電路+ uiN2外電路外電路 將某一電路用與其等效的電路替換的過(guò)程稱為等將某一電路用與其等效的電路替換的過(guò)程稱為等效變換。將電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使外電效變換。將電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使外電路的分析計(jì)算得到簡(jiǎn)化。路的分析計(jì)算得到簡(jiǎn)化。N1與與N2對(duì)外電路的影響是相同的。對(duì)外電路的影響是相同的。1、等效的概念n個(gè)電阻串聯(lián)可等效為一個(gè)電阻個(gè)電阻串聯(lián)可等效為一個(gè)電阻n21eqRRRR Reqiu +baN2R1R2

22、Rniu+ b+ +u1u2unN1a分壓公式分壓公式uRRiRueqkkk 兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)uRRRu2111 uRRRu2122 電阻串聯(lián)使用多用于分壓。電阻串聯(lián)使用多用于分壓。(1)電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)2、電阻串并聯(lián)接的等效變換(2)電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)Reqiu +baN2R1R2Rnii1i2inab+ uN112eq1212RRR =R R =R +R兩個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為兩個(gè)電阻并聯(lián)的等效電阻為Geq= G1+ G2+ +GnnRRRR111121eq 或或兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)iRRRi2121 iRRRi2112 R1R2Rnii1i2inab+ uN1分

23、流公式分流公式iGGuGieqkkk 電阻并聯(lián)使用多用于分流。電阻并聯(lián)使用多用于分流。例例1.8 在圖示電路中，要在在圖示電路中，要在12V的直流電源上使的直流電源上使6 V、50 mA的燈泡正常發(fā)光，應(yīng)采用哪種聯(lián)接電路？的燈泡正常發(fā)光，應(yīng)采用哪種聯(lián)接電路？ +12V120（a）+12V120120（b）3、實(shí)際電源模型間的等效互換可見(jiàn)一個(gè)實(shí)際電源可用可見(jiàn)一個(gè)實(shí)際電源可用兩種電路模型表示：一兩種電路模型表示：一種為電壓源種為電壓源Us和內(nèi)阻和內(nèi)阻Rs串聯(lián)，另一種為電流源串聯(lián)，另一種為電流源Is和內(nèi)阻和內(nèi)阻 并聯(lián)。并聯(lián)。uiRs+UsuiRsIsui0電流源電流源Is電壓源電壓源Us實(shí)際電源的伏

24、安特性實(shí)際電源的伏安特性iRUuss ssRuIi sRsssssUR IRR UsRs+ abui+ iuIsRsab 同一個(gè)實(shí)際電源的兩種模型對(duì)外電路等效，等同一個(gè)實(shí)際電源的兩種模型對(duì)外電路等效，等效條件為：效條件為：iRUuss ssRuIi iRRIusss 例例1.9用電源模型等效變換的方法求圖用電源模型等效變換的方法求圖a電路的電電路的電流流i1和和i2。將原電路變換為圖將原電路變換為圖c電路，由此可得：電路，由此可得：A1351052 iA121221 ii解：解：例例1.102A2i244電阻對(duì)該支路電流是否有影響？電阻對(duì)該支路電流是否有影響？2A2i2 凡與電流源串聯(lián)的元件，

25、在求其它支路電凡與電流源串聯(lián)的元件，在求其它支路電壓、電流時(shí)不起作用，該元件可視為短路。壓、電流時(shí)不起作用，該元件可視為短路。例例1.11求求 U =?解：解：5電阻對(duì)電阻對(duì)ab間電壓有無(wú)影響？間電壓有無(wú)影響？U =4V若將若將5電阻換成電流源，電阻換成電流源，情況如何？情況如何？6V2U51+ab6V2U1+ab凡是與電壓源并聯(lián)的元件，在求其它支路電壓、凡是與電壓源并聯(lián)的元件，在求其它支路電壓、電流時(shí)不起作用，該元件可視為開(kāi)路。電流時(shí)不起作用，該元件可視為開(kāi)路。(1) “等效是指等效是指“對(duì)外等效等效互換前后對(duì)外伏對(duì)外等效等效互換前后對(duì)外伏-安安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。特性一致），對(duì)內(nèi)不等效

26、。RL=時(shí)時(shí)例如：例如：Rs中不消耗能量中不消耗能量Rs中則消耗能量中則消耗能量0s IIUUU等效變換的注意事項(xiàng)等效變換的注意事項(xiàng)對(duì)內(nèi)不對(duì)內(nèi)不等效等效UIRsIsRLUIRs+UsRL對(duì)外等效對(duì)外等效(2) 注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 Us 與與 Is 的方向的方向uiRs+UsuiRsIsuiRs+UsuiRsIs(3) 恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓源和恒流源不能等效互換IUs+abUabIIsabUab(4) 進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，恒壓源串電阻和恒流源并電進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，恒壓源串電阻和恒流源并電阻兩者之間均可等效變換。阻兩者之間均可等效變換。Rs和和 Rs不一定特指不一定特指電源內(nèi)阻。電源內(nèi)阻

27、。留意：恒壓源并電阻和恒流源串電阻兩者之間不可留意：恒壓源并電阻和恒流源串電阻兩者之間不可等效變換。等效變換。二、支路電流分析法二、支路電流分析法 支路電流法是最基本的電路分析法，它是以支支路電流法是最基本的電路分析法，它是以支路電流為待求量，應(yīng)用路電流為待求量，應(yīng)用KCL、KVL分別對(duì)結(jié)點(diǎn)和分別對(duì)結(jié)點(diǎn)和回路列方程組，而后求解電流的方法?；芈妨蟹匠探M，而后求解電流的方法。 闡明：闡明：（1對(duì)具有對(duì)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路應(yīng)用基爾霍夫電流定個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路應(yīng)用基爾霍夫電流定律只能得到律只能得到(n-1)個(gè)獨(dú)立方程。個(gè)獨(dú)立方程。（2對(duì)具有對(duì)具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)個(gè)結(jié)點(diǎn)b條支路的電路應(yīng)用基爾霍條支路的電路應(yīng)用基爾霍夫電

28、壓定律只能得到夫電壓定律只能得到b-(n-1)個(gè)獨(dú)立方程。個(gè)獨(dú)立方程。技巧：平面網(wǎng)絡(luò)技巧：平面網(wǎng)絡(luò),通?？蓪?duì)網(wǎng)孔列出。通常可對(duì)網(wǎng)孔列出。（3應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律一共可應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律一共可以列出以列出(n-1)+b- (n-1)=b個(gè)獨(dú)立方程，能夠解出個(gè)獨(dú)立方程，能夠解出b個(gè)支路電流。個(gè)支路電流。（1b=3，各支路電，各支路電流參考方向如圖。流參考方向如圖。（2n=2，可列出，可列出21=1個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的KCL方程。方程。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a（3獨(dú)立的獨(dú)立的KVL方程數(shù)為方程數(shù)為3(21)=2個(gè)。個(gè)。回路回路I回路回路0321 III0625413 II054432 II用支路

29、電流法求輸出電壓用支路電流法求輸出電壓Uo。例例1.12Uo+4V2+6V54解：解：I1I2I3abI0321 III25231 II45432 II解出：解出：I2=1AUo=4V例例1.13+20V6A61024I1I2+U用支路電流法求用支路電流法求U（1b=3，各支路電，各支路電流參考方向如圖。流參考方向如圖。（2n=2，有，有1個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的KCL方程。方程。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a（3只有只有2個(gè)待求電流，還需個(gè)待求電流，還需1個(gè)個(gè)KVL方程。方程。0621 II204106221 IIIa621 II2014621 II解得：解得：I22.8A由由KVL：21462IU V2 .51 避開(kāi)

30、電流源列避開(kāi)電流源列KVL方程方程支路電流分析法解題步驟：支路電流分析法解題步驟：（1確定電路的支路數(shù)確定電路的支路數(shù)b，選定各支路電流，選定各支路電流的參考方向。的參考方向。（2對(duì)對(duì)n1個(gè)結(jié)點(diǎn)列個(gè)結(jié)點(diǎn)列KCL方程。方程。（3對(duì)對(duì)b（n1）個(gè)回路一般選網(wǎng)孔列個(gè)回路一般選網(wǎng)孔列KVL方程。方程。（4聯(lián)解上列方程組，求出各支路電流。聯(lián)解上列方程組，求出各支路電流。三、結(jié)點(diǎn)電壓分析法選講）三、結(jié)點(diǎn)電壓分析法選講） 以結(jié)點(diǎn)電壓為未知變量，應(yīng)用以結(jié)點(diǎn)電壓為未知變量，應(yīng)用KCL對(duì)對(duì)(n 1)個(gè)個(gè)獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列出所需要的方程組，而后解出各未知獨(dú)立結(jié)點(diǎn)列出所需要的方程組，而后解出各未知電壓。電壓。 521 1.4

31、A3.1AU1U2+521 1.4A3.1AU1U2521 1.4A3.1AU1U2應(yīng)用應(yīng)用KCL結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)1：1 . 352211 UUU1 . 32 . 07 . 021 UU結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)2：）（4 . 151122 UUU4 . 12 . 12 . 021 UUU1= 5VU2= 2VU5= U1 U2= 3V進(jìn)一步可計(jì)算出每個(gè)元件的功率。進(jìn)一步可計(jì)算出每個(gè)元件的功率。1 . 32 . 07 . 021 UU4 . 12 . 12 . 021 UU例例1.14Uo+4V2+6V54用結(jié)點(diǎn)電壓法求輸出電壓用結(jié)點(diǎn)電壓法求輸出電壓Uo。U（1選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。解：解：（

32、2列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的的KCL方程。方程。045426 UUU5426415121 U）（0.95U = 3.8Uo = U = 4V（2求出結(jié)點(diǎn)電壓求出結(jié)點(diǎn)電壓U及輸出電壓及輸出電壓Uo 。例例1.15+18V6A6824+UUn用結(jié)點(diǎn)電壓法求用結(jié)點(diǎn)電壓法求U。注意與電流注意與電流源串聯(lián)的電源串聯(lián)的電阻在列寫阻在列寫KCL方程時(shí)方程時(shí)作短路處理作短路處理（1選參考點(diǎn)，確定結(jié)選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。點(diǎn)電壓。解：解：（2列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的的KCL方程。方程。618 nU6 012nUV36nUV4862 nUU例例1.162kI12V+ + 16V4

33、k4k1k2kU1U2思索：若右邊思索：若右邊4k電阻短路，結(jié)點(diǎn)電壓方程該如何電阻短路，結(jié)點(diǎn)電壓方程該如何列寫？列寫？用結(jié)點(diǎn)電壓法求用結(jié)點(diǎn)電壓法求I。（1選參考點(diǎn)，確定選參考點(diǎn)，確定結(jié)點(diǎn)電壓。結(jié)點(diǎn)電壓。解：解：（2列出以結(jié)點(diǎn)電壓列出以結(jié)點(diǎn)電壓為變量的為變量的KCL方程。方程。221211UU 0121 UU41212UUU 04162 U6221 UU45 . 021 UUU1=1V，U2=-2VmA3121 UUI四、四、 疊加原理疊加原理1、相關(guān)概念、相關(guān)概念 線性電路：待求電路中所有元件均是線性元件的線性電路：待求電路中所有元件均是線性元件的電路。電路。 鼓勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流稱

34、為激勵(lì)。鼓勵(lì)：電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)。 呼應(yīng)：由激勵(lì)作用于電路各部分所產(chǎn)生的電壓或呼應(yīng)：由激勵(lì)作用于電路各部分所產(chǎn)生的電壓或電流稱為響應(yīng)。電流稱為響應(yīng)。 疊加原理研究的就是線性電路中激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系，疊加原理研究的就是線性電路中激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系，反映各個(gè)激勵(lì)的獨(dú)立性的原理。反映各個(gè)激勵(lì)的獨(dú)立性的原理。 2.基本內(nèi)容：基本內(nèi)容：對(duì)于任何一個(gè)含有多個(gè)電源的線性電路中，每一條支路對(duì)于任何一個(gè)含有多個(gè)電源的線性電路中，每一條支路的響應(yīng)電壓或電流都可以看成每個(gè)電源電壓源或電的響應(yīng)電壓或電流都可以看成每個(gè)電源電壓源或電流源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)和。流源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生響應(yīng)的代

35、數(shù)和。所有電源共同作用時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)成為響應(yīng)總量；每個(gè)電所有電源共同作用時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)成為響應(yīng)總量；每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)稱為響應(yīng)分量。源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)稱為響應(yīng)分量。3.理解驗(yàn)證：理解驗(yàn)證：根據(jù)疊加原理可以知道，兩個(gè)根據(jù)疊加原理可以知道，兩個(gè)電源共同作用相當(dāng)于每個(gè)電源單電源共同作用相當(dāng)于每個(gè)電源單獨(dú)作用產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)和。獨(dú)作用產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)和。RURURUUISSSS2121 拆分這里涉及某個(gè)電源單獨(dú)作用，這里涉及某個(gè)電源單獨(dú)作用，其他電源不起作用的問(wèn)題，其他電源不起作用的問(wèn)題，這個(gè)過(guò)程也叫除源。這個(gè)過(guò)程也叫除源。除源：除掉的電源取零值。除源：除掉的電源取零值。US1單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作

36、用時(shí)， US2單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作用時(shí)， 總量總量 除源的原則電壓源作短路處理，電流源作開(kāi)路處理。RUIS1RUIS2 RURUIIISS21 例例1.1730V+ab1010465A用疊加定理求用疊加定理求4電阻的功率。電阻的功率。解：解：能否用疊加定理直接求功率？能否用疊加定理直接求功率？30V+ab101046I+IIab1010465AIA1)64(1010)64/(101030 IA25410/1066 ）（IIII =1+(-2)= -1AW4424 IP應(yīng)用疊加定理應(yīng)注意：應(yīng)用疊加定理應(yīng)注意：1. 疊加定理只適用于線性電路。疊加定理只適用于線性電路。 2.當(dāng)某一電源單獨(dú)作用時(shí)，其他

37、電源取零值。當(dāng)某一電源單獨(dú)作用時(shí)，其他電源取零值。 即電壓源應(yīng)予以短路；電流源應(yīng)予以開(kāi)路。即電壓源應(yīng)予以短路；電流源應(yīng)予以開(kāi)路。 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。 原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。分電流的代數(shù)和。=+III4. 疊加原理只能用于計(jì)算電壓或電流，不能直接疊加原理只能用于計(jì)算電壓或電流，不能直接 求功率。如：求功率。如：5. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分 電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。

38、III 設(shè)：設(shè)：RIRIRIIRIPR2222)()()( 那么：那么：=+IR五、戴維南定理與諾頓定理五、戴維南定理與諾頓定理無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源ABAB線性無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)線性無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)線性線性有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)N1外電路外電路+ uiabb外電路外電路+ uia+ uocRoN1+ uocabN1oRoab戴維南等效電路參數(shù)的含義：戴維南等效電路參數(shù)的含義：1.戴維南定理戴維南定理N1與外接與外接電路斷開(kāi)電路斷開(kāi)N1內(nèi)部電內(nèi)部電源取零值源取零值留意：

39、電壓方向的一致性！留意：電壓方向的一致性！例例1.18 用戴維南定理求用戴維南定理求2電電阻的功率。阻的功率。24V+62362A1解：解： (1)斷開(kāi)待求支路，得斷開(kāi)待求支路，得有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其戴維南等效電路。戴維南等效電路。求開(kāi)路電壓求開(kāi)路電壓Uoc2466632oc U=18Vab24V+6362A1+Uocab24V+6362A1ab6361abRo 將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源取零值，得除源后的將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源取零值，得除源后的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。可求得等效電阻可求得等效電阻Ro為：為：7666631o R(2) 由戴維南等效電路求由戴維南等效電路求2電阻

40、的功率。電阻的功率。18V+72abW82271822 ）（P求等效電阻求等效電阻Ro若將若將2電阻換為可調(diào)電阻換為可調(diào)電阻電阻R，則，則R在何種條在何種條件下可獲最大功率？求件下可獲最大功率？求該最大功率。該最大功率。24V+6362A1RUoc+RoRab0 dRdPRRRUPoocR 2可用戴維南定理化簡(jiǎn)電路?？捎么骶S南定理化簡(jiǎn)電路。當(dāng)當(dāng)R=Ro時(shí)，時(shí)，R可獲最大功率可獲最大功率oocRUP42max 2. 諾頓定理選講）諾頓定理選講）線性線性有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)外電路外電路+ uiab+ uiiscRoba外電路外電路bN1iscaN1在端口在端口處短路處短路N1oRoabN1內(nèi)部電內(nèi)部電源取零值源取零值諾頓等效電路參數(shù)的含義：諾頓等效電路參數(shù)的含義：例例1.1930V+ab1010465A用諾頓定理求用諾頓定理求4電阻電阻的功率。的功率。解：解： (1)斷開(kāi)待求支路，得斷開(kāi)待求支路，得有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其諾頓等效電路。諾頓等效電路。求短路電流求短路電流IscA1115653015sc I30V+ab101065AIsc15V+ab5630V+Isc用電源模型等效變換法用電源模型等效變換法化簡(jiǎn)電路。化簡(jiǎn)電路。 將有源二端網(wǎng)絡(luò)中