第1章 直流電路課件

1、1.8 1.9 1.10 1了解電路的作用和組成。理解電路的三種工作狀態(tài)。了解電路的作用和組成。理解電路的三種工作狀態(tài)。2理解電路模型及線性無源理解電路模型及線性無源 (電阻、電感、電容電阻、電感、電容)的物理性的物理性質(zhì)，理解電壓、電流參考方向及關聯(lián)參考方向的概念和實質(zhì)，理解電壓、電流參考方向及關聯(lián)參考方向的概念和實際應用的意義。際應用的意義。3理解理想電壓源和理想電流源的概念。掌握其特點。理解理想電壓源和理想電流源的概念。掌握其特點。4熟練掌握基爾霍夫定律，掌握電路中電位的計算方法。熟練掌握基爾霍夫定律，掌握電路中電位的計算方法。5掌握用支路電流法、疊加定理和戴維寧定理分析電路的掌握用支路

2、電流法、疊加定理和戴維寧定理分析電路的方法。方法。6了解非線性電阻元件的伏安特性、靜態(tài)電阻和動態(tài)電阻了解非線性電阻元件的伏安特性、靜態(tài)電阻和動態(tài)電阻的概念，了解簡單非線性電阻電路的圖解分析法。的概念，了解簡單非線性電阻電路的圖解分析法。重點：重點：參考方向及關聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律、疊加定參考方向及關聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律、疊加定理和戴維寧定理。理和戴維寧定理。 電路電路是是電流流通的路徑電流流通的路徑，是由某些元器件為完成一，是由某些元器件為完成一定功能、按一定方式組合后的總稱。定功能、按一定方式組合后的總稱。 電源電源負載負載為完成某種預期目的而設計、安裝、運行的，由電為完成某種預期目

3、的而設計、安裝、運行的，由電路元器件相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號、測量、控路元器件相互連接而成，具有傳輸電能、處理信號、測量、控制、計算等功能。制、計算等功能。 為了便于用數(shù)學方法分析電路為了便于用數(shù)學方法分析電路, ,一般要將實際電路模型化，一般要將實際電路模型化，用用理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構成與理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構成與實際電路相對應的實際電路相對應的。理想電路元件是具有某種確定的。理想電路元件是具有某種確定的電磁性質(zhì)的假想元件。電磁性質(zhì)的假想元件。I放放大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器

4、變壓器電燈電燈電動機電動機電爐電爐.輸電線輸電線注重信號的快速及準確性注重信號的快速及準確性注重電源效率注重電源效率由由電源電源、中間環(huán)節(jié)（連接導線）中間環(huán)節(jié)（連接導線）、負載負載組成。組成。（1 1）電源電源：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能的供電設備。：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能的供電設備。提供電能的裝置。如：發(fā)電機、蓄電池等。提供電能的裝置。如：發(fā)電機、蓄電池等。（2 2）中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)：連接電源與用電設備的金屬導線，開關、：連接電源與用電設備的金屬導線，開關、熔斷器、變壓器等。起溝通電路、輸送電能的作用。熔斷器、變壓器等。起溝通電路、輸送電能的作用。（3 3）負載負載（用電設備）：將電能轉(zhuǎn)

5、換成非電形態(tài)能量的（用電設備）：將電能轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的裝置。如電燈、電鈴、電動機、電爐等。裝置。如電燈、電鈴、電動機、電爐等。注意：電工學所指負載的大小是指消耗功率的大小注意：電工學所指負載的大小是指消耗功率的大小電源電源: 提供提供電能的裝置電能的裝置負載負載: 取用取用電能的裝置電能的裝置中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作用發(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電燈電燈電動機電動機電爐電爐.輸電線輸電線直流電源直流電源: 提供能源提供能源信號處理：信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等放大、調(diào)諧、檢波等負載負載信號源信號源: 提供信息提供信息放放

6、大大器器揚聲器揚聲器話筒話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為電源或信號源的電壓或電流稱為激勵激勵，它推動電路，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應響應。 單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷（量）單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷（量）dttdqti)(=)(如果電流的大小為恒值，且方向不變，方向由高電位指如果電流的大小為恒值，且方向不變，方向由高電位指向低電位，此時向低電位，此時 tQIti=)(注意：注意：1.1.電流的方向為電流的方向為正電荷運動的方向正電荷運動的方向。 2.2.區(qū)分大小寫字符分別代表的意義。區(qū)分大小寫字符分別代表的意義。2.2.電位電位

7、V V（V V）：）：電路當中各點與某一電路當中各點與某一固定點固定點之間的電之間的電壓既是各點的電位。壓既是各點的電位。固定點固定點為電路中為電路中的的參考點參考點。通常設電位參考點的電位為零。通常設電位參考點的電位為零。 原則上參考點在電路中可以任意選取，在工程原則上參考點在電路中可以任意選取，在工程上常選大地或元件的匯集點為參考點。稱為上常選大地或元件的匯集點為參考點。稱為“地地”。符號符號 電場力將單位正電荷從電路的某一點移至電場力將單位正電荷從電路的某一點移至參考參考點點時所消耗的電能，即在移動中轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能時所消耗的電能，即在移動中轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的電能稱為電位。量的電能稱為

8、電位。E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2等效等效V18V2451015V18V2451015AB電位在電路中的表示法電位在電路中的表示法等效等效電源端電壓電源端電壓US=E，電壓也常被稱為電位差或電壓降。電壓也常被稱為電位差或電壓降。負載端電壓負載端電壓UL= =IRL( (V) )衡量電源力對電荷做功能力的物理量，衡量電源力對電荷做功能力的物理量，電動勢的實際方向規(guī)電動勢的實際方向規(guī)定為電位升高的方向定為電位升高的方向，即，即從低電位點指向高電位點從低電位點指向高電位點。電位和電壓的區(qū)別電位和電壓的區(qū)別: 電源產(chǎn)生電源產(chǎn)生的電功率的電功率PE=EI 電源輸出電源輸出的電功率

9、的電功率PS=USI 負載消耗負載消耗的電功率的電功率PL=ULI單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率，簡稱功率。單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能稱為電功率，簡稱功率。電能電能W=ULIt(J) 功率功率P=W/t=IUL(W)在時間在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能。內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能。 W=Pt 對于上圖中的負載對于上圖中的負載 物理量的單位與實際方向物理量的單位與實際方向一、通路：一、通路：電路各部分聯(lián)接成閉合回路，有電流通過。電路各部分聯(lián)接成閉合回路，有電流通過。電氣設備工作時，其電壓、電流和功率均有一定限額，這些電氣設備工作時，其電壓、電流和功率均有一定限額，這些限額表示了電氣設備的正常工作條件和

10、工作能力，稱為電氣限額表示了電氣設備的正常工作條件和工作能力，稱為電氣設備的設備的額定值額定值。 電源電源產(chǎn)生產(chǎn)生的電功率的電功率PE=EI =電路各部分消耗電功率電路各部分消耗電功率 電源電源輸出輸出的電功率的電功率PS=USI =外電路各部分消耗電功率外電路各部分消耗電功率額定工作狀態(tài)：額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN I IN ，P PN ： I IN ，P 0，在電路中起電源作用，在電路中起電源作用實際方向非關聯(lián)，實際方向非關聯(lián)，P=-UI0，在電路中起負載作用在電路中起負載作用（a a）關聯(lián)參考方向）關聯(lián)參考方向（b b）非關聯(lián)參考方向）非關聯(lián)參考方向功率有正負功率有正負

11、 對于電源，如果電流的參考方向是由電壓參考方向所假定對于電源，如果電流的參考方向是由電壓參考方向所假定的低電位經(jīng)電源流向高電位的低電位經(jīng)電源流向高電位 ，則稱它們的電壓和電流參考方，則稱它們的電壓和電流參考方向為關聯(lián)參考方向，否則稱為非關聯(lián)參考方向。向為關聯(lián)參考方向，否則稱為非關聯(lián)參考方向。功率（功率（對電源來說對電源來說） 在工程上為了便于對實際電路進行分析和進行數(shù)學描在工程上為了便于對實際電路進行分析和進行數(shù)學描述，將實際元件理想化。述，將實際元件理想化。一、理想無源元件一、理想無源元件電阻電阻：表征電路中消耗能量的理想元件。：表征電路中消耗能量的理想元件。符號符號電功（能量）電功（能量）

12、: :W=PT(J) 時間時間T T內(nèi)電流所做的功。內(nèi)電流所做的功。 根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律: :iRu =RIRUUIP22=IRU =R通常用電設備使用的時間很長通常用電設備使用的時間很長, ,電功以焦耳為單位太小電功以焦耳為單位太小, ,所所以實用上常以千瓦小時以實用上常以千瓦小時(KWH)(KWH)(俗稱度俗稱度) )作為電功的單位。作為電功的單位。)(106 . 3=1=16WSJKWh度度電電 1 11 1、2 2環(huán)代表有效數(shù)字環(huán)代表有效數(shù)字2 23 3環(huán)代表環(huán)代表“0 0”的個數(shù)的個數(shù)3 34 4環(huán)代表誤差等級環(huán)代表誤差等級 金色金色-5%5% 銀色銀色-10%10% 無色無色

13、-20%20%各數(shù)字代表的顏色：各數(shù)字代表的顏色：1 2 3 4 5 6 7 8 9 01 2 3 4 5 6 7 8 9 0 棕棕 紅紅 橙橙 黃黃 綠綠 蘭蘭 紫紫 灰灰 白白 黑黑在實際應用中用色環(huán)表示電阻值的大小在實際應用中用色環(huán)表示電阻值的大小20K1.5K電容電容：表征電路中電場能儲存的理想元件。：表征電路中電場能儲存的理想元件。C CR R、L L、C C為恒定常數(shù)，稱為線性元件。為恒定常數(shù)，稱為線性元件。線性電路線性電路：由線性元件和電源組成的電路。：由線性元件和電源組成的電路。符號符號：電感電感：表征電路中磁場能儲存的理想元件。：表征電路中磁場能儲存的理想元件。L L符號符號

14、：二、理想有源元件二、理想有源元件1 1、理想電壓源、理想電壓源1) 1) 特點特點：(a) (a) 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關；(b) b) 通過它的電流是任意的，由外電路決定。通過它的電流是任意的，由外電路決定。電路符號電路符號uSIR5V(忽略電源本身的功率損耗忽略電源本身的功率損耗R0=0)又稱恒壓源又稱恒壓源AIVUR5=,5=,1= AIVUR5 . 0=,5=,10=如：如：US+_iu+_R0實際電壓源實際電壓源uS+_iu+_2) 2) 伏安特性：伏安特性：(1) 若若uS = US ，即直流電源，則其伏安特性為平行于即直

15、流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線。電流軸的直線。 (3) 若若uS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是 這樣這樣。USui0(2) 電壓為零的電壓源，伏安曲線與電壓為零的電壓源，伏安曲線與 i 軸重合，相當于軸重合，相當于 短路狀態(tài)短路狀態(tài)。電壓與電流的關系電壓與電流的關系3 3）理想電壓源的開路與短路）理想電壓源的開路與短路US+_Iu+_R(1) 開路開路(2) 短路短路 實際電壓源也不允許短路實際電壓源也不允許短路!因其內(nèi)阻小，若短路電流很大，可能燒毀電源。因其內(nèi)阻小，若短路電流很大，可能燒毀電源。R ，I=0，u=US （空載）空載）R=

16、0，I ，此時理想此時理想電源模型不存在。電源模型不存在。理想電壓源不允許短路理想電壓源不允許短路!4 4）功率）功率I , US 方向關聯(lián)方向關聯(lián)US+_Iu+_US+_iu+_I , US 方向非關聯(lián)方向非關聯(lián)電源電源負載負載P發(fā)發(fā)= US IP吸吸= - - US I RUIS恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_US恒壓源特性中變化的是恒壓源特性中變化的是: _I_ 會引起會引起 I 的變化的變化。外電路的改變外電路的改變+_I恒壓源特性小結恒壓源特性小結USUababR結論：凡是與理想電壓源并聯(lián)的元件其兩端的電壓恒等于理想結論：凡是與理想電壓源并聯(lián)的元件其兩端的電壓恒等于理想

17、電壓源的電壓值。電壓源的電壓值。干電池、蓄電池忽略內(nèi)阻視為理想電壓源干電池、蓄電池忽略內(nèi)阻視為理想電壓源。2.理想電流源理想電流源1）特點特點： (a) 電源電源電流電流由電源本身決定，由電源本身決定，與外電路無關與外電路無關；(b) 電源兩端電源兩端電壓電壓是是由外電路決定由外電路決定。電路符號電路符號ISUIR1AVUAIR1=,1=,1= VUAIR10=,1=,10=又稱恒流源又稱恒流源2 2）伏安特性）伏安特性 若若i = IS ，即直流電源。則其伏安特性為平行于電即直流電源。則其伏安特性為平行于電壓軸的直線，反映電流與端電壓無關壓軸的直線，反映電流與端電壓無關。 ISui0ISiu

18、+_恒流源恒流源3 3）理想電流源的短路與開路）理想電流源的短路與開路(2) 開路開路：R，i= IS，u (1) 短路短路：R=0， i= IS，u=0 RISiu+_4 4）實際電流源的產(chǎn)生：）實際電流源的產(chǎn)生： 可由穩(wěn)流電子設備產(chǎn)生，有些電子器件輸出具備電可由穩(wěn)流電子設備產(chǎn)生，有些電子器件輸出具備電流源特性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在流源特性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。5）功率功率p發(fā)發(fā)= u isp吸吸= -uisiSiu+_iSiu+_u , iS非關聯(lián)非關聯(lián) u

19、, iS 關聯(lián)關聯(lián) 電源電源負載負載恒流源特性小結恒流源特性小結恒流源特性中不變的是：恒流源特性中不變的是：_Is恒流源特性中變化的是：恒流源特性中變化的是：_Uab_ _ 會引起會引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變RIUsababIUabIsR結論：凡是與理想電流源串聯(lián)的元件其流過電流恒等于結論：凡是與理想電流源串聯(lián)的元件其流過電流恒等于理想電流源的電流值。理想電流源的電流值。理想電源具有兩種工作狀態(tài)：理想電源具有兩種工作狀態(tài)： 電源電源實際方向關聯(lián)實際方向關聯(lián) 負載負載實際方向非關聯(lián)實際方向非關聯(lián)abIUabIsI+_abUab0P0PU、I 參考方向關聯(lián)參考方向關聯(lián)，

20、P = UI 0，電源電源； P = UI 0，負載負載。U、I 參考方向非關聯(lián)參考方向非關聯(lián)，P =UI 0，負載負載； P = UI 0，電源電源。 電源電源： U、I 實際方向關聯(lián)，即電流從實際方向關聯(lián)，即電流從“+”+”端流出端流出， （發(fā)出功率發(fā)出功率）； 負載負載： U、I 實際方向非關聯(lián)實際方向非關聯(lián)，即電流從即電流從“- -”端流出端流出。 （吸收功率吸收功率）。10V+-2A2 I討論討論:?IA32410A72210A5210III哪哪個個答答案案對對? 恒壓源中的電流恒壓源中的電流如何決定如何決定？恒流恒流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少？例：例：IUS R_+a

21、bUab=?Is原則原則：I Is s不能變，不能變，U US S 不能變。不能變。SabUIRU-=恒壓源中的電流恒壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓P12例題基爾霍夫基爾霍夫電流定律電流定律 (Kirchhoffs Current LawKCL )基爾霍夫基爾霍夫電壓定律電壓定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的基礎基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的基礎。一一 . .幾個名詞幾個名詞1. 支路支路 (branch)：電路中通過同一電流的每個分支電路中通過同一電流的每個分支。 (b)2. 結點結點 (node):

22、支路的連接點稱為結點支路的連接點稱為結點。( n )3. 回路回路(loop)：由支路組成的閉合路徑由支路組成的閉合路徑。( l )b=34. 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)：不被任何支路所分割的回路即為網(wǎng)不被任何支路所分割的回路即為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔?？?。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。ab+_R1US1+_US2R2R3l=3n=2123二二. .基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL)：物理基礎物理基礎: : 電荷守恒，電流連續(xù)性電荷守恒，電流連續(xù)性。i1- i2+ i3-i4= 0i1+ i3= i2+ i4i1i4i2i3例例 0)(ti入出入出即即i=i任一時刻匯集到任

23、一結點的各支路電流的代數(shù)和為零。任一時刻匯集到任一結點的各支路電流的代數(shù)和為零。即即應用于結點的定律應用于結點的定律（1 1）若規(guī)定電流流入結點的方向為正值，則流出結點的方向）若規(guī)定電流流入結點的方向為正值，則流出結點的方向為負值。反之亦然。為負值。反之亦然。（2 2）基爾霍夫電流定律適用于任一閉合平面（廣義結點）。）基爾霍夫電流定律適用于任一閉合平面（廣義結點）。（3 3）基爾霍夫電流定律適用于任何變化的電流。）基爾霍夫電流定律適用于任何變化的電流。 311iii122iii233iii對于閉合面（可看對于閉合面（可看成是廣義結點）成是廣義結點）0321iii例1.6.1廣義結點廣義結點KC

24、L的推廣的推廣：ABi=0ABiiABi3i2i10321 iii兩條支路電流大小相等，兩條支路電流大小相等，一個流入，一個流出。一個流入，一個流出。只有一條支路相連，則只有一條支路相連，則 i=0。R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0如如0U順時針方向繞行順時針方向繞行:三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律 (KVL) S UUR即即-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0 0uR1R4R3R2I1I4I3I2_+US4+US1_U2U3U1U4 任一時刻任一時刻沿任一閉合回路沿任一閉合回路( (按固定繞行方向按固定繞行方向) )， 各支路電壓代數(shù)和為零各支路電壓

25、代數(shù)和為零。若若電壓降的方向與繞電壓降的方向與繞行方向一致取正值，反之取負值。行方向一致取正值，反之取負值。 電壓降電壓降電壓升電壓升應用于回路電壓的定律應用于回路電壓的定律R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4AB l1l2UAB (沿沿l1)=UAB (沿沿l2）推論推論1：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經(jīng)過的各元件電壓的代數(shù)和。徑經(jīng)過的各元件電壓的代數(shù)和。32UUUAB 4411UUUUUSSAB ABR1R4R3R2I1I4I3I2_+US4+US1_U2U3U1U4推論推論2 2：KVLKVL不僅適用于任一閉合回路，同

26、樣適用于假象的不僅適用于任一閉合回路，同樣適用于假象的閉合電路。閉合電路。IREU0=-+UIRE或或IREU采用此方法簡單采用此方法簡單1列方程前列方程前標注標注回路繞行方向；回路繞行方向； 電壓升電壓升 = 電壓降電壓降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 02應用應用 U = 0項前符號的確定項前符號的確定： 3. 開口電壓可按回路處理開口電壓可按回路處理 注意注意：1 1對回路對回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_基爾霍夫定律小結：基爾霍夫定律小結：(1) KCL(1) KCL是對支路電流的線性約束，是對支路電流的線性約束，KVLKVL是

27、對支路電壓是對支路電壓的線性約束。的線性約束。(2) KCL(2) KCL、KVLKVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關。與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關。(3) KCL(3) KCL表明在每一結點上電荷是守恒的；表明在每一結點上電荷是守恒的；KVLKVL是電位是電位單值性的具體體現(xiàn)單值性的具體體現(xiàn)( (電壓與路徑無關電壓與路徑無關) )。求：圖示電路中的求：圖示電路中的U和和I。1A3A2A3V2V3 UI例例 1:U1解：解：0132IAI2VIU6311-3-2=UUV5=6+-1=據(jù)據(jù)KCL得得據(jù)據(jù)KVL得得+E1R1R4R3R2_UcdUefUabUed+E2_abdcef例例2：1.6

28、.2adedefcdabUUVUVUVUVEVE和試求已知：:5,6,4,10,2021在在 圖圖 示示 電電 路路 中，已中，已 知知 US = 2V = 2V，IS = 2A = 2A。A A、B B 兩兩 點點 間間 的的 電電 壓壓 UAB 為為 ( )( )。ABIUSS.11+I=ISV1+-1V 1 V(b) 1 V(c) 2 V例例 3例例4 4、在圖示電路中，已知：、在圖示電路中，已知：US1 = US2 =5V，IS1 =2A，IS2 =1A，R =2 。求：電路中的求：電路中的 I 和和 UAB，指出哪些，指出哪些元件是電源，并求電源發(fā)出的功率。元件是電源，并求電源發(fā)出的

29、功率。 IIUUIURABSS 1A BS 2S 21.+ 1 1、電位：電路中某點至參考點的電壓，、電位：電路中某點至參考點的電壓，記為記為“V VX X” 通常設參考點的電位為零。通常設參考點的電位為零。 電位的計算步驟電位的計算步驟: : (1) (1) 任選電路中某一點為參考點，設其電位為零；任選電路中某一點為參考點，設其電位為零； (2) (2) 標出各電流參考方向并計算；標出各電流參考方向并計算； (3) (3) 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說

30、明該點電位比參考點低。某點電位為負，說明該點電位比參考點低。Va = 5V a 點電位：點電位：ab1 5Aab1 5AVb = -5V b 點電位：點電位：例例1參考點參考點參考點參考點_+圖示電路，計算開關圖示電路，計算開關S S 斷開和閉合時斷開和閉合時A點點 的電位的電位VA解解: (1)當開關當開關S S斷開時斷開時(2) 當開關閉合時當開關閉合時, ,電路電路 如圖（如圖（b）電流電流 I2 = 0，電位電位 VA = 0V 。電流電流 I1 = I2 = 0，電位電位 VA = 6V 。電流在閉合電流在閉合路徑中流通路徑中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k

31、 +6VA2k SI I2 2I I1 1(a)例例3V12V6K8K6K16KABC試分析計算圖示電路開關試分析計算圖示電路開關K K斷開和閉合時斷開和閉合時A A點的電位。點的電位。解：解：K K斷開時斷開時I1mAI6 . 010)1686(61231VVA6.36166.0換路徑后換路徑后VVA6 . 3)86(6 . 012K K閉合時閉合時mAI25. 010)168(632I2VVA261625. 0換路徑后換路徑后VVA2825. 0結論結論1 1電路參考點一經(jīng)選定，電路電路參考點一經(jīng)選定，電路中任意點的電位為定值，中任意點的電位為定值，與與所選路徑無關所選路徑無關未知數(shù)：未知

32、數(shù)：各支路電流各支路電流解題思路：解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列結點電流根據(jù)基爾霍夫定律，列結點電流 和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。R3US1+_R1+_R2US2I1I3I2用支路電流法求解步驟用支路電流法求解步驟 R2U2U1+_R1R3+_（1 1）確定支路數(shù)，選擇各支）確定支路數(shù)，選擇各支路電流的參考方向路電流的參考方向, ,對選定的對選定的回路標出回路繞行方向。回路標出回路繞行方向。R3U1+_R1+_R2U2支路數(shù)支路數(shù)b= 3。I1I3I2（2 2）確定結點數(shù)，列出獨）確定結點數(shù)，列出獨立的結點電流方程式。立的結點電流方程式。ab結點結點a：I1+I

33、2-I3=0結點結點b -I1-I2+I3=0 I1+ I2 - I3= 0結點數(shù)為結點數(shù)為 n，則可列出，則可列出 n-1 個獨立的結點電流方程式。個獨立的結點電流方程式。（3 3）確定余下所需的方程式數(shù)，應用）確定余下所需的方程式數(shù)，應用 KVL KVL 對回路列出對回路列出 b( n1 ) 個獨立的回路電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出）。個獨立的回路電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出）。 左網(wǎng)孔：左網(wǎng)孔： R1 I1+ R3I3= U1 右網(wǎng)孔：右網(wǎng)孔： R2 I2+ R3I3= U2（4 4）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。R1U1R2U2R3+_+_R4例

34、例1.7.1ab123I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I1 10=-+24422URIRI結點數(shù)結點數(shù) n=2未知支路數(shù)未知支路數(shù) b=404321IIII0=-+-122211UURIRI0=-+13311URIRI據(jù)據(jù)KCL據(jù)據(jù)KVLAIAIAIAI2,4,2,44321求：各未知支路的電流值求：各未知支路的電流值是否能少列是否能少列一個方程一個方程?n=4 b=6SII33R6aI3sI3dU+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1Ux例例201=- : a3S2I+II 電流方程電流方程支路電流未知數(shù)少一個：支路電流未知數(shù)少一個：支路中含有恒流源的情況支路中含有

35、恒流源的情況052=- : bI-II40= : c3S64I-I-In=4 b=6電壓方程：電壓方程：URIRIRIabda552211 :注意：注意：列電壓方程避開含有列電壓方程避開含有恒流源恒流源支路的回路。支路的回路。0:556644RIRIRIbcdbdU+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxaI3s支路電流法的優(yōu)缺點支路電流法的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的支路電流法是電路分析中最基本的 方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律、方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律、 歐姆定律列方程，就能得出結果。歐姆定律列方程，就能得出結果。缺點：缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個

36、電路中支路數(shù)多時，所需方程的個 數(shù)較多，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)支路數(shù) b=4須列須列4 4個方程式個方程式ab在多個電源同時作用的在多個電源同時作用的線性電路線性電路( (電路參數(shù)不隨電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變電壓、電流的變化而改變) )中，任何支路的電流或任意兩點間的中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數(shù)和。即電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數(shù)和。即總量等總量等于分量之代數(shù)和于分量之代數(shù)和。這樣將復雜電路就分解成若干個簡單電路。這樣將復雜電路就分解成若干個簡單電路。22112S1RIRIUIIISS212211 IRRRRR

37、UISS211212 IRRRRRUIS+-R1I1USI2ISR2+-R1I1USR2I2=R1I2ISR2+I1U1U2a方向與總量相反方向與總量相反1U 1U21S21RRUIIS2121IRRRIS2112IRRRIS21221S111IRRR RRUIIIS21121S222IRRR RRUIII例例+-10 I4A20V10 10 用疊加定理求：用疊加定理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：例：圖例：圖 示示 電電 路路 中，已知：中，已知：US =10 V， IS = 4 A，則，則 A 點點

38、 的的 電電 位位 VA 是是( )。(a) 0.8 V (b) 0.8 V(c) 8.8 VAS 1UIsSS.+a1. 1. 疊加定理只適用于疊加定理只適用于線性電路線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、（電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數(shù)不變。疊加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數(shù)不變。 暫時不予考慮的暫時不予考慮的恒壓源恒壓源應予以應予以短路短路，即令，即令US=0=0； 暫時不予考慮的暫時不予考慮的恒流源恒流源應予以應予以開路開路，即令，即令 Is=0=0。3. 3. 解題時要標明各支路電流、電壓的正方向。原電路

39、中各解題時要標明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。分量電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。分量與總量與總量正方向一致取正正方向一致取正，反之取負反之取負。=+除源原則除源原則4. 4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率不能用來求功率。如：如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分 電路的電源個數(shù)可能不止一個。電路的電源個數(shù)可能不止一個。 333 I II 設：設：32333233)(RI IRIP則：則：I3R3=+?323323)

40、()(RIR I名詞解釋名詞解釋：無源二端網(wǎng)絡：無源二端網(wǎng)絡： 二端網(wǎng)絡中沒有電源二端網(wǎng)絡中沒有電源有源二端網(wǎng)絡：有源二端網(wǎng)絡： 二端網(wǎng)絡中含有電源二端網(wǎng)絡中含有電源二端網(wǎng)絡：二端網(wǎng)絡：若一個電路只通過兩個輸出端與外電路若一個電路只通過兩個輸出端與外電路 相連，則該電路稱為相連，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡二端網(wǎng)絡”。ABABab有源二端網(wǎng)絡有源二端網(wǎng)絡 對于外電路而言有源二端網(wǎng)絡本身既產(chǎn)生電能，同對于外電路而言有源二端網(wǎng)絡本身既產(chǎn)生電能，同時也消耗電能。那么有源二端網(wǎng)絡對于外電路相當于一時也消耗電能。那么有源二端網(wǎng)絡對于外電路相當于一個電源。個電源。外電路外電路+-UI 在保證端口電壓、電流不變的

41、條件下，將有源二在保證端口電壓、電流不變的條件下，將有源二端網(wǎng)絡用一個等效電源代替。端網(wǎng)絡用一個等效電源代替。等效電源定理等效電源定理 有源二端網(wǎng)絡用電源模型替代，便為等有源二端網(wǎng)絡用電源模型替代，便為等效電源定理。效電源定理。有源二端網(wǎng)絡用電壓源模型替代有源二端網(wǎng)絡用電壓源模型替代 - - 戴維寧定理戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡用電流源模型替代有源二端網(wǎng)絡用電流源模型替代 - - 諾頓定理諾頓定理( (一一) ) 戴維寧定理戴維寧定理有源有源二端網(wǎng)絡二端網(wǎng)絡（N）RUeSR0+_R注意：注意：“等效等效”是指對端口外等效是指對端口外等效 對于外電路來說，任一個線性有源二端網(wǎng)絡（對于外電路來說，任一

42、個線性有源二端網(wǎng)絡（N N），可），可以用電壓源模型等效替代以用電壓源模型等效替代 。該模型即理想電壓源。該模型即理想電壓源Ues與內(nèi)與內(nèi)阻阻R0的串聯(lián)。的串聯(lián)。等效等效US+-R1IS+-UOCISC等效等效UeSR0+ +_ _+-UOCISC（a）（b）1RIUUaSSOC圖1RUIISSSCesOCUUb圖0RUIesSC1RIUUSSes10RUIRUSSes10RR 整理后得說明說明R0SCOC0IU=R 等效電壓源的內(nèi)阻等于有等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡開路電壓與短路電源二端網(wǎng)絡開路電壓與短路電流之比。流之比。 理想電壓源理想電壓源（Ues）等于原有源二端網(wǎng)絡的等于原有源二端

43、網(wǎng)絡的開路電壓；開路電壓；有源有源二端網(wǎng)絡二端網(wǎng)絡ROCesUU 有源有源二端網(wǎng)絡二端網(wǎng)絡OCUABABUesR0+_RABSCISCOCIUR 0R0R0 0等于原有源二端網(wǎng)絡除源等于原有源二端網(wǎng)絡除源后從端口看進去的等效電阻。后從端口看進去的等效電阻。例例1A8 . 025050V120100ab+-UeSR0+-UOCabUOC解：解：OCesUUV70751003001003000R求圖示電路的戴維寧等效電路求圖示電路的戴維寧等效電路1008 . 010050250250120已知：已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V求：當求：當 R5=10 時，時，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效變形電路等效變形電路有源二端有源二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡例例2斷斷開開第一步：求開路電壓第一步：求開路電壓UOCDBADOCUUU第二步：