電工電子技術(shù)第1章

1、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)郭璐課程的性質(zhì)、目的及學(xué)習(xí)方法性質(zhì)實踐性很強、覆蓋面廣的專業(yè)基礎(chǔ)課目的獲得電的基本理論知識，為今后的學(xué)習(xí)和工程技術(shù)研究打下基礎(chǔ)。方法掌握好物理概念（多看參考書）；多做習(xí)題。第1章 直流電路 第2章 正弦交流電路 第3章 電路的過渡過程 第4章 磁路與變壓器 第5章 異步電動機及其控制線路 第6章 晶體管及其應(yīng)用電路 第7章 門電路與組合邏輯電路第8章 觸發(fā)器與時序邏輯電路 電子技術(shù)篇 電工技術(shù)篇 課程主要內(nèi)容第1章 直流電路 1.1 電路的作用與組成 1.2 電路的常用物理量 1.3 歐姆定律 1.4 電阻的特性與應(yīng)用 1.5 串聯(lián)和并聯(lián)電路 1.6 基爾霍夫定律 1.7 電壓

2、源和電流源 1.8 支路電流法 1.9 戴維寧定理 1.10 疊加定理 1.11 電阻性負(fù)載的最大功率定理 本節(jié)課前思考題1. 電路由哪幾部分組成？試述電路的功能。2. 電路元件與實體電路器件有何不同？何謂電路模型？3. 為何要引入?yún)⒖挤较?？參考方向與實際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？4. 如何判別元件是電源還是負(fù)載？電路的組成與作用電路：電流的流通路徑，由一些電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接而成的。 (干電池,蓄電池,發(fā)電機)或信號源。電路的組成：電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置中間環(huán)結(jié)：把電源與負(fù)載連接起來的部分負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的用電設(shè)備(連接導(dǎo)線,開關(guān))(電燈,電爐,電動機)電路的組成電路的作

3、用1. 電能傳輸和轉(zhuǎn)換發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電爐熱能,水能,核能轉(zhuǎn)電能傳輸分配電能電能轉(zhuǎn)換為光能,熱能和機械能電路的作用2. 信號的傳遞和處理放大器話筒揚聲器將語音轉(zhuǎn)換為電信號(信號源)信號轉(zhuǎn)換、放大、信號處理(中間環(huán)節(jié))接受轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備(負(fù)載)電路圖 在實際工作中為了便于交流，常將實際電路中的各種元器件按照國家或國際統(tǒng)一規(guī)定的符號繪制出電路連接情況的圖形稱為電路圖。 將實際元件理想化，由理想化的電路元件組成的電路，電路模型理想電路元件的圖形符號理想電路元件及其圖形符號可見下表 電路圖作用：了解電路的結(jié)構(gòu)、連接方法和電路中各個元件的作用，以便進行安裝、檢修和調(diào)整。工程圖紙：電氣原理圖

4、和線路安裝圖。原理圖：表示線路的接法，不反映電路的幾何尺寸和各元件的實際形狀，主要用于分析電路工作原理。安裝圖：既要反映電路的接法，還要畫出有關(guān)部分的裝置與結(jié)構(gòu)以及實際安裝位置，安裝圖主要用于在工程安裝和檢修時使用。電路模型: 由理想元件組成的電路.（一）理想無源元件(線性元件)1.電阻: 電路中消耗電能的理想元件2.電容: 電路中儲存電場能的理想元件3.電感: 電路中儲存磁場能的理想元件線性電路: 由線性元件和電源元件組成的電路.理想電路元件的分類（二）理想電源元件1.理想電壓源 恒壓源理想電路元件的分類2.理想電流源恒流源理想電路元件的分類RC+ US電阻元件電容元件理想電壓源理想電流源L

5、無源二端元件有源二端元件電感元件理想電路元件的分類 電路的基本物理量1. 電流 當(dāng)電路中有電流時電珠就會發(fā)光，電流是怎么回事？如何確定電流的大小和方向？電流：帶電粒子的定向移動形成電流。電流的大小用電流強度表示，簡稱電流。電流強度：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量。符號為I，電流強度的單位是安培(A)。如果在每秒內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面6.251018個電子，其電流強度為1安培。 電流單位：1KA=103A 1MA106A lmA10-3A 1A=10-6A電流分直流和交流。 量值和方向都不隨時間變化時， 稱直流電流， 常用 I 表示。 量值和方向隨著時間按周期性變化的電流，稱為交流電流， 用 i 表示

6、。電流單位電流方向物理量的正方向：實際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向： 物理中對電量規(guī)定的方向。假設(shè)正方向（參考正方向）： 在分析計算時，為了解題方便，對物理量任意假設(shè)的參考方向。問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實際方向，電路如何求解？電流方向AB？電流方向BA？E1ABRE2IR正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。電流的方向用一個箭頭表示。任意假設(shè)的電流方向稱為電流的參考方向。 如果求出的電流值為正，說明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際方向相反。電流方向(a) 電流i為正值,說明實際電流方向與參考方向一致,電流的真實方向為由a到b;(b) 電流i為負(fù)值,說明實際方向

7、與參考方向相反,電流的真實方向為由b到a。指出下圖 ( a ), ( b)中電流的真實方向，電流參考方向已用箭頭表示在圖上。練習(xí)電壓 定義：電路中a、b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由a點移至b點電場力所做的功。 把衡量電場力移動電荷做功能力的物理量稱之為電壓，其符號表示為U。 電路中a、b點兩點間的電壓等于a、b兩點的電位差。 設(shè)在a點到b點的距離內(nèi)被移動的電荷有1庫侖，電場力作用的功為1焦耳，則ab兩點之間的電壓值為1伏特。 測量高電壓用千伏(KV)作單位，微電子技術(shù)用毫伏(mV)、微伏(V)作單位 。 1KV=103V 1mV=10-3V 1V10-6V電壓的單位電壓的實際方向規(guī)定由電位

8、高處指向電位低處。與電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電壓的參考方向例：當(dāng)Va =3V Vb = 2V時U1 = Va - Vb = 1V求得的U為正值，說明電壓的實際方向與參考方向一致，否則說明兩者相反。U2 = Vb Va = 1V電壓的方向 對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨立地任意確定，但為了方便起見，常常將其取為一致，稱關(guān)聯(lián)方向；如不一致，稱非關(guān)聯(lián)方向。 如果采用關(guān)聯(lián)方向，在標(biāo)示時標(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。 IRURab假設(shè): 與 的方向一致假設(shè): 與 的方向相反 IRURab關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向在圖中標(biāo)示的 u 和 i 的參考方向下，

9、對元件B而言，其電壓、電流的參考方向是關(guān)聯(lián)的；而對元件A而言，其電壓、電流的參考方向是非關(guān)聯(lián)的?？疾煜聢D所示兩電路元件.問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實際方向，電路如何求解？電流方向AB？電流方向BA？E1ABRE2IR(1) 在解題前先設(shè)定一個正方向，作為參考方向；解決方法(3) 根據(jù)計算結(jié)果確定實際方向： 若計算結(jié)果為正，則實際方向與假設(shè)方向一致； 若計算結(jié)果為負(fù)，則實際方向與假設(shè)方向相反。(2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān) 系的代數(shù)表達式并計算；(4) 為了避免列方程時出錯，習(xí)慣上把 I 與 U 的方向 按相同方向假設(shè)(關(guān)聯(lián)參考方向）。(1) 方程式U/I

10、=R 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2) “實際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設(shè) 正方向”則 是人們在進行電路分析計算時，任意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中，注意一定要先假定“正方向” (即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列方程 計算。缺少“參考方向”的物理量是無意義的. 解決方法注意： 在電路中任選一點， 叫做參考點，稱零電位點，則某點的電位就是由該點到參考點的電壓。即兩點間的電壓等于這兩點的電位的差ab0 如果已知a、 b兩點的電位各為Va, Vb, 則此 兩點間的電壓電位電位具有相對性，相對于參考點較高的電位點是正電位，比參考點低的電位點為負(fù)電位。參考點的電位一般取零 。電位實

11、際上就是電路中某點到參考點的電壓，電壓常用字母U表示，而電位用字母V表示，電位的單位也是伏特【V】。Va = +5V a 點電位：ab15AVb = 5V b點電位：ab15A例例電位電位的計算+-12V經(jīng)常這樣表示：12Va練習(xí)練習(xí)a0V+12Va+12V- 4V5030aVAVBR1R2練習(xí) 電位值是相對的,參考點選得不同，電路中其它各點的電位也將 隨之改變； 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。注意：電位和電壓的區(qū)別12Va8Va-4V小結(jié)電動勢 電源中非靜電力F非將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部搬運到電源正極所做的功稱為電動勢。 EAB = WAB（非靜電力）/ Q （

12、如下圖所示）。 電動勢E來表示，單位為V（伏）。 帶電源的電路示意圖 電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規(guī)定為由負(fù)極指向正極。 如電池中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)力、發(fā)電機中電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電磁力、熱電偶中熱電效應(yīng)產(chǎn)生的力，這些外力稱為非電場力 。例已知：E=2V, R=1求： 當(dāng)Uab分別為 3V 和 1V 時，IR=?E IRRURabUab解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列電路方程：(3) 數(shù)值計算E IRRURabUab功率與電能 當(dāng)電流通過負(fù)載將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能時，我們就說電流做了功（稱為電功）。 在時間 t 秒內(nèi)電場力將電量為 I 的電荷移動段距離做的功。即 W

13、 = q U = U I t 若導(dǎo)體兩端電壓為U，通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量為q，電流做的功就是電路所消耗的電能，用符號W表示，單位是焦耳(J)日常生產(chǎn)和生活中，電能用“度”作為單位，不是法定單位，“千瓦小時”為法定單位。 1度=1千瓦小時（KWh）電功率，單位是瓦特(W)。在電路兩端加上1伏電壓，通過的電流為1安時，電功率等于1瓦特，簡稱1瓦，千瓦(KW)、兆瓦(MW)、毫瓦(mW)、微瓦(W) 1KW10W 1MW106W lmW10-3W lW10-6W功率與電能電流在單位時間內(nèi)做的功稱為電功率，用符號P表示P =UI當(dāng)負(fù)載電阻為R時，它消耗的功率：功率與電流、電壓的關(guān)系：關(guān)聯(lián)方向時：P

14、=UI非關(guān)聯(lián)方向時：P =UIP0時吸收功率，P0時釋放功率。功率與電能 當(dāng) 計算的 P 0 時, 則說明 U、I 的實際方向一致，此部分電路消耗電功率，為負(fù)載。功率性質(zhì)判斷： 當(dāng)計算的 P 0 時,則電源消耗功率，為負(fù)載；當(dāng)計算的電源功率PE 0，吸收10W功率。（b）關(guān)聯(lián)方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收10W功率。例 計算圖 所示電路中電流源的端電壓U1, 5電阻兩端的電壓U2和電流源、電阻、電壓源的功率P1, P2, P3。 U2= R2IS = 52 = 10V U1= U2+U3= 10+3 =13V電流源的電流、電壓選擇為非關(guān)聯(lián)參考方向, 所以P1=U1Is=132=2

15、6W (發(fā)出)電阻的電流、電壓選擇為關(guān)聯(lián)參考方向, 所以P2=102=20W (吸收)電壓源的電流、 電壓選擇為關(guān)聯(lián)參考方向, 所以P3=23=6W (吸收)P1 (發(fā)出) = P2 (吸收) + P3 (吸收) 功率平衡電器設(shè)備的額定值與實際值 額定值: 制造廠為了使電子設(shè)備能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的正常允許值。 UN 、IN 、PN 使用時，電壓、電流、功率的實際值不一定等于額定值。I IN過載I R2，則RR1如果兩個并聯(lián)電阻有：R1R2，則RR21.2 直流電路的基本分析方法1.2.1 電路的等效電阻電阻的串聯(lián)與并聯(lián)例求圖示電路的電流I。R33R2 2R1 1+-I3V+I3

16、VR1.5-I=3/1.5=2A電阻的混聯(lián)電阻串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的連接方式，成為電阻的混聯(lián)。電阻的混聯(lián)計算舉例解： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab 由a、b端向里看， R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點不再有結(jié)點，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。 電阻混聯(lián)電路的等效電阻計算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點，然后分別把兩兩結(jié)點之間的電阻進行串、并聯(lián)簡化計算，最后將簡化的等效電阻相串即可求出。 分析： 除了歐姆定律外，分析與計算電路的基本定律，還有基爾霍夫電流定律(KCL)和

17、電壓定律(KVL)?；鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用于結(jié)點 ，基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于回路 。用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系，直流電路的分析方法。1.2.2 基爾霍夫定律+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd 電路名詞支路：一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔，使各元件上通過的電流相等。（m）結(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點。（n）回路：電路中的任意閉合路徑。（l）網(wǎng)孔：其中不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R3例支路：共 ？條回路：共 ？個節(jié)點：共 ？個6條4個網(wǎng)孔：？個7個有幾個網(wǎng)眼就有幾個網(wǎng)孔abcdI3I1I2I

18、5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_電路中的獨立結(jié)點數(shù)為n-1個，獨立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。1、基爾霍夫第一定律（KCL） 基爾霍夫定律包括結(jié)點電流定律和回路電壓兩個定律，是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律。 基爾霍夫電流定律（KCL）是將物理學(xué)中的“液體流動的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中。（1）定義：任一時刻，流入任一結(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達式：I1I2I3I4aI1 + I2 I3 I4 = 0 （2）注意正負(fù)號。若以指向結(jié)點的電流為正，背離結(jié)點的電流為負(fù)，則根據(jù)KCL，對結(jié)點 a 可以寫出：例：解：求左圖示電路中電流i1、i2。i1i4i2i3整理為： i1+

19、i3= i2+ i4可列出KCL：i1 i2+i3 i4= 0例：i1i2+10 +(12)=0 i2=1A 4+7+i1= 0 i1= 3A 7A4Ai110A-12Ai2其中i1得負(fù)值，說明它的實際方向與參考方向相反。1、基爾霍夫第一定律（KCL）圖示電路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。求I2，I3和I6。I1R1R2R3I2I3I4I5I6例解：I3=I1I5=116=5（mA)I2=I3I4=512=7（mA)I6=I1I2=11(7)=18（mA)I6=I4+I5=12+6=18（mA)基氏電流定律的推廣I=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1

20、+_RU3+_RRR廣義節(jié)點電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點（3）物理意義：KCL是電流的連續(xù)性的體現(xiàn)，也是能量守衡的體現(xiàn)。（4）KCL對各支路電流施加了約束， 而與支路元件的性質(zhì)無關(guān)。qq2q12、基爾霍夫第二定律（KVL） 基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律。回路電壓定律依據(jù)“電位的單值性原理”，它指出：（1）定義：任一瞬間，沿任一回路參考繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。（2）數(shù)學(xué)表達式為：然后根據(jù)： U = 0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4得：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0R1I1US1+R2

21、I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4電阻壓降可得KVL另一形式：IR=US電源壓升先標(biāo)繞行方向U=0根據(jù) U=0對回路#1列KVL方程電阻壓降#1#2例電源壓升#3即電阻壓降等于電源壓升此方程式不獨立省略！對回路#2列KVL常用形式對回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式，是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊，顯然給解題帶來一定方便。圖示電路KVL獨立方程為例如： 回路 a-d-c-a或：注意：與繞行方向相同為正， 反之為負(fù)。I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2ab

22、cdI1I2I5I6I4-其中:US3 = - E3 ，US4= - E4KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧牖芈妨?KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UA UB UAB = 0UAB = UA UB US IR U = 0U = US IR對假想回路列 KVL：或?qū)懽?（1）列KVL前，要首先選定回路繞行方向，然后再列方程，電壓降和回路繞行方向一致取正，否則取負(fù)。 繞行方向的選擇：原則上是任意。 （3）KVL對閉合回路中各支路電壓施加了約束，它與元件性質(zhì)無關(guān)。注意：U=E（2）KVL的另一種表達式。此時注意正負(fù)號的取法。例 電路如圖所示，已知UAB=5V，UB

23、C=4V，UDA=3V。試求：（1）UCD；（2）UCA+-UABUDAUCDUBCABCD+-UCA解：（2）ABCA不是閉合回路，也可應(yīng)用KVL求解。（1）UAB+UBC+UCD+UDA=05+（4）+UCD+（3）=0UCD=2VUAB+UBC+UCA=0UCA=1VU1 + U2 U3 U4 + U5 = 0U4+U1U2abced+U5U3+R4例 1圖中若 U1= 2 V，U2 = 8 V，U3 = 5 V，U5 = 3 V，R4 = 2 ，求電阻 R4 兩端的電壓及流過它的電流。解設(shè)電阻 R4 兩端電壓的極性及流過它的電流 I 的參考方向如圖所示。(2) + 8 5 U4+ (3

24、) = 0U4 = 2 VI = 1 AI沿順時針方向列寫回路的 KVL 方程式，有代入數(shù)據(jù)，有U4 = IR4【例1.9】在圖1-23所示電路中，若已知I1=3A，I2=5A。試求電流I3的值。解：根據(jù)KCL定律對節(jié)點A列方程為 I1 + I2 - I3 = 0 I3 = I1 + I2 =（3+5）A = 8A【例1.10】在圖1-23所示電路中，若已知US1=10V，I1=3A，I2= -1A, R1=2。試求電阻R3的值。 解：根據(jù)KVL對US1、R1、R3回路列方程為 -US1+R1I1+R3I3 =0 R3= =2求：I1、I2 、I3 能否很快說出結(jié)果？1+-3V4V11+-5V

25、I1I2I3 KCL和KVL是在實驗的基礎(chǔ)上得出的，是分析電路的理論基礎(chǔ)，它和歐姆定律一起構(gòu)成了電路分析的兩個基本依據(jù)。 局部約束方程：U=RI 整體約束方程：KCL和KVL1.2.3 支路電流法 支路電流法是應(yīng)用基爾霍夫第一、第二定律對節(jié)點和回路列出所需要的方程組，然后求解各支路電流。(2) 利用KCL列出節(jié)點方程式: 節(jié)點A： I1 + I2 I3 =0 節(jié)點B： -I1- I2 + I3 =0(3) 利用KVL列回路電壓方程式: 回路： R1I1-R2I2 +US2-US1 =0 回路： R2 I2 + R3 I3- US2=0只有1個方程式是獨立的(4) 聯(lián)立求解方程組，求出各支路電流

26、數(shù)值。（1）選擇各支路電流參考方向。L個網(wǎng)孔如果電路中有b條支路n個結(jié)點電路如圖所示（6）；（4）；（3）。 在該電路中共有I1I6六個未知支路電流，如何列這六個方程呢？US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I51.2.3 支路電流法US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I5據(jù)KCL列方程設(shè)電流流進為正；流出為負(fù) 上述4個方程只有3個是獨立的；即n個結(jié)點只能列（ n-1）個獨立方程。 另外3個獨立方程，可據(jù)KVL列出。R4I4+ R2I2+ R1I1=US1-US4R5I5+ R3I3- R2I2=-US5-US3

27、=US5+US4- US6網(wǎng)孔1：網(wǎng)孔2：網(wǎng)孔3： 列方程時要選擇回路的方向R6I6 R5I5 R4I4US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I5 方程數(shù)正好等于電路的網(wǎng)孔數(shù)， b-（n-1）=L據(jù)KVL列 b-（n-1）=L個 網(wǎng)孔數(shù)網(wǎng)孔1：網(wǎng)孔2：網(wǎng)孔3：據(jù)KCL列（n-1）個 （節(jié)點-1）由上可知：R4I4+ R2I2+ R1I1=US1-US4（5）R5I5+ R3I3- R2I2=-US5-US3（6）R6I6- R5I5- R4I4=US5+US4- US6（4）US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I

28、5例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個電流方程？幾個電壓方程？小 結(jié)基爾霍夫電流方程：結(jié)點a：結(jié)點b：獨立方程只有 1 個基爾霍夫電壓方程：#1#2#3獨立方程只有 2 個aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1網(wǎng)孔網(wǎng)孔小 結(jié)設(shè)：電路中有N個結(jié)點，B個支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小 結(jié)獨立的結(jié)點電流方程有 (N -1) 個獨立的回路（網(wǎng)孔）電壓方程有 (B -N+1)個則：（一般為網(wǎng)孔個數(shù)）獨立電流方程：個獨立電壓方程：個解題步驟：1選取各支路電流的參考方向， 回路的繞行方向。2據(jù)KCL列出（n-1）個獨立方程。

29、3據(jù)KVL列b-（n-1）外獨立方程， 一般為網(wǎng)孔數(shù)。4求解各支路電流及其它各量。小 結(jié)1.2.4 電路中的電位及其計算方法Va = +5V a 點電位：ab15Aab15AVb = - 5V b點電位： 結(jié)點電位法適用于支路數(shù)多，結(jié)點少的電路。如： 共a、b兩個結(jié)點，b設(shè)為參考點后，僅剩一個未知數(shù)（a點電位Va）。abVa結(jié)點電位法：以結(jié)點電位“VX”為未知量結(jié)點電位法解題思路 假設(shè)一個參考點，令其電位為零， 求其它各結(jié)點電位，求各支路的電流或電壓。 結(jié)點電位方程的推導(dǎo)過程：（以下圖為例）I1ABR1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5C則：各支路電流分別為 ：設(shè)：結(jié)點電流

30、方程：A點：B點： 將各支路電流代入A、B 兩結(jié)點電流方程，然后整理得：其中未知數(shù)僅有：VA、VB 兩個。結(jié)點電位法列方程的規(guī)律以A結(jié)點為例：方程左邊：未知結(jié)點的電位乘上聚集在該結(jié)點上所有支路電導(dǎo)的總和（稱自電導(dǎo)）減去相鄰結(jié)點的電位乘以與未知結(jié)點共有支路上的電導(dǎo)（稱互電導(dǎo)）。R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5CAB方程右邊：A結(jié)點的電激（電源）流之和（流入為正，流出為負(fù)）。按以上規(guī)律列寫B(tài)結(jié)點方程：R1R2+-+E1E2R3R4R5+-E5I2I3I4I5CAB應(yīng)用舉例（1）I1E1E3R1R4R3R2I4I3I2AB 電路中只含兩個結(jié)點時，僅剩一個未知數(shù)。VB = 0

31、 V設(shè) :則：I1I4求R1I2I1E1IsR2ABRS結(jié)點電位法求解步驟：（1）指定參考結(jié)點。（2）列出結(jié)點電位方程（自導(dǎo)為正，互導(dǎo)為負(fù)）。（3）電流源流入節(jié)點為正，流出為負(fù)。（4）根據(jù)歐姆定律，求出個支路電流。12V例求開關(guān)S打開和閉合時a點的電位值。12V6K4K20K12VS 解畫出S打開時的等效電路：baSbadc6K4Kc20K12V 顯然，開關(guān)S打開時相當(dāng)于一個閉合的全電路，a點電位為：S閉合時的等效電路：6K4K20K12V12VbacS閉合時，a點電位只與右回路有關(guān)，其值為：dd 設(shè)b點為參考點：Vb=0則：VA=0設(shè)c點為參考點：Vc=0則：S斷開時：S閉合時：則：-7V3

32、K1KAS1K+6V+8Vcb+-解：將原圖電路改畫成上圖所示電路。-7V3K1KAS1K+6V+8Vcb例電路如下圖所示，分別以A、B為參考點計算C和D點的電位及UCD。10 V2 +5 V+3 BCDIA 解以A點為參考電位時I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以B點為參考電位時VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V* 電路中某一點的電位等于該點到參考點的電壓；*電路中各點的電位隨參考點選的不同而改變，但是任意兩點間的電壓不變。在圖（a）中求A點電位VA解：將圖（a）電路

33、改畫成（b）所示電路。 +50 V R110圖（a） R3 20 - 50 V R2 5A例3:圖（b） 50 VI1 R110 R3 20 R2 5I3I2E1E2A50 V解：根據(jù)KCL有: I1-I2-I3=0 根據(jù)KVL，對左邊回路有 E1-I1R1=VA得： 對右邊回路有E2+VA=I2R2又VA=I3 R3，I3=VA/ R3 ，將各電流帶入并整理得： 50 VI1 R110 R3 20 R2 5I3I2E1E2A50 V 在多個電源同時作用的線性電路中，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(jié)果的代數(shù)和。疊加定理：計算功率時不能應(yīng)用疊加原理！I =II+=I

34、R1+R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時應(yīng)視為開路IR1+R2US+IR1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時應(yīng)視為短路1.2.5 疊加定理12V+_7.2V電源單獨作用時：用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理: I2 = I2 + I2=1+(1)=0例BAI237.2V+_212V+_612V電源單獨作用時： 解BA37.2V+_26I2I2用疊加定理求：I= ?I = I+ I= 2+（1）=1A“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使原恒流源處開路。例+-I4A20V101010I4A101010+-I20V10101020V電壓源單獨作用時：4A電流源單獨作用時：應(yīng)用疊

35、加定理要注意的問題1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3. 解題時要標(biāo)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(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功 率，即功率不能疊加。如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個 分支電路的電源個數(shù)可能不止一個。 設(shè)：則：R3I3=+檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果說明疊加定理的適用范圍，它是否僅適用于直流電路而不適用于交流電路的分析和計

36、算？從疊加定理的學(xué)習(xí)中，可以掌握哪些基本分析方法？電流和電壓可以應(yīng)用疊加定理進行分析和計算，功率為什么不行？441I2A1A21I3A1I+-26V414V+-I+-48V諾頓定理戴維寧定理1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理1I+-26V+-26VUOC=6V2Req=2戴維寧定理414V+-I+-48V1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理1.2.6.1、戴維寧定理 (Thevenin theorem )（法國電報工程師，1883年發(fā)表的論著）圖中：Uoc為開路電壓， R0為除源后的等效電阻。 有源二端網(wǎng)絡(luò)UIUIR0UOC+-1定義：任何一個含源單口網(wǎng)絡(luò)(二端網(wǎng)絡(luò))，對外 電路來說總可以用一個電壓

37、源和一電阻的串 聯(lián)支路來等效，這就是戴維寧定理。1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理2Uoc和R0的求法（1）Uoc的求法（開路電壓）。3326416V2A4V+-I332646V2A4V+-I+-UOC注意：必須去掉待求支路。1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理332646V2A4V+-I+-UOC（2）R0的求法：a）串并聯(lián)332646V2A4V+-I+-UOC332646V4V+-I+-UOCR=（6/3+2）/4=2除源除源的原則：電壓源短路；電流源開路；電源內(nèi)阻不變。1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理b）外設(shè)電壓源求電流，然后求其U/I=R033264+-UOCUI1.2.6 戴維寧定理與諾頓

38、定理33264+-UOCc）外設(shè)電流源求電壓，然后求其U/I=R0IU+-1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理注意：a、b、c是除源后，再求等效電阻；d是不除源，求等效電阻。d）求短路電流Isc則R0=Uoc/Isc332646V2A4V+-I+-UOCISC+-UOCR0ISC1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理電路如圖所示，試求電流I。 例題：462AI+-18V解：42A+-18V+-UOCUOC=4218=10V（1）求開路電壓負(fù)載開路等效電路除源后的等效電路4+-UOCR0= 4（2）求等效電阻R01.2.6 戴維寧定理與諾頓定理46I+-10V等效電路I= -1A（3）畫出等效電路R0=

39、4（2）求等效電阻R0電路如圖所示，試求電路I。 例題：462AI+-18V解：UOC=4218=10V（1）求開路電壓也可以用電源等效變換法求得。1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理電路如圖所示，試求電路I。 例題：462AI+-18V解：462AI4.5A462.5AI46I+-10vI=-1A1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理例2：求：U=?4 4 505 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU第一步：求開端電壓U0_+4 4 50AB+_8V10VCDEU01A5 第二步：求輸入電阻 R0。R04 4 505 AB1A+_8V_+10VCDEU044505+_ER0579V33等效電路4 4 505 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU第三步：求解未知電壓+_ER0579V33電路如圖所示，試求電路I。 例題：+-2223I2A4V2V解：+-223UOC2A4V2VUOC=21.2.6 戴維寧定理與諾頓定理223RO電路如圖所示，試求電路I。 例題：解：+-2223I2A4V2V/21.2.6 戴維寧定理與諾頓定理電路如圖所示，試求電路I。 例題：解：+-2223I2A4V2V4IvI=1A1.2.6 戴維寧定理與諾頓定理3對外等效，對內(nèi)不等效462AI+-18V46I+-10V例如42A+-18V4+-10V1.2