電路專升本課件資料

電路

大綱第一章電路的基本概念和基本定律重點掌握：電路的基本物理量，歐姆定律，基爾霍夫定律，電阻、電感、電容、電壓源、電流源元件的參數(shù)和電壓電流關(guān)系，電功率的計算。第二章電阻性電路的分析計算重點掌握：電阻的串、并聯(lián)，兩種電源模型的等效變換，星形和三角形連接電路的等效互換，支路法，網(wǎng)孔法(或回路法)，結(jié)點法，戴維南定理和諾頓定理。第三章正弦交流電路重點掌握：正弦量及其向量表示，向量形式的基爾霍夫定律，電阻、電感、電容的電壓電流關(guān)系，RLC串聯(lián)電路，RLC并聯(lián)電路，復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納及其等效互換，功率的計算，正弦交流電路的向量法計算，串、并聯(lián)諧振電路、具有耦合電感的正弦交流電路的計算。第四章三相正弦交流電路重點掌握：對稱三相正弦量，三相電源和負載的聯(lián)接，三相電路中的相、線電壓、電流，對稱三相正弦交流電路的特點和計算，三相電路的功率。第五章線性動態(tài)電路的時域分析重點掌握：換路定則，初始值、穩(wěn)定值的計算，一階電路的三要素法。第六章耦合電感和理想變壓器、空心變壓器重點掌握：耦合電感的等效、同名端、互感元件電壓電流關(guān)系。理想變壓器的等效計算。空心變壓器的分析方法。*第七章非正弦周期電路

重點掌握掌握非正弦波的基本概念，理解非正弦周期函數(shù)分解方法——諧波分析法。能熟練應(yīng)用非正弦周期信號的有效值和平均功率的公式進行計算。電路分析中的假設(shè)正方向（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？U1ABRU2IR第一章電路的基本概念和定律一、電路中物理量及其參考方向物理量的正方向：實際正方向假設(shè)正方向（參考方向）1、“實際方向”是物理中對電量規(guī)定的方向，而

“參考方向”是人們在進行電路分析計算時，任意假設(shè)的。2、在以后的解題過程中，注意一定要先假定物理量的參考方向，然后再列方程計算。缺少“參考方向”的物理量是無意義的。

物理量的實際正方向物理量單位實際正方向參考正方向電流IA、kA、mA、μA正電荷移動的方向任意指定一個方向電動勢EV、kV、mV、μV電源驅(qū)動正電荷的方向(低電位

高電位)任意指定一個方向電壓UV、kV、mV、μV電位降落的方向(高電位

低電位)任意指定一個方向物理中對基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實際方向物理量參考方向的表示方法u_+正負號abUab（高電位在前，低電位在后）

雙下標箭頭uab電壓I電流：箭頭或雙下標ab關(guān)聯(lián)參考方向:把電流的參考方向與電壓的參考方向一致稱為關(guān)聯(lián)參考方向;否則為非關(guān)聯(lián)參考方向。

元件i+_u元件i+_u非關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。(3)實際方向與參考方向的關(guān)系注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負之分。若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向a。abRIabRU+–若U=5V，則電壓的實際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實際方向從b指向a。電功率功率的概念：設(shè)電路任意兩點間的電壓為

U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗（吸收）的功率為:aIRUb如果UI方向不一致結(jié)果如何？功率有無正負？u、i方向與p的關(guān)系：（1）u、i取關(guān)聯(lián)參考方向時，p=ui

本身表示吸收功率p>0為吸收功率，p<0為發(fā)出功率；（2）u、i

取非關(guān)聯(lián)參考方向時，p=ui本身表示發(fā)出功率p>0為吸收功率，p<0為發(fā)出功率；所以，從P的正或負可以區(qū)分元器件的性質(zhì)，或是電源，或是負載。“吸收功率”（負載）“發(fā)出功率”（電源）電源與負載的判別U、I參考方向不同，P=UI

0，電源；P=UI

0，負載。U、I參考方向相同，P=UI0，負載；

P=UI

0，電源。

根據(jù)U、I的參考方向判別例1某電路中的一部分如圖所示，三個元件中流過相同電流I=-1A，U1=2V，（1）求元件a的功率P1，并說明是吸收還是發(fā)出功率；（2）若已知元件b吸收功率為12W，元件c發(fā)出功率為10W，求U2，U3。cbaI+U1-+U2

-+U3-例1圖（2）元件b的U2、I為關(guān)聯(lián)參考方向，且吸收功率，則P2為正值，即P2＝U2I＝12W，

所以U2=12/（-1）=-12VcbaI+U1-+U2

-+U3-例1圖(3)元件c的U3、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，且發(fā)出功率，則P3為負值，即P3＝-U3I＝-10W，

所以U3＝-10VP1＝U1I＝2×（-1）W＝-2W＜0，說明元件a發(fā)出功率2W。（1）對于元件a，U1、I為關(guān)聯(lián)參考方向解:對于一個電路，應(yīng)滿足能量守衡關(guān)系即功率平衡：P（吸總）=P（發(fā)總）對于一個元件：P（吸收）=-P（發(fā)出）電路中電位的概念及計算電位：電路中某點至參考點的電壓，記為“VX”

。

通常設(shè)參考點的電位為零。1.電位的概念某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。結(jié)論：(1)電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中

各點的電位也將隨之改變；(2)電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考

點的不同而變，即與零電位參考點的選取無關(guān)。借助電位的概念可以簡化電路作圖bca204A610AU290VU1140V56Ad+90V205+140V6cd例1:圖示電路，計算開關(guān)S斷開和閉合時A點的電位VA解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路如圖（b）電流I2=0，電位VA=0V。電流I1=I2=0，電位VA=6V。電流在閉合路徑中流通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)例2:計算電路中A、B兩點的電位。C點為參考點。I3AI1B55+–15V101015+-65VI2I4I5CI1–I2+I3=0I5–I3–I4=0解：(1)應(yīng)用KCL對結(jié)點A和B列方程(2)應(yīng)用歐姆定律求各電流(3)將各電流代入KCL方程，整理后得5VA–VB=30–3VA+8VB=130解得:VA=10V

VB=20V電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。歐姆定律U、I參考方向相同時，U、I參考方向相反時，RU+–IRU+–I

表達式中有兩套正負號：①式前的正負號由U、I參考方向的關(guān)系確定；②U、I值本身的正負則說明實際方向與參考方向之間的關(guān)系。通常取U、I參考方向相同。U=IR

U=–IR解：對圖(a)有,U=IR例：應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。對圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A基爾霍夫定律支路：電路中的每一個分支。一條支路流過一個電流，稱為支路電流。結(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點?；芈罚河芍方M成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3ba+-U2R2+-R3R1U1123圖示電路有

條支路，

個結(jié)點，

個回路，_____個網(wǎng)孔。3322例1：支路：ab、bc、ca、…（共6條）回路：abda、abca、adbca…

（共7個）結(jié)點：a、b、c、d

(共4個）網(wǎng)孔：abd、abc、bcd（共3個）adbcUS–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I基爾霍夫電流定律(KCL定律)1．定律即:Ｉ入=

Ｉ出

在任一瞬間，流向任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流。實質(zhì):電流連續(xù)性的體現(xiàn)?；?Ｉ=0I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1對結(jié)點a：I1+I2=I3或I1+I2–I3=0基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系。電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面。2．推廣I=?例:廣義結(jié)點I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I51156V12V在任一瞬間，沿任一回路循行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL定律)1．定律即：U=0在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和。對回路1：對回路2：

U1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=U2或I1R1+I3R3–U1=0或I2R2+I3R3–U2=0I1I2I3ba+-U2R2+-R3R1U112基爾霍夫電壓定律（KVL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。1．列方程前標注回路循行方向；

電位升=電位降U2=UBE+I2R2U=0

I2R2–U2+

UBE

=02．應(yīng)用

U=0列方程時，項前符號的確定：

如果規(guī)定電位降取正號，則電位升就取負號。3.推廣：開口電壓可按假象回路處理

注意：1對回路1：U1UBEE+B+–R1+–U2R2I2_例：對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔bcdb：R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–U=0對回路adbca，沿逆時針方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0應(yīng)用U=0列方程對回路cadc，沿逆時針方向循行：–I2R2–I1R1+U

=0adbcU–+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I常考題型解析本章是電路的基本概念與基本定律，是本門課程所有內(nèi)容的基礎(chǔ)，要求考生必須深刻理解、牢固記憶、熟練應(yīng)用。本章是考試的重點內(nèi)容之一，題型多以填空題和選擇題，或者小容量的正向思維或逆向思維的分析計算題，主要考查考生對基本概念和基本定律的正確理解和熟練應(yīng)用能力。選擇題1、在下圖電路中，對負載電阻RL而言，點劃線框中的電路可用一個等效電源代替，該等效電源是（）。a)理想電壓源b)理想電流源c)不能確定答案：(a)2、在下圖電路中，已知A、B兩點間的電壓UAB為（）。a)-1Vb)0c)1V答案：(c)3、在下圖電路中，已知A、B兩點間的電壓UAB為（）。a)-18Vb)18Vc)-6V答案：(a)4、已知圖1中的用圖2所示的等效理想電流源代替圖1所示的電路，該等效電流源的參數(shù)為（）。a)6Ab)2Ac)–2A圖1圖2答案：(c)5、在下圖的電路中，當(dāng)增大電阻R1的阻值時，電流I2相應(yīng)（）。a)減小b)增大c)不變答案：(c)6、下圖電路的開路電壓為（）。a)4Vb)8.67Vc)10V答案：(b)7、在下圖的電路中，由（）供給功率。a)電壓源b)電流源c)電壓源和電流源答案：(b)8、已知下圖電路中的電阻R1和R2消耗的功率由（）供給。a)電壓源b)電流源c)電壓源和電流源答案：(c)

9、在下圖的電路中，當(dāng)開關(guān)S打開時，A點的電位UA為（）。a)-3Vb)-6V