電工電子課件：電路的基本概念和分析方法

電路的基本概念和分析方法

電路：由各種電氣設(shè)備和元件按照一定方式連接而成的電流的通路。電源：提供電能的裝置，把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能。2.負(fù)載：取用電能的裝置，把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。3.中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分，起到控制、保護(hù)電路等作用。理想電路元件：分析實(shí)際電路時(shí)，在工程設(shè)計(jì)允許的情況下，可以忽略次要因素，突出電路的主要電磁性質(zhì)，將實(shí)際的電路元件理想化或近似化，用足以表征其主要特征的單一理想元件或元件組合來(lái)代替。理想電路元件

理想電阻元件

理想電感元件

理想電容元件

理想電流源

理想電壓源

電流：（國(guó)際單位為安培A）電流的大小:

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量電流的方向:

電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷的流動(dòng)方向

電壓：（國(guó)際單位為伏特V）電壓的大小:

電路中a,b兩點(diǎn)間的電壓為電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功電壓的方向:

電壓的實(shí)際方向是從高電位指向低電位，即電位下降的方向。電源的電動(dòng)勢(shì)：（國(guó)際單位為伏特V）電動(dòng)勢(shì)的大?。喊褑挝徽姾蓮碾娫吹呢?fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移動(dòng)到電源正極所做的功。電動(dòng)勢(shì)的方向：由電源負(fù)極指向電源正極，與電源電壓的方向相反。

電壓的表示U用極性表示

U用箭頭表示

U用雙下標(biāo)表示

電功率：（國(guó)際單位為瓦特W）電路中的元件在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出或吸收的電能稱(chēng)為電功率，簡(jiǎn)稱(chēng)功率，可表示為:●電源輸出功率時(shí)，U和I的實(shí)際方向相反；負(fù)載吸收功率時(shí)，U和I的實(shí)際方向相同。●某一電路元件上的電壓和電流采用關(guān)聯(lián)正方向時(shí)

負(fù)載吸收功率，U和I的實(shí)際方向相同

電源輸出功率，U和I的實(shí)際方向相反

線(xiàn)性電阻的伏安特性曲線(xiàn)理想電阻元件：將電能轉(zhuǎn)化為熱能的一種耗能元件，國(guó)際單位為歐姆Ω線(xiàn)性電阻：通過(guò)電阻的電流和電阻兩端所加的電壓遵循歐姆定律，當(dāng)電流和電壓采取關(guān)聯(lián)正方向時(shí)，U=IR

電壓源的電路符號(hào)

電壓源的伏安特性曲線(xiàn)

實(shí)際電源的電壓源模型實(shí)際電源的伏安特性曲線(xiàn)實(shí)際電源兩端的電壓為：

電流源的電路符號(hào)

電流源的伏安特性曲線(xiàn)

實(shí)際電源的電流源模型實(shí)際電源的電流源和電壓源模型的互換基爾霍夫定律節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。支路：兩節(jié)點(diǎn)之間的每一條分支電路。回路：電路中任一閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含有支路的回路。基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律：（KCL）電路中任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流入節(jié)點(diǎn)的電流總和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流總和KCL體現(xiàn)了電流的連續(xù)性原理，描述了與任一節(jié)點(diǎn)相連各支路電流間的制約關(guān)系

2.KCL不僅適用于節(jié)點(diǎn)，還適用于電路中任一假設(shè)封閉面

基爾霍夫電壓定律：（KVL）在任一時(shí)刻，沿任一回路繞行一周，回路中各部分電壓的代數(shù)和為零。1.KVL描述了一個(gè)回路中各部分電壓之間的約束關(guān)系

2.用KVL寫(xiě)方程時(shí)，首先選定回路繞行方向；若回路繞行方向與各部分電壓正方向一致時(shí)，則該部分電壓U前取“+”號(hào)，否則U前取“—”號(hào)。

3.KVL不僅適用于閉合回路，還適用于假想回路。

支路電流法：以支路電流為未知量，用KCL，KVL寫(xiě)出獨(dú)立方程，再解方程組求出各未知電流，進(jìn)而求出各點(diǎn)電位。用支路電流法求解的一般步驟：1.選定各支路電流的正方向，確定所選網(wǎng)孔的繞行方向

2.對(duì)于有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可寫(xiě)出n-1個(gè)KCL獨(dú)立方程3.對(duì)各網(wǎng)孔用KVL寫(xiě)出獨(dú)立的電壓回路方程4.聯(lián)立求解方程組，得出各支路電流，進(jìn)而求出各點(diǎn)電位求各元件的電流和a點(diǎn)電位

用支路電流法求各支路電流用節(jié)點(diǎn)電壓法求各支路電流

節(jié)點(diǎn)電壓法：以獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電壓為未知量，用KCL，KVL寫(xiě)出獨(dú)立方程，再解方程組求出各獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電壓，進(jìn)而求出各支路電壓和電流。用節(jié)點(diǎn)電壓法求流過(guò)R2的電流I2

疊加定理：在有多個(gè)電源共同作用的線(xiàn)性電路中，任一支路中的電流（或電壓）等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路中產(chǎn)生電流（或電壓）的代數(shù)和。線(xiàn)性電路的兩個(gè)重要定理:疊加定理

戴維南定理

疊加定理僅適用于求解電壓或電流，不能用來(lái)求功率2.

每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)電阻的位置及連接方式不變3.

暫時(shí)不作用的電壓源短路，電流源開(kāi)路4.

疊加時(shí)支路電流正方向和電壓正方向與原電路保持一致時(shí)，取正號(hào)、否則取負(fù)號(hào)用疊加定理求各支路電流及Uab+=用疊加定理求支路電流I1,I2以及電流源兩端電壓U2=+二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)：有兩個(gè)出線(xiàn)端的電路無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不含電源的二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可用電阻R0等效無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)等效有源二端網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)戴維南定理:

任何線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路而言，都可以用一個(gè)電壓源和電阻R0相串聯(lián)的支路來(lái)等效

等效電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc,電阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后，即將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電壓源短路，電流源開(kāi)路后，無(wú)源二端網(wǎng)