電路分析基礎(chǔ) 第2版 課件全套 李麗敏 第0-15章 緒論、電路模型和電路定 -非線性電路簡介

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礎(chǔ)目錄CATALOG緒論0電阻電路的等效變換電阻電路的一般分析電路定理拉普拉斯變換電路方程的矩陣形式12341112非線性電路簡介13網(wǎng)絡(luò)函數(shù)電路模型和電路定律二端口網(wǎng)絡(luò)1415一階電路相量法正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析567三相電路8910含有耦合電感的電路非正弦周期電流電路第0章緒論目錄CATALOG0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點0.20.3電路基礎(chǔ)學習方法及學習建議電路基礎(chǔ)課程概述及知識體系延遲符0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點1600年英國物理學家吉爾伯特因發(fā)表《論磁》一書而被譽為“電學之父”。1785年法國物理學家?guī)靵鎏岢隽藲v史上最早的靜電學定律——庫侖定律。1800年意大利物理學家伏特發(fā)明劃時代意義的伏打電池，推動了電學的發(fā)展。

1749年美國科學家富蘭克林給出了正負電的定義并通過風箏實驗，證明了電的存在。0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點1825年法國物理學家安培提出了著名的安培定律，為電動機的發(fā)明做了理論上的準備，奠定了電動力學的基礎(chǔ)。1826年德國科學家歐姆在多年實驗基礎(chǔ)上，在《電路的數(shù)學研究》一書中提出了著名的歐姆定律。1831年英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律，這一發(fā)現(xiàn)成為發(fā)電機和變壓器的理論基礎(chǔ)。1845年德國物理學家基爾霍夫提出了電路中的基本定律—基爾霍夫定律。他被稱為“電路求解大師”。0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點1864年英國物理學家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，為電路理論奠定了堅定的基礎(chǔ)。1853年德國物理學家亥姆霍茲提出電路中的等效發(fā)電機原理。論證了能量轉(zhuǎn)換的規(guī)律性。1879年美國發(fā)明大王愛迪生采用直流輸電的方式點亮了燈泡，但是能量損失巨大，效率非常低。1894年美籍發(fā)明家尼古拉·特斯拉發(fā)明了交流電、無線電、遙控和雷達等重要技術(shù)，從而取代了直流輸電。0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點

從智能手機到智慧城市，從機器人到人工智能，從互聯(lián)網(wǎng)到萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)，都離不開電的支撐。電的應(yīng)用為人們提供了極大便利，其理論基礎(chǔ)是電路理論。0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點研究熱點：電路的故障診斷與自動檢測、有源與開關(guān)電容電路、微電子

電路設(shè)計與應(yīng)用、非線性電路的分析和綜合、器件建模和新

器件的創(chuàng)制、電路的數(shù)學綜合、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

2.近代電路理論(20世紀60年代以后)主要特點:1)圖論引入電路理論。2)出現(xiàn)大量新的電路元件、有源器件。3)在電路分析和設(shè)計中應(yīng)用計算機后，使得對電路的

優(yōu)化設(shè)計和故障診斷成為可能.電路理論：1.經(jīng)典電路理論(20世紀初至20世紀50年代末)由時域分析發(fā)展到頻域分析與電路設(shè)計。0.1電路理論發(fā)展簡史及研究熱點

電是人類的巨大寶藏。電路基礎(chǔ)課程就是開啟寶藏的鑰匙。我們很難想象在一個沒有電的世界里，人類怎樣生存。學習電路基礎(chǔ)，開啟專業(yè)之門；體悟電路之用，感受電路之趣；助力放飛夢想，實現(xiàn)人生抱負。0.2電路基礎(chǔ)課程概述及知識體系電路理論---研究電路的基本規(guī)律和分析方法的工程學科。本課程學習重點：主要討論電路分析基礎(chǔ)。電路分析：給定電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)，計算電路變量

(電壓、電流、功率)，分析電路的特性。電路理論電路故障診斷：對運行不正常的電路進行故障類型判斷，

找出故障原因，對故障定位并故障修復(fù)。電路設(shè)計(綜合)：已知電路變量，根據(jù)給定電路的特性，

按照需求綜合設(shè)計一個合乎要求的電路。延遲符0.2電路基礎(chǔ)課程概述及知識體系課程目標提高分析、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、合作意識以及嚴謹踏實的學習習慣和精益求精的工作態(tài)度。課程性質(zhì)高等院校電氣與信息類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是研究生入學考試課程之一，為后續(xù)許多課程提供理論支持。01課程任務(wù)研討各種電路所共有的基本規(guī)律和分析計算方法和進行電路實驗的基本技能，為學習后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。03020.2電路基礎(chǔ)課程概述及知識體系三大分析方法：支路電流法回路電流法節(jié)點電壓法等效諾頓定理戴維寧定理疊加定理交流動態(tài)分析交流穩(wěn)態(tài)分析直流穩(wěn)態(tài)分析元件約束拓撲約束后續(xù)課程模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)信號與系統(tǒng)高頻電子線路線代物理實驗復(fù)變函數(shù)一階二階微分方程拉普拉斯變換三要素法響應(yīng)零輸入

零狀態(tài)全響應(yīng)沖激階躍正弦量相量法功率復(fù)數(shù)互感三相電路直流動態(tài)分析高等數(shù)學大學物理復(fù)變其它0.3電路基礎(chǔ)學習方法及學習建議學習方法課前預(yù)習，獨立思考，主動學習，持之以恒。認真聽講，課堂理解，把握重點，注重特點。重視實踐，勤思多練，善于歸納，勇于創(chuàng)新。課后練習，溫故知新，突破難點，融會貫通。用心才能成就!!!!0.3電路基礎(chǔ)學習方法及學習建議“抓住課堂”：認真聽講，往往有事半功倍的學習效果。有些問題自學時很費解，但是課堂上經(jīng)老師教學點撥會豁然開朗。及時復(fù)習是科學的學習方法，也是鞏固課堂所學知識的重要環(huán)節(jié)。提倡復(fù)習中同學之間的互學和交流，鼓勵學生提高自學能力。用心才能成就課前預(yù)習不可或缺，預(yù)習能夠讓你了解課堂要學知識的難易程度，做好重點聽講的心理準備，有目的、有意識的專心把不易理解的問題搞清楚。延時符延遲符觀看謝謝教學課件電

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礎(chǔ)延遲符延遲符第1章電路模型和電路定律目錄CATALOG元件約束1.4電阻元件1.5獨立電源（，★）

1.6受控電源（，★）

1.2電流、電壓及其參考方向（★）1.7基爾霍夫定律（，★）

1.8應(yīng)用案例——防電擊接地電路模型1.1實際電路和電路模型1.3電功率和電能（）

基本物理量拓撲約束兩類約束電路模型和電路定律研究對象分析基礎(chǔ)分析前提分析依據(jù)元件約束1.4電阻元件1.2電流、電壓及其參考方向1.7基爾霍夫定律1.1實際電路和電路模型：實際電路電路模型1.3電能和電功率基本物理量結(jié)構(gòu)約束兩類約束電路分析電路響應(yīng)電流及其參考方向電位、電壓和電動勢(★)電能：W=Pt=UIt，1度=1kW·h=103W×3600s=3.6×106J

電功率關(guān)聯(lián)：p=ui非關(guān)聯(lián)：p=-ui(★,

)關(guān)聯(lián)：u=Ri非關(guān)聯(lián)：u=-Ri1.5獨立電源電壓源：電流源：USI+++UIS區(qū)分：圓形貫穿線區(qū)分：圓形截斷線1.6受控電源

受控電壓源：受控電流源：區(qū)分：菱形貫穿線區(qū)分：菱形截斷線KCL：或：

i=0KVL：(流出為正，流入為負)或：

U=0(一致為正，相反為負)(★,

)(★,

)電路模型和電路定律知

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譜延遲符延遲符第1章電路模型和電路定律基本物理量基本元件基本定律電路分析基礎(chǔ)電路分析前提電路分析依據(jù)學習任務(wù)建立電路模型認識電流電壓功率計算電路元件探究基爾霍夫定律1.1實際電路和電路模型是為完成某種應(yīng)用目的，由若干電氣設(shè)備或器件相互連接而成的電流通路（也叫網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)）。實際電路1．實際電路的功能(1)進行能量的產(chǎn)生、傳輸、分配及轉(zhuǎn)換（如電力系統(tǒng)——強電電路:i，P大）

(2)實現(xiàn)信號的傳遞、變換、處理及控制（如電子系統(tǒng)——弱電電路:i，P?。?.1實際電路和電路模型實際電路由電源(信號源)、負載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。2．實際電路的組成

電源

中間環(huán)節(jié)

負載提供電能的裝置

連接電源和負載的(開關(guān)、導(dǎo)線等)部件

電能→非電能的用電設(shè)備電源負載開關(guān)和連接導(dǎo)線為中間環(huán)節(jié)導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡激勵(輸入)——電源或信號源推動電路工作稱為激勵。響應(yīng)(輸出)——由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。

電路分析是在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，討論激勵

(輸入)與響應(yīng)

(輸出)之間的關(guān)系，并分析和求解響應(yīng)(輸出)。1.1實際電路和電路模型由反映實際電路器件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件構(gòu)成的電路圖。電路模型1．理想電路元件：是組成電路模型的最小單元，是從實際電路器件抽象出來的、只反映

一種基本電磁現(xiàn)象的假想元件，是理想化的模型且有精確的數(shù)學定義。理想元件電阻RC無源二端元件L電感電容+

US–IS有源二端元件電壓源電流源理想二端元件分有源和無源兩大類1.1實際電路和電路模型2．集總化假設(shè)

(2)分布參數(shù)電路：不滿足d<<λ條件的電路。其特點是電路中的電壓和電流不僅

是時間的函數(shù)，也與器件的幾何尺寸和空間位置有關(guān)。高壓輸電線和微波電

路是分布參數(shù)電路的典型例子。

注意

根據(jù)實際電路的幾何尺寸d與其工作時電磁波的波長λ的關(guān)系，可以將電路分為兩大類：本書只討論集總參數(shù)電路，今后簡稱為電路。

(1)集總參數(shù)電路：滿足d<<λ條件的電路?？梢哉J為傳送到電路各處的電磁能量

是同時到達的，這時整個電路可以看成電磁空間的一個點。其特點是電路中

任意兩個端點間的電壓和流入任一器件端鈕的電流是完全確定的，與器件的

幾何尺寸和空間位置無關(guān)。一般的電路均應(yīng)視為集總參數(shù)電路。一般電路尺寸遠小于

。1.1實際電路和電路模型如手電筒實際電路和電路模型負載實際電路IS導(dǎo)線電路模型RL開關(guān)US+_RS電源導(dǎo)線電池燈泡開關(guān)建模延遲符1.1實際電路和電路模型3．建模方法：(1)具有相同的主要電磁特性的實際電路器件可用同一個電路模型表示。R消耗電能1.1實際電路和電路模型(2)同一實際電路在不同條件下，其抽象理想電路模型不同。一個電感線圈如直流僅消耗能量低頻交流不計損耗低頻交流考慮損耗高頻交流考慮容性效應(yīng)RRRLLLC(3)實際電路的電路模型取得恰當，分析和計算結(jié)果就與實際情況接近，

而如果取得不恰當，則會造成較大誤差。好的電路模型應(yīng)為計算精

度與計算量的折中。今后分析的都是電路模型，簡稱電路。思考與練習1.實際電路由哪幾部分組成？試述電路的功能。2.理想電路元件與實際電路器件有何不同？常用的理想元件有哪些？

3.為什么要用電路模型的方法來表示電路?本書所說的“電路”指的是什么？4.試畫出實際線圈的電路模型。1.2電流、電壓及其參考方向單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷。電流單位：kA、A、mA、μA。

1kA=103A、1mA=10-3A、1μA=10-6AtiIti直流：恒定不變的電流I(DirectCurrent——DC)交流：交變且平均值為零的電流i(AlternatingCurrent——AC)電流大小和方向不隨時間發(fā)生變化。大寫字母I表示，這時的電源為直流電源，例如電池。電流大小和方向隨時間發(fā)生變化。大寫字母i表示，這時的電源為交流電源，例如生活用電。1.2電流、電壓及其參考方向電壓電場力把單位正電荷從a經(jīng)電源外部移到b所作的功。電位電場力將單位正電荷從電路的某一點移至參考點時所做的功。參考點的電位為零，相對于參考點的電壓即是電位。產(chǎn)生電流的根本原因參考點的選?。哼x取是任意的，常選取大地、設(shè)備外殼或接地點。1.2電流、電壓及其參考方向(1)電力系統(tǒng)中選大地為參考點：(2)電子電路中把電源、信號輸入和輸出的公共端或公共線選為參考點：CAB(3V)(2V)(-2V)0

電路中各點的電位與參考點的選取有關(guān)，一個電路中只能選一個參考點。電壓和電位的關(guān)系：選0為參考點(UAB=UA-UB=3-2=1V)選C為參考點(UAB=UA-UB=5-4=1V)

電壓和電位是衡量電場力作功本領(lǐng)的物理量；電路中兩點間電壓的大小只取決于兩點間電位的差值，是絕對的量；電位是相對的量，其高低正負取決于參考點。電路中a、b兩點的電壓等于這兩點之間的電位差。

UAB=UA-UBa點的電位b點的電位a、b兩點的電壓電路中某點至參考點的電壓稱為電位。

參考點的電位為零，又稱零電位。

1.2電流、電壓及其參考方向電動勢非電場力把單位正電荷從電源負極經(jīng)電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。負載電源aabb+-uabeba+-根據(jù)能量守恒：uab=eba。電場力把單位正電荷從a移到b所做的功(uab)與外力克服電場力把相同的單位正電荷從b經(jīng)電源內(nèi)部移向a所做的功(eba)是相同的。

電壓表示電位降，電動勢表示電位升，即從a到b的電壓，數(shù)值上等于從b到a的電動勢。1.2電流、電壓及其參考方向電壓、電位和電動勢的異同

電壓和電位是衡量電場力作功本領(lǐng)的物理量，電動勢則是衡量電源力作功本領(lǐng)的物理量；電路中兩點間電壓的大小只取決于兩點間電位的差值，是絕對的量；電位是相對的量，其高低正負取決于參考點；電動勢只存在于電源內(nèi)部。

電動勢和電位一樣屬于一種勢能，它能夠?qū)⒌碗娢坏恼姾赏葡蚋唠娢?，如同水路中的水泵能夠把低處的水抽到高處的作用一樣。電動勢在電路分析中也是一個有方向的物理量，其方向規(guī)定由電源負極指向電源正極，即電位升高的方向。常用的單位有MV、kV、mV、

V。電壓、電位和電動勢單位都是V(伏特，簡稱伏)。1.2電流、電壓及其參考方向為什么要引入?yún)⒖挤较颍?我們要研究的電流和電壓不僅有大小而且有方向（極性）。而我們不僅要研究大小，還要指出方向，才能著手分析電路。電路分析中的一個矛盾：2

4

2

8

+–10V3

？另一方面，不知道方向就不能列寫正確的電路方程。解決辦法：引入?yún)⒖挤较?。一方面，在分析電路之前我們很難判斷其實際方向，實際電路中有些電流是交變的，有時方向還在不斷變化，無法標出實際方向。任意假定，實線箭頭表示，標在電路圖上。1.2電流、電壓及其參考方向1．電流方向(1)實際方向：習慣上規(guī)定為正電荷移動的方向。(2)參考方向：任意假定的電流的方向。

電流參考方向的兩種表示方式：1)用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。2)用雙下標表示：如Iab

,由a指向b的方向為電流的參考方向。Iabab引入電流的參考方向之后，電流亦成為代數(shù)量。

用i

的正負值結(jié)合參考方向來表明電流的實際方向。i>0實際電流方向電流參考方向ab元件ii

<0實際電流方向電流參考方向ab元件iIab1.2電流、電壓及其參考方向電流為負，表明電流的實際方向與參考方向相反，即電流的實際方向是由a指向b。沒有標注電流的參考方向，無法判定電流的實際方向

。

如：指出圖示元件中電流的實際方向。

1.2電流、電壓及其參考方向2．電壓方向(1)實際方向：高電位指向低電位，即電位降的方向。電壓也稱電壓降，簡稱壓降。(2)參考方向：任意假定的電壓的方向。

電壓參考方向的兩種表示方式：1)用箭頭表示：箭頭的指向為電壓的參考方向。2)用雙下標表示：如Uab

,由a指向b的方向為電壓的參考方向。UababU用U的正負值結(jié)合參考方向來表明電壓的實際方向。+–U3)用“+”、“-”表示：“+”指向“-”的方向為電壓的參考方向。aU

>0實際電壓極性電壓參考方向b元件U+–aU<0實際電壓極性電壓參考方向b元件U+–3．參考方向與實際方向的關(guān)系延遲符1.2電流、電壓及其參考方向電壓的實際方向a點標以“＋”，極性為正，稱為高電位。b點標以“－”，極性為負，稱為低電位。電壓的實際方向與參考方向一致，電壓為正。反之，電壓為負。電壓為負，表明電壓的實際極性與參考極性相反，即電壓的真實極性是a點為負b點為正。

沒有標注電壓的參考方向，無法判定電壓的真實極性。

(1)關(guān)聯(lián)參考方向：電流參考方向與電壓(降)參考方向一致。1.2電流、電壓及其參考方向4．關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向+–Riu關(guān)聯(lián)參考方向

(2)非關(guān)聯(lián)參考方向：電流參考方向與電壓(降)參考方向相反。+–Riu非關(guān)聯(lián)參考方向延遲符分析電路前必須選定電流和電壓的參考方向；參考方向是人為假設(shè)的方向，可隨意設(shè)定。

標在圖中；參考方向不同時，其表達式相差一負號，但實際方向不變。以后討論均在參考方向下進行，實際方向由計算結(jié)果確定。參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標注

(包括方向和符號)，在計算過程中不得任意改變；注意1.2電流、電壓及其參考方向電流和電壓參考方向如圖中所標，問：對A、B兩部分電路，電流和電壓參考方向關(guān)聯(lián)嗎？A電流、電壓參考方向非關(guān)聯(lián)；

B電流、電壓參考方向關(guān)聯(lián)。ABABi＋－u例1-1解：應(yīng)用舉例

1.2電流、電壓及其參考方向1.電壓、電位、電動勢有何異同？

3.取不同的參考方向?qū)嶋H方向有影響嗎？4.有人說“電路中兩點之間的電壓等于該兩點間的電位差。因這兩點的電位數(shù)值隨參考點不同而改變，所以這兩點間的電壓數(shù)值亦隨參考點的不同而改變”，試判斷其正誤，并給出理由。2.在電路分析中，引入?yún)⒖挤较虻哪康氖鞘裁?？檢驗學習結(jié)果要點回顧一.實際電路和電路模型

二.電路中的基本變量實際電路電路模型建模兩類約束電路方程求解電路響應(yīng)CAB(3V)(2V)(-2V)0

變量的值在設(shè)定參考方向下才有意義。直流大寫，交流小寫。

標志方法I：圖中標；雙下標Iab。

u：圖中標；雙下標uab。

圖中標+,-；長短線。2.電壓：電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。tIti電位：電路中某點到參考點的電壓。電壓通常用雙下標，而電位則用單下標。

電位與參考點有關(guān)，是相對量；電壓是兩點間電位差，與參考點無關(guān)，是絕對量。電動勢：是電源力作功本領(lǐng)的物理量，它只存在于電源內(nèi)部，與電壓大小相等方向相反。1.電流：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷。=ua-ub第1章電路模型和電路定律1.1電路理論中，由理想電路元件構(gòu)成的電路圖稱為與其相對應(yīng)的實際電路的()。電路模型

建模實際電路電路模型電路元件元件約束(VCR)拓撲約束(KCL,KVL)電路響應(yīng)(u,i)u,i,p,w1.2～1.3基本物理量：u,i,p,w都是在假定參考方向下分析計算的。電流：電流的實際方向規(guī)定為正電荷運動的方向；電流的參考方向是人為假定的方向。

電流參考方向標志方法i(或I)：圖中標；雙下標Iab。

電壓參考方向標志方法u(或U)：圖中標；雙下標Uab；+,-；長短線。i>0實際電流方向電流參考方向ab元件iau<0實際電壓極性電壓參考方向b元件u+–(4)電路分析中一個電流得負值，說明它小于零。（）(1)電壓、電流的參考方向可任意指定，指定的參考方向不，不影響問題最后的結(jié)論。(

)(3)電壓和電流計算結(jié)果得負值，說明它們的參考方向假設(shè)反了。（）(2)若電流的計算值為負，則說明其實際方向與（

）相反。???實際方向

(1)電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向是指（

）。(A)電流參考方向與電壓降參考方向一致(B)電流參考方向與電壓升參考方向一致(C)電流實際方向與電壓升實際方向一致(D)電流實際方向與電壓降實際方向一致(2)電流由元件的低電位端流向高電位端的參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向。（）+–iu關(guān)聯(lián)參考方向+–iu非關(guān)聯(lián)參考方向電流和電壓關(guān)聯(lián)參考方向元件電流的參考方向與電壓的參考方向一致元件電流的參考方向與電壓的參考方向相反A?2.

電位:電場力把單位正電荷從一點移動到參考點(零電位點)所做的功，電位用單下標表示。電壓:電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。也稱電位差或電壓降。雙下標表示。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化，電位與參考點的選取有關(guān)。電動勢:衡量電源力作功本領(lǐng)的物理量稱為電動勢，它只存在于電源內(nèi)部，其方向是從負極

到正極的方向，與電壓的參考方向相反。負載電源aabb+-uabeba+-(5)單位為伏特，其數(shù)值取決于電路兩點間電位的差值，與電路參考點無關(guān)的電量是(

)。(A)電壓

(B)電位

(C)電流

(D)電阻(1)電壓、電位和電動勢定義式形式相同，所以它們的單位一樣。(

)(4)衡量電源力作功本領(lǐng)的物理量稱為(

)，它只存在于(

)內(nèi)部，其參考方向規(guī)定由(

)電位指向(

)電位，與(

)的參考方向相反。(2)(

)的高低正負與參考點有關(guān)，是相對的量；(

)是電路中產(chǎn)生電流的根本原因，其大小僅取決于電路中兩點電位的差值，與參考點無關(guān)，是絕對的量。(3)若A、B、C三點的電位分別為3V、2V、-2V，則電壓UAB為(

)，UCA為(

)。?電位

電壓

1V-5V電動勢

電源

電源負極低

電源正極高

電源端電壓

ACAB(3V)(2V)(-2V)01.3電功率和電能電功率單位時間內(nèi)電場力所做的功或單位時間里一段電路所吸收或發(fā)出的能量。交流：P=UI直流：功率的單位：W(瓦特)、kW、mW。1kW=103W，1mW=10-3W電力系統(tǒng)中弱電工程中1.u，

i取關(guān)聯(lián)參考方向電功率的計算2.u，

i取非關(guān)聯(lián)參考方向p

=-ui非關(guān)聯(lián)：轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)參考方向計算：若

p＞0，吸收正功率(實際吸收)

若

p＜0，吸收負功率(實際發(fā)出)

關(guān)聯(lián)：p=ui表示元件吸收的功率US+_R+_UI功率正負判斷功率的性質(zhì)，即該元件是產(chǎn)生能量還是消耗能量。p﹥0元件是吸收(消耗)功率，具有負載特性。p﹤0元件是發(fā)出(產(chǎn)生)功率，具有電源特性。1.3電功率和電能1.U，

I取關(guān)聯(lián)參考方向。P<0，發(fā)出5W功率，電源性。2.

U，I

取非關(guān)聯(lián)參考方向。P>0，吸收5W功率，負載性。U=5V，I=-1AP=+UI=5

(-1)=-5WU=5V，I=-1AP=

-UI=-5

(-1)=5W1：解：解：思考回答2：aIUb+

-aIUb+

-1.3電功率和電能例1-2解：下圖所示電路中，已知：US1=15V，US2=5V，R=5Ω，試求電流I和各元件的功率，并驗證功率守恒。

元件US1的功率應(yīng)用舉例

Σp=0功率守衡p吸收=p發(fā)出IRURUS1+-+-US2元件US2的功率

(吸收功率)(發(fā)出功率)元件R的功率

(吸收功率)∵P吸收+P發(fā)出=10+20-30=0W，∴ΣP=0功率守衡。1.3電功率和電能電能電路在一段時間內(nèi)吸收或發(fā)出的能量稱為電能。直流:工程上或電業(yè)部門采用千瓦時(kW×h)作為電能的單位，俗稱1度電，它等于功率為1千瓦的設(shè)備在1小時內(nèi)所吸收的電能。1度電的概念1000W的電爐加熱1小時；100W的燈泡照明10小時；

40W的燈泡照明25小時。交流:日常生活中，電度表就是用來測量電能的裝置。只要用電器工作，電度表就會轉(zhuǎn)動并且顯示用電的多少。1度=1kW·h=103W×3600s=3.6×106J電能的國際單位：J(焦耳)——

1瓦的設(shè)備在1秒內(nèi)所吸收的電能延遲符1.3電功率和電能北京地區(qū)用電按每度(kWh)收費0.45元計算。某個教室照明用電平均電流為10A，供電電壓額定值為220V，每天開燈6小時，每月按30天計算，求出每月用電量和費用是多少？例1-3解：(1)用電量W=Pt=10×220×6×30=396kWh=396度(2)費用J=0.45×396=178.2元。應(yīng)用舉例

2.電能：W=PT

=1kW·h=103W×3600s=3.6×106J

1.功率：電場力在單位時間內(nèi)所做的功，即單位時間內(nèi)元件吸收或發(fā)出的電能。關(guān)聯(lián)：p=ui表示元件吸收的功率p

=-ui非關(guān)聯(lián)：轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)參考方向計算：若

p＞0，吸收正功率（實際吸收）若

p＜0，吸收負功率（實際發(fā)出）

不論上述哪種情況，只要計算出的p

>0，二端元件的確吸收功率，相當于負載；如計算出的p

<0，則二端元件吸收負功率，即二端元件發(fā)出(產(chǎn)生)功率，相當于電源。US+_R+_UI本節(jié)要點回顧J(焦耳)——1瓦的設(shè)備在1秒內(nèi)所吸收的電能電能：W=Pt=UIt，1度=1kW·h=103W×3600s=3.6×106J

功率：電場力在單位時間內(nèi)所做的功，Σp=0均成立，稱為功率守衡。+–iu關(guān)聯(lián)參考方向+–iu非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)：p吸=-ui關(guān)聯(lián)：p吸

=ui判斷：某元件是電源還是負載，可以用其功率P的正負值來判斷。P為正值，元件吸收功率；P為負值，則發(fā)出功率。（）?判斷：電功率大的用電器，電能也一定大。（

）工程上常采用千瓦小時(kW×h)作為電能的單位，俗稱1度電，它等于功率為1千瓦的設(shè)備在1小時內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。?無論關(guān)聯(lián)與否，只要計算結(jié)果p吸>0，則該元件就是在吸收功率，即消耗功率，該元件是負載；若p吸<0，則該元件是在發(fā)出功率，即產(chǎn)生功率，該元件是電源。對所有的電路來說，Σp=0均成立，稱為功率守衡。關(guān)聯(lián)：P=UI=21=2W解：1-2圖中，方框表示電路元件，計算各元件的功率，并指出功率的性質(zhì)。關(guān)聯(lián)：P=UI=(-2)1=-2W解：非關(guān)聯(lián)：P=-UI=-21=-2W解：+－1A2V(a)+－1A2V(c)+－-1A2V(d)非關(guān)聯(lián)：P=-UI=-2(-1)=2W解：+－1A-2V(b)(a)電路吸收2W功率。(b)電路吸收-2W功率，說明(b)電路

發(fā)出2W功率。(c)電路吸收-2W功率，說明(c)電路

發(fā)出2W功率。(d)電路吸收2W功率。

3.電能：W=PT1度=1kW·h=103W×3600s=3.6×106J

4.功率：電場力在單位時間內(nèi)所做的功，即單位時間內(nèi)元件吸收或發(fā)出的電能。+–iu關(guān)聯(lián)參考方向+–iu非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)：p吸

=ui非關(guān)聯(lián)：p吸=-ui無論關(guān)聯(lián)與否，只要計算結(jié)果p吸>0，則該元件就是在吸收功率，即消耗功率，該元件是負載；若p吸<0，則該元件是在發(fā)出功率，即產(chǎn)生功率，該元件是電源。對所有的電路來說，Σp=0均成立，稱為功率守衡。判斷：某元件是電源還是負載，可以用其功率P的正負值來判斷。P為正值，元件吸收功率；P為負值，則發(fā)出功率。（）判斷：電功率大的用電器，電能也一定大。（

）工程上常采用千瓦小時(kW×h)作為電能的單位，俗稱1度電，它等于

功率為1千瓦的設(shè)備在1小時內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。??1.如何判別元件是電源還是負載？

2.電功率大的用電器，電功也一定大。這種說法正確嗎？為什么？3.有一白熾燈，額定電壓220V，額定功率40W，每天工作5小時，一個月（按30天計），共消耗多少度電？4.研究當端口的電壓與電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時，功率計算的正負與端口吸收（或釋放）能量的關(guān)系。你對本節(jié)知識掌握得如何？1.4電阻元件1．電阻元件：是從實際電阻器抽象出來的模型，只反映電阻器對電流

呈現(xiàn)阻力、損耗能量的性能。1.4電阻元件a.線性電阻b.非線性電阻0abuiR稱為電阻，為一正實常數(shù)，單位為

(歐姆)

、k、M。G稱為電導(dǎo)，單位為S(西門子)。關(guān)聯(lián)參考方向下:i+u

－R非關(guān)聯(lián)參考方向下:i－

u+R2．伏安特性曲線說明電阻的電壓和電流是同時存在，同時消失的，是無記憶、雙向性的元件。公式的列寫必須根據(jù)參考方向??！延遲符1.4電阻元件不論電阻元件的端電壓

u取何值，電流i

恒為零。不論電阻元件的電流

i取何值，端電壓u

恒為零。R=0(G=

)i=0

短路和開路短

路開

路兩種特殊情況短路+-uiRu=0開路+-uiRR=(G=0)1.4電阻元件

當u和

i取關(guān)聯(lián)參考方向時，R消耗的功率為：電阻元件一般是把吸收的電能轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉。在一段時間內(nèi)，吸收的能量為：p=ui

=Ri2

=u2R

=Gu2

=i2G因R

和G是正實常數(shù)，故總有p≥0。無論參考方向如何選取，電阻始終消耗電功率。功率和能量功率能量當u和

i取非關(guān)聯(lián)參考方向時：p

-ui

-(-Ri)i

Ri2

u2/R關(guān)聯(lián)參考方向下:i+u

－R非關(guān)聯(lián)參考方向下:i－

u+R延遲符1.4電阻元件電氣設(shè)備額定值產(chǎn)品在給定工作條件下保證電器設(shè)備安全運行而規(guī)定的容許值。它是指導(dǎo)用戶正確使用電器設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)。

如額定電壓UN、額定電流IN和額定功率PN額定值通常標在設(shè)備的銘牌上或在說明書中給出。

一盞白熾燈上標有“220V、60W”，表示這盞燈的額定電壓為220V，額定功率為60W。滿載等于額定電流

輕載小于額定電流

過載超過額定電流

延遲符1.4

電阻元件

R=100Ω，P=1W的碳膜電阻用于直流電路，

求最大允許電壓和電流。例1-4解：應(yīng)用舉例

三、元件約束1.無源元件R：R的u和

i一般取關(guān)聯(lián)參考方向u=Ri，否則u=-RiR電阻，單位：

(歐姆)。G電導(dǎo)(電阻倒數(shù))，單位：S(西門子)

。元件約束——VCR。兩類約束拓撲約束——KCL、KVL;

i+-u1k

(a)i+-u10

(b)i+-u10k

(c)u=Ri=103i解：u=-Ri=-10i解：u=Ri=104i解：電阻R上u、i參考方向不一致，令u=-10V，消耗功率為0.5W，則電阻R為()。(A)200Ω

(B)-200Ω

(C)±200Ω

(D)無法確定A1.額定電壓相同、額定功率不等的兩個白熾燈，能否串聯(lián)使用？3.某元件的電壓與電流的參考方向一致時，就能說明該元件是負載。這句話對嗎?2.有時歐姆定律可寫成U=-IR，說明此時電阻值是負的，對嗎?檢驗學習結(jié)果4.試寫出圖示電阻的VCR關(guān)系式（歐姆定律）和功率的表達式。i－u+R1.5獨立電源

直流電源和交流電源電路中提供電能或電信號的裝置，又稱“激勵”。

電壓源和電流源獨立電源和非獨立電源1.5獨立電源

理想電壓源內(nèi)部損耗很小，以至于可以忽略的實際電壓源抽象得到的理想化電路元件，簡稱電壓源。

+_iuS(t)+_uu=uS(t)

或u=US(恒定)i取決于外電路USuS(t1)uS(t2)特點：恒壓不恒流伏安特性曲線：USi+u_R恒定值時稱為直流電源

u與流過的電流i無關(guān)

1.5獨立電源

理想電壓源的開路與短路特殊情況理想電壓源不允許短路！否則流過的電流為無限大，可能燒毀電源，出現(xiàn)故障。US+_R=0+_UI=∞

非正常，不允許！

US+_+_U=USI=0(1)理想電壓源的開路(2)理想電壓源的短路USI+U_R開路：R

，I=0，U=US。短路：R=0，I

，理想電源出現(xiàn)病態(tài)，

因此理想電壓源不允許短路。理想電壓源功率關(guān)聯(lián)參考方向下+USI+USI

P吸=USI非關(guān)聯(lián)參考方向下

P吸=-USI(發(fā)出功率，起電源作用)(吸收功率，充當負載)電場力做功，吸收功率。物理意義：

電流(正電荷)由低電位向高電位移動

?外力克服電場力作功發(fā)出功率1.5獨立電源

理想電壓源US和內(nèi)阻RS相串聯(lián)的電路模型理想電壓源實際上不存在的，電源內(nèi)部總存在一定的內(nèi)阻。例如，電池是一個實際的直流電壓源。當接上負載后，電池的端電壓就低于定值電壓，電流越大，端電壓也越低。電池的端電壓就不再為定值。電壓源內(nèi)電阻理想電壓源電壓電壓源端電壓開路時，端電壓也稱開路電壓，用Uoc表示，Uoc=US

。短路時，短路電流Isc=US/RS，內(nèi)阻很小，短路電流很大，燒毀電源。

US+_IU+_RS實際電壓源模型

U=US–RSIUSUIO

伏安特性曲線接上負載，實際電壓源端電壓U將低于理想電壓源的電壓US

實際電壓源1.5獨立電源

理想電流源i=iS(t)

(恒定)u取決于外電路。恒流不恒壓特點：伏安特性曲線：iS(t1)iS(t2)ISiS(t)i+_u由內(nèi)部損耗很小，以至于可以忽略的實際電流源抽象得到的理想化電路元件，簡稱電流源。

太陽能電池在一定照度的光線照射時，將激發(fā)產(chǎn)生一定電流，該電流與照度成正比，而與它本身的端電壓無關(guān)。太陽能電池在工作時可近似看作理想電流源。1.5獨立電源

理想電流源的短路與開路特殊情況理想電流源不允許開路！否則兩端電壓為無限大，理想電流源出現(xiàn)故障。ISI=IS+_U=∞

開路非正常，不允許！RI=IS短路+_U=0ISRR

，I=IS，U

∞，R=0，I=IS，則U=0

(1)理想電流源的短路(2)理想電流源的開路理想電流源功率關(guān)聯(lián)參考方向下：

P吸=UIS非關(guān)聯(lián)參考方向下：IS+_UIS+_U

P吸=－UIS(吸收功率，充當負載)(發(fā)出功率，起電源作用)1.5獨立電源

實際電流源電路aISbI+-理想電流源IS和內(nèi)阻RS相并聯(lián)的電路模型電流源內(nèi)電阻理想電流源電流電流源端電壓理想電流源實際上不存在的。由于電源內(nèi)阻的存在，電流源的電流并不能全部輸出，有一部分電流將從內(nèi)阻分流掉。實際電流源I=IS–GSUISIUO

伏安特性曲線對實際電流源，當RS

，有I=IS

，實際電流源

理想電流源。1.5獨立電源

求圖示電路中每個元件的功率。例1-5對1V的電壓源，電壓與電流實際方向關(guān)聯(lián)，則：對0.5A的電流源，電壓與電流實際方向非關(guān)聯(lián)，則(恒流源釋放功率)解：(恒壓源吸收功率)應(yīng)用舉例

電阻上的電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，所以UR=0.5×2=1V，PR=0.5×1=0.5W(電阻吸收功率)電流源上的電壓

U=UR+1=1+1=2V。0.5A1V+-+-U2Ω+-UR

有源元件：(1)獨立電源(又稱激勵源)：向電路提供能量。由此產(chǎn)生的支路電壓、電流等稱為響應(yīng)。

理想電壓源恒壓不恒流，理想電流源恒流不恒壓。實際電源內(nèi)阻不為0。

理想電流源+–UIS+–uiS(t)+–USI+–uSi理想電壓源+–UIRS實際電流源IS+–uiRSiSUS+–RS+–uSi實際電壓源IRS1)當流過理想電壓源的電流增加時，其端電壓將（

）。(A)增加(B)減少(C)不變(D)無法確定2)當理想電流源的端電壓增加時，其電流將（

）。(A)增加(B)減少(C)不變(D)無法確定5Vi+-u(d)+-10Vi-+u(e)+-2Ai+-u

(f)+-u=-5V解：u=10V解：i=2A解：CC1.實際電源中，哪些是電壓源？哪些是電流源？2.電壓源的特性并不理想，存在內(nèi)阻。試分析：當電壓源短路時電壓與電流如何？開路時電壓與電流如何？伴隨電壓源輸出電流的上升，其兩端電壓變化趨勢如何？3.電流源的特性并不理想，存在漏電導(dǎo)。試分析：當電流源短路時電壓與電流如何？開路時電壓與電流如何？伴隨電流源輸出電壓的上升，電流源的輸出電流變化趨勢如何？

4.有人說“理想電壓源可看成是內(nèi)阻為零的電源，理想電流源可看成是內(nèi)阻為無窮大的電源”。這種說法對嗎？為什么？思考回答？本節(jié)要點回顧1.無源元件R：R的u和

i一般取關(guān)聯(lián)參考方向u=Ri，否則u=-RiRi+-uR稱為電阻，單位：

(歐姆)。G稱為電導(dǎo)，單位：S(西門子)

。元件約束——VCR。兩類約束拓撲約束——KCL、KVL;

2.有源元件：獨立電源(又稱激勵源)：向電路提供能量。由此產(chǎn)生的支路電壓、電流等稱為響應(yīng)。獨立電源分為獨立電壓源和獨立電流源兩種類型，簡稱電壓源和電流源。

理想電流源+–UIS+–uiS(t)+–USI+–uSi理想電壓源+–UIRS實際電流源IS+–uiRSiSUS+–RS+–uSi實際電壓源IRS1.6受控電源

引入受控電源到底是什么東西？為什么會有受控電源這種東西呢？主權(quán)國家傀儡國家獨立電源受控電源獨立電源：電壓或電流由自身產(chǎn)生，不受其它電壓或電流控制。受控電源：電壓或電流受另一個其他電壓或電流控制。交流小信號工作條件下的晶體管微變等效電路。

晶體管工作在放大狀態(tài)時，由于晶體管的集電極電流ic受基極電流ib的控制，所以可采用電流控制的受控電流源來表示。RcibRbic受控電源是有源器件的電路模型，如晶體管、耦合電感、場效應(yīng)管等。1.6受控電源

+–受控電壓源受控電流源分類（區(qū)別是把獨立源的圓形換成菱形）+-USIS受控電源類型控制量電壓電流受控電壓源受控電流源當被控制量是電壓時，用受控電壓源表示。當被控制量是電流時，用受控電流源表示。1.6受控電源

U1+_U1U2I2I1=0(a)電壓控制電壓源(VCVS)

:電壓放大倍數(shù)（變壓器）+-+-rI1(b)電流控制電壓源(CCVS)r:轉(zhuǎn)移電阻（發(fā)電機）+_U1=0U2I2I1+-+-(c)電壓控制電流源(VCCS)g:轉(zhuǎn)移電導(dǎo)（場效應(yīng)管）gU1U1U2I2I1=0+-+-

I1U1=0U2I2I1+-+-(d)電流控制電流源(CCCS)

:電流放大倍數(shù)（晶體管）1.6受控電源

受控源與獨立源比較123獨立源的電壓、電流由電源本身決定，與電路中其他量無關(guān)，是獨立的；而受控源的電壓、電流由控制量決定。獨立源在電路中可以單獨的起“激勵”作用，在電路中產(chǎn)生輸出或響應(yīng)；而受控源在電路中不能作為“激勵”，僅反映電壓或電流的控制或耦合關(guān)系，在分析電路時，受控源可看作獨立源處理。受控源是四端元件，一般在電路圖中不需要專門標出控制量所在的兩個端點，只需在受控源的符號旁注明受控關(guān)系。1.6受控電源

下圖中iS=2A，VCCS的控制系數(shù)g=2S，求u。例1-6解：應(yīng)用舉例

gu1i2Ωu5Ω+-u1iS+-由歐姆定律得：u=2i=2gu1

=2×2×10=40V

控制量：u1=5iS=10V

電壓控制電流源：i=gu1

受控電流源獨立電流源1.6受控電源

應(yīng)用舉例

指出圖示電路受控源類型。電壓控制電壓源

(VCVS)例1-7解：i2+_R2u3R4R1R3+_8u32i1+_u46u4_+4i2i1iS電流控制電壓源

(CCVS)電壓控制電流源

(VCCS)電流控制電流源

(CCCS)8u3：4i2：2i1：6u4：(2)受控電源(又稱非獨立源)：受電路中其它支路的電壓或支路電流控制的非獨立電源。受控電源分為受控電壓源和受控電流源兩種類型。

分類+–受控電壓源受控電流源+-USIS（區(qū)別是把獨立源的圓形換成菱形）1)自身電壓受電路中某部分電流控制的有源電路元件是（

）。(A)流控電流源(B)壓控電壓源(C)流控電壓源(D)壓控電流源2)受控源在電路分析中的作用，和獨立源完全相同。（

）3)獨立電壓源的電壓可以獨立存在，不受外電路控制；而受控電壓源的電壓

不能獨立存在，而受（

）的控制。4)在沒有獨立源作用的電路中，受控源是（

）元件；在受獨立源產(chǎn)生的

電量控制下，受控源是（

）元件。C?控制量無源有源1.哪類元件可以用受控源模型來模擬？

2.試闡述獨立源與受控源的異同。

3.受控源CCVS的被控制量是電壓還是電流？

4.如何理解受控源不是“激勵”？

檢驗學習結(jié)果1.7基爾霍夫定律

元件伏安特性基爾霍夫定律中心內(nèi)容元件約束拓撲約束集總電路的基本約束關(guān)系元件自身特性的約束元件間聯(lián)接關(guān)系的約束電路基本定律，分析和計算的基礎(chǔ)

1.7基爾霍夫定律

集總參數(shù)電路分析計算的基本依據(jù)：兩類約束i+-uRi+-u5USi+-u+-ISi+-u+-u=Riu=-5iu=-USi=ISu=3U1或u=5I2i=3U1或i=5I2元件約束(VCR)結(jié)構(gòu)約束(拓撲約束)

基爾霍夫電流定律(KCL)

基爾霍夫電壓定律(KVL)

+–+–ui1.7基爾霍夫定律

幾個有關(guān)的常用電路術(shù)語：

支路：流過同一電流的分支。支路b(b=3)

節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。節(jié)點n(n=2)

回路：電路中的任意閉合路徑?；芈穕

(l=3)

網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。網(wǎng)孔m(m=2)回路不一定是網(wǎng)孔，網(wǎng)孔一定是回路！注意I1I2I3ba123+-+-US1US2含有電源元件的支路稱為有源支路，不含電源元件的支路稱為無源支路。支路中流過的電流稱為支路電流。

1.7基爾霍夫定律

KCL規(guī)定了與同一節(jié)點相連所有支路電流之間的關(guān)系。在集總電路中，

任意時刻，對任意節(jié)點，流入電流等于流出該節(jié)點的電流。即：i1i2i3i4i1＋i3＝i2＋i4-

i1+i2-i3+i4=0或:

i=0若：流出為正流入為負物理基礎(chǔ)：電荷恒定，電流連續(xù)性。??7A4Ai110A-12Ai2i1+i2–10–(–12)=0i2=1A

4–7–i1=0i1=–3A

1.7基爾霍夫定律

廣義節(jié)點根據(jù)KCL，分別對A、B、C三個節(jié)點列電流方程：

KCL是用來確定連接在同一節(jié)點上的各支路電流之間關(guān)系的，具有電流連續(xù)性，它是電荷守恒的體現(xiàn)。KCL還可以擴展到電路的任意閉合面（又稱高斯面、廣義節(jié)點）。例：(其中必有負的電流)1.7基爾霍夫定律

KVL規(guī)定了同一回路所有支路電壓之間的關(guān)系。在集總電路中，

沿任一回路繞行一周，各段電壓降的代數(shù)和恒等于零。即：

U=0I1I2I3ba123+-US1US2+-對回路3：由于U1=R1I1和U2=R2I2，代入上式有：或電阻壓降

電源壓升規(guī)定：與繞行方向一致的電壓降取正，否則取負。流過電阻的電流參考方向與回路繞行方向一致，電阻上電壓前取“＋”號

。電壓源電壓參考方向與回路繞行方向相反，電壓源電壓前取“＋”。1.7基爾霍夫定律

UAB(沿l1)=UAB(沿l2）推論：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。ABl1l2電壓與路徑無關(guān)

I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4AB1.7基爾霍夫定律

USIUR+_+_US

IR

U=0U=US

IR根據(jù)

U=0可列出回路電壓方程：方法一：開路按閉路來處理。方法二：對所求電壓U，取回路繞向從其正極轉(zhuǎn)到負極，可一步寫出電壓。推廣應(yīng)用

電路中任意未閉合回路

逆時針繞行方向在開口處假設(shè)一開口電壓，構(gòu)成一個假象的閉合回路（稱為廣義回路），在列回路電壓方程時，將開口處的電壓也列入方程中1.7基爾霍夫定律

應(yīng)用舉例

圖中I1=3mA，I2=1mA。試確定電路元件3中的電流I3和其兩端電壓Uab，并說明它是電源還是負載。例1-8解：根據(jù)KCL，對于節(jié)點a有：代入I2=1mA數(shù)值，得顯然，元件3兩端電壓和流過它的電流實際方向相反，是產(chǎn)生功率的

元件，即是電源。ab30V10kΩ-+80V-UabI320kΩI1I2++-3根據(jù)KVL:1.7基爾霍夫定律

應(yīng)用舉例

10V++-3I2U=?I=055+2I2

I25+---I=0求開路電壓

U。例1-9解：1.7基爾霍夫定律

小結(jié)1.KCL是對節(jié)點處支路電流的線性約束;KVL是對回路中支路電壓的線性約束。2.KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。3.

KCL表明在每一節(jié)點上電荷是守恒的；KVL是能量守恒的具體體現(xiàn)(電壓與路徑無關(guān))。4.KCL、KVL為集總參數(shù)電路的兩個公設(shè)。四、拓撲約束：基爾霍夫定律研究的是集總參數(shù)電路的拓撲約束關(guān)系。1.KCL：規(guī)定：流出節(jié)點為“+”；流入節(jié)點為“-”。也適用于閉合面。

i=0規(guī)定：凡支路電壓的參考方向與回路繞向一致為“+”

；相反為“-”。2.KVL：

u=0KVL不僅適用于閉合電路，也可推廣到開口電路（廣義回路或虛回路）。1)基爾霍夫電流定律應(yīng)用于（

）。(A)回路

(B)節(jié)點

(C)支路

(D)環(huán)路3)網(wǎng)孔都是回路，而回路則不一定是網(wǎng)孔。（）4)應(yīng)用基爾霍夫定律列寫方程式時，可以不參照參考方向。（

）2)基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于（

）。(A)回路

(B)節(jié)點

(C)支路

(D)環(huán)路5)（）定律體現(xiàn)了線性電路元件上電壓、電流的約束關(guān)系，與電路的連接方式無關(guān)；（

）定律則是反映了電路的整體規(guī)律，其中(

)定律體現(xiàn)了電路中任意節(jié)點上匯集的所有(

)的約束關(guān)系，(

)定律體現(xiàn)了電路中任意回路上所有(

)的約束關(guān)系，具有普遍性。BA??歐姆基爾霍夫基爾霍夫電流支路電流基爾霍夫電壓支路電壓1.根據(jù)自己的理解說明什么是支路？回路？節(jié)點？2.列寫KCL、KVL方程式前，不在圖上標出電壓、電流和繞行參考方向行嗎？3.試從物理原理上解釋基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。

4.基爾霍夫兩定律與電路元件是否有關(guān)？分別適用于什么類型電路？它們的推廣應(yīng)用如何理解和掌握？

檢驗學習結(jié)果1.8應(yīng)用案例——防電擊接地電路模型在現(xiàn)代社會里，人們離不開對儀器設(shè)備和家電產(chǎn)品的使用。因而電氣安全問題十分重要。電路模型來源于工程實際，下面以防用電設(shè)備漏電而采取的防電擊接地保護措施的電路模型為例來進行說明。小結(jié)：看看記記一.實際電路和電路模型

二.電路中的基本變量實際電路電路模型建模兩類約束電路方程求解電路響應(yīng)CAB(3V)(2V)(-2V)0

變量的值在設(shè)定參考方向下才有意義。直流大寫，交流小寫。

標志方法I：圖中標；雙下標Iab。

u：圖中標；雙下標uab。

圖中標+,-；長短線。2.電壓：電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。tIti電位：電路中某點到參考點的電壓。電壓通常用雙下標，而電位則用單下標。

電位與參考點有關(guān)，是相對量；電壓是兩點間電位差，與參考點無關(guān)，是絕對量。電動勢：是電源力作功本領(lǐng)的物理量，它只存在于電源內(nèi)部，與電壓大小相等方向相反。1.電流：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷。=ua-ub

4.電能：W=PT

1度=1千瓦·小時3.功率：電場力在單位時間內(nèi)所做的功，即單位時間內(nèi)元件吸收或發(fā)出的電能。關(guān)聯(lián)：p=ui表示元件吸收的功率p

=-ui非關(guān)聯(lián)：轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)參考方向計算：若

p＞0，吸收正功率（實際吸收）若

p＜0，吸收負功率（實際發(fā)出）

不論上述哪種情況，只要計算出的p吸

>0，二端元件的確吸收功率，相當于負載；如計算出的p吸

<0，則二端元件吸收負功率，即二端元件發(fā)出(產(chǎn)生)功率，相當于電源。US+_R+_UI三.i和u的參考方向(所有物理量都直流大寫，交流小寫)。用電流(壓)的正負值結(jié)合參考方向來表明電流(壓)的實際方向。關(guān)聯(lián)參考方向：i和u的參考方向一致。否則，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向IU元件元件IUI元件元件IUUi>0實際電流方向電流參考方向ab元件iau<0實際電壓極性電壓參考方向b元件u+–四.元件約束1.無源元件R：R的u和

i一般取關(guān)聯(lián)參考方向u=Ri，否則u=-RiRi+-uR稱為電阻，單位：

(歐姆)。G稱為電導(dǎo)，單位：S(西門子)

。元件約束——VCR。兩類約束拓撲約束——KCL、KVL;

2.有源元件：(1)獨立電源(又稱激勵源)：向電路提供能量。由此產(chǎn)生的支路電壓、電流等稱為響應(yīng)。獨立電源分為獨立電壓源和獨立電流源兩種類型，簡稱電壓源和電流源。

理想電流源+–UIS+–uiS(t)+–USI+–uSi理想電壓源+–UIRS實際電流源IS+–uiRSiSUS+–RS+–uSi實際電壓源IRS(2)受控電源：又稱“非獨立”電源，其大小和方向受另一支路的電壓或電路的控制。當控制量為零時不存在。不能作為“激勵”。(VCVS)+–u1+–μu1電壓控制電壓源i1+–ri1電流控制電壓源(CCVS)μ、

β為無量綱的數(shù)，

r單位為Ω，

g

單位為

S，在電路中分析時受控源與獨立源分析方