《電路基礎(chǔ)知識(shí)》PPT課件

1、第1章 電路的基礎(chǔ)知識(shí),1.1 電路和電路模型,1.2 電路中的主要物理量,1.3 電路的基本元件,1.4 基爾霍夫定律,1.6 簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法,1.5 基爾霍夫定律,本章要求: 1.理解電壓與電流參考方向的意義； 2. 理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用； 3. 了解電路的有載工作、開路與短路狀態(tài)， 理解電功率和額定值的意義； 4. 會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位,第1章 電路的基礎(chǔ)知識(shí),1.1 電路和電路模型,1) 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換,2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理,1. 電路的作用,電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成,2. 電路的組成部分,電源: 提供

2、電能的裝置,負(fù)載: 取用 電能的裝置,中間環(huán)節(jié)：傳遞、分 配和控制電能的作用,直流電源: 提供能源,信號(hào)處理： 放大、調(diào)諧、檢波等,負(fù)載,信號(hào)源: 提供信息,2.電路的組成部分,電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng),手電筒的電路模型,為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型,例：手電筒,電池,導(dǎo)線,燈泡,開關(guān),手電筒由電池、燈 泡、開關(guān)和筒體組成,理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等,3.電路模型,手電筒的電路模型,

3、電池,導(dǎo)線,燈泡,開關(guān),電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻Ro,燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R,筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體,開關(guān)用來控制電路的通斷,今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示,1.2 電路中的主要物理量,物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向,1. 電路基本物理量的實(shí)際方向,2) 參考方向的表示方法,電流,電壓,1) 參考方向,在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向,2. 電路基本物理量的參考方向,實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值； 實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或

4、電壓)值為負(fù)值,3) 實(shí)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(fù)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,若 U = 5V，則電壓的實(shí)際方向從 a 指向 b,若 U= 5V，則電壓的實(shí)際方向從 b 指向 a,電路的基本元素是元件，電路元件是實(shí)際器件的理想化物理模型，應(yīng)有嚴(yán)格的定義,電路中研究的全部為集總元件,電路元件的端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等,最基本的幾個(gè)元件,1.3 電路的基本元件,實(shí)際電阻元件,感性認(rèn)識(shí)電阻元件,線性電阻電路研究的模型,1. 符號(hào),2. 歐姆定律 (Ohms Law,1

5、) 電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向,R,u,u R i,R 稱為電阻,電阻的單位： (歐) (Ohm，歐姆,一. 電阻元件,伏安特性曲線,R tg,線性電阻R是一個(gè)與電壓和電流無關(guān)的常數(shù),令 G 1/R,G稱為電導(dǎo),則 歐姆定律表示為 i G u,電導(dǎo)的單位： S (西) (Siemens，西門子,電阻元件的伏安特性為 一條過原點(diǎn)的直線,3. 開路與短路,對(duì)于一電阻R,當(dāng)R=0，視其為短路。 i為有限值時(shí)，u=0,當(dāng)R=，視其為開路。 u為有限值時(shí)，i=0,理想導(dǎo)線的電阻值為零,4.電阻的功率和能量,由電功率的定義及歐姆定律可知，電阻吸收的功率和能量,電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性,

6、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),線性電阻的概念,線性電阻的伏安特性是一條過原點(diǎn)的直線,實(shí)際電容元件,感性認(rèn)識(shí)電容元件,線性電容電路研究的模型,任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電流 u 成正比,2、電路符號(hào),1、電容,或,uC,uC,二. 電容元件,與電容有關(guān)兩個(gè)變量: C, q 對(duì)于線性電容，有： q =Cu,3. 元件特性,C 稱為電容器的電容,電容 C 的單位：F (法) (Farad，法拉) F= C/V = As/V = s/,常用F，nF，pF等表示,4、庫(kù)伏特性：線性電容的qu 特性是過原點(diǎn)的直線,tg,5、電壓、電流關(guān)系： u, i 取關(guān)聯(lián)

7、參考方向,或,動(dòng)態(tài)特性,記憶特性,6、電容元件的功率和能量,在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電容元件吸收的功率為,則電容在任何時(shí)刻 t 所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量WC 將等于其所吸收的能量,由此可以看出，電容是無源元件，它本身不消耗能量,從t0到 t 電容儲(chǔ)能的變化量,7 、小結(jié),動(dòng)態(tài),記憶,5）C 既表示元件，也表示參數(shù),圖 (a)所示電容元件，已知電流的波形如圖(b)所示，設(shè)C=5F ，電容電壓的初始值u(0) = 0，試求電容兩端的電壓u,解 由圖(b)可知電流分段表示為,又因?yàn)椋?根據(jù)記憶特性公式可得電容兩端的電壓為,電容電壓的波形如圖(c)所示,例1,其他電容全面認(rèn)識(shí)電容元件,1、電磁特性實(shí)質(zhì)：電

8、容是儲(chǔ)存電場(chǎng)能量或儲(chǔ)存電荷能力的度量。電容元件是用來模擬一類能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的理想元件模型,2、分類1：線性時(shí)變、線性時(shí)不變；非線性時(shí)變、非線性時(shí)不變,3、分類2：二端子、三端子、多端子,4、電容效應(yīng)與萬有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電容特性，常見如晶體管中三極管管腳之間的電容,5、實(shí)際電容電容器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多種指標(biāo)的設(shè)備,電容器結(jié)構(gòu),兩個(gè)極板介質(zhì),實(shí)際電容器制作的材料和結(jié)構(gòu)不盡相同，通常有云母電容器、陶瓷電容器、鉭質(zhì)電容器、聚碳酸酯電容器等等,線性電感電路研究的模型,變量: 電流 i , 磁鏈,1 、線性定常電感元件符號(hào)與參數(shù),L 稱為自感系數(shù),L 的單位：亨（

9、利） 符號(hào)：H (Henry,2 、韋安（ i ）特性,0,tg,三. 電感元件,3 、 電壓、電流關(guān)系,由電磁感應(yīng)定律與楞次定律,i , 右螺旋 e , 右螺旋 u , e 一致 u , i 關(guān)聯(lián),VCR常用,VCR次常用,動(dòng)態(tài),記憶,很少用,4 、 電感的儲(chǔ)能,1) u的大小與 i 的變化率成正比，與 i 的大小無關(guān),3) 電感元件是一種記憶元件,2)電感在直流電路中相當(dāng)于短路,4) 當(dāng) u，i 為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u=L di / dt； u，i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u= L di / dt,5 、小結(jié),5）L 既表示元件，也表示參數(shù),動(dòng)態(tài),記憶,其他電感全面認(rèn)識(shí)電感元件,1、電磁特性實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中

10、有電流流過時(shí)，導(dǎo)體周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)可以使置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生電壓，這個(gè)電壓的大小與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流隨時(shí)間的變化率成正比。這里所討論的電感元件就是用來模擬實(shí)際電磁器件的理想元件,2、分類1：線性時(shí)變、線性時(shí)不變；非線性時(shí)變、非線性時(shí)不變,3、分類2：二端子、三端子、多端子,4、電感效應(yīng)與萬有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電感特性，常見如同軸電纜有重要參數(shù)就是其電感，長(zhǎng)距離傳輸線之間的電感等,5、實(shí)際電感電感器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多種指標(biāo)的設(shè)備。更多的是理想電感元件與電阻的組合，因而不可能是無損元件,實(shí)際電感線圈,結(jié)構(gòu)：由具有絕緣外包線繞制成有心或空心的線圈構(gòu)成,感性認(rèn)

11、識(shí)電源,1、任何實(shí)際電路正常工作必須要有提供能量的電源,2、實(shí)際電源多種多樣，圖給出了幾種實(shí)際電源的圖片。如手電筒和收音機(jī)上用的干電池和計(jì)算器中用的紐扣電池圖(a)，實(shí)驗(yàn)室中用的穩(wěn)壓電源圖(b)。還有其它種類的電源，如機(jī)動(dòng)車上用的蓄電池和人造衛(wèi)星上用的太陽能電池，工程上使用的直流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)等等,規(guī)定：電源兩端電壓為uS，其值與流過它的電流 i 無關(guān),2) 特點(diǎn),a) 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān),b) 通過它的電流是任意的，由外電路決定,直流：uS為常數(shù),交流： uS是確定的時(shí)間函數(shù)，如 uS=Umsint,1)電路符號(hào),四. 電壓源,3). 伏安特性,US,a) 若uS

12、= US ，即直流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線，反映電壓與 電源中的電流無關(guān),b) 若uS為變化的電源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也是 這樣。電壓為零的電壓源，伏安曲線與 i 軸重合,相當(dāng)于短路元件,4). 理想電壓源的開路與短路,a) 開路：R，i=0，u=uS,b) 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,實(shí)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,u=USri,實(shí)際電壓源,5). 功率,或,p吸=uSi p發(fā)= uSi ( i, uS關(guān)聯(lián),電場(chǎng)力做功 ， 吸收功率,電流（正電荷 ）由低電位向高電位移動(dòng) 外力克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率,p發(fā)

13、uS i (i , us非關(guān)聯(lián),物理意義,獨(dú)立電流源也是一種理想化的電源模型。若一個(gè)二端元件不論其電壓為何值（或外部電路如何），其電流始終保持常量Is或給定的時(shí)間函數(shù)is(t)的電源稱為獨(dú)立電流源（簡(jiǎn)稱電流源,電子電路中有該類電路， 今后會(huì)遇到,五. 電流源,電路分析理想電流源模型,規(guī)定:電源輸出電流為iS，其值與此電源的端電壓 u 無關(guān),2). 特點(diǎn),a) 電源電流由電源本身決定，與外電路無關(guān),b) 電源兩端電壓是任意的，由外電路決定,直流：iS為常數(shù),交流： iS是確定的時(shí)間函數(shù)，如 iS=Imsint,1).電路符號(hào),3). 伏安特性,IS,a) 若iS= IS ，即直流電源，則其伏安特

14、性為平行于電壓軸的直線，反映電流與 端電壓無關(guān),b) 若iS為變化的電源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也是 這樣 電流為零的電流源，伏安曲線與 u 軸重合,相當(dāng)于開路元件,4). 理想電流源的短路與開路,b) 開路：R，i= iS ，u 。若強(qiáng)迫斷開電流源回路，電路模型為病態(tài)，理想電流源不允許開路,a) 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，電流源被短路,5). 實(shí)際電流源的產(chǎn)生： 可由穩(wěn)流電子設(shè)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(fù)載無關(guān)；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,一個(gè)高電壓、高內(nèi)阻的電壓源，在外部負(fù)載電阻較小，且負(fù)載變化范圍不大時(shí)，可將其等效

15、為電流源,r =1000 ，US =1000 V， R =12 時(shí),當(dāng) R =1 時(shí)，u=0.999 V,當(dāng) R =2 時(shí)，u=1.999 V,將其等效為1A的電流源,當(dāng) R =1 時(shí)，u=1 V,當(dāng) R =2 時(shí)，u=2 V,與上述結(jié)果誤差均很小,6). 功率,p發(fā)= u is p吸= uis,p吸= uis p發(fā)= uis,u , iS 關(guān)聯(lián),u , iS 非關(guān)聯(lián),解 由歐姆定律,電流源端電壓為,電流源的功率為,由上可知，獨(dú)立電流源的端電壓是任意的，與外部電路有關(guān)。作為理想元件其端電壓可為無窮大（電流源開路），這意味著沒有能量的限制。這在實(shí)際中也不可能存在,UR = RIs = 100.5

16、 = 5（V,UIS = UR +Us= 5 +10 = 15（V,PIS = -UISIs =-150.5 = -7.5 W(發(fā)出功率,電源與負(fù)載的判別,U、I 參考方向不同，P = UI 0，電源； P = UI 0，負(fù)載,U、I 參考方向相同，P =UI 0，負(fù)載； P = UI 0，電源,1. 根據(jù) U、I 的實(shí)際方向判別,2. 根據(jù) U、I 的參考方向判別,電源： U、I 實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出， （發(fā)出功率,負(fù)載： U、I 實(shí)際方向相同，即電流從“-”端流出。 （吸收功率,支路,電路中流過同一電流的幾個(gè)元件互相連接起來的分支稱為一條支路,結(jié)點(diǎn),三條或三條以上支路的連接點(diǎn)

17、叫做結(jié)點(diǎn),回路,由支路組成的閉合路徑稱為回路,網(wǎng)孔,將電路畫在平面圖上，內(nèi)部不含支路的回路稱為網(wǎng)孔,本圖中有?條支路,本圖中有3條支路,本圖中有?個(gè)結(jié)點(diǎn),本圖中有2個(gè)結(jié)點(diǎn),本圖中有?個(gè)回路,本圖中有3個(gè)回路,本圖中有?個(gè)網(wǎng)孔,本圖中有2個(gè)網(wǎng)孔,1.4 基爾霍夫定律,一. 支路、結(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔,圖中有6個(gè)節(jié)點(diǎn),純屬失誤,圖中有4個(gè)節(jié)點(diǎn),圖中有6條支路,圖中有8條支路,圖中有3個(gè)回路,圖中有7個(gè)回路,你犯了嚴(yán)重錯(cuò)誤,不好意思又錯(cuò)了,聰明的腦瓜,OK,恭喜你,在任一時(shí)刻，流出任一結(jié)點(diǎn)的支路電流之和等于流入該結(jié)點(diǎn)的支路電流之和,若規(guī)定流入結(jié)點(diǎn)的電流為正，流出的電流為負(fù)，則,Kirchhoffs Cu

18、rrent Law,在任一時(shí)刻，流出一封閉面的電流之和等于流入該封閉面的電流之和,KCL推廣應(yīng)用,把以上三式相加得,封閉面,二.基爾霍夫電流定律,例3,對(duì)節(jié)點(diǎn)列方程,i1 + i3 - i4 =0,對(duì)節(jié)點(diǎn) 列方程,i2 +i4 + is =0,對(duì)節(jié)點(diǎn)列方程,i1 -i2 - i3- is =0,對(duì)封閉面列方程,i1 + i2 + i3+ is =0,推廣：適用于封閉面,IB,IC,IE,IB IC IE 滿足三極管電流分配關(guān)系,典型：把三極管看成封閉曲面,標(biāo)出圖中未知電流大小,2A 8A,3A,3,4,6A,1A,5A,例4,選定回路的繞行方向，電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)

19、,在任一瞬間，沿任一閉合回路繞行一周，各部分電壓降的代數(shù)和等于零，即 U。與繞向一致的電壓取正，反之取負(fù),U3 U4 + U1-U2 =0,U1 -U3 -U2+ U4 =0,三.基爾霍夫電壓定律,可將該電路假想為一個(gè)回路列KVL方程,u= us+u1,電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)間沿任意路徑各段電壓的代數(shù)和,根據(jù) U = 0,UAB= UA UB,UA UB UAB=0,推廣: 適用于開口電路 U開=U,對(duì)回路列方程,對(duì)回路列方程,對(duì)封閉面列方程,例5,說明:上述兩定律適用于任何變化的電壓和電流,例6. 已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：K打

20、開時(shí)，Uab=？ K閉合時(shí)，I3=,1、K打開，I3=0 UR3=0,E1+Uab+E3E2= 0 Uab=714+16=9V,2、K閉合，Uab=0 E1+E3E2 + I3R3= 0 I3=(E1E3 + E2) R3 =99=1A,以支路電流為待求量，應(yīng)用KCL、KVL列寫電路方程組，求解各支路電流的方法稱為支路電流法,支路電流法是計(jì)算復(fù)雜電路最基本的方法。需要的方程個(gè)數(shù)與電路的支路數(shù)相等,電路支路數(shù)b 結(jié)點(diǎn)數(shù)n,1.5 基爾霍夫定律的應(yīng)用,一. 支路電流法,支路電流法的解題步驟,I1,I2,I3,一、假定各支路電流 的參考方向,二、應(yīng)用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)列 方程,結(jié)點(diǎn),對(duì)于有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，

21、只能列出 (n1)個(gè)獨(dú)立的KCL方程式,三、應(yīng)用KVL列寫 b (n1)個(gè)方程（一般選網(wǎng)孔,四、聯(lián)立求解得各支路電流,例7 如圖電路,用支路電流法求各支路電流,解,I1+I2+I3=0,2I1+8I3=-14,3I2-8I3=2,I1=3A,解得,I2=-2A,I3=-1A,想一想：如何校對(duì)計(jì)算結(jié)果,例8 用支路電流法求各支路電流,解,假定各支路電流的參考方向,利用KVL列方程時(shí)，如果回路中含有電流源，要考慮電流源兩端的電壓,聯(lián)立求解得各支路電流,注意,U,對(duì)于b條支路、n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，用支路電流法需要列寫b 個(gè)方程，由于方程維數(shù)較高，所以求解不便,結(jié)點(diǎn)數(shù) n = 3,一、首先選參考節(jié)點(diǎn)（0電

22、位點(diǎn),設(shè)：各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)電壓為,二、對(duì)每個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn) 列KCL方程,結(jié)點(diǎn)分析法：以結(jié)點(diǎn)電壓為待求量列寫方程,方向指向參考結(jié)點(diǎn),二. 節(jié)點(diǎn)電壓法,三、 各支路電流用相關(guān)的結(jié)點(diǎn)電壓表示,代入節(jié)點(diǎn)的KCL方程,整理得,式中G為各支路 的電導(dǎo),自電導(dǎo)總為正,互電導(dǎo)總為負(fù),結(jié)點(diǎn)電壓法解題步驟,4. 用結(jié)點(diǎn)電壓求解支路電流,1. 選定參考結(jié)點(diǎn)并標(biāo)出結(jié)點(diǎn)序號(hào)，將獨(dú)立結(jié)點(diǎn)設(shè)為未知量，其參考方向由獨(dú)立結(jié)點(diǎn)指向參考結(jié)點(diǎn),2. 列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程（自電導(dǎo)總為正，互電導(dǎo)總為負(fù)，電流源電流指向該結(jié)點(diǎn)為正，背離為負(fù),3. 求解各結(jié)點(diǎn)電壓,例9 如圖所示電路，R1=R2=R3=1，US2=4V， IS=2A，試用節(jié)點(diǎn)法求電流I1,

23、解,列結(jié)點(diǎn)電壓公式的規(guī)律,1）分子部分： 兩節(jié)點(diǎn)間各支路的電動(dòng)勢(shì)與該支路的電導(dǎo)乘積的代數(shù)和。 （其中，當(dāng)支路電動(dòng)勢(shì)的方向與結(jié)點(diǎn)電壓的方向相反時(shí)取“+”，相同時(shí)取“”,2）分母部分： 兩節(jié)點(diǎn)間各支路的電導(dǎo)之和。 （分母總為“+”,如圖所示電路列結(jié)點(diǎn)電壓公式為,圖7,RS,對(duì)于含恒流源支路的電路，列節(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)應(yīng)按以下規(guī)則,分母部分：按原方法編寫，但不考慮恒流源支路的電阻,分子部分：寫上恒流源的電流。其符號(hào)為：電流朝向未知節(jié)點(diǎn)時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。電壓源支路的寫法不變,如圖所示，電路的結(jié)點(diǎn)電壓公式為,網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流作為電路的變量，利用基爾霍夫電壓定律列寫網(wǎng)孔電壓方程，進(jìn)行網(wǎng)孔電流的求解。

24、然后再根據(jù)電路的要求，進(jìn)一步求出待求量,網(wǎng)孔電流是一個(gè)假象沿著各自網(wǎng)孔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的電流，見下圖中的標(biāo)示。設(shè)網(wǎng)孔的電流為ia；網(wǎng)孔的電流為ib；網(wǎng)孔的電流為ic。網(wǎng)孔電流在實(shí)際電路中是不存在的，但它是一個(gè)很有用的用于計(jì)算的量。選定圖中電路的支路電流參考方向，再觀察電路可知,三. 網(wǎng)孔電流法,i1 = i a i2 = ib i3 = ib + ic i4 = ib ia i5 = ia + ic i6 = ic,網(wǎng)孔電流法,假象的網(wǎng)孔電流與支路 電流電流有以下的關(guān)系,用網(wǎng)孔電流替代支路電流列出各網(wǎng)孔電壓方程： 網(wǎng)孔 R1ia+ R4（iaib ）+ R5（ia + ic）= -uS1 網(wǎng)孔 R2

25、ib + R4（ib ia）+ R3（ib + ic）= uS2uS3 網(wǎng)孔 R6ic + R3（ib + ic）+ R5（ia + ic）= - uS3 將網(wǎng)孔電壓方程進(jìn)行整理為： 網(wǎng)孔 （R1 + R4 + R5 ）ia R4ib + R5ic = -uS1 網(wǎng)孔 R4ia +（R2 + R3+ R4）ib + R3ic = uS2 uS3 網(wǎng)孔 R5ia + R3ib +（R3 + R5 + R6）ic = - uS3,分析上述網(wǎng)絡(luò)電壓方程，可知 （1）網(wǎng)孔中電流ia的系數(shù)（R1+R4+R5）、網(wǎng)絡(luò)中電流ib的系數(shù)（R2+R3+R4）、網(wǎng)孔中電流ic的系數(shù)（R3+R5+R6）分別為對(duì)應(yīng)網(wǎng)

26、孔電阻之和，稱為網(wǎng)孔的自電阻，用Rij表示，i代表所在的網(wǎng)孔。 （2）網(wǎng)孔方程中ib前的系數(shù)（-R4），它是網(wǎng)孔、網(wǎng)孔公共支路上的電阻，稱為網(wǎng)孔間的互電阻，用R12表示，R4前的負(fù)號(hào)表示網(wǎng)孔與網(wǎng)孔的電流通過R4 時(shí)方向相反；ic前的系數(shù)R5是網(wǎng)孔與網(wǎng)孔的互電阻，用R13表示，R5取正表示網(wǎng)孔與網(wǎng)孔的電流通過R5時(shí)方向相同；網(wǎng)孔、網(wǎng)孔方程中互電阻與此類似,互電阻可正可負(fù)，如果兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向相同，互電阻取正值；反之，互電阻取負(fù)值，且Rij= Rji ，如R23 = R32 = R3。 （3） -u S1、u S2 u S3 、-u S3 分別是網(wǎng)孔、網(wǎng)孔 、網(wǎng)孔中的理想電壓源的代數(shù)和。當(dāng)網(wǎng)孔電

27、流從電壓源的“ + ”端流出時(shí)，該電壓源前取“ + ”號(hào)；否則取“ - ”號(hào)。理想電壓源的代數(shù)和稱為網(wǎng)孔i的等效電壓源，用uS i i 表示，i代表所在的網(wǎng)孔。 根據(jù)以上分析，網(wǎng)孔、的電流方程可寫成,R11 ia+ R12 ib + R13 ic = uS11 R21 ia + R22 ib + R23 ic = uS22 R31 ia + R32 ib + R33 ic = uS33 這是具有三個(gè)網(wǎng)孔電路的網(wǎng)孔電流方程的一般形式。也可以將其推廣到具有n個(gè)網(wǎng)孔的電路，n個(gè)網(wǎng)孔的電路網(wǎng)孔電流方程的一般形式為: R11 ia + R12 ib + + R1n in = uS11 R21 ia +

28、R22 ib + + R2n in = uS22 Rn1 ia + Rn2 ib + +Rnn in = u S n n 綜合以上分析，網(wǎng)孔電流法求解可以根據(jù)網(wǎng)孔電流方程的一般形式寫出網(wǎng)孔電流方程。 其步驟歸納如下,2）按照網(wǎng)孔電流方程的一般形式列出各網(wǎng) 孔電流方程。 自電阻始終取正值，互電阻前 的號(hào)由通過互電阻上的兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向 而定，兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向相同，取正；否 則取負(fù)。等效電壓源是理想電壓源的代數(shù)和， 注意理想電壓源前的符號(hào)。 （3）聯(lián)立求解，解出各網(wǎng)孔電流。 （4）根據(jù)網(wǎng)孔電流再求待求量,1）選定各網(wǎng)孔電流的參考方向,用網(wǎng)孔電流法求解圖6電路中各支路電流,解：（1）確定網(wǎng)孔。并

29、設(shè)定網(wǎng)孔電流的繞行方向。 如圖6所示，規(guī)定網(wǎng)孔電流方向和順時(shí)針方向,2）列以網(wǎng)孔電流為未知量的回路電壓方程,3）解方程求各網(wǎng)孔電流,解此方程組得,4）求支路電流得,5）驗(yàn)算。列外圍電路電壓方程驗(yàn)證,圖6,例10,課堂小結(jié)： 1、支路電流法即列出（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和L（網(wǎng)孔數(shù)）個(gè)回路電壓方程，聯(lián)立解方程組，從而求解出各支路電流的最基本、最直觀的一種求解復(fù)雜電路的方法。 2、網(wǎng)孔電流法用于求支路較多的電路，避免了用支路電流法求解方程過多，帶來解題繁雜的問題。解題方法是先求網(wǎng)孔電流再利用網(wǎng)孔電流求支路電流。 3、節(jié)點(diǎn)電壓法用于節(jié)點(diǎn)較少而網(wǎng)孔較多的電路。節(jié)點(diǎn)電壓法求解步驟：選擇參考節(jié)點(diǎn)，設(shè)定參考

30、方向；求節(jié)點(diǎn)電壓U；求支路電流 4、支路電流法、網(wǎng)孔電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法三種方法中，列方程時(shí)，都要特別注意方向問題,二端網(wǎng)絡(luò)的概念： 二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個(gè)出線端的部分電路。 無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源。 有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源,無源二端網(wǎng)絡(luò),有源二端網(wǎng)絡(luò),1.6.1二端網(wǎng)絡(luò),1.6 簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法,電壓源 （戴維寧定理,電流源 （諾頓定理,無源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻,有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電源,一 、 電阻串聯(lián),a）串聯(lián)電阻 （b）等效電阻 圖(1) 電阻的串聯(lián),1.定義:在串聯(lián)電路中，各個(gè)電阻首尾相接成一串，只有一條電流通道。如圖(1)(a)圖所示,1.6.2 電阻串

31、并聯(lián)及分壓、 分流公式,2.特點(diǎn): (1)等效電阻R等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和，即： (2)在串聯(lián)電路中，電流處處相等。 (3)在串聯(lián)電路中，總電壓等于各分電壓之和,3.分壓公式,兩個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓分別為,串聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一,1、電壓的測(cè)量 測(cè)量直流電壓常用磁電式伏特計(jì)，測(cè)量交流電壓用電磁式伏特計(jì),例1 有一伏特計(jì)，其量程為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使其量程擴(kuò)大到 360V，問還需串聯(lián)多大電阻的分壓器,解：根據(jù)分壓公式可得,即,2、短路電流,PC板上短路的例子 短路對(duì)串聯(lián)電路的影響,二、電阻的并聯(lián),a）并聯(lián)電阻 （b）等效電阻 圖(2) 電阻的并聯(lián),1.定義：兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻各自連接在兩個(gè)

32、相同的節(jié)點(diǎn)上，則稱它們是互相并聯(lián)的。如圖(2)、(a)圖所示,并聯(lián)電路的識(shí)別： 如果兩個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)之間有一條以上的電路通路（支路），且兩點(diǎn) 間的電壓通過每條支路，則兩點(diǎn)之間是并聯(lián),2.特點(diǎn),并聯(lián)電路中各個(gè)并聯(lián)電阻上的電壓相等。 并聯(lián)電路電路中的總電流等于各支路分電流之和。 并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和,3.分流公式,總電流分配到每個(gè)并聯(lián)電阻中的電流值是和電阻值成反比的。 圖(2)電路，根據(jù)歐姆定律可推導(dǎo)出流過R1，R2上的電流分別為,并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一,1、電流的測(cè)量,有一磁電式安培計(jì)，當(dāng)使用分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA。表頭電阻為20。 今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問分流的電阻應(yīng)為多大,解：根據(jù)分流公式，可得,即：分流電阻為,例11,并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（二,當(dāng)一盞燈開路時(shí)，總電流減少，但通過其他支路的電流不變,電壓源與電流源對(duì)外電路等效的條件為,或,且兩種電源模型的內(nèi)阻相等,1.6.3電壓源與電流源的等效變換,1) “等效”是指“對(duì)外”等效（等