第1章電路元件和電路定律

1、1.1.電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向 3.3.基爾霍夫定律基爾霍夫定律 l 重點(diǎn)重點(diǎn)： 第一章第一章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律 (circuit models) (circuit laws) 2.2.電路元件特性電路元件特性 1.1 電路和電路模型電路和電路模型(model) 1. 實(shí)際電路實(shí)際電路 功能功能 a、能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換； b、信息的傳遞與處理。信息的傳遞與處理。 共性共性 建立在同一電路理論基礎(chǔ)上建立在同一電路理論基礎(chǔ)上 由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接 構(gòu)成的電流的通路。構(gòu)成的電流的通路。

2、反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的 理想電路元件及其組合。理想電路元件及其組合。 10 BA SE -T w all pl ate 導(dǎo)線導(dǎo)線 電池電池 開關(guān)開關(guān) 燈泡燈泡 2. 電路模型電路模型 (circuit model) s R L R s U 理想電路元件理想電路元件 有某種確定的電磁性能的理想元件有某種確定的電磁性能的理想元件 電路模型電路模型 電路圖電路圖 幾種基本的電路元件：幾種基本的電路元件： 電阻元件：表示消耗電能的元件電阻元件：表示消耗電能的元件 電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件 電容元件：表

3、示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件 電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件 注注 l 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件， 在一定條件下可用同一模型表示；在一定條件下可用同一模型表示； l 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其 模型可以有不同的形式模型可以有不同的形式 例例 3. 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路 由集總元件構(gòu)成的電路由集總元件構(gòu)成的電路 集總元件集總元件 假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行假定發(fā)生的電磁

4、過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行 集總條件集總條件 d 注注集總參數(shù)電路中集總參數(shù)電路中u、i 可以是時(shí)間的函數(shù)，但與空間坐可以是時(shí)間的函數(shù)，但與空間坐 標(biāo)無關(guān)標(biāo)無關(guān) 1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 (reference direction) 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能 量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量 是電流、電壓和功率。是電流、電壓和功率。 1. 電流的參考方向電流的參考方向 (current reference direction) t q t

5、q i t d d lim) t ( 0 def 電流電流 電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度 帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng) 單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量 方向方向 規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向 單位單位 1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A A(安培安培)、kA、mA、 A 元件元件(導(dǎo)線導(dǎo)線)中電流流動(dòng)的實(shí)際方向中電流流動(dòng)的實(shí)際方向: 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 A A B B 問題問題 復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際

6、方向往往很難事先判斷方向往往很難事先判斷 參考方向參考方向 i 的參考方向的參考方向 大小大小 方向方向 電流電流(代數(shù)量代數(shù)量) 任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流 的參考方向。的參考方向。 AB i的參考方向的參考方向i的參考方向的參考方向 i 0 i 0 參考方向參考方向 U + 假設(shè)的電壓降低方向假設(shè)的電壓降低方向 實(shí)際方向?qū)嶋H方向+ 參考方向參考方向 U + 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 + U 0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出) P0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) u, i 取非關(guān)

7、聯(lián)參考方向取非關(guān)聯(lián)參考方向 +- i u -+ i u 例例 求圖示電路中各方框所求圖示電路中各方框所 代表的元件消耗或產(chǎn)生代表的元件消耗或產(chǎn)生 的功率。已知：的功率。已知： U1=1V, U2= -3V, U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V I1=2A, I2=1A, I3= -1A 解解 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP221 111 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP62)3( 122 （消耗）（消耗）WIUP1628 133 （消消耗耗）WIUP3)1()3( 366 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP7)1(7 355 （發(fā)發(fā)出出）WIUP41)4( 244 注注對(duì)一完整的電路，發(fā)出的

8、功率消耗的功率對(duì)一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率 5 6 4 1 2 3 I2I3I1 +U6 U5U4 U3 U2 U1-+- + - -+ + - +- 1.4 電路元件電路元件 (element) 電阻元件電阻元件 元件的兩個(gè)端子的電路物理量之間的代數(shù)函數(shù)關(guān)系元件的兩個(gè)端子的電路物理量之間的代數(shù)函數(shù)關(guān)系 1. 元件特性元件特性 電壓與電流的代數(shù)關(guān)系電壓與電流的代數(shù)關(guān)系 )(ifu 代數(shù)關(guān)系代數(shù)關(guān)系 線性關(guān)系線性關(guān)系 非線性關(guān)系非線性關(guān)系 線性元件線性元件 非線性元件非線性元件 電容元件電容元件 電荷與電壓的代數(shù)關(guān)系電荷與電壓的代數(shù)關(guān)系)(ufq 電容元件電容元件 磁通鏈與電流的代數(shù)關(guān)系

9、磁通鏈與電流的代數(shù)關(guān)系)(if 2. 集總元件集總元件 任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的電流任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的電流 一定等于從另一端子流出的電流，且兩個(gè)端一定等于從另一端子流出的電流，且兩個(gè)端 之間的電壓為單值量之間的電壓為單值量 集總電路集總電路 3. 分類分類 端子數(shù)目端子數(shù)目 二端元件二端元件 多端元件多端元件 線性特性線性特性線性元件線性元件 非線性元件非線性元件 時(shí)變特性時(shí)變特性 時(shí)變?cè)r(shí)變?cè)?非時(shí)變?cè)菚r(shí)變?cè)?有源特性有源特性有源元件有源元件 無源元件無源元件 1.5 電阻元件電阻元件 (resistor) 2. 線性定常電阻元件線性定常電阻元件 電路符號(hào)

10、電路符號(hào) R 電阻元件電阻元件 對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系 用用ui平面的一條曲線來描述。平面的一條曲線來描述。 0 ),(iuf i u 任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。 1. 定義定義 伏安特性伏安特性 ui 關(guān)系關(guān)系 R 稱為電阻，單位：稱為電阻，單位： (歐歐) (Ohm，歐姆，歐姆) 滿足歐姆定律滿足歐姆定律 (Ohms Law) GuRui iuR u i 單位單位 G 稱為電導(dǎo)，單位：稱為電導(dǎo)，單位： S(西門子西門子) (Siemens，西門子，西門子) u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián) 參考方向參考方向

11、 伏安特性為一條伏安特性為一條 過原點(diǎn)的直線過原點(diǎn)的直線 Riu R u i +- (2) 如電阻上的電壓與電流參考方向如電阻上的電壓與電流參考方向 非關(guān)聯(lián)公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)非關(guān)聯(lián)公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào) 注注 (3) 說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件 歐姆定律歐姆定律 (1) 只適用于線性電阻，只適用于線性電阻，( R 為常數(shù)）為常數(shù)） 則歐姆定律寫為則歐姆定律寫為 u R i i G u 公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！ u、i 取非關(guān)聯(lián)取非關(guān)聯(lián) 參考方向參考方向 R u i -+ 3. 功率和能量功率和能量 上述結(jié)果說明電阻元件在任何時(shí)刻

12、總是消耗功率的。上述結(jié)果說明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。 p u i (R i) i i2 R u(u / R) u2/ R p u i i2R u2 / R 功率：功率： R u i +- R u i -+ 可用功率表示。從可用功率表示。從 t 到到t0電阻消耗的能量：電阻消耗的能量： t t t t t t t t R GuRiuipW 0000 )d()d(dd 22 R i u + 4. 電阻的開路與短路電阻的開路與短路 能量：能量： l 短路短路 00 ui G or R0 l 開路開路 00 ui 0 G or R u i 1.6 電壓源和電流源電壓源和電流源 (indepe

13、ndent source) 其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)， 其值與流過它的電流其值與流過它的電流 i 無關(guān)的元件叫理想電壓源。無關(guān)的元件叫理想電壓源。 l 電路符號(hào)電路符號(hào) 1. 理想電壓源理想電壓源 l 定義定義 i S u+ _ 電源兩端電壓由電源本身決定，電源兩端電壓由電源本身決定， 與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流 方向、大小無關(guān)。方向、大小無關(guān)。 通過電壓源的電流由電源及外電通過電壓源的電流由電源及外電 路共同決定。路共同決定。 l 理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系 u i )(tuS 伏安

14、關(guān)系伏安關(guān)系 例例 R i - + S u 外電路外電路 R u i S )( Ri0 )( 0 Ri 電壓源不能短路！電壓源不能短路！ l 電壓源的功率電壓源的功率 電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功 ，電源吸收功率。，電源吸收功率。 (1) 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)； 物理意義：物理意義： + _ i u + _ S u + _ i u + _ S u iuP S 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電位）由低電位 向高電位移動(dòng)，外力克服電向高電位移動(dòng)，外力克服電 場(chǎng)力作功電源發(fā)出功率。場(chǎng)力作功電源發(fā)出功率。 iuP S 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用 (2) 電壓、

15、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)； 物理意義：物理意義： iuP S 吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載 iuP S 或：或：發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功 例例 5R + _ i + _ R u + _ 10V5V 計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。 解解 VuR5510 )( A R u i R 1 5 5 WRiP R 515 2 WiuP SV 10110 10 WiuP SV 515 5 )( 發(fā)出發(fā)出 發(fā)出發(fā)出 吸收吸收 滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸） 實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，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

16、。若短路，電流很大，可能燒毀電源。 us u i O l 實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源 i + _ u + _ S u S R 考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻 伏安特性伏安特性iRuu SS 一個(gè)好的電壓源要求一個(gè)好的電壓源要求0 S R 其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其 值與它的兩端電壓值與它的兩端電壓u無關(guān)的元件叫理想電流源。無關(guān)的元件叫理想電流源。 l 電路符號(hào)電路符號(hào) 2. 理想電流源理想電流源 l 定義定義 u S i + _ (1) 電流源的輸出電流由電源本身電流源的輸出電流由電源本身 決定，與外電路無關(guān)；與它兩決定，與外電路無關(guān)；與它兩 端電壓方向、

17、大小無關(guān)。端電壓方向、大小無關(guān)。 電流源兩端的電壓由電源及外電電流源兩端的電壓由電源及外電 路共同決定。路共同決定。 l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系 u i )(tiS 伏安關(guān)系伏安關(guān)系 例例 外電路外電路 )( 00 Ru )( Ru 電流源不能開路！電流源不能開路！ R u - + S i 實(shí)際電流源的產(chǎn)生實(shí)際電流源的產(chǎn)生 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，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。電流等。 S Riu l 電流源

18、的功率電流源的功率 (1) 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)； S uiP 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用 (2)電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)； 吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載 uiP S 或：或： 發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功 u + _ S i S uiP S uiP u + _ S i 例例 計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。 解解 Ai2 Vu5 WuiP SA 1052 2 WiuP SV 1025 5 )( 發(fā)出發(fā)出 發(fā)出發(fā)出 滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸） + _ u + _ 2A 5V i 實(shí)際電流源也不

19、允許開路。因其內(nèi)阻大，實(shí)際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大， 若開路，電壓很高，可能燒毀電源。若開路，電壓很高，可能燒毀電源。 is u i O l 實(shí)際電流源實(shí)際電流源 考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻 伏安特性伏安特性 S S R u ii 一個(gè)好的電流源要求一個(gè)好的電流源要求 S R u + _ S i S R i 1.7 受控電源受控電源 (非獨(dú)立源非獨(dú)立源) (controlled source or dependent source) 電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)， 而是受電路中某個(gè)地方的電壓而是受電路中某個(gè)地方的電壓( (或電流或電流) )控制

20、的電控制的電 源，稱受控源。源，稱受控源。 l 電路符號(hào)電路符號(hào) + 受控電壓源受控電壓源 1 . 定義定義 受控電流源受控電流源 (1)(1)電流控制的電流源電流控制的電流源 ( ( CCCS ) ) : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u 或電流或電流i ，受控源可分，受控源可分 四種類型：四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示； 當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。 2. 分類分類 四端元件四端元件 i1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + 12 ii

21、輸出：受控部分輸出：受控部分 輸入：控制部分輸入：控制部分 g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) (2)(2)電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( ( VCCS ) u1gu u1 1 + _ u2 i2 _ i1 + 12 gui (3)(3)電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( VCVS )( VCVS ) u1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + - 12 uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) ru1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + - (4)(4)電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( CCVS )( CCVS ) 12 riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例 b i c i bc ii b

22、 i b i c i 電路模型電路模型 3.3.受控源與獨(dú)立源的比較受控源與獨(dú)立源的比較 (1)(1)獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓( (或電流或電流) )由電源本身決定，與電路中其它電由電源本身決定，與電路中其它電 壓、電流無關(guān)，而受控源電壓壓、電流無關(guān)，而受控源電壓( (或電流或電流) )由控制量決定。由控制量決定。 (2)(2)獨(dú)立源在電路中起獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)激勵(lì)”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、作用，在電路中產(chǎn)生電壓、 電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系， 在電路中不能作為在電路中不能作為“激勵(lì)激勵(lì)”。 例例1 求：電壓求：電壓u2。 。

23、 解解 Ai2 3 6 1 V iu 4610 65 12 5i1 + _ u2 _ u1=6Vi1 + +- 3 例例2 求：電壓求：電壓u。 解解 Vguu4010222 1 Viu S 105 1 gu1 + _ u1 _ i iS + 5 u 1.8 1.8 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws ) 基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律( ( KCL ) ) 和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( ( KVL ) )。它反映了電路中。它反映了電路中 所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析

24、集 總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性 構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。 1.1.幾個(gè)名詞幾個(gè)名詞 電路中通過同一電流的分支。電路中通過同一電流的分支。(b) 三條或三條以上支路的連接點(diǎn)三條或三條以上支路的連接點(diǎn) 稱為節(jié)點(diǎn)。稱為節(jié)點(diǎn)。( n ) b=3 a n=2 b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 (1)支路支路 (branch) 電路中每一個(gè)兩端元件就叫一條支路。電路中每一個(gè)兩端元件就叫一條支路。 i3 i2 i1 (2)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) (node) b=5 由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。( l )

25、 兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。 對(duì)對(duì)平面電路平面電路，其內(nèi)部不含任何支路，其內(nèi)部不含任何支路 的回路稱網(wǎng)孔。的回路稱網(wǎng)孔。 l=3 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 12 3 (3)路徑路徑(path) (4)回路回路(loop) (5)網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh) 網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔 2.2.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 ( (KCL) ) 令流出為令流出為“+”，有：，有： 例例 在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出或流入該在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出或流入該 結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于

26、零。結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。 m k ti 1 0)( 出入 i ior 流進(jìn)的電流進(jìn)的電 流等于流流等于流 出的電流出的電流 1 i 5 i 4 i 3 i 2 i 0 54321 iiiii 54321 iiiii 解解 1 3 2 5 i 6 i 4 i 1 i 3 i 2 i 0 641 iii例例 0 542 iii 0 653 iii 三式相加得：三式相加得： 0 321 iii 表明表明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包可推廣應(yīng)用于電路中包 圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面 明確明確 （1） KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任 意結(jié)

27、點(diǎn)處的反映；意結(jié)點(diǎn)處的反映； （2） KCL是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是 什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)；什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)； （3）KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實(shí)際方程是按電流參考方向列寫，與電流實(shí)際 方向無關(guān)。方向無關(guān)。 （2 2）選定回路繞行方向，）選定回路繞行方向， 順時(shí)針或逆時(shí)針順時(shí)針或逆時(shí)針. . U1US1+U2+U3+U4+US4= 0 3. 3. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 ( (KVL) ) 在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一閉合路徑繞在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一閉合路徑繞 行

28、，各支路電壓的代數(shù)和等于零。行，各支路電壓的代數(shù)和等于零。 m k tu 1 0)( 升升降降 uuor I1 + US1 R1 I4 _ +US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 （1 1）標(biāo)定各元件電壓參考方向）標(biāo)定各元件電壓參考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或： R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4 例例 KVL也適用于電路中任一假想的回路也適用于電路中任一假想的回路 a Us b _ _ - + + + U2 U1 Sab UUUU 21 明確明確 （1） KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵的實(shí)質(zhì)反映了電路遵 從能量守恒定律從能量守恒定

29、律; （2） KVL是對(duì)回路電壓加的約束，是對(duì)回路電壓加的約束， 與回路各支路上接的是什么元件無關(guān)與回路各支路上接的是什么元件無關(guān) ，與電路是線性還是非線性無關(guān)；，與電路是線性還是非線性無關(guān)； （3）KVL方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實(shí)際方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實(shí)際 方向無關(guān)。方向無關(guān)。 4. 4. KCL、KVL小結(jié)：小結(jié)： (1) (1) KCL是對(duì)支路電流的線性約束，是對(duì)支路電流的線性約束，KVL是對(duì)回路電是對(duì)回路電 壓的線性約束。壓的線性約束。 (2) (2) KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。 (3)(3) KCL表明在每一節(jié)點(diǎn)

30、上電荷是守恒的；表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒的；KVL是能是能 量守恒的具體體現(xiàn)量守恒的具體體現(xiàn)( (電壓與路徑無關(guān)電壓與路徑無關(guān)) )。 (4) (4) KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路。只適用于集總參數(shù)的電路。 例例1 對(duì)回路對(duì)回路I和和II列列KVL方程：方程： 5. 5. 例題例題 - + u2 III III + - u4 + - u1 + - u6 + - u5 + - - u3 +- ux 求：電壓求：電壓ux。 。 0 6321 uuuu 0 654 uuuu x 消去消去u6可得：可得： Vuuuuuux6 64321 已知：已知： Vuu1 31 Vu4 2 Vuu2 54 解解 對(duì)回路對(duì)回路III列列KVL方程：方程： V uuuuuux 6 64321 例例2 對(duì)回路對(duì)回路I和和II列列KVL方程：方程： 求：電壓求：電壓U1。 。 已知：已知： 1 1 R 解解 2 2 R10 3 R VU S 3 1 VU S 1 2 10 3 1 3 11