《電工基礎(chǔ)教案》第二章直流電路要點(diǎn)

1、理 論課授 課教案課 程 名 稱電工基礎(chǔ)第二章直流電路審批簽字授課時間2015年 月 日授課班級2015級電工班（漢）計(jì)劃課時20課時實(shí)用課時課時教學(xué)目的與要求1 .理解電動勢、端電壓、電位的概念。2 .掌握閉合電路的歐姆定律。3 .掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系。4 . 了解萬用表的基本構(gòu)造和基本原理，掌握萬用表的使用方法。5 .掌握電阻的測量方法。6 .學(xué)會分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1 .運(yùn)用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路問題、掌握擴(kuò)大電壓表與電 流表量程的原理。2 .熟練分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。授課類型理論課教學(xué)方法講授教具多媒體投影設(shè)備、電壓表、電流表等參考

2、資料學(xué)生教材、參考教材及網(wǎng)絡(luò)圖文資料復(fù)習(xí)提問教學(xué)過程和內(nèi)容時間分配課時分配：每次課前占 用約5分鐘 時間第一次課序號章節(jié)名稱（課題）教學(xué)時數(shù)1 2-1串聯(lián)電路22 2-2 并聯(lián)電路23 2-3混聯(lián)電路24實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)2直流電阻電路故障的檢查45 2-4 直流電橋26* 2-5基爾霍夫定律27* 2-6疊加原理28 2-7電壓源與電流源的等效變換29* 2-8戴維南定理2合計(jì)20組織教學(xué)與復(fù)習(xí)回顧1 .師生相互問好，組織學(xué)生坐端、坐好，進(jìn)行上課狀態(tài)。2 .點(diǎn)名考勤，掌握曠課、缺課學(xué)生情況及去向。3 .準(zhǔn)備多媒體投影，期間提示學(xué)生回顧上次課程的重、難點(diǎn)內(nèi)容。4 .以集中提問或個別提問方式對上一節(jié)課的

3、教學(xué)效果進(jìn)行了解，同時復(fù)習(xí)。新課導(dǎo)入及展開講授A節(jié) 電動勢 閉合電路的歐姆定律一、 電動勢衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動勢。電動勢通常用符號 E或e（t）表示，E表示大小與方向都恒定的電動勢 （即直流電源的電教學(xué)過程和內(nèi)容時間分配動勢），e（t）表示大小和方向隨時間變化的電動勢，也可簡記為 制為伏特，記做V。e。電動勢的國際單位電動勢的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過電源內(nèi)部移到電源正極所 作的功。如設(shè) W 為電源中非靜電力（電源力）把正電荷量q從負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源 正極所作的功，則電動勢大小為E q電動勢的方向規(guī)定為從電源的負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正

4、極，即與電源兩端電壓 的方向相反。二、閉合電路的歐姆定律圖中r表示電源的內(nèi)部電阻， R表示電源外部聯(lián)接 的電阻（負(fù)載）。閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為E =RI rI外電路兩端電壓 U = RI = E - rIER - r=R-E ,顯R r然，負(fù)載電阻R值越大，其兩端電壓 U也越大；當(dāng)R r 時（相當(dāng)于開路），則U= E;當(dāng)R r時（相當(dāng)于短路），/f圖2-1簡單的閉合電路則U = 0 ,此時一般情況下的電流 （I = E/r）很大，電源容易燒毀?！纠?-1】如圖2-2所示，當(dāng)單刀雙擲開關(guān) S合到位置 1時，外電路的電阻 Ri= 14 Q,測得電流表讀數(shù)Ii = 0.2 A; 當(dāng)開關(guān)S合到

5、位置2時，外電路的電阻 R2 = 9 Q,測得電流 表讀數(shù)I2 = 0.3 A;試求電源的電動勢 E及其內(nèi)阻r。解：根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組:EuBW+rL （當(dāng)S合到位置1時）、E=R2I2+rI2 （當(dāng)S合到位置2時）解得：r = 1 Q, E = 3 V。本例題給出了一種測量直 流電源電動勢E和內(nèi)阻r的方法。三、負(fù)載獲得最大功率的條件容易證明：在電源電動勢 E及其內(nèi)阻r保持不變時, 負(fù)載R獲得最大功率的條件是 R = r,此時負(fù)載的最大功 率值為PmaxE24R電源輸出的最大功率是PEM2r 2R= 2Pmax圖2-3電源輸出功率與外電路（負(fù)載）電阻強(qiáng)強(qiáng)化學(xué)生 分析、計(jì)算能

6、 力聊【例2-2】如圖2-4所示，直流電源的電動勢 E = 10 V、 內(nèi)阻r = 0.5 Q,電阻Ri = 2 Q,問：可變電阻Rp調(diào)至多大時 可獲得最大功率 P max?解：將（R +r）視為電源的內(nèi)阻，則 RP = R +r = 2.5 Q時，RP獲得最大功率E2Pmax10W4RP圖2-4 例題2-2第二節(jié) 電池組一、電池的串聯(lián)如圖2-5所示串聯(lián)電池組，每個電池的電動勢均為 E、內(nèi)阻均為r。如果有n個相同的電池相串聯(lián)，那么整個串聯(lián)電 池組的電動勢與等效內(nèi)阻分別為串二nE , r 串=nr串聯(lián)電池組的電動勢是單個電池電動勢的n倍,額定電流相同。二、電池的并聯(lián)如圖2-6所示并聯(lián)電池組，每個

7、電池的電動勢均 為E、內(nèi)阻均為r。o|1|-o圖2-5串聯(lián)電池組圖2-6并聯(lián)電池組如果有n個相同的電池相并聯(lián)，那么整個并聯(lián)電池組的電動勢與等效內(nèi)阻分別為并= , r 并二廠/n。并聯(lián)電池組的額定電流是單個電池額定電流的n倍，電動勢相同。第三節(jié) 電阻的串聯(lián)、電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)圖2-7電阻的串聯(lián)設(shè)總電壓為U電流為I、總功率為P。1 .等效電阻：2 .分壓關(guān)系：3 .功率分配：特例：兩只電阻二、應(yīng)用舉例R =R + R + + RUiU2UnU.IRR2RnRE P2Pn P ,2IRi R2Rn RR、R串聯(lián)時，等效電阻 R = R+R,則有分壓公式RiR2Ui =1U , U2=2URiR2RR

8、2第二次課【例2-3】有一盞額定電壓為 Ui = 40 V、額定電流為I = 5 A 的電燈，應(yīng)該怎樣把它接入電壓U =220 V照明電路中。解：將電燈（設(shè)電阻為R）與一只分壓電阻R2串聯(lián)后，接入U = 220 V電源上，如圖2-8所示。解法一：分壓電阻 R上的電壓為 + .1 - J! f _0=0-c=3o* &+ V -U2 =U- U1 = 220 40 = 180 V ，且 U2 = RI ,則R2180二 36，】BlU1口解法二：利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式Ui =一-一U ,且 Ri =二=8建，可得RiR2IU -U1R2 = R1 = 36J2Ui即將電燈與一只 36。分壓電

9、阻串聯(lián)后，接入 U = 220V電源上即可?！纠?-4】有一只電流表，內(nèi)阻 Rg = 1 k。，滿偏電流 為Ig = 100 MA,要把它改成量程為 Un = 3 V的電壓表，應(yīng) 該串聯(lián)一只多大的分壓電阻 R?解：如圖2-9所示。該電流表的電壓量程為U = RI g = 0.1 V ,與分壓電阻R串聯(lián)后的總電壓Un/Ug = 30 倍。利用兩只電Ra,Ug =Un ,則 g Rg R阻串聯(lián)Un R即將電壓量程擴(kuò)大到n的分壓公式，可得+產(chǎn)昌圖2-9 例題2-4二Rg = 5 _1 Rg =(n -1)RgUg Ug9”=29 k1上例表明，將一只量程為 Ug、內(nèi)阻為R的表頭擴(kuò)大到量程為 Ln,所

10、需要的分壓電阻為R = ( n -1) Rg,其中n = ( Un/U)稱為電壓擴(kuò)大倍數(shù)。第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)設(shè)總電流為I、電壓為Uk總功率為P。1 .等效電導(dǎo)：G = G + G + G 即2 .分流關(guān)系：RI 1 =用2 =RIn= RI = U3 .功率分配： RR = F2P2=RPn = RP = U2 特例：兩只電阻 R、R并聯(lián)時，等效電阻RR2.,、R = -RH ,則有分流公式R1 R2R2R111 I ,12 IR1 R2R1 R2圖2-10 電阻的并聯(lián)、應(yīng)用舉例【例2-5】如圖2-11所示，電源供電電壓 U =220 V ,每 根輸電導(dǎo)線的電阻均為 R1

11、= 1 C,電路中一共并聯(lián)100盞額定 電壓220 V、功率40 W的電燈。假設(shè)電燈在工作 (發(fā)光)時電 阻值為常數(shù)。試求：(1)當(dāng)只有10盞電燈工作時，每盞電燈 的電壓Ul和功率Pl； (2)當(dāng)100盞電燈全部工作時， 每盞電 燈的電壓Ul和功率Pl。第三次課教學(xué)過程和內(nèi)容時間分配解：(1) R5、R6、R9三者串聯(lián)后，再與 R8并聯(lián)，E、F兩端等效電阻為Ref = ( R + R + R) / R = 24 C / 24 Q = 12 QREf、R、R三者電阻串聯(lián)后，再與 R并聯(lián)，C、D兩端等效電阻為Rd= ( R + Rf + R) / R = 24 Q / 24 Q = 12 Q總的等

12、效電阻Rb =RRCdR2 = 28 i I總電流I 三=U/ Rb = 224/28 = 8 A(2)利用分壓關(guān)系求各部分電區(qū)EFUCd =RdI v= 96V ,REF12EF UCD 96 =48 VR3 REf R424U EFR5R6R9U9 =&I9 =32V圖2-13 例題2-7【例2-8】如圖2-14所示，已知 R = 10建，電源電 動勢E =6 V,內(nèi)阻r =0.5夏，試求電路中的總電流 I。圖2-14 例題2-8圖2-15 例題2-8的等效電路言自九并畫出等效電路，如圖2-15所示。解：首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系, 四只電阻并聯(lián)的等效電阻為Re = R4 = 2.

13、5 j根據(jù)全電路歐姆定律，電路中的總電流為E I =2 ARe r第六節(jié)萬用電表的基本原理一、萬用表的基本功能萬用電表又叫做復(fù)用電表，通常稱為萬用表。它是一種可以測量多種電量的多量程便 攜式儀表，由于它具有測量的種類多，量程范圍寬，價格低以及使用和攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)， 因此廣泛應(yīng)用于電氣維修和測試中。一般的萬用表可以測量直流電壓、直流電流、電阻、交流電壓等，有的萬用表還可以測量音頻電平、交流電流、電容、電感以及晶體管的P值等。二、萬用表的基本原理萬用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律基礎(chǔ)之上的。萬用表的表頭是進(jìn)行各種測量的公用部分。表頭內(nèi)部有一個可動的線圈(叫做動圈)，它的

14、電阻R稱為表頭的內(nèi)阻。動圈處于永久磁鐵的磁場中，當(dāng)動圈通有電流之后會受到磁場力 的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。固定在動圈上的指針隨著動圈一起偏轉(zhuǎn)的角度，與動圈中的電流成正比。當(dāng)指針指示到表盤刻度的滿標(biāo)度時，動圈中所通過的電流稱為滿偏電流CRg與I g是表頭的兩個主要參數(shù)。1.直流電壓的測量將表頭串聯(lián)一只分壓電阻 R即構(gòu)成一個簡單的直流電壓表，如圖 2-16所示。測量時將電壓表并聯(lián)在被測電壓U的兩端，通過表頭的電流與被測電壓 U成正比1ff aI，口1R+0，在萬用表中，用轉(zhuǎn)換開關(guān)分別將不同數(shù)值的分壓電阻與表頭串聯(lián)，即可得到幾個不同的電壓量程。圖216簡單的直流電壓表【例2-9】如圖2-17所示某萬用表的直

15、流電壓表部分電 路，五個電壓量程分別是U = 2.5 V, U2 =10 V , U3= 50 V,U4 = 250 V, U5 = 500 V,已知表頭參數(shù) Rg= 3 kQ, Ig = 50 NA。 試求電路中各分壓電阻 R、R2、k、甩、R5。解：利用電壓表擴(kuò)大量程公式R = ( n - 1) Rg,其中n = (U/Ug), U = RI g = 0.15 V(1)求 R:m= ( U/U) = 16.67 , R = ( n- 1) Rg = 47kQ(2)求R：把電=R + R = 50 k Q視為表頭內(nèi)阻，n2 = ( U/ U)=4，則R2 = ( n 1) R2 = 150

16、k(3)求 R:把 R3 = R + R + R2 = 200 k Q視為表頭內(nèi)阻，n3 = ( U/U2) = 5，則R = ( n - 1)即=800 k j圖2-17 例題2-9(4)求 R：把 R4 = R + R + R2 + R = 1000 k Q視為表頭內(nèi)阻，n4 = ( U/U3) = 5，則R = ( n - 1) % = 4000 k= 4 M J(5)求 R:把 R5 = R+R+R+R+R = 5 MQ 視為表頭內(nèi)阻，n5 = ( U5/U4) = 2 ，則R = ( n - 1) % = 5 M 112.直流電流的測量將表頭并聯(lián)一只分流電阻R即構(gòu)成一個最簡單的直流電

17、流表，如圖 2-18所示。設(shè)被測電流為Ix ,則通過表頭的電流與被測電流Ix成正比，即IgR圖2-18簡單的直流電流分流電阻R由電流表的量程Il和表頭參數(shù)確定Il -IRg g2-19所示。實(shí)際萬用表是利用轉(zhuǎn)換開關(guān)將電流表制成多量程的，如圖3.電阻的測量萬用表測量電阻（即歐姆表）的電路如圖2-20所示?？勺冸娮鑂叫做調(diào)零電阻，當(dāng)紅、黑表筆相接時（相當(dāng)于被測電阻RX = 0）,調(diào)節(jié)R的阻值使指針指到表頭的滿刻度，即EI g ：g R r Rg萬用表電阻檔的零點(diǎn)在表頭的滿度位置上。而電阻無窮大時（即紅、黑表筆間開路）指針在表頭的零度位置上。當(dāng)紅、黑表筆間接被測電阻 R時，通過表頭的電流為Rg r

18、R Rx可見表頭讀數(shù)I與被測電阻 R是一一對應(yīng)的，并且成反比關(guān)系，因此歐姆表刻度不是 線性的。IMtr三、萬用表的使用1,正確使用轉(zhuǎn)換開關(guān)和表筆插孔 圖2-20歐姆表原理萬用表有紅與黑兩只表筆 （測棒），表筆可插入萬用表的“平、-兩個插孔里，注 意一定要嚴(yán)格將紅表筆插入“4極性孔里，黑表筆插入“ -極性孔里。測量直流電流、電壓等物理量時，必須注意正負(fù)極性。根據(jù)測量對象，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至所需位置，在被測 量大小不詳時，應(yīng)先選用量程較大的高檔試測，如不合適再逐步改用較低的檔位，以表頭 指針移動到滿刻度的三分之二位置附近為宜。2 .正確讀數(shù)萬用表有數(shù)條供測量不同物理量的標(biāo)尺，讀數(shù)前一定要根據(jù)被測量的種

19、類、性質(zhì)和所 用量程認(rèn)清所對應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺。3 .正確測量電阻值在使用萬用表的歐姆檔測量電阻之前，應(yīng)首先把紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)指針到歐姆標(biāo) 尺的零位上，并要正確選擇電阻倍率檔。測量某電阻R時，一定要使被測電阻不與其它電路有任何接觸，也不要用手接觸表筆的導(dǎo)電部分，以免影響測量結(jié)果。當(dāng)利用歐姆表內(nèi)部 電池作為測試電源時（例如判斷二極管或三極管的管腳），要注意到：黑表筆接的是電源正極，紅表筆接的是電源負(fù)極。4 .測量高電壓時的注意事項(xiàng)在測量高電壓時務(wù)必要注意人身安全，應(yīng)先將黑表筆固定接在被測電路的地電位上， 然后再用紅表筆去接觸被測點(diǎn)處，操作者一定要站在絕緣良好的地方，并且應(yīng)用單手操作， 以防觸電。在

20、測量較高電壓或較大電流時，不能在測量時帶電轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)旋鈕改變量程 或檔位。5 .萬用表的維護(hù)教學(xué)過程和內(nèi)容時間分配萬用表應(yīng)水平放置使用，要防止受震動、受潮熱，使用而首先看指針是否指在機(jī)械零 位上，如果不在，應(yīng)調(diào)至零位。每次測量完畢，要將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于空檔或最高電壓檔上。 在測量電阻時，如果將兩只表筆短接后指針仍調(diào)整不到歐姆標(biāo)尺的零位，則說明應(yīng)更換萬 用表內(nèi)部的電池；長期不用力用表時，應(yīng)將電池取出，以防止電池受腐蝕而影響表內(nèi)其它 元件。第七節(jié)電阻的測量一、電阻的測量方法電阻的測量在電工測量技術(shù)中占有葉分重要的地位，工程中所測量的電阻值，一般是 在10 6 Q10 12 Q的范圍內(nèi)。為減小測量誤差

21、，選用適當(dāng)?shù)臏y量電阻方法，通常是將電 阻按其阻值的大小分成三類，即小電阻 (1 Q以下)、中等電阻(1 G0.1 M)和大電阻(0.1 M；以上)。測量電阻的方法很多，常用的方法分類如下：1 .按獲取測量結(jié)果方式分類(1)直接測阻法采用直讀式儀表測量電阻，儀表的標(biāo)尺是以電阻的單位(。、kQ或MJ)刻度的，根據(jù)儀表指針在標(biāo)尺上的指示位置，可以直接讀取測量結(jié)果。例如用萬用表的q檔或m表等測量電阻，就是直接測阻法。(2)比較測阻法 采用比較儀器將被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行比較，在比較儀器中接 有檢流計(jì)，當(dāng)檢流計(jì)指零時，可以根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻值，獲取被測電阻的阻值。(3)間接測阻法 通過測量與電阻有關(guān)的

22、電量，然后根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算，求出被測電 阻的阻值。例如得到廣泛應(yīng)用的、最簡單的間接測阻法是電流、電壓表法測量電阻(即伏安法)。它是用電流表測出通過被測電阻中的電流、用電壓表測出被測電阻兩端的電壓，然后 根據(jù)歐姆定律即可計(jì)算出被測電阻的阻值。2 .按被測電阻的阻值的大小分類(1)小電阻的測量是指測量1復(fù)以下的電阻。測量小電阻時，一般是選用毫歐表。要求測量精度比較高時，則可選用雙臂電橋法測量。(2)中等電阻的測量是指測量阻值在 1 Q0.1 M C之間的電阻。對中等電阻測量的最為方便的方法是用歐姆表進(jìn)行測量，它可以直接讀數(shù)，但這種方法的測量誤差較大。 中等電阻的測量也可以選用伏、安表測阻法，它能測

23、出工作狀態(tài)卜的電阻值。其測量誤差 比較大。若需精密測量可選用單臂電橋法。(3)大電阻的測量是指測量阻值在 0.1 MQ以上的電阻。在測量大電阻時可選用兆歐表法，可以直接讀數(shù)，但測量誤差也較大。二、伏安法測電阻圖2-21(a)是電流表外接的伏安法， 這種測量方法的特點(diǎn)是電流表讀數(shù) I包含被測電阻 R中的電流I與電壓表中的電流Iv,所以電壓表讀數(shù) U與電流表讀數(shù)I的比值應(yīng)是被測電阻 R與電壓表內(nèi)阻RV并聯(lián)后的等效電阻，即(R/ R) = U/I ,所以被測電阻值為R=U-一二 Rv如果不知道電壓表內(nèi)阻 FV的準(zhǔn)確值，令RU ,則該種測量方法適用于 R R的情I況，即適用于測量阻值較大的電阻。三、惠

24、斯通電橋惠斯通電橋法可以比較準(zhǔn)確的測量電阻，其原理如圖R、R、R、為可調(diào)電阻，并且是阻值已知的標(biāo)準(zhǔn)精 密電阻。R為被測電阻，當(dāng)檢流計(jì)的指針指示到零位置時， 稱為電橋平衡。此時，B、D兩點(diǎn)為等電位，被測電阻為R4 =R2,R3Ri惠斯通電橋有多種形式，常見的是一種滑線式電橋。第八節(jié) 電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算一、電位參考點(diǎn)(即零電位點(diǎn))在電路中選定某一點(diǎn) A為電位參考點(diǎn)，就是規(guī)定該點(diǎn)的電位為零，即U= 0。電位參考點(diǎn)的選擇方法是：(1)在工程中常選大地作為電位參考點(diǎn)；(2)在電子線路中，常選一條特定的公共線或機(jī)殼作為電位參考點(diǎn)。在電路中通常用符號標(biāo)出電位參考點(diǎn)。二、電位的定義電路中某一點(diǎn) M的電位 U

25、就是該點(diǎn)到電位參考點(diǎn) A的電壓，也即MA兩點(diǎn)間的電位差， 即5= Umaf 61計(jì)算電路中某點(diǎn)電位的方法是：一匚二一_。一，(i) 確認(rèn)電位參考點(diǎn)的位置；-RR，7網(wǎng)3(2)確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正負(fù)極性；(3)從被求點(diǎn)開始通過一定的路徑繞到電位參考點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位等于此路徑上所有 電壓降的代數(shù)和：電阻元件電壓降寫成RI形式，當(dāng)電流I的參考方向與路徑繞行方向一致時，選取“ 十”號；反之，則選取“-號。電源電動勢寫成 坦形式，當(dāng)電動勢的方向與 路徑繞行方向一致時，選取“-號；反之，則選取“產(chǎn)號?！纠?-10 如圖2-23所示電路，已知：Ei= 45 V, E2=12 V,電源內(nèi)阻

26、忽略不計(jì)；Ri = 5 Q, R2 = 4 Q, R3= 2 Qo求B、C、D三點(diǎn)的電位 Ub、Uc、Ud 0必須注意的是，電路中兩點(diǎn)間的電位差(即電壓)是絕對的，不隨電位參考點(diǎn)的不同發(fā)生變化，即電壓值與電位參考點(diǎn)無關(guān)；而電路中某一點(diǎn)的電位則是相對電位參考點(diǎn)而言的，圖3-1 常用電路名詞的說明實(shí)驗(yàn)和小結(jié) 用6課時 用多媒體結(jié) 合實(shí)物及操 作演示方法進(jìn)行教學(xué)電位參考點(diǎn)不同，該點(diǎn)電位值也將不同。例如，在上例題中，假如以E點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則B點(diǎn)的電位變?yōu)?LB = Ue = _ RI _RI = _ 27 V;C 點(diǎn)的電位變?yōu)?LC = LCe = R3I + E2 = 18 V;D點(diǎn)的電位變?yōu)?L

27、D = LDe = E2 = 12 V。*第九節(jié)基爾霍夫定律一、常用電路名詞以圖3-1所示電路為例說明常用電路名詞。1 .支路：電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的無分支電路。如圖 3-1電路中的ED AR FC均為支路，該電路的支路數(shù)目為b = 3。2 .節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。如圖 3-1電路的節(jié)點(diǎn)為 A B兩點(diǎn)， 該電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)目為 n = 2。3 .回路：電路中任一閉合的路徑。如圖 3-1電路中的CDEFC AFCBA EABD璐徑均為 回路，該電路的回路數(shù)目為l = 3。4 .網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。如圖 3-1電路中的AFCBA EABDE回路均為網(wǎng)孔， 該電路的

28、網(wǎng)孔數(shù)目為 m= 2。5 .網(wǎng)絡(luò)：在電路分析范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指包含較多元件的電路。二、基爾霍夫電流定律（節(jié)點(diǎn)電流定律）1 .電流定律（KCL）內(nèi)容電流定律的第一種表述：在任何時刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從 該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即Z 1流入二z I流出例如圖3-2中，在節(jié)點(diǎn)A上：I 1 + I3 = I2+ I4+ I5圖3-2電流定律的舉例說明電流定律的第二種表述：在任何時刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于 零，即“ I =0一般可在流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號，在流出節(jié)點(diǎn)的電流前面取“-”號，反之亦可。例如圖3-2中，在節(jié)點(diǎn) A上：I1 I2 + I3 -I 4 -I

29、 5= 0O在使用電流定律時，必須注意:(1)對于含有n個節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出(n 1)個獨(dú)立的電流方程。(2)列節(jié)點(diǎn)電流方程時，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選定(即假定)電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“一”號表示。電流的實(shí)際方向可根據(jù)數(shù)值的正、負(fù)來判斷，當(dāng) I 0時，表明電流的實(shí)際方向與所 標(biāo)定的參考方向一致；當(dāng)I 0時，則表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向相反。2. KCL的應(yīng)用舉例(1)對于電路中任意假設(shè)的封閉面來說，電流定律仍然成立。如圖 3-3中，對于封閉 面S來說，有Il + I 2= 13。(2)對

30、于網(wǎng)絡(luò)(電路)之間的電流關(guān)系，仍然可由電流定律判定。如圖 3-4中，流入電 路B中的電流必等于從該電路中流出的電流。(3)若兩個網(wǎng)絡(luò)之間只有一根導(dǎo)線相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。(4)若一個網(wǎng)絡(luò)只有一根導(dǎo)線與地相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。圖3-3電流定律的應(yīng)用舉例(1)圖3-4電流定律的應(yīng)用舉例圖3-5 例題3-1圖3-6電壓定律的舉例說明【例3-1 如圖3-5所示電橋電路，已知I1 = 25 mA ,I3= 16 mA , I4 = 12 A,試求其余電阻中的電流 I2、I5、卜解：在節(jié)點(diǎn) a 上：11 = 12 + I3,則 I2=I13 = 25 -16 = 9 mA在

31、節(jié)點(diǎn) d 上：11 = I4+I5,貝 UI5 = I 1 -14 = 25 -12 =13 mA在節(jié)點(diǎn) b 上：I2=I6+I5,則I6 = 12 -15 = 9 -13 =-4 mA電流I2與I 5均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I 6為負(fù)數(shù)，表明它的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。三、基夫爾霍電壓定律(回路電壓定律)1 .電壓定律(KVL)內(nèi)容在任何時刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即% U =0以圖3-6電路說明基夫爾霍電壓定律。沿著回路abcdea繞行方向，有Uc= Ub+Ubc= RI1 + E,UCe =UCd+Ude

32、 =RI2 巳Ua =RI 3UUc + Ue + Ua = 0即RI i + Ei _RI 2 _E + F3I3 = 0上式也可寫成RIi -F2I2 + RI 3= _Ei + E對于電阻電路來說，任何時刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于 各電源電動勢的代數(shù)和，即。、RI =、;E2 .禾I用工RI = EE列回路電壓方程的原則（1）標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向（既可沿著順時針方向繞行，也可沿著反時針方向繞行）；（2）電阻元件的端電壓為土 RI,當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號；反之，選取“-號；（3）電源電動勢為 E,當(dāng)電源電動勢的標(biāo)定

33、方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號,反之應(yīng)選取“ -”號。*第十節(jié)支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路（或各元件）的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做 支路電流法。對于具有 b條支路、n個節(jié)點(diǎn)的電路，可列出 （n-1）個獨(dú)立的電流方程和 b一（n -1）個獨(dú)立的電壓方程?！纠?-2】 如圖3-7所示電路，已知Ei = 42 V, E2 = 21 V, Ri = 12 Q, R2 = 3 Q, R3 = 6 Q 試求：各支路電流 Ii、 12、13。解：該電路支路數(shù)b = 3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n = 2,所以應(yīng)列出1個節(jié)點(diǎn)

34、電流方程和 2個回路電壓方程，并按照工RI = 1E列回路電壓方程的方法:圖3-7 例題3-2（1） Ii = I2+ I3（任一節(jié)點(diǎn)）（2） RI 1 + 用2 = Ei + E （網(wǎng)孔 1）（3） R313 -Rd 2 = -E2（網(wǎng)孔 2）代入已知數(shù)據(jù)，解得：I i = 4 A, I 2 =5 A, I3 = -1 A。電流Ii與I2均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。*第一節(jié)疊加定理一、疊加定理的內(nèi)容當(dāng)線性電路中有幾個電源共同作用時，各支路的電流（或電壓）等于各個電源分別單獨(dú)作用時在該支路產(chǎn)生的電流 （或電壓

35、）的代數(shù)和（疊加）。在使用疊加定理分析計(jì)算電路應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）疊加定理只能用于計(jì)算線性電路（即電路中的元件均為線性元件 ）的支路電流或電壓（不能直接進(jìn)行功率的疊加計(jì)算）；（2）電壓源不作用時應(yīng)視為短路，電流源不作用時應(yīng)視為開路；（3）疊加時要注意電流或電壓的參考方向，正確選取各分量的正負(fù)號。、應(yīng)用舉例解:（1）當(dāng)電源Ei單獨(dú)作用時，將 E視為短路，設(shè)R23 = R/ R3 = 0.83 (I11 =E1R1R232.831 2 =I3 =R2R3R211 =5 A(2)R2R3I1 =1A當(dāng)電源 巳單獨(dú)作用時,將曰視為短路，設(shè)R3=R/R= 1.43 QE2_ 17R2 R13 -2.4

36、3二7AI1R3R1R3I2=5A圖3-8例題3-3R1I 3112 =2 AR1R3【例3-3】如圖3-8（a）所示電路，已知Ei= 17 V, E2 = 17 V, Ri = 2 Q, R2= 1 Q, R3 = 5 Q,試應(yīng)用疊加定理求 各支路電流Ii、I2、I3。當(dāng)電源E、E共同作用時（疊加），若各電流分量與原電路電流參考方向相同時,在電流分量前面選取“ +”號，反之，則選取“-號：I 3= 13 + 13 = 3 AI 1 = IJ 11 = 1 A, I2= I2 + I2 = 1 A,圖3-9二端網(wǎng)絡(luò)*第十二節(jié)戴維寧定理一、二端網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)概念1 .二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個引出端與外電路

37、相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。 又叫做一端口網(wǎng)絡(luò)。2 .無源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部不含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。3 .有源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)。二、戴維寧定理任何一個線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，總可以用一個電壓源Eo與一個電阻r。相串聯(lián)的模型來替代。電壓源的電動勢 日等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，電阻 r。等于該二 端網(wǎng)絡(luò)中所有電源不作用時 （即令電壓源短路、電流源開路）的等效電阻（叫做該二端網(wǎng)絡(luò)的 等效內(nèi)阻）。該定理又叫做等效電壓源定理?！纠?-4】如圖3-1。所示電路，已知E1 = 7 V, E2 =6.2 V, R1 = R2 = 0.2 Q, R = 3.2 C,試應(yīng)用戴維寧定理求 電阻R中的電流I。教

38、學(xué)過程和內(nèi)容時間分配解：(1)將R所在支路開路去掉，如圖3-11所示，求開路電壓=E1 E2 =08 = aUb = Rii = 6.2 + 0.4R100.4(2)將電壓源短路去掉，如圖 3-12所示，求等效電阻Rb：Ub：=6.6 V = E)圖3-12求等效電阻R3b圖3-13 求電阻R中的電流IRb = R/ R = 0.1 Q = ro(3)畫出戴維寧等效電路，如圖 3-13所示，求電阻R中的電流IEoroR6.63.3【例3-5】如圖3-14所示的電路，已知 E = 8 V, R1 = 3Q, R2 = 5 建，R3= R4 = 4Q, R5 = 0.125 Q,試應(yīng)用戴維寧 定理

39、求電阻R5中的電流I。圖3-14 例題3-5解：(1)將R所在支路開路去掉，如圖I1二I2ER1R2=1A ，圖3-17 求電阻R中的電流IU3b = RI 2 -RI 4= 5 -4 = 1 V = E0(2)將電壓源短路去掉，如圖 3-16所示，求等效電阻圖3-16求等效電阻RabRb = ( R / R) + ( R / R) = 1.875 + 2 = 3.875 Q = ro(3)根據(jù)戴維寧定理畫出等效電路，如圖3-17所示，求電阻 R中的電流E01I5 :一00.25 Aro R54*第十三節(jié)兩種電源模型的等效變換一、電壓源通常所說的電壓源一般是指理想電壓源，其基本特性是其電動勢

40、(或兩端電壓)保持固定不變E或是一定的時間函數(shù) e(t),但電壓源輸出的電流卻與外電路有關(guān)。實(shí)際電壓源是含有一定內(nèi)阻 r 0的電壓源。圖3-18電壓源模型二、電流源通常所說的電流源一般是指理想電流源，其基本特性是所發(fā)出的電流固定不變 (I s)或是定的時間函數(shù)i s(t ),但電流源的兩端電壓卻與外電路有關(guān)。實(shí)際電流源是含有一定內(nèi)阻 r S的電流源。圖3-19電流源模型三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換實(shí)際電源可用一個理想電壓源E和一個電阻r0串聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓 U與輸出電流I之間關(guān)系為U = E -川實(shí)際電源也可用一個理想電流源Is和一個電阻rS并聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓U與輸出電流I之間關(guān)系為U = r sI s - r sI對外電路來說，實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源是相互等效的，等效變換條件是 = r s , E = r sI s或 I s =日 r0【例3-6】如圖3-18所示的電路，已知電源電動勢E = 6 V,內(nèi)阻r0 = 0.2Q,當(dāng)接上R = 5.8 C負(fù)載時，分 別用電壓源模型和電流源模型計(jì)算負(fù)載消耗的功率和內(nèi)阻消耗的功率。I =E一=1A,負(fù)載消耗的功率PL= 12R = 5.8 W,內(nèi)阻的功率 P = 12r0= 0.2 WS R(2)用電流源模型計(jì)算：電流源的電流IS =曰ro= 30 A,內(nèi)阻rs = r。= 0.2夏負(fù)載中的電流I