電工學(xué)課件第1章直流電路

1、第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.1電路的作用和組成電路的作用和組成1.3電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)1.2電路的基本物理量電路的基本物理量1.4電路中的參考方向電路中的參考方向1.5理想電路元件理想電路元件1.6基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.7支路電流法支路電流法1.8疊加定理疊加定理1.9等效電源定理等效電源定理1.10非線性電阻電路非線性電阻電路教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求分析與思考題分析與思考題練習(xí)題練習(xí)題第第1章章 直直 流流 電電 路路返回主頁(yè)返回主頁(yè)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求 1. 了解電路的作用和組成。了解電路的作用和組成。 2.理解電路基本物理量

2、的意義。理解電路基本物理量的意義。 3.了解電路的通路、開路和短路狀態(tài)。理解額定了解電路的通路、開路和短路狀態(tài)。理解額定值、功率平衡的概念。值、功率平衡的概念。 4. 理解參考方向和關(guān)聯(lián)參考方向的意義。理解參考方向和關(guān)聯(lián)參考方向的意義。 5. 了解電路模型的概念。理解理想電阻元件耗了解電路模型的概念。理解理想電阻元件耗能、理想電壓源的恒壓和理想電流源的恒流特性。能、理想電壓源的恒壓和理想電流源的恒流特性。 6. 理解電路的基爾霍夫定律。理解電路的基爾霍夫定律。 7. 掌握用支路電流法、疊加定理和等效電源定掌握用支路電流法、疊加定理和等效電源定理分析電路的方法。理分析電路的方法。 8. 了解非線

3、性電阻元件的伏安特性及靜態(tài)和動(dòng)了解非線性電阻元件的伏安特性及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電阻的概念。了解非線性電阻電路圖解分析法。態(tài)電阻的概念。了解非線性電阻電路圖解分析法。返回返回第第 1 章章 直直 流流 電電 路路電電源源1.1電路的作用和組成電路的作用和組成電路電路電流流通的路徑。電流流通的路徑。返返 回回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)US第第 1 章章 直直 流流 電電 路路電路的作用與組成電路的作用與組成返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)1.電力線路電力線路:實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。2.信號(hào)線路信號(hào)線路:傳遞和處理信號(hào)。傳遞和處理信號(hào)。第第 1 章章 直直 流流

4、電電 路路電路的組成電路的組成返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)E電源：電源：E將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)化為將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)化為電能的供電設(shè)備。電能的供電設(shè)備。負(fù)載：負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)化為非電形態(tài)的將電能轉(zhuǎn)化為非電形態(tài)的能量的用電設(shè)備。能量的用電設(shè)備。中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) ：傳遞、分配和控制電能傳遞、分配和控制電能 簡(jiǎn)單照明電路簡(jiǎn)單照明電路 內(nèi)電路內(nèi)電路 外電路外電路電路：又稱電網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱電路：又稱電網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)。分二端網(wǎng)絡(luò)、三端網(wǎng)絡(luò)、四端網(wǎng)絡(luò)等，分二端網(wǎng)絡(luò)、三端網(wǎng)絡(luò)、四端網(wǎng)絡(luò)等，或無(wú)源網(wǎng)絡(luò)和有源網(wǎng)絡(luò)?；驘o(wú)源網(wǎng)絡(luò)和有源網(wǎng)絡(luò)。還可稱還可稱系統(tǒng)系統(tǒng)。 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)電源或信號(hào)

5、源的電壓或電流稱為激勵(lì),由于激勵(lì)在電路各部由于激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)分產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.2電路的基本物理量電路的基本物理量1. 電流電流2. 電位電位單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)電路某一橫截面的電荷量。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)電路某一橫截面的電荷量。tQI tqidd 單位：安單位：安培培（A）電流方向：規(guī)定為電流方向：規(guī)定為正電荷正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。運(yùn)動(dòng)的方向。內(nèi)電路：電源負(fù)極內(nèi)電路：電源負(fù)極正極正極外電路：電源正極外電路：電源正極負(fù)極負(fù)極+-I 電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一點(diǎn)移至參考點(diǎn)電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一點(diǎn)移至參考點(diǎn)消耗的電能。用消耗的電能

6、。用V 表示。單位：伏表示。單位：伏特特（V）。）。參考點(diǎn)也稱接地，用參考點(diǎn)也稱接地，用 表示，其電位為零。表示，其電位為零。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成的電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成的第第 1 章章 直直 流流 電電 路路當(dāng)電源有一個(gè)極接地時(shí)，省略電源，當(dāng)電源有一個(gè)極接地時(shí)，省略電源，用不接地極的電位代替之。用不接地極的電位代替之。a20 6 E290V E1140V5 - +b- 90V20 5 +140V6 ab電源簡(jiǎn)化畫法：電源簡(jiǎn)化畫法：返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路4. 電

7、動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)3. 電壓電壓EI+- 電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一點(diǎn)移至另一點(diǎn)消耗的電能。用點(diǎn)移至另一點(diǎn)消耗的電能。用U 表表示。單位：伏示。單位：伏特特（V）。）。 電壓：兩點(diǎn)的電位差。如電壓：兩點(diǎn)的電位差。如Uab = Va - Vb 某點(diǎn)電位：該點(diǎn)與參考點(diǎn)的電壓。某點(diǎn)電位：該點(diǎn)與參考點(diǎn)的電壓。 即即Va=Va-Vo=Uao電壓方向：規(guī)定電壓方向：規(guī)定高高電位電位低低電位，即電位電位，即電位降低降低方向。方向。+-USUL 電源中的局外力（非電場(chǎng)力）將單位正電荷從電電源中的局外力（非電場(chǎng)力）將單位正電荷從電源的負(fù)極移至正極所轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能。用源的負(fù)極移至正極所轉(zhuǎn)換而

8、來(lái)的電能。用E 表示。表示。單位：伏單位：伏特特（V）。）。電動(dòng)勢(shì)方向：電源電動(dòng)勢(shì)方向：電源負(fù)極負(fù)極正極正極，即電位，即電位升高升高方向。方向。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路5. 功率功率返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)單位時(shí)間所轉(zhuǎn)換的電能。單位時(shí)間所轉(zhuǎn)換的電能。用用P 表示。單位：瓦表示。單位：瓦特特（W）。）。電源產(chǎn)生的電功率：電源產(chǎn)生的電功率：PE = EIEI+-+-USUL電源輸出的電功率：電源輸出的電功率：PS = USI負(fù)載消耗（取用）的電功率：負(fù)載消耗（取用）的電功率：PL = ULI6.

9、電能電能時(shí)間時(shí)間t 內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電功率。內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電功率。W = P t單位：焦單位：焦耳耳（J）。）。工程上用千瓦時(shí)（工程上用千瓦時(shí)（kWh），），1 kWh = 3.6106J。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路已知：已知：E1=4V，E2=6V，R1=2， R2=4， R3=2，求求：VAE1E2R1R2R3A+-I解：解：1A426322 RREIIREV31A 221EIRE 2V例例1：返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例2: 圖示電路，計(jì)算開關(guān)圖示電路，計(jì)算開關(guān)S S 斷開和閉合時(shí)斷開和閉合時(shí)A 點(diǎn)點(diǎn) 的電位的電位V

10、A解解: : (1)當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開時(shí)斷開時(shí) (2) 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí), ,電路電路 如圖如圖（b）電流電流 I2 = 0，電位電位 VA = 0V 。電流電流 I1 = I2 = 0，電位電位 VA = 6V 。電流在閉合電流在閉合路徑中流通路徑中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k +6VA2k SI I2 2I I1 1(a)返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.3電路的狀態(tài)電路的狀態(tài)（一）通路（一）通路返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)EUSUL+_IS電路的狀態(tài)電路的

11、狀態(tài) 通路通路電源的狀態(tài)電源的狀態(tài) 有載有載額定值額定值：電氣設(shè)備工作時(shí)，其電壓、電流和功率：電氣設(shè)備工作時(shí)，其電壓、電流和功率均有一定限額，表示了電氣設(shè)備的正常工作條件均有一定限額，表示了電氣設(shè)備的正常工作條件和工作能力。和工作能力。 通路通路功率平衡：功率平衡：PE = PL欠載欠載(輕載輕載)： I IN ，P IN ，P PN (設(shè)備易損壞設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN (經(jīng)濟(jì)合理安全可靠經(jīng)濟(jì)合理安全可靠) 第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）開路（二）開路開路開路：某部分電路與電源斷開，該部分電路中沒(méi)有：某部分電路與電源斷開，該部分電路

12、中沒(méi)有 電流，亦無(wú)能量的輸送和轉(zhuǎn)換。電流，亦無(wú)能量的輸送和轉(zhuǎn)換。S2S1開路的特點(diǎn)開路的特點(diǎn):開路開路I0 P=0有有源源電電路路U視電視電路而定路而定返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（三）短路（三）短路短路：短路：某部分電路的兩端用電阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線某部分電路的兩端用電阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線或開關(guān)連接起來(lái)，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)或開關(guān)連接起來(lái)，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線或開關(guān)所旁路。線或開關(guān)所旁路。短路的特點(diǎn)短路的特點(diǎn):S2S1電源短路 短路短路I 視電路而定視電路而定有有源源電電路路U 0 P = 0返回返回下一

13、頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.4電路中的參考方向電路中的參考方向 電流：電流：正電荷正電荷定向移動(dòng)方向定向移動(dòng)方向電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：低電位低電位（“-”-”極性）極性）高電位高電位（“+”+”）電壓：電壓：高電位高電位（“+”+”極性）極性）低電位低電位（“-”-”）為便于分析和計(jì)算，規(guī)定：為便于分析和計(jì)算，規(guī)定：電位升高電位升高的方向的方向電位降低電位降低的方向的方向返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路參考方向參考方向 一種分析方法一種分析方法US+_ISR1R2I I 在復(fù)雜的直

14、流電路中，電壓和電流在復(fù)雜的直流電路中，電壓和電流的實(shí)際方向往往是的實(shí)際方向往往是無(wú)法預(yù)知無(wú)法預(yù)知的，且可能的，且可能是是待求待求的；而在交流電路中，電壓和電的；而在交流電路中，電壓和電流的實(shí)際方向是隨時(shí)間不斷變化的。這流的實(shí)際方向是隨時(shí)間不斷變化的。這時(shí)給它們時(shí)給它們假定假定一個(gè)方向作為電路分析和一個(gè)方向作為電路分析和計(jì)算時(shí)的參考，這些假定的方向稱為計(jì)算時(shí)的參考，這些假定的方向稱為參參考方向或正方向考方向或正方向，標(biāo)注在電路圖上。，標(biāo)注在電路圖上。EIUIU 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向注意：注意：取值有正有負(fù)。取值有正有負(fù)。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章

15、 直直 流流 電電 路路1.5理想電路元件理想電路元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié) 由實(shí)際電路元件組成的電路稱為由實(shí)際電路元件組成的電路稱為電路實(shí)體電路實(shí)體。 可將電路實(shí)體中各個(gè)實(shí)際的電路元件都用表可將電路實(shí)體中各個(gè)實(shí)際的電路元件都用表征其主要物理性質(zhì)的征其主要物理性質(zhì)的理想電路元件理想電路元件代替。代替。 用理想電路元件組成的電路稱為電路實(shí)體的用理想電路元件組成的電路稱為電路實(shí)體的電路模型電路模型。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（一）理想有源元件（一）理想有源元件本身功耗忽略不計(jì)，本身功耗忽略不計(jì)，只起產(chǎn)生電能的作用只起產(chǎn)生電能的作用返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上

16、一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.1.理想電壓源（恒壓源）理想電壓源（恒壓源）返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)電壓源電壓源第第 1 章章 直直 流流 電電 路路電壓源：電壓源：IREUUOS IRERU OOOSRUII 實(shí)際電源電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻串聯(lián)構(gòu)成的一段電路。實(shí)際電源電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻串聯(lián)構(gòu)成的一段電路。+-ERO+US-+-ERO+US-RI內(nèi)阻內(nèi)阻RO=0，即為恒壓源即為恒壓源電流源：電流源：定值電流與內(nèi)阻并聯(lián)構(gòu)成的一段電路。定值電流與內(nèi)阻并聯(lián)構(gòu)成的一段電路。IIRU SOISRO+-UI內(nèi)阻內(nèi)阻RO=，即為恒流源即為恒流源

17、ISRO+-UI返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.1.理想電壓源（恒壓源）理想電壓源（恒壓源）返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)輸出電壓輸出電壓是由它本身確定是由它本身確定的的定值定值，與輸出，與輸出電流和外電路情電流和外電路情況無(wú)關(guān)。況無(wú)關(guān)。輸出電流輸出電流不是定值，與輸不是定值，與輸出電壓和外電路出電壓和外電路情況有關(guān)。情況有關(guān)。 凡是與恒壓源并聯(lián)的元件凡是與恒壓源并聯(lián)的元件電壓為恒定電壓。電壓為恒定電壓。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路. .理想電流源（恒流源）理想電流源（恒流源）返回返回下一頁(yè)下

18、一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)電流源電流源第第 1 章章 直直 流流 電電 路路. .理想電流源（恒流源）理想電流源（恒流源）輸出電流輸出電流是由它本身確定是由它本身確定的的定值定值，與輸出，與輸出電壓和外電路情電壓和外電路情況無(wú)關(guān)。況無(wú)關(guān)。輸出電壓輸出電壓不是定值，與輸不是定值，與輸出電流和外電路出電流和外電路情況有關(guān)。情況有關(guān)。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié) 凡是與恒流源串聯(lián)的元件凡是與恒流源串聯(lián)的元件電流為恒定電流。電流為恒定電流。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路3 3理想有源元件的兩種工作狀態(tài)理想有源元件的兩種工作狀態(tài)返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)

19、上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)電源：電源：實(shí)際電流從電源電壓的實(shí)際電流從電源電壓的“+”+”極性端極性端流出流出，產(chǎn)生電功率；，產(chǎn)生電功率；+-UI負(fù)載：負(fù)載：實(shí)際電流從電源電壓的實(shí)際電流從電源電壓的“+”+”極性端極性端流入流入，消耗電功率。，消耗電功率。+-UI例：例：U1=9V，I= -1A，R=3。判斷元件判斷元件1 1、2 2分別是電源分別是電源還是負(fù)載？還是負(fù)載？12+-U1U2IR12V9) 1(312 URIU電流從元件電流從元件1 1的電壓的電壓U1“+”端流入，故元件端流入，故元件1 1為負(fù)載；為負(fù)載；電流從元件電流從元件2 2的電壓的電壓U2“+”端流出，故元件端流出，故

20、元件2 2為電源。為電源。解：解：第第 1 章章 直直 流流 電電 路路實(shí)際電源的模型實(shí)際電源的模型返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件1.1.理想電阻元件理想電阻元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件1.1.理想電阻元件理想電阻元件返回

21、返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物R電路中消耗電路中消耗電能的元件電能的元件是單一參數(shù)元件是單一參數(shù)元件線性元件線性元件電阻電阻第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件1.1.理想電阻元件理想電阻元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物RR = u / i在直流電路中，在直流電路中，R = U / I單位：歐姆（單位：歐姆（）uiP = UI = U2/R = RI2電阻電阻第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想

22、無(wú)源元件1.1.理想電阻元件理想電阻元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)ABC定義定義物理量物理量關(guān)系關(guān)系實(shí)物實(shí)物第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件. .理想電容元件理想電容元件返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)（二）理想無(wú)源元件（二）理想無(wú)源元件3 3理想電感元件理想電感元件第第 1 章章 直直 流流 電電 路路 例例 圖示直流電路已知理想電壓源的電壓圖示直流電路已知理想電壓源的電壓 US3 V，理想電流源的電流理

23、想電流源的電流 IS = 3 A，電阻，電阻 R = 1 。求。求 （1）理想電壓源的電流和理想電流源的電壓；）理想電壓源的電流和理想電流源的電壓； （2）討論電路的功率平衡關(guān)系。）討論電路的功率平衡關(guān)系。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.6基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律是分析計(jì)算電路的基本定律，基爾霍夫定律是分析計(jì)算電路的基本定律，又分為：又分為：返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（一）基爾霍夫電流定律（一）基爾霍夫電流定律（KCL）返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一

24、頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)24a25第第 1 章章 直直 流流 電電 路路基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)RCICRBIBIEBCEUCC可將可將KCL推廣到推廣到電路中任何一個(gè)電路中任何一個(gè)假定的閉合面。假定的閉合面。廣義結(jié)點(diǎn)廣義結(jié)點(diǎn)IC+ IB - IE0I =?I = 02 +_+_I5 1 1 5 6V12V第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例 1 圖示的部分電路中，已知圖示的部分電路中，已知 I13 A，I45 A，I58 A，試求，試求I2、I3和和I6。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上

25、一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）基爾霍夫電壓定律（二）基爾霍夫電壓定律（KVL）返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)選擇環(huán)行方向選擇環(huán)行方向電位升電位升 = 電位降電位降US1 + U2 US2 U1 0R3I3I1US1+_I2R2US2+_+_+_U1U2R1 在電路的任何一個(gè)回路中，沿同一方向環(huán)行，在電路的任何一個(gè)回路中，沿同一方向環(huán)行，同一瞬間電壓的同一瞬間電壓的代數(shù)和代數(shù)和等于零。等于零。即：即：u = 0 ， 在直流電路中在直流電路中 U = 0

26、，或，或E=RI 。正負(fù)號(hào)確定：沿環(huán)行方向，電位降為正負(fù)號(hào)確定：沿環(huán)行方向，電位降為+ +，電位升為，電位升為 - - ；沿環(huán)行方向，沿環(huán)行方向，E、I的方向與環(huán)行方向相的方向與環(huán)行方向相同為同為+ +，相反為，相反為 - - 。US1 + U2 = US2 + U1第第 1 章章 直直 流流 電電 路路基爾霍夫電壓定律的推廣應(yīng)用基爾霍夫電壓定律的推廣應(yīng)用返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)E或或US+_R+_UabI 可將可將 KVL 推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用于任何一個(gè)假想閉合的于任何一個(gè)假想閉合的一段電路一段電路 RIUE 或或 RIUUS 0即：即：E =RI UU與環(huán)行方向

27、相同取與環(huán)行方向相同取+ +，相反取，相反取 - - 。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例 已知已知：Us1 =30V， Us2 =80V，R1 =10k， R2=20k， I1 =3mA， I2 =1mA， 求求：I3、U3，說(shuō)明元件說(shuō)明元件3是電源還是負(fù)載，校驗(yàn)功率平衡。是電源還是負(fù)載，校驗(yàn)功率平衡。3+-US1US2R1R2I1I2I3+-U3解：解：KCL：0321 III2mA3 IKVL：3111SUIRU 60V3 U電流從元件電流從元件3的的“+”+”流出，為流出，為電源電源。電流從電流從1“+”“+”流入，為流入，為負(fù)載負(fù)載；電流從；電流從2“+”“+”流出，為流出，

28、為電電源源。電源發(fā)出功率：電源發(fā)出功率：W10200322S33 IUIUP負(fù)載取用功率：負(fù)載取用功率：W10200311S222211 IUIRIRP故功率平衡故功率平衡返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.7支路電流法支路電流法返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)R2E2E1+_R1R3+_（1）分析電路結(jié)構(gòu)，確定支）分析電路結(jié)構(gòu)，確定支路數(shù)，選擇各支路電流的參路數(shù)，選擇各支路電流的參考方向?？挤较颉3E1+_R1+_R2E2支路數(shù)為支路數(shù)為 b = 3。I1I3I2（2）確定結(jié)點(diǎn)數(shù)，列出獨(dú)）確定結(jié)點(diǎn)數(shù)，列出

29、獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程式。立的結(jié)點(diǎn)電流方程式。ab結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I3=0結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b：-I1I2+I3=0 I1+ I2 - I3= 0結(jié)點(diǎn)數(shù)為結(jié)點(diǎn)數(shù)為 n，則可列出，則可列出 n-1 個(gè)個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)方程式。獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)方程式。（3）確定余下所需的方程式數(shù)，列出）確定余下所需的方程式數(shù)，列出（b-n+1）個(gè)）個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程式（也可以用網(wǎng)孔）。獨(dú)立的回路電壓方程式（也可以用網(wǎng)孔）。 左網(wǎng)孔：左網(wǎng)孔： R1 I1+ R3I3= E1 右網(wǎng)孔：右網(wǎng)孔： R2 I2+ R3I3= E2（4）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。第第 1 章章 直直 流流 電

30、電 路路I6I2I4I3I5I1R4-US2+US1-US3+R5R3R1R6R2abcd例例1：寫出所有獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。寫出所有獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。解：解：4 4個(gè)結(jié)點(diǎn)，個(gè)結(jié)點(diǎn)，6 6條支路，條支路，3 3個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔。0413 III0524 III0635 III0S2S1442211 UUIRIRIR0S2225566 UIRIRIR0554433S3 IRIRIRU返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)123第第 1 章章 直直 流流 電電 路路(1)(1)應(yīng)用應(yīng)用KCL列列( (n-1) )個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程支路數(shù)支路數(shù)

31、b=6，要列要列6個(gè)方程。個(gè)方程。(2)(2)應(yīng)用應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程選網(wǎng)孔列回路電壓方程(3) (3) 聯(lián)立解出聯(lián)立解出 IG 支路電流法是電路分析中最基本的支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當(dāng)支路數(shù)較多時(shí)，所需方法之一，但當(dāng)支路數(shù)較多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求解不方便。方程的個(gè)數(shù)較多，求解不方便。例例2：對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) a a： I1 I2 IG = 0對(duì)網(wǎng)孔對(duì)網(wǎng)孔abda：IG RG I3 R3 +I1 R1 = 0對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) b b： I3 I4 +IG = 0對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) c c： I2 + I4 I = 0對(duì)網(wǎng)孔對(duì)網(wǎng)孔acba：I2 R2 I4 R4 IG RG

32、= 0對(duì)網(wǎng)孔對(duì)網(wǎng)孔bcdb：I4 R4 + I3 R3 = E 試求檢流計(jì)試求檢流計(jì)中的電流中的電流IG。RGadbcE+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例3：已知已知：US1、US2、R1、R2、R3、IS 求求：I1、I2、I3解：解： 2個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，4條支路，條支路，但其中一個(gè)支路電流但其中一個(gè)支路電流已知為已知為IS，故列，故列3個(gè)方個(gè)方程即可。程即可。I1I2I30321S IIII22112S1SIRIRUU 33222SIRIRU US1US2ISR1R2R3+-返回返回下

33、一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)注意：注意：(1)(1) 當(dāng)支路中含有恒流源時(shí)當(dāng)支路中含有恒流源時(shí)，若，若所選回路中不含恒流源所選回路中不含恒流源，則有幾條支路含有恒流源，可少列幾個(gè)，則有幾條支路含有恒流源，可少列幾個(gè)KVL方程。方程。(2)(2) 若若所選回路中含恒流源所選回路中含恒流源，因恒流源兩端的電壓未知，因恒流源兩端的電壓未知，有一個(gè)恒流源就出現(xiàn)一個(gè)未知電壓，此情況下不可少，有一個(gè)恒流源就出現(xiàn)一個(gè)未知電壓，此情況下不可少列列KVL方程方程。第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.8疊加定理疊加定理定理內(nèi)容定理內(nèi)容返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)

34、US+_ISR1R2I1I2U2+_U1+_ 在含有在含有多個(gè)電多個(gè)電源源的線性電路中，的線性電路中，任一支路的電流和任一支路的電流和電壓等于電路中各電壓等于電路中各個(gè)電源個(gè)電源分別單獨(dú)作分別單獨(dú)作用用時(shí)在該支路中產(chǎn)時(shí)在該支路中產(chǎn)生的電流和電壓的生的電流和電壓的代數(shù)和代數(shù)和。疊加定理只適用于線性電路疊加定理只適用于線性電路第第 1 章章 直直 流流 電電 路路使用要領(lǐng)使用要領(lǐng) 1. 當(dāng)某一當(dāng)某一電電源單獨(dú)作用源單獨(dú)作用時(shí)，時(shí)，應(yīng)令其他電源中應(yīng)令其他電源中 US0，IS0，即應(yīng)將其他理想即應(yīng)將其他理想電壓源電壓源短路短路、其、其他理想電流源他理想電流源開開路。路。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)

35、下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路使用要領(lǐng)使用要領(lǐng) 2. 疊加時(shí)，疊加時(shí)，各個(gè)電源單獨(dú)作各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電用時(shí)的電流和電壓分量的壓分量的參考方參考方向向與總電流和電與總電流和電壓的參考方向一壓的參考方向一致時(shí)取正號(hào)，相致時(shí)取正號(hào)，相反時(shí)取負(fù)號(hào)。反時(shí)取負(fù)號(hào)。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路使用要領(lǐng)使用要領(lǐng) 3. 疊加定疊加定理只能用來(lái)分理只能用來(lái)分析和計(jì)算析和計(jì)算電流電流和電壓和電壓，不能，不能用來(lái)計(jì)算功率。用來(lái)計(jì)算功率。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)若某電阻上電流若某電

36、阻上電流 I =I+I則則 P = RI2 = R(I+I)2 R I2 + R I2第第 1 章章 直直 流流 電電 路路 例例 圖示電路中已知圖示電路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流的電流 I5和理想電流源兩端的電壓和理想電流源兩端的電壓U6。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_ 解解 理想電壓源單獨(dú)作用時(shí)：理想電壓源單獨(dú)作用時(shí)：US+_R1R2R3R4I2I4I5U6+_UUIIIRRRRSS524123

37、410103.254153 UR IR I622441010131.75V4153 第第 1 章章 直直 流流 電電 路路返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)理想電流源單獨(dú)作用時(shí)：理想電流源單獨(dú)作用時(shí)：RRIIIIIRRRR31524SS123445221.6 1.250.35A4 153 UR IR I6224411.631.255.35V ISR1R2R3R4I2I4I5U6+_ 例例 圖示電路中已知圖示電路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流電流 I5和理想電流

38、源兩端的電壓和理想電流源兩端的電壓U6。 解解 US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_第第 1 章章 直直 流流 電電 路路返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)二電源共同作用時(shí)：二電源共同作用時(shí)：III5553.250.353.6A UUU6661.755.353.6V 例例 圖示電路中已知圖示電路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流的電流 I5 和理想電流源兩端的電壓和理想電流源兩端的電壓U6。 解解 US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5

39、U6+_I5=3.25 AU6=1.75 VUS+_R1R2R3R4I2I4I5U6+_I5=0.35 AU6=5.35 VISR1R2R3R4I2I4I5U6+_第第 1 章章 直直 流流 電電 路路1.9等效電源定理等效電源定理USR1ISR2USR1IS有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)R2待求支路待求支路UeSR0R0IeS返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)1.電路分解：待求支路和電路分解：待求支路和 有源二端網(wǎng)絡(luò)；有源二端網(wǎng)絡(luò)；2.有源網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為理想電源；有源網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為理想電源；3.理想電源和待求支路合并理想電源和待求支路合并為簡(jiǎn)單電路。為簡(jiǎn)單電路。R2R2第第 1 章章

40、 直直 流流 電電 路路（一）戴維寧定理（一）戴維寧定理返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路戴維寧定理解題的步驟：戴維寧定理解題的步驟：（1）將復(fù)雜電路分解為將復(fù)雜電路分解為待求支路待求支路和和有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò) 兩部分兩部分；（2）畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開后的電路，畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開后的電路， 并并求開路電壓求開路電壓U0C , 則則Ues = U0C；（3）畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開且除源后的畫有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開且除源后的 電路，并求電路，并求無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0；（4）將等效電壓源

41、與待求支路合為簡(jiǎn)單電路，用將等效電壓源與待求支路合為簡(jiǎn)單電路，用 歐姆定律求電流歐姆定律求電流。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例 1 圖示電路中已知圖示電路中已知 US18 V，US25 V， IS3 A，R12 ， R25 ，R32 ，R48 ，試用戴維，試用戴維寧定理求通過(guò)寧定理求通過(guò) R4 的電流。的電流。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例2 用戴維寧定理求用戴維寧定理求 I 。+36V12k6k8kI解：解：+36V12k6k+-UOC6k12kROROI8

42、k+-Ues待求支路與二端網(wǎng)絡(luò)斷開待求支路與二端網(wǎng)絡(luò)斷開后，求后，求Ues 。12V361266oces UU除源網(wǎng)絡(luò)求除源網(wǎng)絡(luò)求RO 。 4k126126oR原電路變成簡(jiǎn)單電路，求原電路變成簡(jiǎn)單電路，求I。1mA84128oes RUI返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路解：解： 例例3 用戴維寧定理求用戴維寧定理求 I 。10A251410V+-I2電阻與恒流源串聯(lián)不起作用，可除去（短路）；電阻與恒流源串聯(lián)不起作用，可除去（短路）；5電阻與恒壓源并聯(lián)不起作用，可除去（斷路電阻與恒壓源并聯(lián)不起作用，可除去（斷路）。）。10A1410V

43、+-I+10A410V+-Uoc-30V10104oces UU 4oR1Ro+-UesI6A1430 I返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例4: : 用戴維寧定理求用戴維寧定理求 I 。V213253oces UU解：解：342 5320R+R0-UesI+-10VA2 . 651021 I5A342+-Uoc3A返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)5A34210V+-I3A第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例5 用戴維寧定理求用戴維寧定理求 I 。I+-20V150V120V10101010解：解：+-

44、20V150V120V101010+-Uoc+-20V150V120V101010+-Uoc10V12015020oces UU0o R10Ro+-UesI1A01010 I返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路例例6已知已知：R1=5 、 R2=5 R3=10 、 R4=5 E=12V、RG=10 試用戴維寧定理求檢流計(jì)試用戴維寧定理求檢流計(jì)中的電流中的電流IG。有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)E+GR3R4R1R2IGRGabE+GR3R4R1R2IGRG返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電

45、 路路解解: : (1) 求開路電壓求開路電壓UocEUoc+ab+R3R4R1R2I1I2A2 . 1A5512211 RREIA8 . 0A51012432 RREIUes = Uoc = I1 R2 I2 R4 = 1.2 5V0.8 5 V = 2V或：或：Ues = Uoc= I2 R3 I1R1 = 0.8 10V1.2 5 V = 2V(2) 求等效電源的內(nèi)阻求等效電源的內(nèi)阻 R0R0abR3R4R1R2 8 .5434321210RRRRRRRRR，所所以以從從a、b看進(jìn)去，看進(jìn)去，R1 和和R2 并聯(lián)，并聯(lián)，R3 和和 R4 并聯(lián)，然后再串聯(lián)。并聯(lián)，然后再串聯(lián)。返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路(3) 畫出等效電路，求檢流計(jì)中的電流畫出等效電路，求檢流計(jì)中的電流 IGA126. 0A108 . 52esG0G RRUIabE+GR3R4R1R2IGRGUesR0+_RGabIG返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章 直直 流流 電電 路路（二）諾頓定理（二）諾頓定理返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)第第 1 章章