第一章內(nèi)容,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)

1、 第一章第一章 直流電路直流電路 第一節(jié)第一節(jié) 電路的基本概念電路的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 電壓源電壓源、電流源及其等效轉(zhuǎn)換、電流源及其等效轉(zhuǎn)換第三節(jié)第三節(jié) 基爾霍夫定律基爾霍夫定律第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法第五節(jié)第五節(jié) 疊加原理疊加原理 第六節(jié)第六節(jié) 戴維寧定理戴維寧定理1、電路的組成、電路的組成電源電源-提供電能的裝置提供電能的裝置中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)-傳輸、分配電能的作用傳輸、分配電能的作用負(fù)載負(fù)載-取用電能的裝置取用電能的裝置2、電路的作用、電路的作用電能的傳輸和轉(zhuǎn)換電能的傳輸和轉(zhuǎn)換信息的傳遞和處理信息的傳遞和處理第一節(jié)第一節(jié) 電路的基本概念電路的基本概念一、電路的組成和作用一、電路

2、的組成和作用電路：電流所經(jīng)之路。電路：電流所經(jīng)之路。電池電池?zé)襞轃襞軪IRU+_負(fù)載負(fù)載電源電源手電筒電路手電筒電路發(fā)電廠發(fā)電廠變壓器、傳輸線變壓器、傳輸線 學(xué)校學(xué)校電能的傳輸電能的傳輸電流電流電壓及電位電壓及電位電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)二、電路中的基本物理量和方向二、電路中的基本物理量和方向電路中的物理量電路中的物理量物理量的實(shí)際方向物理量的實(shí)際方向 物物理理量量單單位位實(shí)實(shí)際際方方向向電電流流 IA、kA、mA、A正正電電荷荷移移動(dòng)動(dòng)的的方方向向電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì) E V、kV、mV、V電電源源驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)正正電電荷荷的的方方向向 (低低電電位位 高高電電位位)電電壓壓 UV、kV、mV、V電電位位降降落落的的

3、方方向向 (高高電電位位 低低電電位位)實(shí)際方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。實(shí)際方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實(shí)際方向，電路如何求解？的實(shí)際方向，電路如何求解？電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？E1AR3E2IR3B1. 電流電流電流參考方向表示可以用電流參考方向表示可以用箭頭，或下標(biāo)。箭頭，或下標(biāo)。箭頭方向從高電位指向低電位。箭頭方向從高電位指向低電位。在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電流人為規(guī)定的方向，稱參考方向。在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電流人為規(guī)定的方向，稱參考方向。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向： 若計(jì)

4、算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致；若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致； 若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反。若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反。Iab= -Iba+-IRab電壓參考方向的表示方法：電壓參考方向的表示方法：IRUabE+_abu_+正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，高電位在前， 低電位在后）低電位在后） 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭uab電壓電壓2. 電位及電壓電位及電壓 電位即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，電電位即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電位差就是兩點(diǎn)場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電位差就是兩點(diǎn)間的電壓。間的電壓。 和電流一樣，在計(jì)算和分析電路和電流一樣，在計(jì)算和分析電路時(shí)電

5、壓往往需要假設(shè)參考方向。時(shí)電壓往往需要假設(shè)參考方向。電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì): 描述電源其外力做功的能力（電流源用電激描述電源其外力做功的能力（電流源用電激流來(lái)描述）。流來(lái)描述）。 因此電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是從負(fù)極指向正極。而因此電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是從負(fù)極指向正極。而電源兩端的端電壓的實(shí)際方向?yàn)閺恼龢O指向負(fù)極。電源兩端的端電壓的實(shí)際方向?yàn)閺恼龢O指向負(fù)極。UEE+_因此電動(dòng)勢(shì)和電源兩端端電壓大小相等，方向相反。因此電動(dòng)勢(shì)和電源兩端端電壓大小相等，方向相反。3. 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)解決方法解決方法4. 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向 習(xí)慣上在負(fù)載兩端把習(xí)慣上在負(fù)載兩端把 I 與與 U 的方向按相同方向假設(shè)，稱關(guān)的方向按相同方向

6、假設(shè)，稱關(guān)聯(lián)參考方向。聯(lián)參考方向。 許多方程式，如許多方程式，如U/I=R 僅適用于假設(shè)方向一致僅適用于假設(shè)方向一致的情況。的情況。(3) 為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上在負(fù)載兩端習(xí)慣上在負(fù)載兩端把把 I 與與 U 的方向按相同方向假設(shè)，稱關(guān)聯(lián)參考方向。的方向按相同方向假設(shè)，稱關(guān)聯(lián)參考方向。(4) 許多方程式，如許多方程式，如U/I=R 僅適用于假設(shè)方向一致僅適用于假設(shè)方向一致的情況。的情況。(1) “實(shí)際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的，而是物理中規(guī)定的，而“參考方向參考方向”則則是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。假設(shè)時(shí)盡任意假設(shè)的。假設(shè)時(shí)盡量

7、同實(shí)際方向。量同實(shí)際方向。 (2) 在以后的解題過(guò)程中，注意一定要在以后的解題過(guò)程中，注意一定要先假定先假定“參考方向參考方向” (即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列方程然后再列方程 計(jì)算計(jì)算。缺少。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無(wú)意義的的物理量是無(wú)意義的. 參考方向小結(jié)：參考方向小結(jié)：RIURR IRURab假設(shè)假設(shè): 與與 的方向一致的方向一致RIRU例例RIRU假設(shè)假設(shè): 與與 的方向相反的方向相反RIURR IRURab三、電路的幾種工作狀態(tài)三、電路的幾種工作狀態(tài)1. 有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)aE+-bIUabRORLLRREI0RL越小，越小，I

8、越大，越大，RL小稱為小稱為負(fù)載重、負(fù)載重、RL大稱為負(fù)載輕大稱為負(fù)載輕OLabIREIRU電源提供的電流電源提供的電流I由外電路決定；由外電路決定；電源兩端的電壓電源兩端的電壓Uab隨著輸出電流隨著輸出電流I的增大而下降。的增大而下降。IUabE伏安特性伏安特性Ro越大越大斜率越大斜率越大2. 開路狀態(tài)開路狀態(tài)aE+-bIUabRORL0IaE+-bISRO3. 短路狀態(tài)短路狀態(tài)UOC0REIS該狀態(tài)為事故，應(yīng)避免！該狀態(tài)為事故，應(yīng)避免！用電壓表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路用電壓表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓就是有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的電壓就是有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的EEUOC四、電功率和電能四、電功率和電能aIR

9、Ub功率的概念功率的概念 設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U ,流入此部流入此部分電路的電流為分電路的電流為 I， 則這部分電路消耗的功率為則這部分電路消耗的功率為: IUP功率有無(wú)正負(fù)？功率有無(wú)正負(fù)？如果如果U I方向不一方向不一致結(jié)果如何？致結(jié)果如何？ 在在 U、 I 正正方向選擇一致的前提下，方向選擇一致的前提下， IRUab或或IRUab“吸收功率吸收功率” （負(fù)載）（負(fù)載）“發(fā)出功率發(fā)出功率” （電源）（電源）若若 P = UI 0若若 P = UI 0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收）（吸收）= P（發(fā)出）（發(fā)出）（I和實(shí)際方向相反因此為負(fù)值和

10、實(shí)際方向相反因此為負(fù)值） 當(dāng)當(dāng) 計(jì)算的計(jì)算的 P 0 時(shí)時(shí), , 則說(shuō)明則說(shuō)明 U、I 的實(shí)際的實(shí)際方向一致，此部分電路消耗電功率，方向一致，此部分電路消耗電功率，為為負(fù)載負(fù)載。 所以，從所以，從 P 的的 + + 或或 - - 可以區(qū)分器件的性質(zhì)，可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載?；蚴请娫?，或是負(fù)載。功率計(jì)算結(jié)論功率計(jì)算結(jié)論: :在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，如果假設(shè)如果假設(shè) U U、I I 正方向一致正方向一致。 當(dāng)計(jì)算的當(dāng)計(jì)算的 P 0 時(shí)時(shí), , 則說(shuō)明則說(shuō)明 U、I 的實(shí)際方的實(shí)際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，向相反，此部分電路發(fā)出電功率，為電源為電源。電能：電能：電路

11、元件在一段時(shí)間內(nèi)消耗的能量為電能。電路元件在一段時(shí)間內(nèi)消耗的能量為電能。UItPtA當(dāng)電壓選用伏特、電流選用安培、時(shí)間選用秒時(shí)，能量的單位為焦耳。當(dāng)電壓選用伏特、電流選用安培、時(shí)間選用秒時(shí)，能量的單位為焦耳。學(xué)習(xí)中注意：額定值和實(shí)際值的區(qū)別！學(xué)習(xí)中注意：額定值和實(shí)際值的區(qū)別！1.1.理想電壓源理想電壓源 （恒壓源）（恒壓源）: : RO= 0 時(shí)的電壓源時(shí)的電壓源.特點(diǎn)特點(diǎn)：( (1）輸出電）輸出電 壓不變，其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。壓不變，其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。 即即 Uab US； （2）電源中的電流由外電路決定。）電源中的電流由外電路決定。IUS+_abUab伏安特性伏安特性IUabUS第二節(jié)第二節(jié)

12、 電壓源、電流源及其等效轉(zhuǎn)換電壓源、電流源及其等效轉(zhuǎn)換一、電壓源一、電壓源LSRUI RL恒壓源中的電流由外電路決定！恒壓源中的電流由外電路決定！設(shè)設(shè): US=10VIUS+_abUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí)：同時(shí)接入時(shí)： I=10AR22 例例 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) ： I=5A則：則：LSRUI 恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_US恒壓源特性中變化的是：恒壓源特性中變化的是：_I_ 會(huì)引起會(huì)引起 I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變I 的變化可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是_ 的變化。的變化。大小大小方向方向+_I恒壓源特性小結(jié)恒壓源

13、特性小結(jié)USUababRLIs2. 實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源aIRO+-USbUabRL伏安特性伏安特性IUabUSOSabIRUU特點(diǎn)特點(diǎn)：( (1）輸出端電）輸出端電 壓隨著負(fù)載電阻的變化而變化。壓隨著負(fù)載電阻的變化而變化。LIR（2）輸出電壓隨著輸出電流的增大而減小。）輸出電壓隨著輸出電流的增大而減小。（電流由（電流由RL和和R0共同決定共同決定 ）LSRRUI0二、二、 電流源電流源電流源模型電流源模型ISROabUabIRL電激流電激流IS和內(nèi)阻和內(nèi)阻R0并聯(lián)并聯(lián)描述實(shí)際電源另一種電路模型描述實(shí)際電源另一種電路模型1. 1. 理想電流源理想電流源 （恒流源（恒流源):): RO= 時(shí)的電

14、流源時(shí)的電流源. 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）輸出電流不變，其值恒等于電）輸出電流不變，其值恒等于電 流源電流流源電流 IS； abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性（2）輸出電壓由外電路決定。）輸出電壓由外電路決定。LSabRIURL恒流源兩端電壓由外電路決定！恒流源兩端電壓由外電路決定！IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時(shí)，時(shí)， U =10 V R=1 時(shí)時(shí)， U =1 V則則:例例恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：恒流源特性中不變的是：_Is恒流源特性中變化的是：恒流源特性中變化的是：_Uab_ 會(huì)引起會(huì)引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變Uab的變

15、化可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向RIUsab 理想恒流源兩端理想恒流源兩端可否被短路可否被短路？abIUabIsR恒流源舉例恒流源舉例IcIbUcebcII 當(dāng)當(dāng) I b 確定后，確定后，I c 就基本確定了。在就基本確定了。在 IC 基本恒定基本恒定的范圍內(nèi)的范圍內(nèi) ，I c 可視為恒流源可視為恒流源 (電路元件的抽象電路元件的抽象) 。cebIb+-E+-晶體三極管晶體三極管UceIc電壓源中的電流電壓源中的電流如何決定如何決定？電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少？例例IE _+abUab=?Is原則原則：I Is

16、s不能變，不能變，E E 不能變。不能變。EUab電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓IsUabI外特性外特性 RORO越大越大特性越陡特性越陡特點(diǎn)：輸出電壓隨著輸出電流的減小而增大。特點(diǎn)：輸出電壓隨著輸出電流的減小而增大。oabSRUIILSabIRRIU0ISROabUabIRL2. 實(shí)際電流源實(shí)際電流源輸出電流不再恒定，由電源內(nèi)阻和負(fù)載共同決定：輸出電流不再恒定，由電源內(nèi)阻和負(fù)載共同決定：電壓電流關(guān)系：電壓電流關(guān)系：恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量US+_abIUabUab =US（常

17、數(shù)）（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)影響。無(wú)影響。IabUabIsI = Is （常數(shù)）（常數(shù)）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無(wú)影響。無(wú)影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定三三. .電壓源和電流源的等效互換電壓源和電流源的等效互換 等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等。等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等。I = I Uab = Uab即

18、：即：IRO+-USbaUabISabUabI RO1.1.等效互換公式等效互換公式oSabRIUUIRO+-USbaUabRIRIRIIUoososabISabUabIRO則則oSRIURIRIoosRIUosSRRooI = I Uab = Uab若若oooSsRRRUIRRRIUooosSaUS+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 2.2.等效變換的注意事項(xiàng)等效變換的注意事項(xiàng)“等效等效”是指是指“對(duì)外對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏等效（等效互換前后對(duì)外伏-安安特性一致），特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。對(duì)內(nèi)不等效。(1)IsaRObUabI RLaUS+-bIUabRO

19、RLRO中不消耗能量中不消耗能量RO中則消耗能量中則消耗能量0IIUUUSabab對(duì)內(nèi)不等效對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效對(duì)外等效時(shí)時(shí)例如：例如：LR注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 U US S與與 I Is s 的方向的方向(2)aUS+-bIROUS+-bIROaIsaRObIaIsRObIE和和IS方向相同方向相同US和和IS方向相反方向相反(3)恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabIsaUS+-bI0SoSSURUI（不存在不存在） （4）該等效該等效 變換可推廣到含源支路。即恒壓變換可推廣到含源支路。即恒壓源串電阻和恒電流源并電阻兩者之間均可等效變?cè)创娮韬秃汶娏髟床㈦娮鑳?/p>

20、者之間均可等效變換。換。RO和和 RO不一定是電源內(nèi)阻。不一定是電源內(nèi)阻。111REI 333REI R1R3IsR2R5R4I3I1I應(yīng)應(yīng)用用舉舉例例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?(接上頁(yè)接上頁(yè))IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdEd+R4E4R5I- 4432132131/RIERRRRRRRIIESdd454RRREEIdd10V+-2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律及歐姆基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律及歐姆定律

21、是定律是 用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流之用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流之間的關(guān)系。間的關(guān)系。名詞注釋：名詞注釋：節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路：支路：電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)分支回路：回路：電路中任一閉合路徑電路中任一閉合路徑第三節(jié)第三節(jié) 基爾霍夫定律基爾霍夫定律支路：支路：ab、ad、 . （共（共6條）條）回路：回路：abda、 bcdb、 . （共（共7 個(gè)）個(gè)）節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：a、 b、 . (共共4個(gè)）個(gè)）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例例一、基爾霍夫電流定律一、基爾霍夫電流定律(KCL)(

22、KCL) 對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流?；蛘哒f(shuō)，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)由節(jié)點(diǎn)流出的電流。或者說(shuō)，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為點(diǎn)上電流的代數(shù)和為 0。 I1I2I3I44231IIII基爾霍夫基爾霍夫電流定律的電流定律的依據(jù)依據(jù)：電流的連續(xù)性：電流的連續(xù)性 I =0即：即：例例或或：04231IIII流入取正、流出取負(fù)。流入取正、流出取負(fù)。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。例例1I1+I2=I3例例2I=0基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展I=?I1I2I3E2E3E1

23、+_RR1R+_+_R二、基爾霍夫電壓定律二、基爾霍夫電壓定律(KVL)(KVL) 對(duì)電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，其對(duì)電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，其電位升等于電位降。或，電壓的代數(shù)和為電位升等于電位降?；颍妷旱拇鷶?shù)和為 0。例如：例如： 回路回路 a-e-f-b112221RIURIUSS即：即：0 U或：或：221121RIRIEEI和和E的正方向和循行方向的正方向和循行方向相同取正，反之取負(fù)相同取正，反之取負(fù)U的正方向和循行方向的正方向和循行方向相同取正，反之取負(fù)相同取正，反之取負(fù)IRE即：即：US1I1US2I3I2bafeRIUEabE+_RabUabI基爾霍

24、夫電壓定律也適合開口電路?；鶢柣舴螂妷憾梢策m合開口電路。例例IRE更方便，更好用。更方便，更好用。例例已知：已知：E=2V, R=1問(wèn)：?jiǎn)枺?當(dāng)當(dāng)U分別為分別為 3V 和和 1V 時(shí)，時(shí)，IR=?E IRRURabU解：解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程： EUURREURUIRREUUR (3) 數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算A1121 V1A112-3 3VRRIUIU（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方向相反）（實(shí)際方向與假設(shè)方向相反）REUIRE IRRURabU未知數(shù)未知數(shù)：各支路電流：

25、各支路電流解題思路：解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列結(jié)點(diǎn)電流方程根據(jù)基爾霍夫定律，列結(jié)點(diǎn)電流方程 和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。三、基爾霍夫定律運(yùn)用三、基爾霍夫定律運(yùn)用解題步驟：解題步驟：1. 對(duì)每一支路假設(shè)一未對(duì)每一支路假設(shè)一未 知電流知電流（I1I3）4. 解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有0I2. 列電流方程列電流方程對(duì)每個(gè)回路有對(duì)每個(gè)回路有UE3. 列電壓方程列電壓方程結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù) N=2支路數(shù)支路數(shù) b=3US1I1US2I3I2cd已知：已知：1,5,32121RRVUVUSS求：所示電路各處的電壓和電流。求：所示電路各處的電壓和電流。節(jié)點(diǎn)

26、節(jié)點(diǎn)a：0321III列電流方程列電流方程（取其中一個(gè)方程）（取其中一個(gè)方程）按按KCL可列（可列（N-1）個(gè)獨(dú)立方程）個(gè)獨(dú)立方程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：0321III結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù) N=2支路數(shù)支路數(shù) b=3US1I1US2I3I2cd列電壓方程列電壓方程電壓、電流方程聯(lián)立求得：電壓、電流方程聯(lián)立求得：31II0 :222111SSURIRIUcadba0 :33222IRUIRadbaS0 :13311SUIRIRcabc按網(wǎng)孔列按網(wǎng)孔列:b-（N-1）個(gè)方程個(gè)方程US1I1US2I3I2cd0 13311SUIRIR0321III0 33222IRUIRS代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：AIAIAI67.

27、 2,33. 2,33. 0321 以支路電流為未知數(shù)列方程求解電路各處電壓電流的以支路電流為未知數(shù)列方程求解電路各處電壓電流的方法稱支路電流法，普遍適用各種電路。方法稱支路電流法，普遍適用各種電路。支路電流法小結(jié)支路電流法小結(jié)解題步驟解題步驟結(jié)論與引申結(jié)論與引申12對(duì)每一支路假設(shè)對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流一未知電流1. 假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有0I1. 未知數(shù)未知數(shù)=b，4解聯(lián)立方程組解聯(lián)立方程組對(duì)每個(gè)回路有對(duì)每個(gè)回路有UE#1#2#3根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流的實(shí)際方向。根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流的實(shí)際方向。3列電流方程：列電流方程

28、：列電壓方程：列電壓方程：2. 原則上，有原則上，有b個(gè)支路就設(shè)個(gè)支路就設(shè)b個(gè)未知數(shù)個(gè)未知數(shù)。 （恒流源支路除外）（恒流源支路除外）例外？例外？若電路有若電路有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，則可以列出則可以列出 ？ 個(gè)獨(dú)立方程。個(gè)獨(dú)立方程。(N-1)I1I2I32. 獨(dú)立回路的選擇：獨(dú)立回路的選擇：已有已有(N-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，個(gè)節(jié)點(diǎn)方程， 需補(bǔ)足需補(bǔ)足 b-（N -1）個(gè)方程。個(gè)方程。 一般按網(wǎng)孔選擇一般按網(wǎng)孔選擇支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：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。只要根據(jù)克氏定律、歐方法之一。只要根據(jù)克氏定律、歐 姆定律列方程，就能得

29、出結(jié)果。姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè) 數(shù)較多，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)支路數(shù) b=4須列須列4個(gè)方程式個(gè)方程式ab討論題討論題A11433I求：求：I1、I2 、I3 能否很快說(shuō)出結(jié)果能否很快說(shuō)出結(jié)果？1 +-3V4V1 1 +-5VI1I2I3A615432IA7321III一、一、 兩結(jié)點(diǎn)間電壓和部分電壓關(guān)系兩結(jié)點(diǎn)間電壓和部分電壓關(guān)系 在推演結(jié)點(diǎn)電壓法公式之前，先總結(jié)一下兩結(jié)點(diǎn)間電壓在推演結(jié)點(diǎn)電壓法公式之前，先總結(jié)一下兩結(jié)點(diǎn)間電壓和部分電壓關(guān)系：和部分電壓關(guān)系：由由KVLKVL的推廣應(yīng)用知：的推廣應(yīng)用知：

30、Uab+I1R1- US1=0111RIUUSab即：即： 其中：其中：Uab為兩結(jié)點(diǎn)的總電壓，為兩結(jié)點(diǎn)的總電壓，US1和和I1R1為兩結(jié)點(diǎn)之為兩結(jié)點(diǎn)之間各部分的分電壓。間各部分的分電壓。兩結(jié)點(diǎn)間的總電壓兩結(jié)點(diǎn)間的總電壓=各部分電壓的代數(shù)和各部分電壓的代數(shù)和其中：部分電壓方向同總電壓時(shí)取正，反之取負(fù)。其中：部分電壓方向同總電壓時(shí)取正，反之取負(fù)。以最左邊支路為例，以最左邊支路為例，結(jié)點(diǎn)電壓法公式結(jié)點(diǎn)電壓法公式 左圖中設(shè)：左圖中設(shè)：b b點(diǎn)電位為零。點(diǎn)電位為零。 ab間結(jié)點(diǎn)電壓為間結(jié)點(diǎn)電壓為 Uab，參考，參考方向從方向從 a 指向指向 b。由由兩結(jié)點(diǎn)間的總電壓兩結(jié)點(diǎn)間的總電壓=各部分電壓的代數(shù)和

31、各部分電壓的代數(shù)和,可可知：知：所以：所以：1. Uab和各支路電流的關(guān)系和各支路電流的關(guān)系 ：111RUUIabS333RIUUSab所以：所以：333RUUISab22RUIab111SabUIRU444SabUIRU所以：所以：444RUUISab04433211RUURUURURUUSababSababS43214433111111RRRRRURURUUSSSab04443332111RURURURURURURUabSabSababS2. 用用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) a 列方程：列方程： I1 I2 I3 +I4= 0RRUUSab1RRE1VU7abA08. 4 A127421242ab

32、1UIA16. 1 A67 6 ab2UIA33. 2 373ab4UI042121IUab2143IIII4213IIIIAI57. 73當(dāng)含有恒壓源支路時(shí)，結(jié)點(diǎn)電壓即為恒壓值。當(dāng)含有恒壓源支路時(shí)，結(jié)點(diǎn)電壓即為恒壓值。例例1212S1S2211ab11RRIIREREUV24V312127330250 例例21ab11RUEI A13A22450 A18A324302ab22 RUEI222111EURIEURIabab第五節(jié)第五節(jié) 疊加原理疊加原理 在多個(gè)電源同時(shí)作用的在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路線性電路(電路參數(shù)不電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變隨電壓、電流的變化而改變)中，任何支路的

33、電中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。+b原電路原電路I2R1I1R2abUS2I3R3+_US2單獨(dú)作用單獨(dú)作用一、一、:概念概念+_aUS1bI2R1I1R2I3R3US1單獨(dú)作用單獨(dú)作用IIIIII III333222111 I2R1I1R2aI3R3+_+_US1US2證明證明：bR1US1R2aUS2I3R3+_+_（以（以I3為例）為例）I2I1aI2I1+bI2R1I1US1R2aUS2I3R3+_+_US1+b_R1R2I3R3R1R2abUS2I3R3+_323121213

34、2223113/RRRRRRRERRRRRREI3231211231131223/RRRRRRRERRRRRREI IIIIII III333222111 abR1US1R2US2I3R3+_+_222111,REIREISS3212122113/)(RRRRRREREIR3R1R2IS2IS1I33132211221RRRRRRRERE例例+-10 I4A20V10 10 用疊加原理求：用疊加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：二、應(yīng)用疊加原理要注意的問(wèn)題二、應(yīng)用疊加原理要注意的問(wèn)題1. 疊加原理只適

35、用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、疊加原理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 2. 疊加時(shí)應(yīng)將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。疊加時(shí)應(yīng)將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令E=0； 暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令 Is=0。3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電 路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。方向相同取正，反之取負(fù)。

36、流的代數(shù)和。方向相同取正，反之取負(fù)。=+4. 疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái) 求功率。如：求功率。如：5. 運(yùn)用疊加原理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加原理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分 電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。 333 I II 設(shè)：設(shè)：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP則：則：I3R3=+名詞解釋名詞解釋：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源第六節(jié)第六節(jié) 戴維寧定理戴維寧定理 二

37、端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)：若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路 相聯(lián)，則該電路稱為相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)”。 ABAB 有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效 電源定理。電源定理。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代 - 戴維寧定理戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代 - 諾頓定理諾頓定理有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RUSR0+_R注意：注意：“等效等效”是指對(duì)端口外等效是指對(duì)端口外等效等效電壓源的內(nèi)阻等于有源等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變的輸入電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的原則是：電壓源無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的原則是：電壓源短路，電流源斷路）短路，電流源斷路）ABRR 0 等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)（US）等于有源二端）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓；網(wǎng)絡(luò)的開端電壓；abOSUU有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)abOUAB相應(yīng)的相應(yīng)的無(wú)源無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)AB有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RABAUSR0+_RB戴維寧定律戴維寧定律R1R2aI3R3