電子電路基礎(chǔ)：第1章 電路與電路模型(全)

1、第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電子電路基礎(chǔ)電子電路基礎(chǔ)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型主要參考書主要參考書 電路分析（第電路分析（第2版）版），胡翔駿胡翔駿，高等教育出版社高等教育出版社，2007年年模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版），童詩(shī)白等，高模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版），童詩(shī)白等，高等教育出版社，等教育出版社，2006年年Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits，Anant Agarwal and Jeffrey H. Lang，Morgan Kaufmann Publisher

2、s，2005電子學(xué)（第二版），電子學(xué)（第二版），Paul Horowitz and Winfield Hill，電子工業(yè)出版社，電子工業(yè)出版社，2005年年第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)考核，占總成績(jī)平時(shí)考核，占總成績(jī)20%中期考核，開卷筆試，占總成績(jī)中期考核，開卷筆試，占總成績(jī)20%期末考核，開卷筆試，占總成績(jī)期末考核，開卷筆試，占總成績(jī)60%第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型教學(xué)內(nèi)容和要求教學(xué)內(nèi)容和要求理解電路的組成、作用，電路分析的基本變量理解電路的組成、作用，電路分析的基本變量掌握電阻、獨(dú)

3、立電源、電感、電容等元件的掌握電阻、獨(dú)立電源、電感、電容等元件的VCR，理解電阻器、電源、電感器、電容器等基，理解電阻器、電源、電感器、電容器等基本元器件及其模型本元器件及其模型掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用掌握受控電源的掌握受控電源的VCR，理解二極管、晶體管、，理解二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件及其模型場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件及其模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電路電路電子元器件或電氣設(shè)備按一定方式連接電子元器件或電氣設(shè)備按一定方式連接起來的總體，多種物理過程交織在一起起來的總體，多種物理過程交織在一起1、電路的組成、

4、作用、電路的組成、作用1.1 電路及其模型電路及其模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型提供電能的設(shè)備提供電能的設(shè)備電源電源取用電能的元器件或設(shè)備取用電能的元器件或設(shè)備負(fù)載負(fù)載電路的組成電路的組成電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)（包括導(dǎo)電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)（包括導(dǎo)線、開關(guān)等）線、開關(guān)等）電路的作用電路的作用電能的傳輸與轉(zhuǎn)換電能的傳輸與轉(zhuǎn)換電信號(hào)的傳輸、處理和存儲(chǔ)電信號(hào)的傳輸、處理和存儲(chǔ)第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電路描述電路描述電原理圖電原理圖電子元器件電子元器件圖形符號(hào)圖形符號(hào)電路連接電路連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電路分析的對(duì)象電路分析的對(duì)象電路抽象出

5、來的電路模型電路抽象出來的電路模型2、電路模型、電路模型電子元器件和開關(guān)抽象為一個(gè)理想元件或若干電子元器件和開關(guān)抽象為一個(gè)理想元件或若干個(gè)理想元件的組合個(gè)理想元件的組合導(dǎo)線抽象為理想導(dǎo)線或理想導(dǎo)線與理想元件的導(dǎo)線抽象為理想導(dǎo)線或理想導(dǎo)線與理想元件的組合組合只分析單一電磁過程只分析單一電磁過程電路模型反映電路的主要電磁性能電路模型反映電路的主要電磁性能第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電路用電路模型近似是有條件的，一種模型只在電路用電路模型近似是有條件的，一種模型只在一定條件下適用一定條件下適用電路模型建立的難點(diǎn)在于電子元器件的抽象電路模型建立的難點(diǎn)在于電子元器件的抽象電路模型描述電路模型

6、描述電路圖電路圖理想元件理想元件圖形符號(hào)圖形符號(hào)電路連接電路連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型3、電路分析的基本變量、電路分析的基本變量描述電路特性的基本物理量描述電路特性的基本物理量電流、電壓和功電流、電壓和功率率一般情況下，用一般情況下，用i(t)、u(t)和和p(t)表示，簡(jiǎn)記為表示，簡(jiǎn)記為i、u和和p電路分析電路分析已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)，在給定已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)，在給定激勵(lì)下，求電路響應(yīng)激勵(lì)下，求電路響應(yīng)電源電源激勵(lì)激勵(lì)輸入輸入電路中產(chǎn)生的電壓和電流電路中產(chǎn)生的電壓和電流響應(yīng)響應(yīng)輸出輸出第第1章章 電路與電路模型電

7、路與電路模型電流電流電流電流單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的正電荷單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的正電荷dtdqi 式中，式中，t的單位為的單位為s、q的單位為的單位為C、i的單位為的單位為A不隨時(shí)間變化的電流不隨時(shí)間變化的電流直流電流直流電流用用I表示表示第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電流具有方向，電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)電流具有方向，電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向動(dòng)的方向電路分析時(shí)，難以預(yù)知各元件電流的實(shí)際方向，電路分析時(shí)，難以預(yù)知各元件電流的實(shí)際方向，可以先給電流一個(gè)假定方向可以先給電流一個(gè)假定方向參考方向參考方向電流的參考方向任意選定，在電路圖中的元件上電流的參考方向任意選定，

8、在電路圖中的元件上用箭頭標(biāo)注用箭頭標(biāo)注abi第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型經(jīng)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，i 0，電流的實(shí)際方向與參考方向一致；，電流的實(shí)際方向與參考方向一致；i 0，電壓的實(shí)際極性與參考極性一，電壓的實(shí)際極性與參考極性一致；致；u 0，電路實(shí)際吸收功率；，電路實(shí)際吸收功率；p 0第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型例例1，求圖示電阻兩端的電壓，求圖示電阻兩端的電壓Uba= RI = 10(-1) = -10(V)Uab= -RI = -10(-1) = 10(V)bI = -1Aa10第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型開路和短路開路和短路開路相當(dāng)于電阻開路相當(dāng)于電阻R =

9、 （或電導(dǎo)（或電導(dǎo)G = 0）短路相當(dāng)于電阻短路相當(dāng)于電阻R = 0（或電導(dǎo)（或電導(dǎo)G = ）第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電阻器、電位器及其模型電阻器、電位器及其模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電阻器電阻器用電阻材料制成的電子元器件用電阻材料制成的電子元器件ALR電位器電位器具有可變位置中間抽頭的電阻器具有可變位置中間抽頭的電阻器第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的電阻器關(guān)聯(lián)參考方向下的通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的電阻器關(guān)聯(lián)參考方向下的VCR曲曲線線u0i Im -Im 如果如果i(-Im, Im)，電阻器的，電阻器的VCR曲線與電阻的曲線與電阻的VCR曲線基本吻合

10、曲線基本吻合第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型在功率允許條件下，可以將電阻器抽象為電阻在功率允許條件下，可以將電阻器抽象為電阻可以電位器抽象為兩個(gè)電阻的組合可以電位器抽象為兩個(gè)電阻的組合兩個(gè)電阻兩個(gè)電阻的組合的組合電位器模型電位器模型bacR)1 (RbaRc作業(yè)：作業(yè)：(電路分析電路分析P45-46)1-12、1-14電阻電阻電阻器模型電阻器模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型2、電感、電感電感電感二端元件在任一時(shí)刻磁鏈二端元件在任一時(shí)刻磁鏈與電流與電流i的關(guān)的關(guān)系由系由-i平面一條過原點(diǎn)的曲線確定平面一條過原點(diǎn)的曲線確定0it=t1曲線在關(guān)聯(lián)參考方向下曲線在關(guān)聯(lián)參考方向下電感

11、元件電感元件電感電感第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電感分類電感分類非線性時(shí)變電感非線性時(shí)變電感非線性時(shí)不變電感非線性時(shí)不變電感線性時(shí)變電感線性時(shí)變電感線性時(shí)不變電感線性時(shí)不變電感電感方程電感方程f (, i, t ) = 0 電感磁鏈電感磁鏈與電流與電流i之間的約束關(guān)系之間的約束關(guān)系第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型線性時(shí)不變電感線性時(shí)不變電感任一時(shí)刻特性曲線是任一時(shí)刻特性曲線是-i平面平面一條過原點(diǎn)的斜率不變的直線一條過原點(diǎn)的斜率不變的直線L0i 1電感方程電感方程= Li第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型ididL式中的單位為的單位為Wb，L的單位為的單位為H電感電感

12、L電感的元件參數(shù)電感的元件參數(shù)電感的圖形符號(hào)電感的圖形符號(hào)L第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型dtdiL)Li(dtddtduVCR方程tt0tttt000d)(uL1)t ( id)(uL1d )(uL1d )(uL1) t ( i或的初始電流電感在時(shí)刻0t0td)(uL1)t ( i0第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電感的電感的VCR方程方程電壓電壓u與電流與電流i之間的約束之間的約束關(guān)系關(guān)系與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)元件約束元件約束雙向性雙向性以原點(diǎn)對(duì)稱以原點(diǎn)對(duì)稱動(dòng)態(tài)性動(dòng)態(tài)性電壓電壓u與電流與電流i的變化率相關(guān)的變化率相關(guān)如果如果i為恒定值為恒定值(直流直流)u = 0，

13、電感相當(dāng)于短路，電感相當(dāng)于短路記憶性記憶性t時(shí)刻的電流與時(shí)刻的電流與t時(shí)刻之前電壓的全部時(shí)刻之前電壓的全部歷史有關(guān)歷史有關(guān)電流有記憶電壓的作用電流有記憶電壓的作用tt0t0d)(uL1)t ( id )(uL1) t ( i第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型儲(chǔ)能性儲(chǔ)能性dtdiLiuip設(shè)設(shè)i(t0) = 0，電感在，電感在t0到到t時(shí)刻間吸收的能量時(shí)刻間吸收的能量0) t (Li21)t (Li21) t (Li21)(di)( iLdd)(di)(Lid)(p) t (w2022) t ( i)t ( itttt000第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型，電感發(fā)出功率，電感吸收功

14、率0pw0pw電感發(fā)出的只是以前吸收的儲(chǔ)能，電感發(fā)出的只是以前吸收的儲(chǔ)能，p 0或或p 0或或p 0不不代表電容消耗功率或產(chǎn)生功率代表電容消耗功率或產(chǎn)生功率第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電容器及其模型電容器及其模型電容器電容器用之間存在絕緣介質(zhì)的導(dǎo)體極板制成用之間存在絕緣介質(zhì)的導(dǎo)體極板制成的電子元器件的電子元器件第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型dAC在功率允許條件下，可以將電容器抽象為電容或在功率允許條件下，可以將電容器抽象為電容或電容與電阻的并聯(lián)電容與電阻的并聯(lián)電容或電容與電阻的并聯(lián)電容或電容與電阻的并聯(lián)電容器模型電容器模型作業(yè)：作業(yè)：(P29)5、7第第1章章 電路與電路

15、模型電路與電路模型4、獨(dú)立電源、獨(dú)立電源獨(dú)立電壓源獨(dú)立電壓源電壓源電壓源二端元件在任一時(shí)刻二端元件在任一時(shí)刻電壓電壓u與電流與電流i的關(guān)系由的關(guān)系由u-i平面一條平行于平面一條平行于i軸的直軸的直線確定線確定獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源獨(dú)立電源電源電源u0it=t1uS第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型VCR方程方程u = uS電壓源電壓電壓源電壓u與電流與電流i之間之間的約束關(guān)系的約束關(guān)系電壓源分類電壓源分類時(shí)變電壓源時(shí)變電壓源時(shí)不變電壓源時(shí)不變電壓源不隨時(shí)間變化的電壓源不隨時(shí)間變化的電壓源直流電壓源直流電壓源用用US表示表示電壓源電壓源uS 電壓源的元件參數(shù)電壓源的元件參數(shù)電壓源

16、的圖形符號(hào)電壓源的圖形符號(hào)uS+-第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電壓源的電壓源的VCR方程方程電壓電壓u與電流與電流i之間的約之間的約束關(guān)系束關(guān)系電壓源所給定的電壓總是保持為一定電壓源所給定的電壓總是保持為一定的時(shí)間函數(shù)的時(shí)間函數(shù)uS，與流過它的電流無關(guān)，與流過它的電流無關(guān)u = uS，i(-,+) 與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)元件約束元件約束流過電壓源的電流由與之相連接的外電路決定流過電壓源的電流由與之相連接的外電路決定電壓源并不總是發(fā)出功率電壓源并不總是發(fā)出功率第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型例例3，求圖示兩電路中的，求圖示兩電路中的U和和I-+I+-U510VU = 1

17、0(V)U = 5II = 10/5 = 2(A)U = 10(V)I = 0-+I+-U10V第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型獨(dú)立電流源獨(dú)立電流源電流源電流源二端元件在任一時(shí)刻二端元件在任一時(shí)刻電流電流i與電壓與電壓u的關(guān)系由的關(guān)系由u-i平面一條平行于平面一條平行于u軸的軸的直線確定直線確定i0ut=t1iSVCR方程方程i = iS電流源電流電流源電流i與電壓與電壓u之間之間的約束關(guān)系的約束關(guān)系第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電流源分類電流源分類時(shí)變電流源時(shí)變電流源時(shí)不變電流源時(shí)不變電流源不隨時(shí)間變化的電流源不隨時(shí)間變化的電流源直流電流源直流電流源用用IS表示表示電流源電

18、流源iS 電流源的元件參數(shù)電流源的元件參數(shù)電流源的圖形符號(hào)電流源的圖形符號(hào)iS第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型電流源的電流源的VCR方程方程電流電流i與電壓與電壓u之間的約之間的約束關(guān)系束關(guān)系電流源所給定的電流總是保持為一定電流源所給定的電流總是保持為一定的時(shí)間函數(shù)的時(shí)間函數(shù)iS，與它兩端的電壓無關(guān)，與它兩端的電壓無關(guān)i = iS，u(-,+) 與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)元件約束元件約束電壓源兩端的電壓由與之相連接的外電路決定電壓源兩端的電壓由與之相連接的外電路決定電流源并不總是發(fā)出功率電流源并不總是發(fā)出功率第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型開路和短路開路和短路開路相當(dāng)于電流源

19、開路相當(dāng)于電流源iS = 0短路相當(dāng)于電壓源短路相當(dāng)于電壓源uS = 0第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型實(shí)際電源及其模型實(shí)際電源及其模型第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型實(shí)際電源實(shí)際電源將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備備 0 u i uOC Im 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的直流發(fā)電機(jī)和電池非關(guān)聯(lián)參考方通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的直流發(fā)電機(jī)和電池非關(guān)聯(lián)參考方向條件下的向條件下的VCR曲線曲線采用關(guān)聯(lián)參考方向，曲線位于采用關(guān)聯(lián)參考方向，曲線位于象限或象限或象限象限第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型VCR方程方程u = uS-RSi電壓源電阻串聯(lián)模型電壓源電阻串聯(lián)模型uS+-

20、RS+-ui 0 u i uS 第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型如果如果i( 0,Im )，直流發(fā)電機(jī)和電池的，直流發(fā)電機(jī)和電池的VCR曲線與曲線與電壓源電阻串聯(lián)模型的電壓源電阻串聯(lián)模型的VCR曲線基本吻合曲線基本吻合實(shí)際電壓源在一定條件下可以抽象為電壓源電阻實(shí)際電壓源在一定條件下可以抽象為電壓源電阻串聯(lián)模型串聯(lián)模型其中，其中，uS = uOC開路電壓，開路電壓，RS為電壓源內(nèi)阻為電壓源內(nèi)阻小電阻小電阻第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型 0 i u iSC Um 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的光電池非關(guān)聯(lián)參考方向條件下的通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出的光電池非關(guān)聯(lián)參考方向條件下的VCR曲線曲線采用關(guān)聯(lián)參考方向，曲

21、線位于采用關(guān)聯(lián)參考方向，曲線位于象限或象限或象限象限第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型VCR方程方程i = iS-GSu電流源電阻并聯(lián)模型電流源電阻并聯(lián)模型 0 i u iS RS-+uiiSSSRui 第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型如果如果u( 0,Um )，光電池的，光電池的VCR曲線與電流源電曲線與電流源電阻并聯(lián)模型的阻并聯(lián)模型的VCR曲線基本吻合曲線基本吻合實(shí)際電流源在一定條件下可以抽象為電流源電阻實(shí)際電流源在一定條件下可以抽象為電流源電阻并聯(lián)模型并聯(lián)模型其中，其中，iS = iSC短路電流，短路電流，RS為電流源內(nèi)阻為電流源內(nèi)阻大電阻大電阻作業(yè)：作業(yè)：(P29)4第第

22、1章章 電路與電路模型電路與電路模型1、電路結(jié)構(gòu)的名詞、電路結(jié)構(gòu)的名詞支路支路二端元件二端元件節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)支路的連接點(diǎn)支路的連接點(diǎn)回路回路支路組成的閉合路徑支路組成的閉合路徑網(wǎng)孔網(wǎng)孔平面電路內(nèi)部不含支路的回路平面電路內(nèi)部不含支路的回路(網(wǎng)孔與網(wǎng)孔與平面電路的畫法有關(guān)平面電路的畫法有關(guān))1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型2、基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電流定律(KCL)0iKCLn1kk方程式中各支路電流前的正、負(fù)取決于各支路電流參式中各支路電流前的正、負(fù)取決于各支路電流參考方向?qū)?jié)點(diǎn)的關(guān)系考方向?qū)?jié)點(diǎn)的關(guān)系(流出或是流入流出或是流入)，流出取正，流出取正，流入取

23、負(fù)流入取負(fù)KCL任一集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流任一集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出任一節(jié)點(diǎn)的全部支路電流的代數(shù)和等于零出任一節(jié)點(diǎn)的全部支路電流的代數(shù)和等于零第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a：i1 -i2 -i3 = 0結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b：i2 +i3 +i4 = 0例例1，列出圖示局部電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的，列出圖示局部電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程方程bai1i2i3i4第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型任一集總參數(shù)電路任一集總參數(shù)電路KCL的普遍性的普遍性電荷電荷守恒在節(jié)點(diǎn)的反映守恒在節(jié)點(diǎn)的反映任一時(shí)刻，流出任一節(jié)點(diǎn)的支路電流任一時(shí)刻，流出任一節(jié)點(diǎn)的支路電流KCL對(duì)支路的對(duì)支路的VC

24、R沒有要求沒有要求只對(duì)具有一定電路結(jié)只對(duì)具有一定電路結(jié)構(gòu)的支路電流給出線性約束構(gòu)的支路電流給出線性約束拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型任一節(jié)點(diǎn)任一節(jié)點(diǎn)推廣為任一假想封閉面推廣為任一假想封閉面廣義節(jié)廣義節(jié)點(diǎn)點(diǎn)KCL的推廣的推廣假想封閉面：假想封閉面：i1 -i2 +i5 = 0bai1i3i4i5i2第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型i1-i2 +i5 = 0的正確性可由聯(lián)立的正確性可由聯(lián)立結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)a：i1-i2-i3-i4 = 0結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b：i3+i4+i5 = 0加以驗(yàn)證加以驗(yàn)證第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型i = 0KCL推廣的重要應(yīng)用推廣的重要應(yīng)用

25、兩個(gè)單獨(dú)電路只用一條兩個(gè)單獨(dú)電路只用一條導(dǎo)線相連時(shí)，該導(dǎo)線中的電流導(dǎo)線相連時(shí)，該導(dǎo)線中的電流i為零為零N1N2第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型3、基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電壓定律(KVL)KVL任一集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，沿任一集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，沿任一回路的全部支路電壓的代數(shù)和等于零任一回路的全部支路電壓的代數(shù)和等于零0uKVLm1kk方程式中各支路電壓前的正、負(fù)取決于各支路電壓參式中各支路電壓前的正、負(fù)取決于各支路電壓參考方向與繞行方向的關(guān)系考方向與繞行方向的關(guān)系(相同或是相反相同或是相反)，相同，相同取正，相反取負(fù)取正，相反取負(fù)第第1章章 電路與電路模型電路與電路模

26、型例例2，列出圖示局部電路回路的，列出圖示局部電路回路的KVL方程方程順時(shí)針方向繞行：順時(shí)針方向繞行：u1-u2 -u3+u4 = 0+-u4+-u2+-u1+-u3第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型任一集總參數(shù)電路任一集總參數(shù)電路KVL的普遍性的普遍性能量能量守恒在回路的反映守恒在回路的反映任一時(shí)刻，沿任一回路的支路電壓任一時(shí)刻，沿任一回路的支路電壓KVL對(duì)對(duì)支路的支路的VCR沒有要求沒有要求只對(duì)具有一定電路結(jié)構(gòu)只對(duì)具有一定電路結(jié)構(gòu)的支路電壓給出線性約束的支路電壓給出線性約束拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型任一回路任一回路推廣為任一虛擬回路推廣為任一虛擬回路KV

27、L的推廣的推廣+-u4+-u2+-u1+-u3ab第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型順時(shí)針方向繞行順時(shí)針方向繞行虛擬回路虛擬回路1：u1-u2 -uab = 0虛擬回路虛擬回路2：uab-u3+u4 = 0+-u4+-u2+-u1+-u3ab第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型u1-u2-u3+u4 = 0的正確性可由聯(lián)立的正確性可由聯(lián)立虛擬回路虛擬回路1：u1-u2-uab = 0虛擬回路虛擬回路2：uab-u3+u4 = 0加以驗(yàn)證加以驗(yàn)證作業(yè)：作業(yè)：(電路分析電路分析P44-45)1-6、1-11第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型1.4 兩類約束與電路方程兩類約束與電路方

28、程1、兩類約束、兩類約束元件約束元件約束VCR對(duì)電路中每條支路的電流電對(duì)電路中每條支路的電流電壓給出線性約束，這類約束與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)壓給出線性約束，這類約束與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束KCL、KVL對(duì)電路中具有一定電對(duì)電路中具有一定電路結(jié)構(gòu)的支路電流、支路電壓分別給出線性約束，路結(jié)構(gòu)的支路電流、支路電壓分別給出線性約束，這類約束與元件特性無關(guān)這類約束與元件特性無關(guān)電路由元件按一定方式連接而成，涉及元件特性電路由元件按一定方式連接而成，涉及元件特性和電路結(jié)構(gòu)兩類關(guān)系和電路結(jié)構(gòu)兩類關(guān)系第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型兩類約束是對(duì)電路中所有基本物理量（電流、電壓兩類約束是對(duì)電路中所有基本物

29、理量（電流、電壓）施加的全部約束）施加的全部約束第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型2、電路方程、電路方程b條支路的條支路的VCR方程彼此獨(dú)立方程彼此獨(dú)立任意任意n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程彼此獨(dú)立（獨(dú)立結(jié)點(diǎn)方程彼此獨(dú)立（獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)= n-1 ）任意任意b-n+1個(gè)回路的個(gè)回路的KVL方程彼此獨(dú)立（獨(dú)立回方程彼此獨(dú)立（獨(dú)立回路數(shù)路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)網(wǎng)孔數(shù)= b-n+1）對(duì)于具有對(duì)于具有b條支路、條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通電路個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通電路第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型獨(dú)立的電路方程數(shù)共計(jì)獨(dú)立的電路方程數(shù)共計(jì) b+(n-1)+(b-n+1) = 2b，2b方程是最原始的電路方程，是分析

30、電路的基本依方程是最原始的電路方程，是分析電路的基本依據(jù)據(jù)對(duì)于線性電路，只要列出對(duì)于線性電路，只要列出2b方程，聯(lián)立即可解出方程，聯(lián)立即可解出全部全部b條支路的電流和電壓共條支路的電流和電壓共2b個(gè)變量個(gè)變量獨(dú)立電源的獨(dú)立電源的VCR方程直接給出了本支路的電流或方程直接給出了本支路的電流或電壓，同時(shí)減少約束方程和求解變量電壓，同時(shí)減少約束方程和求解變量第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型例例1，求圖示電路各支路電流、電壓，求圖示電路各支路電流、電壓1V2A3241-+I4I2I1I3第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型1V2A3241-+I4I2I1I3電路具有電路具有6條支路、條支路

31、、4個(gè)結(jié)點(diǎn)，應(yīng)列出個(gè)結(jié)點(diǎn)，應(yīng)列出6個(gè)個(gè)VCR方程，方程，3個(gè)個(gè)KCL方程和方程和3個(gè)個(gè)KVL方程方程第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型1V2A3241-+I4I2I1I36個(gè)個(gè)VCR方程方程U1 = I1 U2 = 2I2 U3 = 3I3 U4 = 4I4 US = 1(V)IS = 2(A)第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型1V2A3241-+I4I2I1I33個(gè)個(gè)KCL方程方程I1+I4+IU = 0 -I1+I2-2 = 0 I3-I4+2 = 0第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型1V2A3241-+I4I2I1I33個(gè)個(gè)KVL方程方程U1+U2-1 = 0 -U2+U3-UI = 0 -U1+U4+ UI = 0第第1章章 電路與電路模型電路與電路模型12個(gè)變量中個(gè)變量中2個(gè)已知，聯(lián)立個(gè)已知，聯(lián)立10個(gè)方程解得其余個(gè)方程解得其余10個(gè)個(gè)支路電流、電壓支路電流、電壓I1 = -1(A) I2 = 1(A) I3 = -1(A) I4 = 1(A) IU = 0U1 = -1(V) U2 = 2(V) U3 = -3(V) U4 = 4(V)UI = -5(V)第第1章章 電路與電