第一章電路模型和電路定律

1、華北電力大學(xué)電氣電子工程學(xué)院電工電子實驗教學(xué)示范中心宗偉E-mail: Tel: 80798440Office: 教五樓-D321電電 路路第一章第一章 電路模型和電路電路模型和電路定律定律第二章第二章 電阻電路的等效變換電阻電路的等效變換第三章第三章 電阻電路的一般分析電阻電路的一般分析第四章第四章 電路定律電路定律第六章第六章 儲能元件儲能元件第七章第七章一階電路一階電路和和 二階電路二階電路的時域分析的時域分析第八章第八章 相量法相量法第九章第九章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析第十章第十章 含有耦合電感的電路含有耦合電感的電路第十一章第十一章 電路的頻率響應(yīng)電路的頻率響應(yīng)第十二章

2、第十二章 三相電路三相電路第十七章第十七章 非線性電路非線性電路第十四章第十四章 線線性電路的復(fù)頻域分析性電路的復(fù)頻域分析第十五章第十五章 電路方程的矩陣形式電路方程的矩陣形式第十六章第十六章 二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)目目 錄錄第十三章第十三章 非正弦周期電流電路和信號的頻譜非正弦周期電流電路和信號的頻譜二二. .學(xué)習(xí)電路課應(yīng)注意的問題學(xué)習(xí)電路課應(yīng)注意的問題三三. .要求要求四四. .選用教材選用教材 五五. .參考書參考書緒緒 論論一一. .電路課的地位、作用和任務(wù)電路課的地位、作用和任務(wù)一一. .電路課的地位、作用和任務(wù)電路課的地位、作用和任務(wù)1.1.電路理論的入門課電路理論的入門課電工原理電

3、工原理電電路路理論理論電磁電磁場場*電路分析電路分析：已知結(jié)構(gòu)、參數(shù)：已知結(jié)構(gòu)、參數(shù)求得輸入與輸出的關(guān)系。求得輸入與輸出的關(guān)系。*電路綜合電路綜合：已知輸入、輸出：已知輸入、輸出的關(guān)系，的關(guān)系，即給定電路技術(shù)指標，即給定電路技術(shù)指標，確定結(jié)構(gòu)、參數(shù)確定結(jié)構(gòu)、參數(shù)，使電路性能符，使電路性能符合設(shè)計要求。合設(shè)計要求。 電路設(shè)計電路設(shè)計電路分析與電路綜合實際電路電路模型計算分析電氣特性 電路分析 電路綜合2.2.電專業(yè)的技術(shù)電專業(yè)的技術(shù)( (專業(yè)專業(yè)) )基礎(chǔ)課基礎(chǔ)課承上：承上：高等數(shù)學(xué)，普通物理高等數(shù)學(xué)，普通物理; ;啟下啟下：后續(xù)其他專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課：后續(xù)其他專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課數(shù)學(xué)數(shù)學(xué): :微積分

4、微積分, ,常微分方程常微分方程, ,傅立葉級數(shù)傅立葉級數(shù), ,線性代數(shù)等線性代數(shù)等物理物理: :電磁學(xué)電磁學(xué), ,力學(xué)力學(xué) 第一次接觸介于科學(xué)類和工程類之間的課程。不僅學(xué)習(xí)知識還要第一次接觸介于科學(xué)類和工程類之間的課程。不僅學(xué)習(xí)知識還要接觸接觸工程觀點工程觀點、抽象觀點抽象觀點、等效觀點等效觀點。3.特點: 理論嚴謹,邏輯性較強,具有工程應(yīng)用背景。 助于培養(yǎng)辯證思維能力,提高分析問題和解決 問題的能力4.任務(wù)：學(xué)習(xí)掌握電路的基本理論和電路分析的基本 方法。 實驗的初步技能. 為后續(xù)課程準備必 要的電路知識.Back二二. .學(xué)習(xí)電路課應(yīng)注意的問題學(xué)習(xí)電路課應(yīng)注意的問題1. 內(nèi)容比較規(guī)整，分塊

5、性明顯，不難。內(nèi)容比較規(guī)整，分塊性明顯，不難。善于總結(jié)善于總結(jié),勤于動腦勤于動腦,不要應(yīng)付做題不要應(yīng)付做題.掌握規(guī)律掌握規(guī)律,作為自己解題的有力武器作為自己解題的有力武器.2. 基本概念要基本概念要“清清”，定律、定理要，定律、定理要“牢牢”， 思路要思路要“寬寬”， 應(yīng)用要應(yīng)用要“活活”，注意各部分間的聯(lián)系和類似之處注意各部分間的聯(lián)系和類似之處 Back2.課后要認真復(fù)習(xí)，最課后要認真復(fù)習(xí)，最起碼起碼要求所講內(nèi)容看一遍。要求所講內(nèi)容看一遍。1.課堂積極思考。精講多練。課堂積極思考。精講多練。3.作業(yè)認真，要求書寫工整規(guī)范特別強調(diào)要獨立完成。每作業(yè)認真，要求書寫工整規(guī)范特別強調(diào)要獨立完成。每章

6、講完后交本章的作業(yè)章講完后交本章的作業(yè).或課堂抽查或課堂抽查,記入平時作業(yè)成績記入平時作業(yè)成績 做題時考慮可用幾種解法做題時考慮可用幾種解法？各種解法利弊各種解法利弊？為什么采用該法為什么采用該法？4.不懂及時提問，參與答疑質(zhì)疑以及課堂討論活動。不懂及時提問，參與答疑質(zhì)疑以及課堂討論活動。三三.要求如下要求如下：Back成績評定：平時成績評定：平時20；期末；期末80五五. 參考書目參考書目：電路分析基礎(chǔ)李瀚遜電路分析基礎(chǔ)李瀚遜 高等教育出版社高等教育出版社; ;電路原理電路原理范承志、孫盾等，機械工業(yè)出版社；范承志、孫盾等，機械工業(yè)出版社；2004電路原理電路原理于歆杰等，清華大學(xué)于歆杰等，

7、清華大學(xué)出版社，出版社，2007。3Introductory circuit analysis Robertl Boylestad 2003 (TENTH EDITION) 四四. 教材選用教材選用： 普通高等教育普通高等教育“十五十五”國家級規(guī)劃教材，國家級規(guī)劃教材， 電電路路（第五版）邱關(guān)源原著，羅先覺修訂（第五版）邱關(guān)源原著，羅先覺修訂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 Kirchhoffs Lawsl 重點重點：第第1 1章章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律(circuit elements) (circuit laws) 2

8、. 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. 實際實際電路電路功能功能a 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換: 強電系統(tǒng)強電系統(tǒng)b 信息的傳遞與處理信息的傳遞與處理: 弱電系統(tǒng)弱電系統(tǒng)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 在生產(chǎn)活動和日常生活中所遇到的各在生產(chǎn)活動和日常生活中所遇到的各種電氣設(shè)備和電氣裝置按預(yù)期目的相種電氣設(shè)備和電氣裝置按預(yù)期目的相互連接而組成的整體互連接而組成的整體.基本特征具有電流的通路?；咎卣骶哂须娏鞯耐贰Ｅe例：強電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)）舉例：強電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)） 電力技術(shù)電力技術(shù)發(fā)電機發(fā)電機 電燈

9、電燈電動機電動機 電爐電爐 升壓升壓變壓器變壓器 降壓降壓變壓器變壓器 輸電線輸電線 電源電源中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 負載負載 電路的組成：電源、負載、中間環(huán)節(jié)三部分電路的組成：電源、負載、中間環(huán)節(jié)三部分電源電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置， 例如：發(fā)電機、干電池例如：發(fā)電機、干電池負載負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置，：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置， 例如：電動機、電爐、燈例如：電動機、電爐、燈中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)：連接電源和負載的部分，起傳輸、分：連接電源和負載的部分，起傳輸、分 配、控制、轉(zhuǎn)換電能的作用。配、控制、轉(zhuǎn)換電能的作用。 例如：輸電線路例如：輸電線路發(fā)電機發(fā)電機 電燈

10、電燈電動機電動機 電爐電爐 升壓升壓變壓器變壓器 降壓降壓變壓器變壓器 輸電線輸電線 電源電源中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 負載負載 舉例：弱電系統(tǒng)（通訊系統(tǒng)）舉例：弱電系統(tǒng)（通訊系統(tǒng)） :電子技術(shù)電子技術(shù)放放大大器器 電源電源（信號源）（信號源）中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 負載負載 電路作用一電路作用一:實現(xiàn)實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。 例如電力網(wǎng)絡(luò)將電能從發(fā)電廠輸送到各個工廠、農(nóng)村和千家萬戶，供各種電氣設(shè)備使用。電路作用二電路作用二:實現(xiàn)實現(xiàn)電信號的傳輸、處理（控制、監(jiān)測）和存儲。電信號的傳輸、處理（控制、監(jiān)測）和存儲。圖11 手電筒電路常用電路圖來表示電路模型(a) 實際電路 (b) 電原理圖 (c

11、) 電路模型 (d) 拓撲結(jié)構(gòu)圖 實際電路的理想化模型實際電路的理想化模型,反映實際電反映實際電路部件的主要電磁路部件的主要電磁 性能性能;在一定條件下在一定條件下,其得到的數(shù)學(xué)關(guān)系能反映實際電路中的其得到的數(shù)學(xué)關(guān)系能反映實際電路中的基本物理規(guī)律和物理本質(zhì)?；疚锢硪?guī)律和物理本質(zhì)。2. 電路模型電路模型 (circuit model)簡稱簡稱:電路電路sRLRsU10BASE-T wall platelineBatteryswitchLamp電路圖電路圖l電路模型電路模型 實際電路與電路模型實際電路與電路模型實際實際電路電路理想的理想的電路模型電路模型數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)模型模型結(jié)果結(jié)果物理抽象物理抽象工

12、程近似工程近似電路規(guī)律電路規(guī)律數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析求解變量求解變量給予物理解釋給予物理解釋l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2.基本的電路元件：基本的電路元件：電阻元件：表示電阻元件：表示消耗電能消耗電能的元件的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量儲存磁場能量的元件的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量儲存電場能量的元件的元件獨立電源：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件獨立電源：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件 電壓源電壓源,電流源電流源無源元件無源元件有源元件有源元件受控電源

13、受控電源:四種四種集成元件集成元件 運放，運放，MOSFET實際電路器件實際電路器件-電路元件模擬電路元件模擬3.基本的電路變量：電壓基本的電路變量：電壓 電流電流 功率功率 能量能量 磁鏈磁鏈 電荷電荷4. 電路分類電路分類:1)集總參數(shù)電路和分布參數(shù)電路集總參數(shù)電路和分布參數(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)部進行假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進行集總條件集總條件 No 分布參數(shù)集總參數(shù)Yesd注注集總參數(shù)電路中集總參數(shù)電路中u、i僅是時間的函數(shù)，但與空僅是時間的函數(shù)，但與空間坐標無關(guān)間坐標無關(guān) 一元函數(shù)一元函數(shù)kmfcd600

14、0:工頻：工作頻率對應(yīng)的波長電路外形尺寸2)線性與非線性電路線性與非線性電路 3)時變與非時變電路時變與非時變電路實際電器：電阻器、電容器、線圈、變壓器、晶體管、運算放大器、傳輸線、電池、發(fā)電機和信號發(fā)生器等電阻器電容器線圈電池運算放大器晶體管 常用的干電池和可充電電池 實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源 低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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

15、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)l電流電流l電流強度電流強度帶電粒子有規(guī)則的定向運動帶電粒子有規(guī)則的定向運動單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量l 方向方向規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向規(guī)定正電荷的運動方向為電流的實際方向l 單位單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、 A元件元件(導(dǎo)線導(dǎo)線)中電流流動的實際方向只有兩種可能中電流流動的實際方向只有兩種可能: 實際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 AABB問

16、題問題復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，電流的實際方向往往很難事先判斷電流的實際方向往往很難事先判斷l(xiāng)參考方向參考方向i 參考方向參考方向大小大小方向方向(正負）正負）電流電流(代數(shù)量代數(shù)量)任意任意假定假定一個正電荷運動的方向即為電一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。流的參考方向。ABi 參考方向參考方向i 參考方向參考方向i 0i 0參考方向參考方向U+實際方向?qū)嶋H方向+實際方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向U+ 0 吸收正功率吸收正功率 (實際吸收實際吸收)P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (實際發(fā)出實際發(fā)出)P0 發(fā)出負功率發(fā)出負功率 (實際吸收實際吸收)

17、l u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向+-iu+-iu例例564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1求圖示電路中各方框求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或所代表的元件消耗或產(chǎn)生的功率。已知：產(chǎn)生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V,U3=8V, U4= -4V,U5=7V, U6= -3VI1=2A, I2=1A, I3= -1A 解解（發(fā)發(fā)出出）WIUP221111 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP62)3(122 （消耗）（消耗）WIUP1628133 （消耗）（消耗）WIUP3)1()3(366 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP7)1(7355 （發(fā)發(fā)出出）WIUP41)4(24

18、4 注注對一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率對一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率1.4 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l 電路符號電路符號R電阻元件電阻元件對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用ui平面的一條曲線來描述：平面的一條曲線來描述：0 ),(iufiu任何時刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。任何時刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。1. 定義定義伏安伏安特性特性l 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

19、 uil 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Rui+伏安特性為一條伏安特性為一條過原點的直線過原點的直線Riu (2) 如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián) 公式中應(yīng)冠以負號公式中應(yīng)冠以負號注注(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！Ru

20、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刻總是消耗功率的。上述結(jié)果說明電阻元件在任何時刻總是消耗功率的。p u i (R i) i i2 R u(u/ R) u2/ Rp u i i2R u2 / R功率：功率：Rui+-Rui+-可用功表示。從可用功表示。從 t0 到到t電阻消耗的能量：電阻消耗的能量： ttttRuipW00ddRiu+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 0 0 iu G or R0l 開路開路00 ui 0 G or Rui 1.5 電源元件電源元件:獨立電源獨立電源 (independent source) 其兩端電壓總能

21、保持定值或一定的時間函數(shù)，其其兩端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與流過它的電流值與流過它的電流 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 電路符號電路符號1. 理想電壓源理想電壓源l 定義定義iSu+_(1) 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)它的電流方與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方 向、大小無關(guān)。向、大小無關(guān)。(2) 通過電壓源的電流由電源及外通過電壓源的電流由電源及外 電路共同決定。電路共同決定。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ui)(tuS伏安關(guān)系伏安關(guān)系例例Ri-+Su外外電電路路RuiS )(

22、Ri0)( 0 Ri電壓源不能短路！電壓源不能短路！例例 5R+_i+_Ru+_10V5V計算圖示電路各元件的功率。計算圖示電路各元件的功率。解解VuR5510 )(ARuiR155 WRiPR5152 WiuPSV1011010 WiuPSV5155發(fā)出發(fā)出吸收吸收吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸） 實際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若實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。短路，電流很大，可能燒毀電源。usuiOl 實際電壓源實際電壓源(有伴電壓源有伴電壓源)i+_u+_SuSR考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻伏安特性伏安特性iRuuSS 一個好的電壓源要求一個好

23、的電壓源要求0SR 其輸出電流總能保持定值或一定其輸出電流總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓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 電路符號電路符號2. 理想電流源理想電流源l 定義定義uSi+_(1) 電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)(2) 電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定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ui)(tiS伏安伏安關(guān)系關(guān)系例例外外電電路路)(

24、00 Ru)( Ru電流源不能開路！電流源不能開路！Ru-+Si實際電流源的產(chǎn)生實際電流源的產(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。SRiu 例例計算圖示電路各元件的功率。計算圖示電路各元件的功率。解解AiiS2 Vu5 WuiPSA10522 WiuPSV10255 )(發(fā)出發(fā)出吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸）+_u+_2A5Vi 實際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若實際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻

25、大，若開路，電壓很高，可能燒毀電源。開路，電壓很高，可能燒毀電源。isuiOl 實際電實際電流源流源考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻伏安特性伏安特性SSRuii 一個好的電流源要求一個好的電流源要求 SRu+_SiSRi1.6 受控電源受控電源 (非獨立源非獨立源)(controlled source or dependent source) 電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某個地方的電壓受電路中某個地方的電壓( (或電流或電流) )控制的電源，稱受控源控制的電源，稱受控源。l 電路符號電路符號+受控電壓源受控電壓源1. 定義定義受控電流源受

26、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 u 或電流或電流i 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，用受控電壓源表示；當(dāng)被當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時，用受控電流源表示?？刂屏渴请娏鲿r，用受控電流源表示。2. 分類分類四端元件四端元件 i1+_u2i2_u1i1+12ii 受控支路受控支路控制支路控制支路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

27、u1 1+_u2i2_i1+12gui (3) (3) 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( ( VCVS ) ) u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) ri1+_u2i2_u1i1+-(4) (4) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( ( CCVS ) )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例bicibcii bi bi ci電電路路模模型型3. 3. 受控源與獨立源的比較受控源與獨立源的比較(1) (1) 獨立源電壓獨立源電壓( (或電流或電流) )由電源本身決定，與電路中其它電壓、由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓電流無關(guān)，而受

28、控源電壓( (或電流或電流) )由控制量決定。由控制量決定。(2) (2) 獨立源在電路中起獨立源在電路中起“激勵激勵”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映兩支路的受控與被控關(guān)系，在電路中流，而受控源只是反映兩支路的受控與被控關(guān)系，在電路中不能作為不能作為“激勵激勵”。例例求：電壓求：電壓u2。解解5i1+_u2_u1=6Vi1+-3 Ai2361 Viu46106512 1.7 1.7 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )( 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 (

29、( KCL ) )和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( ( KVL ) )。它反。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)?；舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。1. 1. 幾個名詞幾個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稱三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。為節(jié)點。( ( n n ) )b=3an=2b+_R1uS1+_uS2R2R3（1）支路）支路 (branch)電路中每一

30、個兩端元件就叫一條支路電路中每一個兩端元件就叫一條支路i3i2i1(2) (2) 節(jié)點節(jié)點 (node)(node)b=5由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。( ( l ) )兩節(jié)點間的一條通路。由支路構(gòu)成。兩節(jié)點間的一條通路。由支路構(gòu)成。對對平面電路平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。l=3+_R1uS1+_uS2R2R3123(3) (3) 路徑路徑(path)(path)(4) (4) 回路回路(loop)(loop)(5) (5) 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)(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

31、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，任意時刻，對任意結(jié)點流出或流入該在集總參數(shù)電路中，任意時刻，對任意結(jié)點流出或流入該結(jié)點電流的代數(shù)和等于零。結(jié)點電流的代數(shù)和等于零。 mkti10)( 出出入入 iior 流進的電流進的電流等于流流等于流出的電流出的電流1i5i4i3i2i054321 iiiii54321iiiii 1 3 25i6i4i1i3i2i0641 iii例例0542 iii0653 iii三式相加得：三式相加得：0321 iii廣義廣義KCL: 流入流入(流出流出)任一閉合任一閉合曲面的電流代數(shù)和為零曲面的

32、電流代數(shù)和為零.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)點處的反映；意結(jié)點處的反映；（2） KCL是對支路電流約束，與支路上接的是是對支路電流約束，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，與電流實際方程是按電流參考方向列寫，與電流實際 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， 順時針或逆時針順時針或逆時針. .U1US1+U2+U3+U4+US4= 03. 3. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 ( (KVL)

33、 ) 在在集總參數(shù)電路中，任一時刻，集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一閉合路徑繞沿任一閉合路徑繞行，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。 mktu10)( 升升降降 uuor I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4（1 1）標定各元件電壓參考方向）標定各元件電壓參考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4例例廣義廣義KVL: 適用于電路中任一假想的回路適用于電路中任一假想的回路,或跨越空間的回路或跨越空間的回路aUsb_-+U2U1SabUUUU 21明確明確（1） KVL的實質(zhì)反映了電路遵的實質(zhì)反映了電路遵 從能量守恒定律從能量守恒定律(電壓與路徑電壓與路徑 無關(guān)無關(guān));（2） KVL是對回路電壓所加的約束，是對回路電壓所加的約束， 與回路各支路上接的什么元與回路各支路上接的什么元 件無關(guān)，與電路是線性還是非件無關(guān)，與電路是線性還是非 線性無關(guān)；線性無關(guān)；（3）KVL方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實際方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實際 方向無關(guān)。方向無關(guān)。4.