第一章電路的基本理論與分析方法

1、電路的基本定律與分析方法電路的基本定律與分析方法 第第1 1章章1.1 1.1 電路的基本概念電路的基本概念 1.2 1.2 電路的基本定律電路的基本定律1.3 1.3 電路的分析方法電路的分析方法電路的基本定律與分析方法電路的基本定律與分析方法 第第1 1章章1.1 電路的基本概念電路的基本概念1.1.1 電路的組成及作用電路的組成及作用u 什么是電路？電路：電路： ，是各種電器設(shè)備或元件，是各種電器設(shè)備或元件 按一定方式連接起來組成的總體。按一定方式連接起來組成的總體。電流通過的路徑電流通過的路徑u 請(qǐng)你來舉例u 實(shí)際電路舉例1. 1. 照明電路照明電路 2. 2. 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 3.

2、 3. 擴(kuò)音器擴(kuò)音器4. 4. 收音機(jī)收音機(jī)u電路的作用1. 1. 照明電路照明電路 2. 2. 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 3. 3. 擴(kuò)音器擴(kuò)音器電能的傳輸和轉(zhuǎn)換電能的傳輸和轉(zhuǎn)換信號(hào)的傳遞和處理信號(hào)的傳遞和處理4. 4. 收音機(jī)收音機(jī)u電路的組成照明電路照明電路 擴(kuò)音器擴(kuò)音器放放大大器器電源電源信號(hào)源信號(hào)源負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載中間中間環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)中間中間環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)u電路的組成負(fù)載負(fù)載電源電源（或信號(hào)源）（或信號(hào)源）中間中間環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)提供電能（或信號(hào)）的部分。提供電能（或信號(hào)）的部分。 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為

3、由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)響應(yīng)。激勵(lì)激勵(lì)響應(yīng)響應(yīng)電源（或信號(hào)源）電源（或信號(hào)源）吸收或轉(zhuǎn)換電能的部分。吸收或轉(zhuǎn)換電能的部分。負(fù)負(fù) 載載連接和控制電源和負(fù)載的部分。連接和控制電源和負(fù)載的部分。中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)u電路模型 由理想電路元件及其組合構(gòu)成的反映實(shí)際電路主要特性由理想電路元件及其組合構(gòu)成的反映實(shí)際電路主要特性的電路。的電路。電源電源負(fù)載負(fù)載中間中間環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)IUE+_RR0電路中各部分在正常工作時(shí)，必須工作在電路中各部分在正常工作時(shí)，必須工作在額定狀態(tài)額定狀態(tài)！即電源、負(fù)載、導(dǎo)線等都有相應(yīng)的即電源、負(fù)載、導(dǎo)線等都有相應(yīng)的額定值額定值。1.1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向

4、電流和電壓的電流和電壓的正方向正方向：實(shí)際正方向?qū)嶋H正方向假設(shè)正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：實(shí)際正方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。電流電流I電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E電壓電壓U正方向正方向物理量物理量單位單位正電荷移動(dòng)的方向正電荷移動(dòng)的方向非電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)極非電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功移到正極所做的功低電位低電位高電位高電位高電位高電位低電位低電位A, kA, mA, AV, kV, mV, VV, kV, mV, V電壓：電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功電壓：電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功物理量正方向的表

5、示方法物理量正方向的表示方法IRUabE+_abu_+正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，低電位在后高電位在前，低電位在后） 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭頭箭頭uab+-RI123R0假設(shè)正方向（參考方向）假設(shè)正方向（參考方向）在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理在復(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？量的實(shí)際方向，電路如何求解？問題的提出問題的提出電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？E1ABRE2IR(1) 在解題前先任意設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；在解題前先任意設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向； 若計(jì)算結(jié)果為正，則

6、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； 若未標(biāo)參考方向，則結(jié)果的正、負(fù)無意義！若未標(biāo)參考方向，則結(jié)果的正、負(fù)無意義！(2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān) 系的代數(shù)表達(dá)式；系的代數(shù)表達(dá)式；(3) 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：假設(shè)正方向（參考方向）的應(yīng)用假設(shè)正方向（參考方向）的應(yīng)用注意注意！例例1已知已知：U=2V, R=1求求:當(dāng)當(dāng)Uab 分別為分別為 3V 和和 1V 時(shí)時(shí)，求求IR的大小和方向的大小和方向

7、?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： UUUabR+=RRUUabUIRR-=UUabUR-= U RabUabIRUR+-(3) 數(shù)值數(shù)值 計(jì)算計(jì)算A112-3 3V=RIUabA-1 12-1 1V=RIUab（實(shí)際方向與參（實(shí)際方向與參考方向一致）考方向一致）（實(shí)際方向與參（實(shí)際方向與參考方向相反）考方向相反）(4) 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)慣上習(xí)慣上把把 I 與與 U 的方向的方向 按相同方向假設(shè)。稱為按相同方向假設(shè)。稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用

8、于僅適用于U, I參考方向一致的情況。參考方向一致的情況。(2) “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。任意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中，注意一定要在以后的解題過程中，注意一定要先假定先假定“正方向正方向” (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”的物理量是無意義的的物理量是無意義的. 歸納歸納RIURR=假設(shè)假設(shè): 與與 的方向一致的方向一致RIRU例例2（關(guān)聯(lián)參考方向）（關(guān)聯(lián)參考方向）

9、如果指定流過元件的電流的參考方向是從標(biāo)以電如果指定流過元件的電流的參考方向是從標(biāo)以電壓正極性的壓正極性的 一端指向負(fù)極性的一端，即兩者的參一端指向負(fù)極性的一端，即兩者的參考方向一致，則把電流和電壓的這種參考方向稱考方向一致，則把電流和電壓的這種參考方向稱為為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。 IRURab+-1.1.3 電路的功率電路的功率設(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 ,流入此流入此 部分電部分電路的電流為路的電流為 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:P = U I功率功率單位單位: W, kW, mW負(fù)載負(fù)載若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為

10、和電流為 I的的實(shí)際方向一致實(shí)際方向一致 ,則該元件則該元件吸收功率吸收功率,為為負(fù)載負(fù)載;電源電源若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為和電流為 I的的實(shí)際方向相反實(shí)際方向相反 ,則該元件則該元件發(fā)出功率發(fā)出功率,為為電源電源。aIRUb+-元件的電路性質(zhì)元件的電路性質(zhì) 電路中，有的電路設(shè)備起電源作用，是電電路中，有的電路設(shè)備起電源作用，是電源性質(zhì)，發(fā)出功率。有的電路設(shè)備起負(fù)載作源性質(zhì)，發(fā)出功率。有的電路設(shè)備起負(fù)載作用，是負(fù)載性質(zhì)，吸收功率。用，是負(fù)載性質(zhì)，吸收功率。注：電路符號(hào)為電源在電路中不一定起電源注：電路符號(hào)為電源在電路中不一定起電源的作用，電路符號(hào)為負(fù)載在電路中不一定起的作

11、用，電路符號(hào)為負(fù)載在電路中不一定起負(fù)載的作用。負(fù)載的作用。在在 U、 I 為關(guān)聯(lián)參考方向的前提下：為關(guān)聯(lián)參考方向的前提下： 則吸收功率則吸收功率為負(fù)載為負(fù)載若若 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）則發(fā)出功率則發(fā)出功率為電源為電源IRUab-+或或IRUab-+根據(jù)根據(jù) 電壓和電流的實(shí)際方向電壓和電流的實(shí)際方向判斷器件的性質(zhì)，或是判斷器件的性質(zhì)，或是電源電源，或是，或是負(fù)載負(fù)載。當(dāng)元件上的當(dāng)元件上的U、I 的實(shí)際方向一致，則此元件消耗電功率，的實(shí)際方向一致，則此元件消耗電功率，為為負(fù)載負(fù)載。當(dāng)元件上的當(dāng)元件上的U、I

12、 的實(shí)際方向相反，則此元件發(fā)出電功率，的實(shí)際方向相反，則此元件發(fā)出電功率，為電源為電源。實(shí)際方向根據(jù)實(shí)際方向根據(jù)參考方向和計(jì)算結(jié)果的正、負(fù)參考方向和計(jì)算結(jié)果的正、負(fù)得到。得到。結(jié)結(jié) 論論根據(jù)根據(jù) P 的的 + 或或 - 可以可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電電源，源，或是或是負(fù)載。負(fù)載。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、I 正方向一致。正方向一致。當(dāng)當(dāng)P 0 時(shí)時(shí), 說明說明 U，I 實(shí)際方向一致，電路消耗電功率，實(shí)際方向一致，電路消耗電功率，為為負(fù)載負(fù)載。當(dāng)當(dāng)P 0U、I采用關(guān)聯(lián)參考方向：采用關(guān)聯(lián)參考方向：A吸收功率，是負(fù)載吸收功率，是負(fù)載（2）I=-1A

13、: P=UI=-5w，P0A發(fā)出功率，是電源發(fā)出功率，是電源例例3AABV+_+若：電壓表和電流表均正偏，判斷若：電壓表和電流表均正偏，判斷A、B誰是誰是電源，誰是負(fù)載電源，誰是負(fù)載IAIBUA：電壓和電流的實(shí)際方向相反，是電源：電壓和電流的實(shí)際方向相反，是電源B：電壓和電流的實(shí)際方向相同，是負(fù)載：電壓和電流的實(shí)際方向相同，是負(fù)載例例4電源在不同的工作條件下，會(huì)有不同的狀態(tài)，電源在不同的工作條件下，會(huì)有不同的狀態(tài)，具有不同的特點(diǎn)。具有不同的特點(diǎn)。下面以直流電路為例，分別討論電源的三種下面以直流電路為例，分別討論電源的三種工作狀態(tài)。工作狀態(tài)。1. 1.有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)當(dāng)電源與負(fù)載接通，電

14、路中有電流流動(dòng)，當(dāng)電源與負(fù)載接通，電路中有電流流動(dòng)，電路的此種狀態(tài)稱為通路，電源的此種電路的此種狀態(tài)稱為通路，電源的此種狀態(tài)稱為有載狀態(tài)。狀態(tài)稱為有載狀態(tài)。1.1.4 電源的工作狀態(tài)電源的工作狀態(tài)負(fù)載電阻負(fù)載電阻1.有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)+-SER0RLIU電源電源電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻電路電流電路電流:0LEIRR電源端電壓電源端電壓:0-IREU 電路功率電路功率:02-RIEIUI 電源外特性電源外特性:IUE0PPPE-功率平衡功率平衡 額定值：額定值：各種電氣設(shè)備在工作時(shí)的電壓、電流、功各種電氣設(shè)備在工作時(shí)的電壓、電流、功率都有一定的限額，這些限額是用來表示率都有一定

15、的限額，這些限額是用來表示它們的正常工作條件和工作能力的，稱為它們的正常工作條件和工作能力的，稱為額定值。分別用額定值。分別用UN，IN，PN來表示。來表示。對(duì)對(duì)負(fù)載負(fù)載來講：來講： 額定值指負(fù)載正常工作時(shí)的額定值指負(fù)載正常工作時(shí)的條件及消耗的功率限額。條件及消耗的功率限額。對(duì)對(duì)電源電源來講：額定值指電源向來講：額定值指電源向負(fù)載提供的負(fù)載提供的 電流、電壓和功率的限額電流、電壓和功率的限額。 通常在銘牌或說明書中標(biāo)出通常在銘牌或說明書中標(biāo)出 注意使用時(shí)不要超過額定值。注意使用時(shí)不要超過額定值。以電壓源為例：以電壓源為例：R2+_ER0R1R0 0I總總R3負(fù)載增加，負(fù)載增加， I總總、P總總

16、增加增加電源輸出的電流、功率電源輸出的電流、功率取決于負(fù)載的大小。取決于負(fù)載的大小。結(jié)論：結(jié)論：在一定條件下，電源輸出的功率取決在一定條件下，電源輸出的功率取決于負(fù)載的大小，所以于負(fù)載的大小，所以電源不一定處于電源不一定處于額定工作狀態(tài)額定工作狀態(tài)，但是一般，但是一般不應(yīng)該超過不應(yīng)該超過額定值。額定值。因此：電源的額定狀態(tài)與負(fù)載是有區(qū)因此：電源的額定狀態(tài)與負(fù)載是有區(qū)別的，別的，負(fù)載一般要額定工作。電源的負(fù)載一般要額定工作。電源的輸出功率取決于負(fù)載輸出功率取決于負(fù)載。2.開路狀態(tài)開路狀態(tài)+-SER0IU0I = 0U=U0=EP = 03.短路狀態(tài)短路狀態(tài)U = 0+-ER0ISU0=REIS2

17、0=IRPE思考思考:+_E=220vR0I 60w220v100w220vI1I2s(1) R0 0，S閉合后閉合后 I1變化？變化？不變不變(2) R0 0，S閉合后閉合后 I1變化？變化？減小減小(3)電源的額定功率為電源的額定功率為125kw、220v，接，接220v、60w的的電燈時(shí)，電燈會(huì)不會(huì)燒毀？電燈時(shí)，電燈會(huì)不會(huì)燒毀？不會(huì)、電源輸出的功率為不會(huì)、電源輸出的功率為60w1.1.5 1.1.5 電路模型與理想電路元件電路模型與理想電路元件電電阻阻元元件件 R電電感感元元件件 L電電容容元元件件C理理想想電電壓壓源源理理想想電電流流源源理理想想受受控控源源理想電路元件模型理想電路元件

18、模型實(shí)際電路由實(shí)際元器件構(gòu)成，其電磁特性較為復(fù)實(shí)際電路由實(shí)際元器件構(gòu)成，其電磁特性較為復(fù)雜，為便于分析研究，在雜，為便于分析研究，在一定條件下一定條件下突出其主要突出其主要電磁特性，忽略次要因素，就建立了實(shí)際元器件電磁特性，忽略次要因素，就建立了實(shí)際元器件的模型：的模型：伏伏 - 安安 特性特性iuRiuui1. 電阻電阻 R（常用單位常用單位： 、k 、M ）constiuR=線性線性電阻電阻非線性非線性電阻電阻constiuR=iRu =1.1.5 電路模型與理想電路元件電路模型與理想電路元件消耗能量消耗能量吸收功率吸收功率RURIUIP22=電阻元件是耗能元件電阻元件是耗能元件t0uid

19、tW（W）單位單位：P（W），）， t（s） ，W（J） P（kW），），t（h），）， W（kWh）2.電感電感 L（單位單位：H, mH, H）單位電流產(chǎn)生的磁鏈單位電流產(chǎn)生的磁鏈線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)磁通磁通理想電感元件：理想電感元件：ui 即即：L i = N iNL lSNL2線圈線圈面積面積線圈線圈長(zhǎng)度長(zhǎng)度導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率電感和電感和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系參數(shù)的關(guān)系線性電感線性電感:L=Const (如如:空心電感空心電感 不變不變)非線性電感非線性電感 : L = Const (如如:鐵心電感鐵心電感 不為常數(shù)不為常數(shù))ui 線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)電感中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電感中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ee 的方向的方

20、向：與電流方向一致與電流方向一致與磁通符合右螺旋法則與磁通符合右螺旋法則e 的大小的大?。篸tdiLdtdNeui e電感中電流、電壓的關(guān)系電感中電流、電壓的關(guān)系當(dāng)當(dāng) Ii (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdi0u所以所以,在直流電路中電感相當(dāng)于短路在直流電路中電感相當(dāng)于短路.dtdiLdtdNe eu dtdiLu udtLi1直流電直流電路中，路中，電感中電感中的電流的電流是否為是否為0？ueiL電感是一種電感是一種儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件, 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的磁場(chǎng)磁場(chǎng)能量為：能量為：電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能dtdiLu 20021LiLidiuidtWtiL 221LiWL ？電感中的電流是直流時(shí)電感中的電流是

21、直流時(shí), 儲(chǔ)儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量是否為存的磁場(chǎng)能量是否為0？否！否！221LIWL 3.電容電容 C單位電壓下存儲(chǔ)的電荷單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位單位：F, F, pF）ui電容符號(hào)電容符號(hào)有極性有極性無極性無極性+q = CuuqC dsC極板極板面積面積板間板間距離距離介電介電常數(shù)常數(shù)電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電容線性電容:C=Const ( 不變不變)非線性電容非線性電容:C = Const ( 不為常數(shù)不為常數(shù))uiCdtduCdtdqi電容上電流、電壓的關(guān)系電容上電流、電壓的關(guān)系當(dāng)當(dāng) Uu (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdu0i所以所以,在直流電路中電容相當(dāng)于開路。在直流電路

22、中電容相當(dāng)于開路。uiCq = CudtduCi idtCu1直流電直流電路中，路中，電容兩電容兩端的電端的電壓是否壓是否為為0？電容是一種電容是一種儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件, 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的電場(chǎng)電場(chǎng)能量為：能量為：電容的儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能dtduCi 20021CuCuduuidtWtuC 221CuWC ？電容兩端的電壓是直流時(shí)電容兩端的電壓是直流時(shí), 儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量是否為儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量是否為0？否！否！221CUWC 無源元件小結(jié)無源元件小結(jié) LCRu，i關(guān)關(guān) 系系能量能量?jī)?chǔ)放儲(chǔ)放dtduCi dtdiLu iRu=221CuWC 221LiWL tuidtW0R1UR2當(dāng)當(dāng)U為直流電壓時(shí)，計(jì)算電感和

23、電容的電壓、為直流電壓時(shí)，計(jì)算電感和電容的電壓、電流和儲(chǔ)能。電流和儲(chǔ)能。例例5UR1R2LCiLuC221LLLIW 221CCCUW 21RRUIL ，0 LU，0 CI，212*RRRUUC ，實(shí)際元件實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來表示的特性可以用若干理想元件來表示例：例： 電感線圈電感線圈L ：電感量電感量R：導(dǎo)線電阻導(dǎo)線電阻C：線間分布電容線間分布電容參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。在一定條件參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。在一定條件下可忽略次要參數(shù)的影響。下可忽略次要參數(shù)的影響。4.理想電壓源理想電壓源 （恒壓源）（恒壓源）: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)

24、。壓不變，其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。 即即 Uab E； （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。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE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): E=10VIE+_abUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí)：同時(shí)接入時(shí)： I=10AR22 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) ： I=5A則：則：例例65、理想電流源、理想電流源 （恒流源（恒流源):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。恒

25、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7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E+_abIUabUab = E （常數(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 無影響。無影響。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 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、

26、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？電流電流源的電壓等于多源的電壓等于多少少？原則原則：Is不能變，不能變，E 不能變。不能變。EUba=恒壓源中恒壓源中U = E 電流電流 I= -IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓IE _+abUba=?Is例例8U6、理想受控源、理想受控源在電路中起電源作用，但其電壓或在電路中起電源作用，但其電壓或電流受電路其他部分控制的電源。電流受電路其他部分控制的電源。受控源受控源電壓控制受控源電壓控制受控源電流控制受控源電流控制受控

27、源受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源壓控電壓源：壓控電壓源：VCVS流控電壓源：流控電壓源：CCVS壓控電流源：壓控電流源：VCCS流控電流源：流控電流源：CCCS理想受控源的分類理想受控源的分類壓控電流源壓控電流源12 UgI U1I212 UgI 流控電流源流控電流源12 III2I112 II壓控電壓源壓控電壓源U1+-U2 U1m=U2+- U1m=U2流控電壓源流控電壓源I1+-U2 I1r=U2+- I1r=U2獨(dú)立源和受控源的異同獨(dú)立源和受控源的異同相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路 提供電壓或電流。提供電壓或電流。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：獨(dú)立

28、電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電能量提供的，其大小、方向和電路能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無關(guān)；中的電壓、電流無關(guān)； 受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電 路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不 能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制 量決定。量決定。 歐姆定律歐姆定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（KCL） 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（KVL）1.2 電路的基本定律電路的基本定律RUI注意注意：用用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方歐姆定律列方

29、程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方向。電阻上的電流和電壓要采用關(guān)聯(lián)參考方向。向。電阻上的電流和電壓要采用關(guān)聯(lián)參考方向。IRU IRUIRURUIRUI1.2.1 歐姆定律歐姆定律1.2.2 基爾霍夫定律基爾霍夫定律名詞解釋：名詞解釋：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網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：回路中無支路時(shí)稱網(wǎng)孔回路中無支路時(shí)稱網(wǎng)孔描述電路中各部分電壓或各部分電流間的描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系關(guān)系,其中包括電流和電壓兩個(gè)定律。其中包括電流和電壓兩個(gè)定律。支路支路：ab、ad、 .

30、（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-網(wǎng)孔網(wǎng)孔：abda、 bcdb adca （共共3 個(gè)個(gè)）1. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電對(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。或者說，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為 0。 I = 0即即：aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1對(duì)對(duì)a節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：321III 或：或

31、：0321 III設(shè)流入節(jié)點(diǎn)取設(shè)流入節(jié)點(diǎn)取“+”，流出節(jié)點(diǎn)取，流出節(jié)點(diǎn)取“-”。KCL還適用于電路的任意封閉面。還適用于電路的任意封閉面。I1+I2 + I3=0基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展證明：證明：I1I2I3abcIbcIabIcacaabIII 1a:abbcIII 2b:bccaIII 3c:0321 bccaabbccaabIIIIIIIIII=0I=?E2E3E1+_RR1R+_+_R例例7例例8計(jì)算圖示電路中的未知電流計(jì)算圖示電路中的未知電流 I 。I2A-3A4A解：解：2 - 3 - 4 - I=0I= 2 - 3 - 4=-5A利用擴(kuò)展的利用擴(kuò)展的KCL列

32、方程：列方程：2. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)對(duì)電路中的任一回路，沿任意方向循行一周，其電壓對(duì)電路中的任一回路，沿任意方向循行一周，其電壓的代數(shù)和為的代數(shù)和為 0。回路回路 a-d-b-c-a即即：0UaI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd0122211 ERIERI列寫列寫KVL方程的步驟：方程的步驟：標(biāo)出回路中各段電壓和電流的參考方向；選定一個(gè)標(biāo)出回路中各段電壓和電流的參考方向；選定一個(gè)回路方向；回路方向；沿回路巡行一周，若電壓（電流）與回路方向一沿回路巡行一周，若電壓（電流）與回路方向一致，取正；致，取正； 相反，取負(fù)；相反，取負(fù)；aI1I2E2+-R1R3R2

33、+_I3bE1cd回路回路 a-b-c-a013311 ERIRI回路回路 a-b-d-a023322 ERIRI0ERIUabE+_RabUabIKVL也適合于開口電路。也適合于開口電路。基爾霍夫電壓定律的擴(kuò)展基爾霍夫電壓定律的擴(kuò)展若若a,b開路，此時(shí)開路，此時(shí)I=？A11433I求求：I1、I2 、I3 能否很快說出結(jié)果能否很快說出結(jié)果？A615432IA7321III1 +-3V4V1 1 +-5VI1I2I3例例91.3 電路的分析方法電路的分析方法電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，計(jì)算電路電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，計(jì)算電路中的基本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律。中的基

34、本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律。對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如E+-RRRRRRRE+-R對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過串、并聯(lián)無法求解，對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過串、并聯(lián)無法求解，必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。 E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如如：1.3 電路的分析方法電路的分析方法電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，計(jì)算電路電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，計(jì)算電路中的基本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律。中的基本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律

35、。對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如E+-RRRRRRRE+-R對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過串、并聯(lián)無法求解，對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過串、并聯(lián)無法求解，必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。 E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如如：未知未知：各支路電流：各支路電流解題思路：解題思路：根據(jù)電路的基本定律，列根據(jù)電路的基本定律，列節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 電流電流和和回路電壓回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。方程，然后聯(lián)立求解。1.3.1 支路電流法支路電流法已知已知：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)

36、關(guān)于獨(dú)立方程式的討論關(guān)于獨(dú)立方程式的討論問題問題：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時(shí)，可以列出多少個(gè)獨(dú)立的時(shí)，可以列出多少個(gè)獨(dú)立的KCL、KVL方程？方程？aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE13條支路；條支路；2個(gè)節(jié)點(diǎn)；個(gè)節(jié)點(diǎn)；3個(gè)回路，個(gè)回路，2個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔KCL方程：方程：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：0321 III節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：0321 IIIKVL方程：方程：獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 1 個(gè)個(gè)#1：13311ERIRI 23322ERIRI #2：#3：212211EERIRI 獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 2 個(gè)個(gè)設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)

37、點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小小 結(jié)結(jié)獨(dú)立的獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程節(jié)點(diǎn)電流方程有有 (N -1) 個(gè)個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的回路電壓方程回路電壓方程有有 (B -N+1)個(gè)，個(gè)，一般為一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)網(wǎng)孔個(gè)數(shù)則：則：（一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)）（一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)）獨(dú)立電流方程：獨(dú)立電流方程：個(gè)個(gè)獨(dú)立電壓方程：獨(dú)立電壓方程：個(gè)個(gè)用支路電流法解題步驟用支路電流法解題步驟1. 對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流（I1IB）；）；4. 解聯(lián)立方程組，得解聯(lián)立方程組，得 I1IB 。2. 列列N-1個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)電流節(jié)點(diǎn)電流方程；方程；3. 列列 B -（N-1）個(gè)）個(gè)回路（取網(wǎng)

38、孔）電壓回路（取網(wǎng)孔）電壓方程；方程；設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：列列3個(gè)獨(dú)立個(gè)獨(dú)立KCL方程方程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)c：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6例例10列列3個(gè)獨(dú)立個(gè)獨(dú)立KVL方程（網(wǎng)孔）方程（網(wǎng)孔）0143 III0261 III0352 IIIbacdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_04446611ERIRIRI0665522 RIRIRI43554433EERIRIRI 電壓、電流方程聯(lián)立求得電壓、電流方程聯(lián)立求得：I1I6是否能少列是否能少列一個(gè)方程一個(gè)方程?N=2 B=3支路電流未知數(shù)少一個(gè)：支

39、路電流未知數(shù)少一個(gè)：支路中含有恒流源的情支路中含有恒流源的情況況例例116A12VI+-2 4 I1I1+6=I解得解得： I = 4A I1 = -2A2I1+4 I -12 =0KCLKVL思考：恒流源的電壓是多少？思考：恒流源的電壓是多少？ 恒流源是電源還是負(fù)載？恒流源是電源還是負(fù)載？ 12v電壓源是電源還是負(fù)載？電壓源是電源還是負(fù)載？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)方法之一。只要根據(jù)KCL、KVL、 歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所

40、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。手算時(shí)，適用于支路數(shù)較少的電路。手算時(shí)，適用于支路數(shù)較少的電路。1.3.2 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法未知未知：各節(jié)點(diǎn)電壓：各節(jié)點(diǎn)電壓解題思路：解題思路：對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)列寫對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)列寫KCL方程。方程。用節(jié)點(diǎn)電壓表示相關(guān)的支路電流。用節(jié)點(diǎn)電壓表示相關(guān)的支路電流。已知已知：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)節(jié)點(diǎn)電壓：在電路中任選一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，令其電位節(jié)點(diǎn)電壓：在電路中任選一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，令其電位為零，在電路圖中用為零，在電路圖中用“”標(biāo)記，其余節(jié)點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的標(biāo)記，其余節(jié)點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓稱為節(jié)點(diǎn)電壓。電壓稱為節(jié)

41、點(diǎn)電壓。節(jié)點(diǎn)電壓的參考極性以參考節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)電壓的參考極性以參考節(jié)點(diǎn)為“”極。極。Is1I3+-R2+-E1E2R1abI2I1圖中圖中b點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓為節(jié)點(diǎn)電壓為UabIs1I3+-R2+-E1E2R1abI2I1對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)對(duì)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)a列寫列寫KCL方程：方程：I1+I2+I3=0 根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫電根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫電壓定律，將支路電流用節(jié)點(diǎn)電壓定律，將支路電流用節(jié)點(diǎn)電壓表示出來壓表示出來。1 1abab1 11 1R RU UE EI I222RUEIabs1II 3將支路電流帶入將支路電流帶入KCL方程得到方程得到122112111sabIREREURR從而從

42、而211221111RRIREREUsabIs1I3+-R2+-E1E2R1abI2I1211221111RRIREREUsab分析分析：分母分母2111RR是與節(jié)點(diǎn)是與節(jié)點(diǎn)a相連的所有電阻支路的電阻的倒數(shù)之和相連的所有電阻支路的電阻的倒數(shù)之和分子分子12211sIRERE是與節(jié)點(diǎn)是與節(jié)點(diǎn)a相連的電源支路引起的流入節(jié)點(diǎn)相連的電源支路引起的流入節(jié)點(diǎn)a的的電流電流總結(jié)：總結(jié)：僅包含兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅包含兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，其節(jié)點(diǎn)電壓方程的一般的電路，其節(jié)點(diǎn)電壓方程的一般形式為形式為RIREUs1（彌爾曼定理）（彌爾曼定理）分母是與節(jié)點(diǎn)分母是與節(jié)點(diǎn)a相連的所有電阻支路的電阻的倒數(shù)之和相連的所有電阻支路的電阻的倒

43、數(shù)之和分子中的各項(xiàng)是與節(jié)點(diǎn)分子中的各項(xiàng)是與節(jié)點(diǎn)a相連的電源支路引起的流入節(jié)點(diǎn)相連的電源支路引起的流入節(jié)點(diǎn)A的電流，符號(hào)可正可負(fù)。的電流，符號(hào)可正可負(fù)。當(dāng)電壓源電壓的方向與節(jié)點(diǎn)電壓方向一致時(shí)為正，相反為負(fù)當(dāng)電壓源電壓的方向與節(jié)點(diǎn)電壓方向一致時(shí)為正，相反為負(fù)電流源電流流入節(jié)點(diǎn)為正，流出為負(fù)電流源電流流入節(jié)點(diǎn)為正，流出為負(fù)R2 例例如圖所示，是節(jié)點(diǎn)如圖所示，是節(jié)點(diǎn)b為參考節(jié)點(diǎn)，列寫出節(jié)點(diǎn)電壓的方程為參考節(jié)點(diǎn)，列寫出節(jié)點(diǎn)電壓的方程Is1R3-+E1R1ab321121111RRRIRREUsab1.電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換伏安特性伏安特性實(shí)際電壓源模型實(shí)際電壓源模型oIREUI

44、UEUIRO+-E1.3.3 電源等效變換法電源等效變換法內(nèi)阻內(nèi)阻串！串！E/RO開路點(diǎn)開路點(diǎn)短路點(diǎn)短路點(diǎn)I U 實(shí)際電流源模型實(shí)際電流源模型ISROUIoSRUII-=并！并！伏安特性伏安特性IUIS ISRO開路點(diǎn)開路點(diǎn)短路點(diǎn)短路點(diǎn)I U 內(nèi)阻內(nèi)阻兩種電源的等效互換兩種電源的等效互換 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：外特性一致即：外特性一致IRO+-EbaUabISabUabI ROooosRRREIRRRIEooosaE+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 等效變換的注意事項(xiàng)等效變換的注意

45、事項(xiàng)（1 1）“等效等效”是指是指“對(duì)外對(duì)外”等效（等效互等效（等效互換前后對(duì)外伏換前后對(duì)外伏-安特性一致），對(duì)內(nèi)不等安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。效。IsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO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0IIEUUabab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：(2) 注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 E 與與 Is 的方向的方向aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObIE與與IS方方向一致向一致！(3)(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abIUabIsaE+-bI恒壓源和恒流源伏安特性不同！恒

46、壓源和恒流源伏安特性不同！(4)(4) 在進(jìn)行等效變換時(shí)，與恒壓源串聯(lián)的電阻在進(jìn)行等效變換時(shí)，與恒壓源串聯(lián)的電阻和與恒流源并聯(lián)的電阻可以作為其內(nèi)阻處理。和與恒流源并聯(lián)的電阻可以作為其內(nèi)阻處理。 (5) 串聯(lián)的恒壓源可以合并，并聯(lián)的恒流源可串聯(lián)的恒壓源可以合并，并聯(lián)的恒流源可以合并。以合并。8V6V4V6V4A2A1A3A利用電源的等效變換分析電路利用電源的等效變換分析電路變變換換合合并并簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化電路電路1、所求支路所求支路不得參與變換；不得參與變換；2、與恒壓源并聯(lián)的元件、與恒流、與恒壓源并聯(lián)的元件、與恒流源串聯(lián)的元件對(duì)源串聯(lián)的元件對(duì)外電路外電路不起作用。不起作用。111REI 333REI

47、R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?例例12求求 I=？IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I454RRREEIdd+RdEd+R4E4R5I-ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3 4432132131/RIERRRRRRRIIESdd10V+-2A2 I?IA32410A72210A5210III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 例例131.3.4 1.3.4 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中，任何支路的電流或中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是任意

48、兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。的代數(shù)和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路原電路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2單獨(dú)作用單獨(dú)作用+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1單獨(dú)作用單獨(dú)作用概念概念I(lǐng)IIIII III333222111 IIIIII III333222111 +I2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_I2I1AE1+_R1R2I3R3I1 =E1R1 +R2 R3R2 + R3R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1=I1 =R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 -E2=I

49、2R1I1R2AE2I3R3+_- E2R2 +R1 R3R1 + R3R1 + R3R3 III111 I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E2證明證明：利用支路電流法求解利用支路電流法求解 I1 + I2 = I3I1 R1 + I3 I3 = E1I2R2 + I3 I3 = E2解得解得：I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E2BR1E1R2AE2I3R3+_+_（以以I1為例為例）I1I2+-10 I4A20V10 1

50、0 I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解解：例例14電路如圖所電路如圖所示，用疊加示，用疊加原理求原理求I=？應(yīng)用疊加定理要注意的問題應(yīng)用疊加定理要注意的問題1. 迭加定理只適用于線性電路中電壓電流的迭加定理只適用于線性電路中電壓電流的計(jì)算，計(jì)算，不能計(jì)算功率不能計(jì)算功率；2. 迭加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。迭加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 不作用的恒壓源應(yīng)短路替代，即令不作用的恒壓源應(yīng)短路替代，即令E=0； 不作用的恒流源應(yīng)開路替代，即令不作用的恒流源應(yīng)開路替代，即令 Is=0。=+I3R3則

51、：則：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP+= 333 III+= 設(shè)：設(shè)：4. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加定理時(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)。=+3. 首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。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。流的代數(shù)和。4. 4. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用疊加定理時(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

52、一個(gè)。=+3. 3. 首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。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。流的代數(shù)和。分量與總量參考方向一致取正，否則取負(fù)。分量與總量參考方向一致取正，否則取負(fù)。ER1R3R2R4UIS如圖所示電路，已知：如圖所示電路，已知：E=12V，IS=10AR1= R2 = R3 = R4 =1 用疊加原理計(jì)算用疊加原理計(jì)算U = =？解：解：原圖化為：原圖化為：R3R2ER1R4U +R1R3R2R4ISU U =101/21=5VU =12/4=3VU = U + U

53、 =8V例例15無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中不含獨(dú)立電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有獨(dú)立電源二端網(wǎng)絡(luò)：任何具有兩個(gè)出線端的部分電路。名詞解釋abR1R2+_ER3R4R5abR1R2+_ER3R4R51.3.5 等效電源定理 abR1R2+_ER3R4R5abR1R2+_ER3R4R5無源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中不含獨(dú)立電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有獨(dú)立電源二端網(wǎng)絡(luò)：任何具有兩個(gè)出線端的部分電路。名詞解釋RL？等效電源ISRR0ab戴維寧定理諾頓定理萊昂夏爾戴維寧 ER0+_Rab等效電源定理abR1R2+_ER3R4R？等效電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有獨(dú)立電源 對(duì)外電路來說，任一線性有源二端網(wǎng)

54、絡(luò)都可以用一個(gè)等效的電壓源模型來替代。注意：“等效”是指對(duì)端口外等效I I II ER0+_Rab有源二端網(wǎng)絡(luò)Rab戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡(luò)R ER0+_R等效電壓源的電動(dòng)勢(shì) E ，為有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，方向與開路電壓實(shí)際方向相同等效電壓源的內(nèi)阻R0，為，為有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有獨(dú)立源置零時(shí)，相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻abab相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)0Raba有源二端網(wǎng)絡(luò)OUb+-戴維寧定理OEU有源二端網(wǎng)絡(luò)戴維寧等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零時(shí)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻仿真驗(yàn)證例：用戴維寧定理求解電流I。+-4V4A4 6 3.6 I（1）斷開待求支路，其余部分看成一個(gè)有源二端

55、網(wǎng)絡(luò)a+-4V4A4 6 b解：應(yīng)用舉例（2）求有源二端網(wǎng)絡(luò)的 開路電壓（3）求有源二端網(wǎng)絡(luò)的 等效內(nèi)阻04/6 = 2.4R =O=Ua+-4V4A4 6 bUO+-4 a6 bR0應(yīng)用舉例4+14=12 V11+46（4）畫出戴維寧等效電路（5）接入待求支路，求解O=12VEU0= 2.4R12= 2A2.4+3.6I+_ER0ab+_12V2.4 3.6 Iab應(yīng)用舉例歸納：應(yīng)用戴維寧定理求解電路的步驟（1）斷開待求支路，其余部分看成一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)；（2）求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UO；（3）求有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0；（4）畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路；（5）將待求支路接入戴維寧

56、等效電路，計(jì)算待求量；應(yīng)用舉例選用適當(dāng)?shù)碾娐贩治龇椒ㄇ蠼庥性醋儫o源：恒壓源 短路替代； 恒流源 開路替代注意電動(dòng)勢(shì)E的方向，為UO的實(shí)際方向重點(diǎn)重點(diǎn)等效等效等效等效分離分離組合組合求解求解等效內(nèi)阻的求解方法簡(jiǎn)單的無源二端網(wǎng)絡(luò)，用電阻串、并聯(lián)求解0= 4/6 = 2.4RR1R3R2R4abR0R5怎么求解？4 a6 bR001234=/+/RRRRR等效內(nèi)阻的求解方法開路、短路法等效內(nèi)阻O0S=URI求 開路電壓 UO 與 短路電流 ISUOIS=R0ER0=有源二端網(wǎng)絡(luò)abOU+-UO=E+-R0Ea+-b有源二端網(wǎng)絡(luò)ISabISa+-R0Eb等效內(nèi)阻的求解方法求 開路電壓 UO=12V求

57、短路電流 IS=5ASI等效內(nèi)阻O0S12= 2.45URI+-OUa+-4V4A4 6 ba+-4V4A4 6 b開路、短路法舉例等效內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)求解方法開路、短路法V有源二端網(wǎng)絡(luò)abOU+-AIS有源二端網(wǎng)絡(luò)abUOIS=R0有源二端網(wǎng)絡(luò)ab通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量作戴維寧等效電路 UO=ER0+_ab小結(jié)1. 戴維寧定理線性有源二端網(wǎng)絡(luò)Rab ER0+_Rab2. 應(yīng)用戴維寧定理求解電路的步驟： （尤其適用于電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但只求解一條支路的電參數(shù)） （1）斷開待求支路，其余部分看成一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)。 （2）求線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UO和等效電阻R0。 （3）畫出戴維寧等效電路，接入待求支路，計(jì)

58、算待求量。3. 應(yīng)用戴維寧定理的等效簡(jiǎn)化思想分析電路思考ISRR0ab戴維寧定理諾頓定理 ER0+_RababR1R2+_ER3R4R？等效電源線性有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有獨(dú)立電源？求：求：U=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU例例1）求開路電壓）求開路電壓Uo_+4 4 50 AB+_8V10VCDEUo1A5 此值是所求此值是所求結(jié)果嗎？結(jié)果嗎？V954010=-+=+=EBDECDACoUUUUU2）求輸入電阻）求輸入電阻 RoRo =+=5754/450oR4 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUo4 4 50 5 +_ERo57 9V33

59、 =57oRV9=oUE3）畫等效電路）畫等效電路4）求解未知電壓）求解未知電壓V3 . 33333579=+=U電位的概念電位的概念：Va = 5V a 點(diǎn)電位點(diǎn)電位：ab1 5Aab1 5AVb = -5V b 點(diǎn)電位點(diǎn)電位：在電路中任選一節(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零（用在電路中任選一節(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零（用此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各節(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各節(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是該節(jié)點(diǎn)的電位。記為：該節(jié)點(diǎn)的電位。記為：“VX”（注意：電位為單下標(biāo)）。（注意：電位為單下標(biāo)）。標(biāo)記），標(biāo)記），1.3.6 電位的計(jì)算電位的計(jì)算 電位值是相對(duì)的電位值是相對(duì)的, ,參考點(diǎn)選得不同，電路參考點(diǎn)

60、選得不同，電路中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改變；中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改變； 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而改變。因參考點(diǎn)的不同而改變。電位和電壓的區(qū)別電位和電壓的區(qū)別注意注意電路如圖示：電路如圖示：1、若選、若選A為參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位如下為參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位如下2、若選、若選B為參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位如下為參考點(diǎn)，則各點(diǎn)電位如下3、不論、不論A或或B為參考點(diǎn)，則各兩點(diǎn)間的電壓是不改變的。為參考點(diǎn)，則各兩點(diǎn)間的電壓是不改變的。140V90V20 5 6 CABD4A6A10AVA=0VB = UBA = -60V， VC = UCA = 80V，