電路第五版課件第一章 電路模型及定律

1、1電路和電路模型電路和電路模型1-1電阻元件電阻元件1-5電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向1-2電壓源和電流源電壓源和電流源1-6電功率和能量電功率和能量1-3受控電源受控電源1-7電路元件電路元件1-4基爾霍夫定律基爾霍夫定律1-8第第1章章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律211 電路和電路模型電路和電路模型由電工設(shè)備和電氣器件按預期目的連接構(gòu)成的電流由電工設(shè)備和電氣器件按預期目的連接構(gòu)成的電流的通路。的通路。1. 實際電路實際電路3u(1)能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；u(2)信息的傳遞、控制與處理信息的傳遞、控制與處理 發(fā)電 升壓變壓器 降壓變壓器 家用電

2、器 傳輸分配電能 電能轉(zhuǎn)熱能、光能、 機械能 熱能、 核能、水能轉(zhuǎn)電能 接收轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備 將語音轉(zhuǎn)換為電信號 信號轉(zhuǎn)換、放大、處理 放大器 話筒 揚聲器 電路作用：電路作用：42. 電路模型電路模型l 電路模型：電路模型：反映實際電路部件反映實際電路部件的的主要電磁性質(zhì)主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及的理想電路元件及其組合。其組合。l 理想電路元件：有某種確定理想電路元件：有某種確定的電磁性能的理想元件。的電磁性能的理想元件。電路圖電路圖(模型模型)實際電路實際電路10BASE-T wall plate導線導線電池電池開關(guān)開關(guān)燈泡燈泡RSRL+ +- -USS電氣原理圖電氣原理圖拓撲結(jié)構(gòu)圖拓撲結(jié)

3、構(gòu)圖5圖圖12 晶體管放大電路晶體管放大電路(a)實際電路實際電路 (b)電原理圖電原理圖 (c)電路模型電路模型 (d)拓撲結(jié)構(gòu)圖拓撲結(jié)構(gòu)圖6高頻下的模型高頻下的模型直流下的模型直流下的模型低頻下的模型低頻下的模型具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在具有相同的主要電磁性能的實際電路部件，在同一實際電路部件在不同的應用條件下，其同一實際電路部件在不同的應用條件下，其一定條件下可用同一電路模型表示；一定條件下可用同一電路模型表示；電路模型可以有不同的形式。電路模型可以有不同的形式。理想模型理想模型 注意注意例如：一個線圈例如：一個線圈789電路理論電路理論涉及的物理量主要有：涉及的物理量主要

4、有：l電流、電壓、電荷、磁通、磁鏈、電功率、電能量等；電流、電壓、電荷、磁通、磁鏈、電功率、電能量等；l時變時變量用量用小寫小寫字母表示：字母表示：li(t) 、u(t) 、q(t) 、f f (t) 、y y (t) 、p(t) 、w(t) l恒定恒定量用量用大寫大寫字母表示：字母表示：lI 、U 、Q 、F F 、Y Y 、P 、W(t) 可以不寫可以不寫l常用的倍數(shù)關(guān)系常用的倍數(shù)關(guān)系 P11符號符號 T G M k c m n p中文中文 太太 吉吉 兆兆 千千 厘厘 毫毫 微微 納納 皮皮數(shù)量數(shù)量 1012 109 106 103 102 103 106 109 1012 1012 電

5、流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向l電流：電流：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。1.電流的參考方向電流的參考方向i(t)= =dellim t0 q(t) tdq(t) dtl電流強度：電流強度：單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量。單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量。l單位：單位：A (安安)、kA、mA、 A11l方向：方向：正電荷正電荷的運動規(guī)定為電流的實際方向的運動規(guī)定為電流的實際方向l問題：對復雜電路；問題：對復雜電路；AB實際方向?qū)嶋H方向AB實際方向?qū)嶋H方向- -+ +90V1W W20A2W W- -+ +100V3W W4W W+ +- -110V5W Woi

6、，u tp p2p2p電路中電流隨時間交變時，電路中電流隨時間交變時，電流的實際方向往往電流的實際方向往往很難事先判斷。很難事先判斷。？12任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。任意假定一個正電荷運動的方向即為電流的參考方向。一般用箭頭表示。一般用箭頭表示。l電流的參考方向與實際方向的關(guān)系電流的參考方向與實際方向的關(guān)系A(chǔ)B參考方向參考方向AB參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向AB參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向i0i0i13電流參考方向的兩種表示：電流參考方向的兩種表示：ABiABiAB電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。14 電壓電壓u：單位正電荷：單位正電荷q 從電路中一

7、點移至另一點從電路中一點移至另一點時電場力做功時電場力做功(W)的大小。的大小。2. 電壓的參考方向電壓的參考方向udeldW dql電壓實際方向：電位真正降低的方向。電壓實際方向：電位真正降低的方向。l單位：單位： V (伏伏)、kV、mV、 Vl問題：在問題：在復雜電路或交變電路中，兩點間電壓的實際方向復雜電路或交變電路中，兩點間電壓的實際方向往往不易判別，給實際電路問題的分析計算帶來困難。往往不易判別，給實際電路問題的分析計算帶來困難。15參考方向參考方向(參考極性參考極性) AB元件元件u參考方向參考方向+ +- -+ +- -實際方向?qū)嶋H方向u0AB元件元件u參考方向參考方向+ +-

8、 - -+ +實際方向?qū)嶋H方向u0若電壓實際極性與參考極性若電壓實際極性與參考極性相同相同，電壓取，電壓取正值正值；若電流實際極性與參考極性若電流實際極性與參考極性相反相反，電壓取，電壓取負值負值。16 電壓參考方向的三種表示方式：電壓參考方向的三種表示方式：(1)用正負極性表示用正負極性表示(3)用雙下標表示用雙下標表示+ +- -AB元件元件uAB元件元件uAB(2)用箭頭表示用箭頭表示AB元件元件u17l 元件或支路的元件或支路的 u，i 采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。3.關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參

9、考方向B 關(guān)聯(lián)參關(guān)聯(lián)參考方向考方向A 非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)參考方向參考方向B+ +- -uiAu+ +- -iu- -+ +i問：對問：對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？18 注意注意l 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向；分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向；l 不特別說明書上表示的均為不特別說明書上表示的均為參考方向參考方向；l 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應位置標注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應位置標注( (包括方向和符號包括方向和符號) )，在計算過程中不得任意改，在計算過程中不得任意改變；變；l 參考方向不同時，其表達式相差一負號，但電參考

10、方向不同時，其表達式相差一負號，但電壓、電流的實際方向不變。壓、電流的實際方向不變。1913 電功率和能量電功率和能量功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，瓦特，瓦特)，kW、mW等。等。l1. 電功率電功率l單位時間內(nèi)電場力所做的功。單位時間內(nèi)電場力所做的功。p = =dW dtu = =dW dqi = =dq dtp = =dWdt= =dW dqdq dt= = ui不僅適用于一個元件，也適用于任何一段電路。不僅適用于一個元件，也適用于任何一段電路。計算公式計算公式 p = = uil 正電荷從元件電壓的正電荷從元件電壓的+運動到運動到- -時，電場力對電荷作功，時，電場力

11、對電荷作功，這時元件這時元件吸收能量吸收能量；反之作負功，元件；反之作負功，元件釋放能量釋放能量。+ +- -ui元元件件ABp = = ui 表示元件表示元件吸收吸收的功率。的功率。p0，吸收正功率。，吸收正功率。p0，吸收負功率。，吸收負功率。(實際吸收實際吸收)(實際發(fā)出實際發(fā)出)- -+ +ui元元件件AB u、i 關(guān)聯(lián)參考方向時，取關(guān)聯(lián)參考方向時，取 +元件吸收或發(fā)出功率的判斷元件吸收或發(fā)出功率的判斷 u、i 非關(guān)聯(lián)參考方向時，取非關(guān)聯(lián)參考方向時，取 -21例：求圖示電路中各方例：求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或框所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。產(chǎn)生的功率。已知：已知： l解：U1

12、= =1V，U2= -= -3V，U3= =8V，U4= -= -4V，U5= =7V，U6= -= -3V，I1= =2A，I2= =1A，I3= -= -1A 123465+ +- -U1I1+ +- -U3+ +- -U2- -+ +U4+ +- -U6+ +- -U5I2I3P1=-=-U1I1=-=-12 =-=-2W；P2= =U2I1=(-3)=(-3)2 = -= -6WP3= =U3I1=8=82=1=16W；P4= =U4I2=(-4)=(-4)1 1 = -= -4W P5= =U5I3=7=7(-1)(-1) = -= -7W； P6= =U6I3=(-3)=(-3)(

13、-1)(-1) = = 3W 對一完整電路，滿足：發(fā)出的總功率吸收的總功率對一完整電路，滿足：發(fā)出的總功率吸收的總功率222. 電能量電能量l在在t0到到t時間內(nèi)，元件吸收的電能量為：時間內(nèi)，元件吸收的電能量為：dW= = p dt = = u i dtW(t) = =tt0u(x x)i(x x) dx x能量的單位：能量的單位：J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳)p = =dWdt2314 電路元件電路元件R電阻電阻L電感電感C電容電容E電壓源電壓源-+us電壓源電壓源is電流源電流源24l 根據(jù)含有端子的個數(shù)分：根據(jù)含有端子的個數(shù)分：二端和多端元件二端和多端元件；l 二端：電阻、電感

14、和電容；二端：電阻、電感和電容；l 多端：有晶體管、運算放大器、變壓器等。多端：有晶體管、運算放大器、變壓器等。l 根據(jù)是否含有電源分：根據(jù)是否含有電源分：無源、有源元件無源、有源元件；l 無源：電阻、電感和電容；無源：電阻、電感和電容；l 有源：獨立源、受控源有源：獨立源、受控源l 還可分為還可分為線性和非線性、時變和時不變、有記憶和線性和非線性、時變和時不變、有記憶和無記憶、單向和雙向等無記憶、單向和雙向等。l2.分類：分類：25l 為分析電路方便常將電路中任一點作為參考點，為分析電路方便常將電路中任一點作為參考點， 把其他點到參考點的電壓稱為該點的把其他點到參考點的電壓稱為該點的電位電位

15、。baabVVu- -= =l 參考點電位一般選為零，所以參考點也稱為零電參考點電位一般選為零，所以參考點也稱為零電位點。設(shè)位點。設(shè)b點為參考點，則點為參考點，則Vb=0。l 電路中電路中a點與點與b點之間的點之間的電壓電壓，就是，就是a 點電位與點電位與b點點電位之差電位之差，即，即2615 電阻元件電阻元件1.參數(shù)參數(shù)-電阻電阻R和電導和電導G i = = u R+ +- -uiRR 的單位是的單位是W W(歐姆歐姆)G = =1RG的單位是的單位是S(西西)關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向： i = = - - u R- -+ +uiR 注意注意 線性電阻是無記

16、憶、雙向性的元件；線性電阻是無記憶、雙向性的元件； 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))；歐姆定律歐姆定律 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！27 解解: 對圖對圖(a)有有, U = IR 例例: 應用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻應用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。對圖對圖(b)有有, U = IR326 := = = =IUR所以所以326: = =- - -= =- -= =IUR所以所以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A電流的參考方向電流的參考方向與實際方向相反與實際方向相反電壓與電流參電壓與電流參考方向相反考方向相反

17、282. 功率與能量功率與能量所以所以線性電阻線性電阻是無源元件，總是耗能的。是無源元件，總是耗能的。p 吸吸= = ui = = R i 2 = =u2Rl非關(guān)聯(lián)參考方向時非關(guān)聯(lián)參考方向時u+ +- -iu- -+ +ip 吸吸= -= - ui = -(-= -(-Ri) ) i= = u2R = = Ri2(2)能量：在能量：在t0到到 t 時間內(nèi)電阻消耗的能量時間內(nèi)電阻消耗的能量l關(guān)聯(lián)參考方向時關(guān)聯(lián)參考方向時 = =ttRpW0d = = =ttttRiui00dd2(1)功率：功率：293. 伏安特性伏安特性(2)非線性電阻的伏安特性非線性電阻的伏安特性u = f ( i )或或 i

18、 = f ( u )(1)線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性uiooui(3)時變電阻的伏安特性時變電阻的伏安特性u (t) = = R(t) i(t)u與與i仍成比例，但比例系數(shù)仍成比例，但比例系數(shù) R(t) 隨時間變化。隨時間變化。位于第二、第四象限。位于第二、第四象限。(4)負電阻的伏安特性負電阻的伏安特性可以發(fā)出電能，屬有源元件，一般需要專門設(shè)計?？梢园l(fā)出電能，屬有源元件，一般需要專門設(shè)計。30 4. 電阻的開路與短路電阻的開路與短路(特殊情況特殊情況)(1)不管端電壓為何值，流過不管端電壓為何值，流過它的電流恒為零，稱它的電流恒為零，稱“開開路路”。(2)不管流過它的電流為何值，不

19、管流過它的電流為何值，端電壓恒為零，稱端電壓恒為零，稱“短路短路”。oui= = 0= = + +- -uiRor G = = 0R+ +- -ui 0= = 0= = 0or G = = oui31實際的電阻器實際的電阻器壓敏電阻器壓敏電阻器熱敏電阻器熱敏電阻器光敏電阻器光敏電阻器32實際的電阻器實際的電阻器3316 電壓源和電流源電壓源和電流源（1）定義：）定義： 如果一個二端元件的如果一個二端元件的電流無論為何值，其電壓保持常量電流無論為何值，其電壓保持常量US或按給定的時間函數(shù)或按給定的時間函數(shù)uS(t)變化，則此二端元件稱為獨變化，則此二端元件稱為獨立電壓源，簡稱電壓源，其伏安特性如

20、圖立電壓源，簡稱電壓源，其伏安特性如圖b所示。所示。Us1.電壓源電壓源34（2）特點：）特點：l電源兩端的電壓恒定或固定的時間函數(shù)，電源兩端的電壓恒定或固定的時間函數(shù)， 與通過與通過它的電流無關(guān)它的電流無關(guān)；l電壓源供出的電壓源供出的電流隨外電路電流隨外電路而變。而變。35+ +- -uS+ +- -u p吸收吸收 = = us i 若為負，則實際釋放功率，起電源作用。若為負，則實際釋放功率，起電源作用。（3）功率）功率iuptitutpSS= = =或或)()()(若為正，則實際吸收功率，起負載作用。若為正，則實際吸收功率，起負載作用。36例：計算圖示電路各元件的功率。例：計算圖示電路各元

21、件的功率。解：解：+ +- -5V+ +- -10VIR= =5W W- -+ +URUR = = (10 - 5)(10 - 5) = 5= 5VI= =R UR= 1= 1A5 5P10V吸吸 = -= -US2 I = -10 = -10 1 1 = -10 = -10 WP5V吸吸 = = US1 I= 5 = 5 1 1 = 5 = 5 W發(fā)出發(fā)出吸收吸收PR吸吸 = = RI 2 = 5 = 5 1 12 2= 5 = 5 W吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)） P（吸）（吸）372. 電流源電流源（1）定義）定義獨立電流源是從實際電源抽象出來的另一種電路元件。如獨立電流源是從實際電源

22、抽象出來的另一種電路元件。如果一個二端元件的果一個二端元件的電壓無論為何值，其電流保持常量IS或或按給定時間函數(shù)按給定時間函數(shù)I S(t)變化，則此二端元件稱為獨立電流源，變化，則此二端元件稱為獨立電流源，簡稱電流源。其伏簡稱電流源。其伏-安特性如圖。安特性如圖。 38（2）特點：）特點： l理想電流源理想電流源供出的電流供出的電流為常量或固定的時間函數(shù)，為常量或固定的時間函數(shù)，其其大小不隨外電路而變大小不隨外電路而變；l理想電流源的理想電流源的端電壓隨外電路而變。端電壓隨外電路而變。39例：例： 圖示電路，當電阻圖示電路，當電阻 R 在在0 之之間變化時，求電流源端電壓間變化時，求電流源端電

23、壓 U 的變的變化范圍和電流源發(fā)出功率的變化?；秶碗娏髟窗l(fā)出功率的變化。 表明：當電阻表明：當電阻 R 由小變大時，電壓由小變大時，電壓U也由小變大，電源發(fā)出也由小變大，電源發(fā)出的功率也由小變大。的功率也由小變大。IS= =2ARU解：解：(1)當電阻為當電阻為 R 時，電流源的電壓為時，電流源的電壓為 U = = RIS 電流源發(fā)出的功率為：電流源發(fā)出的功率為： P = = UIS = = IS R 2 (2)當當 R = = 0 時，時，U = = 0 ，P = = UIS = = 0 。(3)當當 R 時，時，U ， P = = UIs 。可見：可見：理想電流源的電壓隨外部電路變化理

24、想電流源的電壓隨外部電路變化 ，電流源在使用過程中不允許開路。電流源在使用過程中不允許開路。 40由電子電路構(gòu)成的電流源：由電子電路構(gòu)成的電流源： 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關(guān)；光電池在一定光線照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。i VzR+E+ +- -uRVziiiS+ +- -uRo41iS（3）功率）功率SSuiptitutp= = =或或)()()(若為正，則實際吸收功率，起負載的作用。若為正，則實際吸收功率，起負載的作用。若為負，則實際釋放功率，起電源作用。若為負，則實際釋放功率，起電源作用。 p吸收吸收 = = us i

25、42例：計算圖示電路各元件的功率。例：計算圖示電路各元件的功率。解：解：P2A吸吸 = -= -UIs = - 5 = - 5 2 2= 10 = 10 WP5V吸吸 = = UsIS= 5 = 5 2 2 = 10 = 10 W5V電壓源吸收電壓源吸收10W的功率，的功率，2A電流源發(fā)出電流源發(fā)出10W的功率。的功率。滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)） P（吸）（吸）+ +- -Us= =5V+ +- -UIs = =2A433. 實際電源實際電源干電池的電動勢干電池的電動勢 為為1.5V。鈕扣電池的電動勢為鈕扣電池的電動勢為1.35V。(1)干電池干電池 (化學電源化學電源)(2) 鈕扣電池鈕扣電池

26、(化學電源化學電源)44(3)燃料電池燃料電池(化學電源化學電源)電池電動勢為電池電動勢為1.23V。以氫、氧。以氫、氧作為燃料。作為燃料。氫氧燃料電池示意圖氫氧燃料電池示意圖(4)太陽能電池太陽能電池(光能電源光能電源)太陽能電池示意圖太陽能電池示意圖太陽光照射到太陽光照射到 P- N結(jié)上，形成一個結(jié)上，形成一個從從 N區(qū)流向區(qū)流向 P區(qū)的電流。區(qū)的電流。45一個50cm2太陽能電池的電動勢 0.6V，電流 0.1A。太陽能電池板太陽能電池板46(5) 蓄電池蓄電池(化學電源化學電源)電池電動勢電池電動勢2V。使用時，電池放電，。使用時，電池放電，當電解液濃度小于一定值時，電動當電解液濃度小

27、于一定值時，電動勢低于勢低于2V，常要充電，化學反應可，常要充電，化學反應可逆。逆。蓄電池示意圖蓄電池示意圖47(6)發(fā)電機發(fā)電機48風力發(fā)電風力發(fā)電49(7)穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源交交流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電源源5017 受控電源受控電源(非獨立源非獨立源)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控電流源 電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，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而是受電路中某個地方的電壓 (或電流或電流)控制的電源，控制的電源，稱受控源。稱受控源。+ +- -51 由兩條支路組成由兩條支路組成，其第一條支路

28、是，其第一條支路是控制支路控制支路；第；第二條支路是二條支路是受控支路受控支路，它是一個電壓源或電流源，其，它是一個電壓源或電流源，其電壓或電流的量值受第一條支路電壓或電流的控制。電壓或電流的量值受第一條支路電壓或電流的控制。電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 (VCVS )i1 u1- -+ +u1i2- -+ +u2- -+ + +- -uSR1R2R3+ +- -ri1i1+- -gu2R1R2R3is1u252u2 = = u1(1)電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 (VCVS ) ：電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù) i1 u1- -+ +u1i2- -+ +u2- -+ +表征集成運放的輸出

29、電壓受輸入電壓控制的模型 (uo= Aud )。(2)電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( VCCS )i1gu1- -+ +u1i2- -+ +u2i2 = = gu1g：轉(zhuǎn)移電導：轉(zhuǎn)移電導 表征場效應管的漏極電流受柵源電壓控制 的模型 (id= gugs )。2.分類分類53(3)電流控制的電壓源電流控制的電壓源 (CCVS )u2 = = r i1r：轉(zhuǎn)移電阻：轉(zhuǎn)移電阻 i1ri1- -+ +u1i2- -+ +u2- -+ +發(fā)電機的輸出電壓與勵磁電流的關(guān)系 (uo= rif )。(4)電流控制的電流源電流控制的電流源 ( CCCS )i1b bi1- -+ +u1i2- -+ +u2

30、i2 = = b b i1四端元件四端元件b b：電流放大倍數(shù)：電流放大倍數(shù)輸出：受控部分輸出：受控部分表征三極管的集電極電流受基極電流控制的模型(ic= b ib ) 。注意：注意： 、g、r 和和b b 都都是是控制系數(shù)控制系數(shù)，當控制系數(shù)為常數(shù)，當控制系數(shù)為常數(shù)時，被控制量與控制量成正比，稱線性受控源；時，被控制量與控制量成正比，稱線性受控源；543.與獨立源的區(qū)別與獨立源的區(qū)別(1)獨立源獨立源電壓電壓(或電流或電流)由由電源本身電源本身決定，與電路中其它電決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓壓、電流無關(guān)，而受控源電壓(或電流或電流)由控制量由控制量決定。決定。(2)獨立源獨

31、立源在電路中起在電路中起“激勵激勵”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而電流，而受控源受控源是反映電路中某處的電壓或電流對另是反映電路中某處的電壓或電流對另一處的電壓或電流的控制關(guān)系，在一處的電壓或電流的控制關(guān)系，在電路中電路中不能作為不能作為“激勵激勵”。(3)獨立源獨立源可以單獨存在可以單獨存在，不受外電路的影響；，不受外電路的影響；受控源受控源不不能單獨存在能單獨存在，受控制量的影響。，受控制量的影響。55+ +- -u1= =5V+ +- -3u1ab例：利用獨立電源和受控電源的定義，說明下圖例：利用獨立電源和受控電源的定義，說明下圖中哪些互聯(lián)是正確的，哪些由于理想

32、電源的影響中哪些互聯(lián)是正確的，哪些由于理想電源的影響違反了規(guī)定違反了規(guī)定(約束約束)。不正確不正確大大小小不不等，等，違違反反規(guī)規(guī)定定。電壓源只電壓源只提供電壓，提供電壓，流過多大流過多大電流都行。電流都行。電流源只電流源只提供電流，提供電流，兩端電壓兩端電壓多大都行。多大都行。正確正確不正確不正確+ +- -u1= =5V3u1abi1= =2A+ +- -4i1abi1= =2A3i1ab正確正確56例：電路如圖，求電壓例：電路如圖，求電壓 u2= =? 解：解：- -+ +- -+ + +- -5i13W Wu1= =6Vu2i1i1= =u13= = 2Au2 = = - - 5i1+

33、 + u1= - 5= - 52 + + 6= - 4= - 4V求下圖所示電路中的電流求下圖所示電路中的電流 i 。用下節(jié)講的方法！用下節(jié)講的方法！A3A2-?= =i514335718 基爾霍夫定律基爾霍夫定律(KL)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 (KCL)和基爾霍和基爾霍夫電壓定律夫電壓定律( KVL )。它反映了電路中所有支路電壓和。它反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。定律。 兩類約束兩類約束拓撲約束拓撲約束 (KCL、KVL)KL與與VCR 構(gòu)成了電路分析的基

34、礎(chǔ)。構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。第六章還有電感元件、第六章還有電感元件、電容元件的約束關(guān)系。電容元件的約束關(guān)系。元件約束元件約束(VCR)由元件特性造成的約束。由元件特性造成的約束。如電阻元件如電阻元件 uR = = RiR元件聯(lián)接帶來的約束。元件聯(lián)接帶來的約束。 由基爾霍夫定律體現(xiàn)。由基爾霍夫定律體現(xiàn)。581.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= =3電路中每一個兩端元電路中每一個兩端元件就叫一條支路。件就叫一條支路。b= =5或三條以上支路的連接點稱為結(jié)點。或三條以上支路的連接點稱為結(jié)點。 注意：注意：兩種定義分別用在不同的場合。兩種定義分別用在不同的場合。a

35、b+ +- -us1+ +- -us2R1R2R3i1i3i2(2)結(jié)點結(jié)點元件的連接點稱為結(jié)點。元件的連接點稱為結(jié)點。n= =4n= =2兩種定義兩種定義兩種定義兩種定義(1)支路支路59(3)路徑路徑 注意：注意：網(wǎng)孔是回路網(wǎng)孔是回路，但，但回路不一定是網(wǎng)孔回路不一定是網(wǎng)孔。由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。l= =3+ +- -us1+ +- -us2R1R2R3兩結(jié)點間的一條通兩結(jié)點間的一條通路路,由支路構(gòu)成。由支路構(gòu)成。(4)回路回路123(5)網(wǎng)孔網(wǎng)孔對平面電路，其內(nèi)部不含對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。任何支路的回路稱網(wǎng)孔。602. KCL (基爾霍夫電流定

36、律基爾霍夫電流定律 ) KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點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；處的反映； 內(nèi)容：內(nèi)容：在集總電路中，任何時刻，對任一結(jié)點，流出在集總電路中，任何時刻，對任一結(jié)點，流出(或流入或流入)該結(jié)點電流的該結(jié)點電流的代數(shù)和等于零代數(shù)和等于零。im(t) = = 0m= =1b 若流出結(jié)點的電流前面取若流出結(jié)點的電流前面取“十十”號，則流入結(jié)點的電流前面取號，則流入結(jié)點的電流前面取“”號；電流是流出結(jié)點還是流入結(jié)點，號；電流是流出結(jié)點還是流入結(jié)點，均根據(jù)電流的參考方向判斷。均根據(jù)電流的參考方向判斷。i1i2i3i4i561i入入= = i出出i

37、1i2i3i4i5解：令流出為解：令流出為“+ +”，得：，得：- - i1- - i2+ + i3+ + i4+ + i5= = 0i1 + + i2= = i3 + + i4 + + i5例例1變換形式可寫為：KCL還可表述為：還可表述為：i1i4i5i6i2i3例例2 證明：證明：i1 - - i2 + + i3 = 0對結(jié)點對結(jié)點：i1+ + i4+ + i6= = 0對結(jié)點對結(jié)點：- - i2- - i4+ + i5= = 0對結(jié)點對結(jié)點：i3- - i5- - i6= = 0i1- - i2+ + i3= = 03式相加得：式相加得： 表明：表明：KCL可推廣可推廣應用于應用于電路

38、電路中包圍多個結(jié)點的中包圍多個結(jié)點的任一閉合面任一閉合面。62例例2 2：求電流求電流 i。解：解：3W W1W W1W W3W W5W W4W Wi = =？3A- -2Ai = 3= 3 - (-2)- (-2) = = 5 5A63 注意：注意：(2)KCL是對結(jié)點處支路電流加的約束，與支路上接的是對結(jié)點處支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件、電路是線性還是非線性無關(guān)；是什么元件、電路是線性還是非線性無關(guān)；(3)KCL方程是按電流方程是按電流參考方向參考方向列寫的，與實際方向列寫的，與實際方向無關(guān)無關(guān);I = 02W W+_+_I5W W1W W1W W5W W6V12V=?(1)K

39、CL不僅適用于不僅適用于結(jié)點結(jié)點，也適用于，也適用于閉合面閉合面；(4)KCL代數(shù)代數(shù)方程中方程中各項各項前的前的正負號正負號與與電流本身數(shù)電流本身數(shù)值的正負號值的正負號區(qū)別開來。區(qū)別開來。64例：已知例：已知i2 = = - -2A，i3 = = 3A，試求，試求i1解：解：- -i1 - - i2得：得：i1 = -= -i2 + + i3= -= -(-(-2)i2i3i1+ 3 = 5A+ 3 = 5A+ + i3 = = 0653. KVL (基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 ) 內(nèi)容：內(nèi)容：在集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一回在集總參數(shù)電路中，任一時刻，沿任一回路，所有支路電壓的路

40、，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。代數(shù)和恒等于零。um(t) = = 0m= =1l是反映電路中各支路電壓之間關(guān)系的定律。是反映電路中各支路電壓之間關(guān)系的定律。 上式取和時，需要任意指上式取和時，需要任意指定一個回路的繞行方向，凡支定一個回路的繞行方向，凡支路電壓的參考方向與回路的繞路電壓的參考方向與回路的繞行方向一致時，該電壓前面取行方向一致時，該電壓前面取“+”號，否則取號，否則取“”號。號。 R2I2+ +- -US4+ +- -US1R1R4R3I3I4I166解：解：(1)取回路繞行方向取回路繞行方向R2I2+ +- -US4+ +- -US1R1R4R3I3I4I1R2I2- -R3I3+ +R4I4+US4-R1I1-US1=0例：例：列寫回路列寫回路KVL方程方程(2)標定各支路電流參考方向；標定各支路電流參考方向；(3)列寫列寫KVL方程；方程；整理：整理：67對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔對網(wǎng)孔bcdb