電工學(xué)_張南主編

1、1電工學(xué)電工學(xué) 一九九九年七月2概 論3主要教學(xué)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容電電工工學(xué)學(xué) 電工技術(shù)電工技術(shù)電子技術(shù)電子技術(shù)直流電路、交流電路直流電路、交流電路暫態(tài)分析、三相電路暫態(tài)分析、三相電路變壓器、電動(dòng)機(jī)、工業(yè)控制變壓器、電動(dòng)機(jī)、工業(yè)控制 三極管、放大電路三極管、放大電路 運(yùn)算放大電路運(yùn)算放大電路 數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路（上篇）（上篇）（下篇）（下篇）4電工技術(shù)電工技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (1)工工 業(yè)業(yè) 控控 制制 電機(jī)控制電機(jī)控制 機(jī)床控制機(jī)床控制 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制 樓宇電梯控制樓宇電梯控制 . . . . . . . . . . .電工技術(shù)的應(yīng)用電工技術(shù)的應(yīng)用5電工技術(shù)電工

2、技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (2)信信 號(hào)號(hào) 檢檢 測(cè)測(cè) 壓力、溫度、水位、壓力、溫度、水位、流量等的測(cè)量與調(diào)節(jié)流量等的測(cè)量與調(diào)節(jié) 電子儀器電子儀器 醫(yī)療儀器醫(yī)療儀器 . . . . . .6家家 用用 電電 器器 電燈、電話電燈、電話 廣播、電視廣播、電視 冰箱、洗衣機(jī)冰箱、洗衣機(jī) 家庭影院家庭影院 . . . . . .電工技術(shù)電工技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (3)7智能建筑智能建筑電工技術(shù)電工技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (4)8中央空調(diào)及加濕器：美國(guó)中央空調(diào)及加濕器：美國(guó) TEMPSTAR 中央吸塵：加拿大中央吸塵：加拿大 DUO VAC 中央熱水爐：美國(guó)中央熱水爐：美國(guó) A.O.SMITH 小區(qū)安

3、防、智能系統(tǒng)小區(qū)安防、智能系統(tǒng) 周界雙層紅外監(jiān)測(cè)防闖入系統(tǒng)，保安電子巡周界雙層紅外監(jiān)測(cè)防闖入系統(tǒng)，保安電子巡更系統(tǒng)更系統(tǒng) 重要場(chǎng)所、主要路口重要場(chǎng)所、主要路口24小時(shí)攝象監(jiān)視系統(tǒng)小時(shí)攝象監(jiān)視系統(tǒng) 門衛(wèi)與住戶對(duì)講系統(tǒng)門衛(wèi)與住戶對(duì)講系統(tǒng) 車輛自動(dòng)識(shí)別準(zhǔn)入系統(tǒng)車輛自動(dòng)識(shí)別準(zhǔn)入系統(tǒng) 燃?xì)庑孤?、煙感探頭、緊急求助、非法入室燃?xì)庑孤?、煙感探頭、緊急求助、非法入室自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 彩屏可視對(duì)講、公共信息發(fā)布、家電遠(yuǎn)程控彩屏可視對(duì)講、公共信息發(fā)布、家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)制系統(tǒng) 水、電、氣三表水、電、氣三表 IC 卡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)卡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng) 所有房間留有電視、電話及數(shù)據(jù)接口、分戶所有房間留有電視、電話及數(shù)據(jù)

4、接口、分戶電話交換機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通話電話交換機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通話 9樓樓 宇宇 電電 梯梯 的的 控控 制制信信號(hào)號(hào)檢檢測(cè)測(cè)供供電電系系統(tǒng)統(tǒng)電機(jī)電機(jī)(執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu))可編程序可編程序控制器控制器ProgrammableLogicController電機(jī)控制器電機(jī)控制器10汽車電子汽車電子汽汽 車車 電電 子子電源電源發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制行駛裝置行駛裝置報(bào)警與安全裝置報(bào)警與安全裝置旅居性旅居性儀表儀表娛樂(lè)通訊娛樂(lè)通訊收音機(jī)、汽車電話、業(yè)余電臺(tái)收音機(jī)、汽車電話、業(yè)余電臺(tái)點(diǎn)火裝置、燃油噴射控制、點(diǎn)火裝置、燃油噴射控制、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制車速控制、間歇刮水、車速控制、間歇刮水、除霧裝置、車門緊鎖除霧

5、裝置、車門緊鎖.安全帶、車燈未關(guān)報(bào)警、安全帶、車燈未關(guān)報(bào)警、速度報(bào)警、安全氣囊速度報(bào)警、安全氣囊.空調(diào)控制、動(dòng)力窗控制空調(diào)控制、動(dòng)力窗控制里程表、數(shù)字式速度表、里程表、數(shù)字式速度表、出租車用儀表出租車用儀表.電工技術(shù)電工技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (5)11EV?Electric Vehicle1221世紀(jì)世紀(jì) 綠色綠色 環(huán)保汽車環(huán)保汽車EV安全、舒適、可靠安全、舒適、可靠無(wú)廢氣排放無(wú)廢氣排放( 零零 排放排放)高效率高效率渦輪增壓渦輪增壓ABS自動(dòng)巡航自動(dòng)巡航GPS衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位68 安全氣囊安全氣囊1314機(jī)機(jī)電電 機(jī)電一體化EV充電系統(tǒng)充電系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)汽車照明、汽車照明、電

6、動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、音響、雨刷、安全音響、雨刷、安全報(bào)警、電動(dòng)門窗報(bào)警、電動(dòng)門窗.電電 子子機(jī)械機(jī)械驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)15汽車電子汽車電子強(qiáng)電強(qiáng)電弱電弱電電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變電源逆變電源電力電子電力電子.電機(jī)與電器控制電機(jī)與電器控制信號(hào)處理（信號(hào)處理（DSP）計(jì)算機(jī)、單片機(jī)計(jì)算機(jī)、單片機(jī).16 課程性質(zhì)課程性質(zhì): :技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課課程對(duì)象課程對(duì)象:工科非電專業(yè)工科非電專業(yè)課程特點(diǎn)：課程特點(diǎn)：內(nèi)容豐富，內(nèi)容豐富，技術(shù)更新快，技術(shù)更新快，緊密聯(lián)系實(shí)際，緊密聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用非常廣泛。 本課是非電專業(yè)一切電類后續(xù)課程（電子技術(shù)、本課是非電專業(yè)一

7、切電類后續(xù)課程（電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、自動(dòng)控制等）的基礎(chǔ)。學(xué)時(shí)少、內(nèi)容計(jì)算機(jī)原理、自動(dòng)控制等）的基礎(chǔ)。學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多，不能輕視。否則，對(duì)以后的學(xué)習(xí)將會(huì)造成很大多，不能輕視。否則，對(duì)以后的學(xué)習(xí)將會(huì)造成很大影響。影響。17 主要教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)環(huán)節(jié)習(xí)題習(xí)題獨(dú)立完成作業(yè)獨(dú)立完成作業(yè) 緊跟老師講課思路，搞清基本概念，注意解緊跟老師講課思路，搞清基本概念，注意解題方法和技巧。題方法和技巧。 課堂教學(xué)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)注意理論聯(lián)系實(shí)際，掌握常用儀器、儀表的注意理論聯(lián)系實(shí)際，掌握常用儀器、儀表的使用方法，驗(yàn)證與探索相結(jié)合。使用方法，驗(yàn)證與探索相結(jié)合。18學(xué)分：4.5 總學(xué)時(shí): 90面授: 70電工技術(shù)電工技術(shù)

8、30學(xué)時(shí)，電子技術(shù)學(xué)時(shí)，電子技術(shù)35學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：20 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)（9個(gè)） 綜合性實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)（1個(gè)）19本課程考核由期末書面考試、實(shí)驗(yàn)本課程考核由期末書面考試、實(shí)驗(yàn)( (含實(shí)驗(yàn)報(bào)告含實(shí)驗(yàn)報(bào)告) ) 、平時(shí)（考勤、測(cè)驗(yàn)等、平時(shí)（考勤、測(cè)驗(yàn)等）三部分組成。）三部分組成。其中，期末書面書面考試占總成績(jī)的其中，期末書面書面考試占總成績(jī)的70%70%，實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)( (含實(shí)驗(yàn)報(bào)告含實(shí)驗(yàn)報(bào)告) )占總成績(jī)的占總成績(jī)的20%20%，平時(shí)作業(yè)占總成績(jī)的，平時(shí)作業(yè)占總成績(jī)的10%10%。 20教教 材材 及及 參參 考考 書書教材：教材：電電 工學(xué)工學(xué) （少學(xué)時(shí)少學(xué)時(shí)） （第（第二二版）版）張南張南主編

9、主編 高等教育出版社高等教育出版社電工技術(shù)與電子技術(shù)電工技術(shù)與電子技術(shù) （上冊(cè)）（上冊(cè)）王鴻明主編王鴻明主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 參考書：參考書： 電工學(xué)電工學(xué)（第五版）秦增煌主編（第五版）秦增煌主編 21希望和要求希望和要求:教學(xué)形式教學(xué)形式: 課堂上，多媒體授課；課堂上，多媒體授課； 課后，復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)課后，復(fù)習(xí)預(yù)習(xí) 。意見要求及時(shí)反饋意見要求及時(shí)反饋新生事物大家支持新生事物大家支持教師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)教師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)學(xué)生積極配合學(xué)生積極配合師生共同創(chuàng)造佳績(jī)師生共同創(chuàng)造佳績(jī)建議希望踴躍發(fā)表建議希望踴躍發(fā)表22第一章電路分析基礎(chǔ)23 11 電路的基本概念一一. . 電路的組成電路的組成 電路的基本

10、組成部分是電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。電路的基本組成部分是電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。EIRU+_電源電源負(fù)載負(fù)載24電路元件的理想化電路元件的理想化 在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì)，在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì)，忽略其次要因素，把它近似地看作理想電路忽略其次要因素，把它近似地看作理想電路元件。元件。為什么電路元件要理想化為什么電路元件要理想化? ? 便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和用數(shù)學(xué)描述，便于對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和用數(shù)學(xué)描述，將實(shí)際元件理想化（或稱模型化將實(shí)際元件理想化（或稱模型化）。）。二、電路元件和二、電路元件和電路模型電路模型25手電筒的電路模手電筒的電路模型型UI開關(guān)開關(guān)ER0R干電池干電池

11、電珠電珠261.1.電源有載工作（通路）電源有載工作（通路）開關(guān)開關(guān)閉合閉合ER0+U-RIabdc通路通路開關(guān)開關(guān)斷開斷開開路開路cdcd短接短接短路短路三、電路的工作狀態(tài)三、電路的工作狀態(tài)27 電壓和電流電壓和電流由由歐姆定律歐姆定律可列上圖的電流可列上圖的電流RREI0負(fù)載電阻兩端電壓負(fù)載電阻兩端電壓RIU IREU0UEOI電源的外特性曲線電源的外特性曲線當(dāng)當(dāng)R R0 0R R時(shí)時(shí)EU 由上兩式得由上兩式得282、開路、開路 開路就是將電路斷開。開路就是將電路斷開。 開路時(shí)電路中沒有電流，負(fù)載上也沒有電壓，開路時(shí)電路中沒有電流，負(fù)載上也沒有電壓， 開路時(shí)電源的端電壓稱為開路電壓或空載電

12、壓，用開路時(shí)電源的端電壓稱為開路電壓或空載電壓，用UoUo表示表示, ,顯然，顯然，U U0 0E E。 開路時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)開路時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)a a、b b之間的電壓之間的電壓U UababU Uo oE E。ER0+U-RIabdc特征特征：I0 UU0E P0293、短路、短路可以看出，負(fù)載可以看出，負(fù)載R R上已沒有電壓所以負(fù)載電流上已沒有電壓所以負(fù)載電流 I IR R0 0 短路后電源回路的電流短路后電源回路的電流 電源的內(nèi)阻電源的內(nèi)阻RoRo往往很小，所以短路電流很大往往很小，所以短路電流很大, ,這會(huì)這會(huì)引起電源或?qū)Ь€絕組的損壞。引起電源或?qū)Ь€絕組的損壞。 短路是一種電路事故。由于操作

13、不當(dāng)?shù)仍颍搪范搪肥且环N電路事故。由于操作不當(dāng)?shù)仍颍搪番F(xiàn)象是難以避免的，所以要有保護(hù)措施。簡(jiǎn)單可行的方現(xiàn)象是難以避免的，所以要有保護(hù)措施。簡(jiǎn)單可行的方法是在線路中裝設(shè)熔斷器，使熔斷器內(nèi)的熔絲法是在線路中裝設(shè)熔斷器，使熔斷器內(nèi)的熔絲( (又稱保險(xiǎn)又稱保險(xiǎn)絲絲) )與負(fù)載串聯(lián)與負(fù)載串聯(lián)( FU)( FU)。如果負(fù)載發(fā)生短路，熔絲會(huì)很快。如果負(fù)載發(fā)生短路，熔絲會(huì)很快燒斷，使電源和供電線路得到保護(hù)。燒斷，使電源和供電線路得到保護(hù)。0SREI IR0R EU0 30 U0 IISER0 PEPR0 I 2 P0短路的特征：短路的特征：31 電路的物理量 及其參考方向電池電池?zé)襞轃襞蓦娏麟娏麟妷弘妷?/p>

14、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)EIRU+_負(fù)載負(fù)載電源電源32電路中物理量的正方向電路中物理量的正方向物理量的物理量的正方向正方向：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?qū)嶋H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。假設(shè)正方向假設(shè)正方向（參考正方向）：（參考正方向）： 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。33物理量的實(shí)際正方向物理量的實(shí)際正方向 物物理理量量單單位位實(shí)實(shí)際際正正方方向向電電流流 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

15、位)電電壓壓 UV、kV、mV、V電電位位降降落落的的方方向向 (高高電電位位 低低電電位位)34物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法電池電池?zé)襞轃襞軮RUabE+_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+-IR電流電流：從高電位：從高電位 指向低電位。指向低電位。35電路分析中的電路分析中的假設(shè)假設(shè)正方向正方向（參考方向）（參考方向）問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出：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

16、電流方向BA？E1ABRE2IR36(1) 在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決方法解決方法(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： 若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致； 若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。(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；37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

17、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 38(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 IRRURabU39(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)。按相同方向假設(shè)。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。僅適用于假設(shè)正方向一致的情況

18、。(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“假設(shè)假設(shè) 正方向正方向”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(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“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(wú)意義的的物理量是無(wú)意義的. 提示提示40 歐姆定律歐姆定律U、I 參考方向相同時(shí)，參考方向相同時(shí)，RU+IRU+I 表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)：表達(dá)式中有兩套正負(fù)號(hào)： 式前的正負(fù)號(hào)由式前的正

19、負(fù)號(hào)由U、I 參考方向的關(guān)系確定；參考方向的關(guān)系確定； U、I 值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考值本身的正負(fù)則說(shuō)明實(shí)際方向與參考 方向之間的關(guān)系。方向之間的關(guān)系。 通常取通常取 U、I 參考方向相同。參考方向相同。U = I R41解：解：對(duì)圖對(duì)圖(a)有有, U = IR例：例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。對(duì)圖對(duì)圖(b)有有, U = IR326 : IUR所以所以326: IUR所以所以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A42四四. .電功率和電能電功率和電能aIRUb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

20、意兩點(diǎn)間的電壓為 U ,流入此流入此 部分電路的電流為部分電路的電流為 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: WIUP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？43 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）44 IUP功率功率 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 U

21、, ,流入此部分流入此部分電路的電流為電路的電流為 I 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: :功率平衡：功率平衡：由由UER0I得得 UIEIR0I2PPE P電源輸出電源輸出的功率的功率電源內(nèi)阻上電源內(nèi)阻上損耗功率損耗功率電源產(chǎn)生電源產(chǎn)生的功率的功率W W為瓦為瓦 特特 KWKW為千瓦為千瓦45 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?；蚴请娫矗蚴?/p>

22、負(fù)載。結(jié)結(jié) 論論在進(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。46解解A273.022060UPI 806273.0220IUR 一個(gè)月的用電量一個(gè)月的用電量 WPt60(W)30 (h) 5.4kWh來(lái)來(lái)計(jì)計(jì)算算和和或或可可用用PURIPR22 已知：已知：有一有一220V 60W的電燈，接在的電燈，接在220V的電源上的電源上，求通過(guò)電燈的求通過(guò)電燈的電流電流和電燈在和電燈在220V電壓下工作時(shí)

23、電壓下工作時(shí)電阻電阻如每晚用如每晚用3 3小時(shí)，問(wèn)一個(gè)月消耗小時(shí)，問(wèn)一個(gè)月消耗電能電能多少？多少？例題例題 4712 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系間的關(guān)系,其中包括克氏電流和克氏電壓兩個(gè)其中包括克氏電流和克氏電壓兩個(gè)定律。定律。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48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)：

24、節(jié)點(diǎn)：a、 b、 . (共共4個(gè)）個(gè)）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-49一、一、 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 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?；蛘哒f(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克氏電流定律的克氏電流定律的依據(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：04231IIII50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。

25、例例I1+I2=I3例例I=0 電流定律的擴(kuò)展電流定律的擴(kuò)展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R51二、二、 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律從回路中任意一點(diǎn)出發(fā)，沿順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较驈幕芈分腥我庖稽c(diǎn)出發(fā)，沿順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蜓幸恢?，則在這個(gè)方向上的電位升之和等于電位降循行一周，則在這個(gè)方向上的電位升之和等于電位降之和之和. . 或電壓的代數(shù)和為或電壓的代數(shù)和為 0。E1I1E2U2I2R2R1abcdU1+-U3U4U1U4U2U3U1 1U2 2U3 3U4 40 0即即 U0 052上式可改寫為上式可改寫為 E1E2R1I1R2I20 或或 E1E2R1I1R1

26、I1 即即 E （RI）在電阻電路中，在任一回路循行方向上，回路在電阻電路中，在任一回路循行方向上，回路中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于電阻上電壓降的代數(shù)和中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于電阻上電壓降的代數(shù)和 在這里電動(dòng)勢(shì)的參考方向與所選回路循行方在這里電動(dòng)勢(shì)的參考方向與所選回路循行方向相同者，取正號(hào)，一致者則取負(fù)號(hào)。向相同者，取正號(hào)，一致者則取負(fù)號(hào)。 電壓與回路循行方向一致者，取正號(hào)，反之電壓與回路循行方向一致者，取正號(hào)，反之則取負(fù)號(hào)。則取負(fù)號(hào)。注注531列方程前列方程前標(biāo)注標(biāo)注回路循行方向；回路循行方向； 電位升電位升 = 電位降電位降 E2 =UBE + I2R2 U = 0 I2R2 E2 + UBE = 0

27、2應(yīng)用應(yīng)用 U = 0項(xiàng)前符號(hào)的確定：項(xiàng)前符號(hào)的確定： 3. 開口電壓可按回路處理開口電壓可按回路處理 注意：注意：1 1對(duì)回路對(duì)回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_54基爾霍夫電壓定律的基爾霍夫電壓定律的推廣推廣：可應(yīng)用于回路的部分電路可應(yīng)用于回路的部分電路+-ABC-UABUAUBER+-+-UI UUAUBUAB或或 UABUAUBEURI0或或 UERI注注列方程時(shí)，列方程時(shí)，要先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或要先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)的參考方向。電動(dòng)勢(shì)的參考方向。55+-ACBD+-UABUBCUCDUDAUCA解解由由基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律可得可得（1 1

28、）UABUBCUCDUDA=0 即即 UCD2V（2 2）UABUBCUCA0 即即 UCACA1V1V已知：下圖為一閉合電路，各支路的元件是任意已知：下圖為一閉合電路，各支路的元件是任意的，但知的，但知UAB5V，UBC4V，UDA3V試求：（試求：（1 1）UCD：（：（2 2）UCA。例題例題 56UsI1IBRBI2EBUBE+-解解應(yīng)用基爾霍夫電壓定律應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列出列出 EB BRB BI2 2UBEBE0 0得得 I2 20.315mA0.315mAEBRBI2R1I1US0得得 I10.57mA應(yīng)用應(yīng)用基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律列出列出 I2I1IB0 得得 IB

29、 B0.255mA0.255mA如圖：如圖：RB B20K20K ， R1 110K10K ，EB B6V6VUS S6V6V，UBEBE0.3V0.3V 試求電流試求電流 IB ，I2 2 及及 I1 1。例題例題 57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(wèn)題的提出：在用克氏電流定律或電壓定律列問(wèn)題的提出：在用克氏電流定律或電壓定律列方程時(shí)，究竟可以列出多少個(gè)獨(dú)立的方程？方程時(shí)，究竟可以列出多少個(gè)獨(dú)立的方程？例例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)電壓方程？電壓方程？58克氏電流方程克氏電流方程

30、：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：321III213III獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 1 個(gè)個(gè)克氏電壓方程克氏電壓方程：#1#2#32211213322233111RIRIEERIRIERIRIE獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 2 個(gè)個(gè)aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE159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)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

31、程：獨(dú)立電壓方程：個(gè)個(gè)60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 +-5VI1I2I3A615432IA7321III61 對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過(guò)串、并聯(lián)關(guān)系即可對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過(guò)串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如：求解。如：E+-RE+-RRRRRRR62對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過(guò)串、并聯(lián)無(wú)法求解，對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過(guò)串、并聯(lián)無(wú)法求解，必須經(jīng)過(guò)一定的解題方法，才能算出結(jié)果。必須經(jīng)過(guò)一定的解題方法，才能算出結(jié)果。 E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如：如：63 在電路中，電阻的聯(lián)接形式是多種在電路

32、中，電阻的聯(lián)接形式是多種多樣的，其中最簡(jiǎn)單和最常用的是串聯(lián)多樣的，其中最簡(jiǎn)單和最常用的是串聯(lián)與并聯(lián)。具有串、并聯(lián)關(guān)系的電阻電路與并聯(lián)。具有串、并聯(lián)關(guān)系的電阻電路總可以等效變化成一個(gè)電阻?？偪梢缘刃ё兓梢粋€(gè)電阻。所謂等效是指兩所謂等效是指兩個(gè)電路的對(duì)外伏個(gè)電路的對(duì)外伏安關(guān)系相同安關(guān)系相同等效等效13 電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換電阻串并聯(lián)聯(lián)接的等效變換64 如果電路中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻串如果電路中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻串聯(lián)，這些電阻的串聯(lián)可以等效為一個(gè)電阻。聯(lián)，這些電阻的串聯(lián)可以等效為一個(gè)電阻。21RRR +-+-+1R2R1U2UUI+IRU一、一、 電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián) RIIRRU21

33、伏安關(guān)系伏安關(guān)系65 兩個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓分別為兩個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓分別為：+-+-+1R2R1U2UUIURRRIRU21111 URRRIRU21222 66 式中式中G為電導(dǎo)，是電阻的倒數(shù)。在國(guó)際單位為電導(dǎo)，是電阻的倒數(shù)。在國(guó)際單位 制中，電導(dǎo)的單位是制中，電導(dǎo)的單位是西門子（西門子（S）。21GGG21111RRR 上式也可寫成上式也可寫成 兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻的并聯(lián)也可以用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻的并聯(lián)也可以用一個(gè)電阻來(lái)等效。一個(gè)電阻來(lái)等效。+-1R2RUI1I2I+-IUR二、二、 電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)67 兩個(gè)并聯(lián)電阻上的電流分別為：兩個(gè)并聯(lián)電阻上的電流分別為：+-1R2RUI1I2

34、IIRRRI2121 IRRRI2112 687R3V3I6R 134R2112R12I5I5R67I 計(jì)算圖中所示電阻電路的等效電阻計(jì)算圖中所示電阻電路的等效電阻R，并求電流并求電流 I 和和I5 。例題例題 691 14 4 支路電流法支路電流法 凡不能用電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)的電路，一般凡不能用電阻串并聯(lián)化簡(jiǎn)的電路，一般稱為復(fù)雜電路。在計(jì)算復(fù)雜電路的各種方法稱為復(fù)雜電路。在計(jì)算復(fù)雜電路的各種方法中，中，支路電流法支路電流法是最基本的。它是應(yīng)用是最基本的。它是應(yīng)用基爾基爾霍夫電流定律和電壓定律霍夫電流定律和電壓定律分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出方程，求出未知量。列出方程，求出未知量。7071

35、72求各支路電流：求各支路電流：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（I1-I6）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節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_例例173節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：143III列電流方程列電流方程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)c：352III節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：261III節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)d：564IIIbacd（取其中三個(gè)方程）（取其中三個(gè)方程）節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I

36、6I1I4I3+_74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：61IIbacd55443343RIRIRIEE :adca 665522RIRIRI0 :bcdb 6611444RIRIRIE :abda E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_75N=4 B=6SII33R6aI3sI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1Ux例例20 :0 :0 :364542321SSIIIcIIIbIIIa電流方程電流方程支路電流未知數(shù)少一個(gè)：支路電流未知數(shù)少一個(gè)：支路中含有恒流源的情況支路中含有恒流源的情況76N=4 B=6電壓方程：電壓

37、方程：1552211 :ERIRIRIabda結(jié)果：結(jié)果：5個(gè)電流未知數(shù)個(gè)電流未知數(shù) + 一個(gè)電壓未知數(shù)一個(gè)電壓未知數(shù) = 6個(gè)未知數(shù)個(gè)未知數(shù) 由由6個(gè)方程求解。個(gè)方程求解。0:556644RIRIRIbcdbXURIRIabca4422:dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxaI3s77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

38、#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：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78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

39、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ab791 15 5 結(jié)點(diǎn)電壓法結(jié)點(diǎn)電壓法 當(dāng)電路中支路較多，結(jié)點(diǎn)較少時(shí)當(dāng)電路中支路較多，結(jié)點(diǎn)較少時(shí)可選其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)作參考點(diǎn)，求出其可選其中一個(gè)結(jié)點(diǎn)作參考點(diǎn)，求出其他結(jié)點(diǎn)的相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓，進(jìn)而他結(jié)點(diǎn)的相對(duì)于參考點(diǎn)的電壓，進(jìn)而求出各支路電流。這種方法稱為求出各支路電流。這種方法稱為結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)電

40、壓（位）法電壓（位）法。8081 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)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)因電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而改變。參考點(diǎn)的不同而改變。注意：電位和電壓的區(qū)別注意：電位和電壓的區(qū)別82電位在電路中的表示法電位在電路中的表示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E283bca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5 +140V6 cd84R1R2+15V-15V 參考電位在哪里參考電位在哪里？R1R215V+-1

41、5V+-85圖示電路，計(jì)算開關(guān)圖示電路，計(jì)算開關(guān)S S 斷開和閉合時(shí)斷開和閉合時(shí)A點(diǎn)點(diǎn) 的電位的電位VA解解: (1)當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開時(shí)斷開時(shí)(2) 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí), ,電路電路 如圖（如圖（b）電流電流 I2 = 0，電位電位 VA = 0V 。電流電流 I1 = I2 = 0，電位電位 VA = 6V 。電流在閉合電流在閉合路徑中流通路徑中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k +6VA2k SI I2 2I I1 1(a)86結(jié)點(diǎn)電位的概念結(jié)點(diǎn)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：

42、在電路中任選一結(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零（用在電路中任選一結(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零（用此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各結(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各結(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是該結(jié)點(diǎn)的電位。記為：該結(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）， 87 結(jié)點(diǎn)電位法適用于支路數(shù)多，節(jié)點(diǎn)少的電路。結(jié)點(diǎn)電位法適用于支路數(shù)多，節(jié)點(diǎn)少的電路。 如：如： 共共a、b兩個(gè)兩個(gè)結(jié)結(jié)點(diǎn)，點(diǎn)，b設(shè)為設(shè)為參考點(diǎn)后，僅剩一個(gè)未參考點(diǎn)后，僅剩一個(gè)未知數(shù)（知數(shù)（a點(diǎn)電位點(diǎn)電位Va）。）。abVa結(jié)點(diǎn)電位法中的未知數(shù)結(jié)點(diǎn)電位法中的未知數(shù)：節(jié)點(diǎn)電位節(jié)點(diǎn)電位“VX”。結(jié)點(diǎn)電位法解題思路結(jié)點(diǎn)電位法解

43、題思路 假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)，令其電位為零，假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)，令其電位為零， 求求其它各結(jié)點(diǎn)電位，其它各結(jié)點(diǎn)電位，求各支路的電流或電壓。求各支路的電流或電壓。 88結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：設(shè)：設(shè)：Vb = 0 V 結(jié)點(diǎn)電壓為結(jié)點(diǎn)電壓為 U，參，參考方向從考方向從 a 指向指向 b。111RIUE 因因?yàn)闉?11RUEI 所所以以2. 應(yīng)用歐姆定律求各支路電流應(yīng)用歐姆定律求各支路電流 ：222RUEI 33RUI 1. 用用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn) a 列方程：列方程： I1 I2 + IS I3 = 0E1+I1R1U+baE2+I2ISI3E1+I1R1R2R3+U因?yàn)橐驗(yàn)?E2=U-I2

44、R2所以：所以：893211RUIRUERUE S23212211111RRRIREREUS RIREUS1 90RIREU1Sab V18V316112171242 A2 A1218421242ab1 UIA3 A618 6 ab2 UIA6 3183ab3 UI91212S1S2211ab11RRIIREREU V24V312127330250 92 對(duì)于含恒流源支路的電路，列節(jié)點(diǎn)電位方程對(duì)于含恒流源支路的電路，列節(jié)點(diǎn)電位方程 時(shí)應(yīng)按時(shí)應(yīng)按以下規(guī)則：以下規(guī)則：方程左邊：方程左邊：按原方法編寫，但不考慮恒流源支路的電按原方法編寫，但不考慮恒流源支路的電 阻。阻。 方程右邊：方程右邊：寫上恒流

45、源的電流。其符號(hào)為：電流朝向?qū)懮虾懔髟吹碾娏鳌Ｆ浞?hào)為：電流朝向 未知節(jié)點(diǎn)時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。未知節(jié)點(diǎn)時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。93515A1VI 5A2VI 10AB3VVI 10B4VI 1565B5VI 941 16 6 疊加原理疊加原理 對(duì)于對(duì)于線性電路線性電路，任何一條支路中，任何一條支路中的電流，都可以看成是由電路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)各個(gè)電源（電壓源或電流源）單獨(dú)作用時(shí)電源（電壓源或電流源）單獨(dú)作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。這就是這就是疊加原理疊加原理。95 *所謂電路中各個(gè)電源單獨(dú)作用，所謂電路中各個(gè)電源單獨(dú)作用，就是將電路中

46、其它電源置就是將電路中其它電源置0， 即電壓源短路，電流源開路。即電壓源短路，電流源開路。 961 16 6 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。+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97I2I1AI

47、2I1III III III333222111 +BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_E1+B_R1R2I3R3R1R2ABE2I3R3+_ 98例例+-10 I4A20V10 10 迭加原理用求：迭加原理用求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：99應(yīng)用迭加定理要注意的問(wèn)題應(yīng)用迭加定理要注意的問(wèn)題1. 迭加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、迭加定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. 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

48、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。流的代數(shù)和。=+1004. 迭加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)迭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)用迭加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分運(yùn)用迭加定理時(shí)也可以把電源分

49、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=+101補(bǔ)充補(bǔ)充說(shuō)明說(shuō)明齊性定理齊性定理 只有一個(gè)電源作用的線性電路中，各支路只有一個(gè)電源作用的線性電路中，各支路的電壓或電流和電源成正比。如：的電壓或電流和電源成正比。如：R2+-E1R3I2I3R1I1若若 E1 增加增加 n 倍，各電流也會(huì)增加倍，各電流也會(huì)增加 n倍。倍。顯而易見：顯而易見：102例例 US =1V、IS=1A 時(shí)，時(shí)， Uo=0V已知：已知：US =10 V、IS=0A 時(shí)，時(shí)，Uo=1V

50、求：求：US =0 V、IS=10A 時(shí)，時(shí)， Uo=?US線性無(wú)線性無(wú)源網(wǎng)絡(luò)源網(wǎng)絡(luò)UOIS 解：設(shè)解：設(shè)S2S1OIKUKU （1）和（）和（ 2）聯(lián)立求解得：）聯(lián)立求解得：1 .0K1 .0K21 V1UO 當(dāng)當(dāng) US =1V、IS=1A 時(shí)，時(shí)，)1(.01K1KU21O 當(dāng)當(dāng) US =10 v、IS=0A 時(shí)，時(shí)，)2(.10K10KU21O 103A5 . 0A5 . 0A1 222 III所所以以A5 . 01555S3232 IRRRIV5 . 2V55 . 022S RIUV5 . 72.5V5VSSS UUU1041.1.電壓源電壓源伏安特性伏安特性電壓源模型電壓源模型oIR

51、EUIUEUIRO+-ERo越大越大斜率越大斜率越大1 17 7 理想電壓源和理想電流源理想電壓源和理想電流源主要講有源元件中的兩種電源：電壓源和電流源。主要講有源元件中的兩種電源：電壓源和電流源。105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 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IUabE106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

52、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：107REI 恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_E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)恒壓源特性小結(jié)EUababR1082. 2. 電流源電流源ISROabUabIoabSRUIIIsUabI外特性外特性 電流源模型電流源模型RORO越大越大特性越陡特性越陡109理想電流源理想電流

53、源 （恒流源（恒流源):): RO= 時(shí)的電流源時(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。110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111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。

54、外電路的改變外電路的改變Uab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？abIUabIsR112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(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

55、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113 3、理想源的串聯(lián)和并聯(lián)：、理想源的串聯(lián)和并聯(lián)：(1) 串聯(lián)：串聯(lián)： n個(gè)電壓源的串聯(lián)可用一個(gè)電壓源等效代替，且等效個(gè)電壓源的串聯(lián)可用一個(gè)電壓源等效代替，且等效電壓源的大小等于電壓源的大小等于n個(gè)電壓源的代數(shù)和。個(gè)電壓源的代數(shù)和。uS = uS1 + uS2 + . + uSn+uS1+uS2+uSn12+uS12a.電壓源串連電壓源串連114b. 電流源的串聯(lián)電流源的串聯(lián)? 只有只有大小大小相等、相等

56、、方向方向相同的電流源才允許串聯(lián)，相同的電流源才允許串聯(lián)，其等效電流源等于其中任一電流源的電流（其等效電流源等于其中任一電流源的電流（大小大小、方向方向）。）。12iS1iS2iSn2iS1iS = iS1 = iS2 = = isn115c. 電壓源和電流源的串連電壓源和電流源的串連iS12+uiiS12+uiuS 任任 一一元件元件與電流源串聯(lián)對(duì)外電路來(lái)與電流源串聯(lián)對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，就等效于這個(gè)電流源，串聯(lián)元件說(shuō)，就等效于這個(gè)電流源，串聯(lián)元件對(duì)外電路不起作用對(duì)外電路不起作用。116 （2） 并聯(lián)：并聯(lián)： n個(gè)電流源的并聯(lián)可用一個(gè)電流源等效代替，個(gè)電流源的并聯(lián)可用一個(gè)電流源等效代替，且等效電流源

57、的大小等于且等效電流源的大小等于n個(gè)電流源的代數(shù)和。個(gè)電流源的代數(shù)和。iS1iS2iSn12iS12iS = iS1 + iS2 + + iSna.電流源的并聯(lián)：電流源的并聯(lián)：117 只有只有大小大小相等、相等、方向方向相同的電壓源才允許并聯(lián)，其等相同的電壓源才允許并聯(lián)，其等效電壓源等于其中任一電壓源的電壓（效電壓源等于其中任一電壓源的電壓（大小、方向大小、方向）。）。uS1uS2uSn+12uS+12uS = uS1 = uS2 = . =uSn b. 電壓源的并聯(lián)電壓源的并聯(lián)？118c、電壓源與電流源并聯(lián)：、電壓源與電流源并聯(lián)：uS+12+ui 任一電流源與電壓源并聯(lián)對(duì)外電路來(lái)任一電流源與

58、電壓源并聯(lián)對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，就等效于這個(gè)電壓源，并聯(lián)元件對(duì)外說(shuō)，就等效于這個(gè)電壓源，并聯(lián)元件對(duì)外電路不起作用。電路不起作用。 iSuS+12+ui 1193.3.兩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：即：IRO+-EbaUabISabUabI RO120等效互換公式等效互換公式oabRIEUIRO+-EbaUabRIRIRIIUoososabISabUabIRO則則oRIERIRIoosRIEosRRooI = I Uab = Uab若若121ooosRRREIRRRIEooosaE+-bIU

59、abRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 122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)LR時(shí)時(shí)例如：例如：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123注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 E E 與與 I Is s 的方向的方向(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI124(3)恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓

60、源和恒流源不能等效互換abIUabIsaE+-bI0EREIoS（不存在不存在）125(4) 進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，恒壓源串電阻和進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，恒壓源串電阻和恒電流源并電阻兩者之間均可等效變恒電流源并電阻兩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。126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 R_+abUab=?Is原則原則：I Is s不能變，不能變，E E 不能變。不能變。EIRUab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127111REI 333REI R1R3