《電工電子技術(shù)》課件

1、第第1章章 直流電路直流電路 本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)n電路的基礎(chǔ)知識(shí)電路的基礎(chǔ)知識(shí)n基爾霍夫定律基爾霍夫定律n電路的分析方法電路的分析方法n本章小結(jié)本章小結(jié)1.1 電路的基礎(chǔ)知識(shí)電路的基礎(chǔ)知識(shí) 電路是電流的通路，它是由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部電路是電流的通路，它是由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分按一定方式組合而成的。分按一定方式組合而成的。 電路的主要作用：電路的主要作用：1實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。2實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理 1.1.1 電路模型電路模型 為了方便對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和研究，通常將實(shí)際電路為了方便對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行分析和研究，通常將實(shí)際電

2、路元件理想化（模型化），突出其主要電磁性質(zhì)，忽略次要性元件理想化（模型化），突出其主要電磁性質(zhì)，忽略次要性質(zhì)，近似看作理想電路元件。質(zhì)，近似看作理想電路元件。 由理想電路元件組成的電路稱為實(shí)際電路的電路模型，由理想電路元件組成的電路稱為實(shí)際電路的電路模型，如下圖所示。如下圖所示。 1.1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量 1電流電流 在電場(chǎng)力的作用下，電荷有規(guī)則地定向移動(dòng)就形成了電在電場(chǎng)力的作用下，電荷有規(guī)則地定向移動(dòng)就形成了電流。習(xí)慣上規(guī)定電流的方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)流。習(xí)慣上規(guī)定電流的方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，它是客觀存在的，稱為電流的實(shí)際方向。電流動(dòng)的反方

3、向，它是客觀存在的，稱為電流的實(shí)際方向。電流的大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度，的大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，稱為電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，用簡(jiǎn)稱電流，用i表示，即表示，即 ddqit 小寫字母小寫字母i表示電流隨時(shí)間變化。大小和方向都不隨時(shí)間表示電流隨時(shí)間變化。大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電流，用大寫字母變化的電流稱為直流電流，用大寫字母I表示，于是表示，于是 QIt 在國(guó)際單位制中，電流的單位為安培（在國(guó)際單位制中，電流的單位為安培（A）。常用的電）。常用的電流單位還有千安（流單位還有千安（kA）、毫安（）、毫安（mA）和微安（）和微安（A）。）。 為了方便

4、分析和計(jì)算，可以任意選定一個(gè)方向作為參考為了方便分析和計(jì)算，可以任意選定一個(gè)方向作為參考方向，如下圖所示，若電流的實(shí)際方向與參考方向一致，則方向，如下圖所示，若電流的實(shí)際方向與參考方向一致，則電流為正值；若電流的實(shí)際方向與參考方向相反，則電流為電流為正值；若電流的實(shí)際方向與參考方向相反，則電流為負(fù)值。負(fù)值。 電流的參考方向可以用箭頭表示，也可以用雙下標(biāo)表電流的參考方向可以用箭頭表示，也可以用雙下標(biāo)表示。例如，示。例如，iab表示電流的參考方向是從表示電流的參考方向是從a指向指向b的。的。 2電壓電壓 在電路中任選一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，則電場(chǎng)力把單位正電在電路中任選一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，則電場(chǎng)力把單位正電荷

5、從某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功稱為該點(diǎn)的電位，用荷從某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功稱為該點(diǎn)的電位，用v（V）表示。表示。 電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功稱為點(diǎn)所做的功稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓，用兩點(diǎn)間的電壓，用uab（Uab）表示，即）表示，即 abddwuq 習(xí)慣上規(guī)定電壓的實(shí)際方向?yàn)橛筛唠娢唬?xí)慣上規(guī)定電壓的實(shí)際方向?yàn)橛筛唠娢唬ā啊睒O性）極性）端指向低電位（端指向低電位（“”極性）端，即電位降低的方向。因此，極性）端，即電位降低的方向。因此，電路中兩點(diǎn)間的電壓也可用兩點(diǎn)間的電位差來(lái)表示，即電路中兩點(diǎn)間的電壓也可用兩點(diǎn)間的電位差來(lái)表示，即 ababuvv 在國(guó)際單

6、位制中，電位和電壓的單位相同，都為伏特在國(guó)際單位制中，電位和電壓的單位相同，都為伏特（V）。常用的電壓?jiǎn)挝贿€有千伏（）。常用的電壓?jiǎn)挝贿€有千伏（kV）、毫伏（）、毫伏（mV）和微）和微伏（伏（V）。）。 電路中兩點(diǎn)間的電壓是不變的，而各點(diǎn)的電位則隨參考電路中兩點(diǎn)間的電壓是不變的，而各點(diǎn)的電位則隨參考點(diǎn)的不同而不同。因此，在研究同一電路系統(tǒng)時(shí)，只能選取點(diǎn)的不同而不同。因此，在研究同一電路系統(tǒng)時(shí)，只能選取一個(gè)電位參考點(diǎn)。一個(gè)電位參考點(diǎn)。 與電流類似，分析電路時(shí)，也需先任意選定一個(gè)方向作為與電流類似，分析電路時(shí)，也需先任意選定一個(gè)方向作為參考方向，如下圖所示，若電壓的實(shí)際方向與參考方向一致，參考方向

7、，如下圖所示，若電壓的實(shí)際方向與參考方向一致，則電壓為正值；若電壓的實(shí)際方向與參考方向相反，則電壓為則電壓為正值；若電壓的實(shí)際方向與參考方向相反，則電壓為負(fù)值。負(fù)值。 電壓的參考方向可以用箭頭表示，也可以用電壓的參考方向可以用箭頭表示，也可以用“”、“”表示，還可以用雙下標(biāo)表示。表示，還可以用雙下標(biāo)表示。 一般來(lái)說(shuō)，同一段電路上電流和電壓的參考方向彼此獨(dú)一般來(lái)說(shuō)，同一段電路上電流和電壓的參考方向彼此獨(dú)立無(wú)關(guān)，可以各自選定。但為了方便分析，通常將電流和電立無(wú)關(guān)，可以各自選定。但為了方便分析，通常將電流和電壓的參考方向選得一致，稱為壓的參考方向選得一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。這時(shí)，只需標(biāo)。

8、這時(shí)，只需標(biāo)出電流或電壓中一個(gè)的參考方向即可。出電流或電壓中一個(gè)的參考方向即可。 3電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) 電動(dòng)勢(shì)是指電源內(nèi)部的非電場(chǎng)力把單位正電荷由低電位電動(dòng)勢(shì)是指電源內(nèi)部的非電場(chǎng)力把單位正電荷由低電位b端移到高電位端移到高電位a端所做的功，用端所做的功，用e（E）表示，即）表示，即 ddweq 電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向?yàn)橛傻碗娢欢酥赶蚋唠娢欢?，即電位電?dòng)勢(shì)的實(shí)際方向?yàn)橛傻碗娢欢酥赶蚋唠娢欢耍措娢簧叩姆较?，因此，電?dòng)勢(shì)和電壓的實(shí)際方向相反，如左圖升高的方向，因此，電動(dòng)勢(shì)和電壓的實(shí)際方向相反，如左圖所示。在開路情況下，電源電動(dòng)勢(shì)與電源兩端的電壓大小相所示。在開路情況下，電源電動(dòng)勢(shì)與電源兩端的電壓大小相等，方

9、向相反，如右圖所示。等，方向相反，如右圖所示。 4功率功率 功率是指電能量對(duì)時(shí)間的變化率，也就是電場(chǎng)力在單位時(shí)功率是指電能量對(duì)時(shí)間的變化率，也就是電場(chǎng)力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，用間內(nèi)所做的功，用p（P）表示，即）表示，即 ddddddww qpuitqt 在國(guó)際單位制中，功率的單位為瓦特（在國(guó)際單位制中，功率的單位為瓦特（W）。常用的功）。常用的功率單位為千瓦（率單位為千瓦（kW）。日常生活中所說(shuō)的）。日常生活中所說(shuō)的1度電就是指功率度電就是指功率為為1kW的元件在的元件在1h內(nèi)消耗的電能，即內(nèi)消耗的電能，即1kWh：1度度1kWh3.6106J 當(dāng)元件中流過(guò)的電流與其兩端電壓在關(guān)聯(lián)參考方向下時(shí)

10、，當(dāng)元件中流過(guò)的電流與其兩端電壓在關(guān)聯(lián)參考方向下時(shí)，若若pui0，則說(shuō)明流經(jīng)元件的電流實(shí)際方向與元件兩端電，則說(shuō)明流經(jīng)元件的電流實(shí)際方向與元件兩端電壓的實(shí)際方向是一致的，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做了功，元件壓的實(shí)際方向是一致的，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做了功，元件吸收吸收功率功率；若；若pui0，則說(shuō)明流經(jīng)元件的電流實(shí)際方向與元件，則說(shuō)明流經(jīng)元件的電流實(shí)際方向與元件兩端電壓的實(shí)際方向是相反的，一定有外力克服電場(chǎng)力做了兩端電壓的實(shí)際方向是相反的，一定有外力克服電場(chǎng)力做了功，元件功，元件發(fā)出功率發(fā)出功率。當(dāng)元件中流過(guò)的電流與其兩端電壓在非。當(dāng)元件中流過(guò)的電流與其兩端電壓在非關(guān)聯(lián)參考方向下時(shí)，上述結(jié)論正好相反。關(guān)聯(lián)參考

11、方向下時(shí)，上述結(jié)論正好相反。 電路元件在電路元件在t0t時(shí)間內(nèi)所消耗或提供的能量時(shí)間內(nèi)所消耗或提供的能量W為：為： 0 dttWp t直流時(shí)直流時(shí) 0WP tt（） 【例【例1-1】如下圖所示直流電路中，】如下圖所示直流電路中，U14V，U28V，U36V，I4A，求各電路元件吸收或發(fā)出的功率，求各電路元件吸收或發(fā)出的功率P1、P2、P3，并求整段電路的功率并求整段電路的功率P。 【解】對(duì)元件【解】對(duì)元件1，其電流和電壓為關(guān)聯(lián)參考方向，且，其電流和電壓為關(guān)聯(lián)參考方向，且P1U1I4416（W）0，所以，元件，所以，元件1吸收功率吸收功率16W。 對(duì)元件對(duì)元件2，其電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，且

12、，其電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，且P2U2I8432（W）0，所以，元件，所以，元件2吸收功率吸收功率32W。 對(duì)元件對(duì)元件3，其電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，且，其電流和電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，且P3U3I6424（W）0，所以，元件，所以，元件3發(fā)出功率發(fā)出功率32W。 設(shè)吸收功率為正，發(fā)出功率為負(fù)，則整段電路的功率設(shè)吸收功率為正，發(fā)出功率為負(fù)，則整段電路的功率P為：為：P16322424（W） 1.1.3 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 1通路工作狀態(tài)通路工作狀態(tài) 如下圖所示，將開關(guān)合上，接通電源與負(fù)載，電路即處于如下圖所示，將開關(guān)合上，接通電源與負(fù)載，電路即處于通路工作狀態(tài)，又稱為有載工作狀

13、態(tài)。通路工作狀態(tài)，又稱為有載工作狀態(tài)。 （1）電壓與電流的關(guān)系）電壓與電流的關(guān)系 根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流I為：為： 0EIRR電源的輸出電壓電源的輸出電壓U為負(fù)載為負(fù)載R兩端的電壓為：兩端的電壓為： 0UEIR 由上式可知，電源的輸出電壓由上式可知，電源的輸出電壓U小于小于電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E，兩者之差為電流通過(guò)電源內(nèi)阻，兩者之差為電流通過(guò)電源內(nèi)阻所產(chǎn)生的電壓降所產(chǎn)生的電壓降IR0。電源的輸出電壓。電源的輸出電壓U與輸出電流與輸出電流I之間的變化關(guān)系稱為電源的之間的變化關(guān)系稱為電源的外特性，其外特性曲線如右圖所示。外特性，其外特性曲線如右圖所示。 （2）功率與功

14、率平衡）功率與功率平衡 20EIUII RE0PPP 上式稱為功率平衡式，它表明，整個(gè)電路的功率是平衡的，上式稱為功率平衡式，它表明，整個(gè)電路的功率是平衡的，即由電源發(fā)出的功率等于電路各部分所消耗的功率之和。即由電源發(fā)出的功率等于電路各部分所消耗的功率之和。 （3）電氣設(shè)備的額定值及工作狀態(tài)）電氣設(shè)備的額定值及工作狀態(tài) 為了保證電氣設(shè)備的安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，制造廠規(guī)定為了保證電氣設(shè)備的安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，制造廠規(guī)定了其在正常運(yùn)行條件下的使用限額，稱為了其在正常運(yùn)行條件下的使用限額，稱為額定值額定值。電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的額定值通常標(biāo)在產(chǎn)品的銘牌或說(shuō)明書上。的額定值通常標(biāo)在產(chǎn)品的銘牌或說(shuō)明書上。

15、電源設(shè)備的額定值一般包括額定電壓電源設(shè)備的額定值一般包括額定電壓UN、額定電流、額定電流IN和和額定容量額定容量SN。其中，。其中，UN和和IN是指電源設(shè)備安全運(yùn)行所規(guī)定的是指電源設(shè)備安全運(yùn)行所規(guī)定的電壓和電流限額；電壓和電流限額；SNUNIN，表征電源的最大允許輸出功率。，表征電源的最大允許輸出功率。 負(fù)載的額定值一般包括額定電壓負(fù)載的額定值一般包括額定電壓UN、額定電流、額定電流IN和額定和額定功率功率PN。對(duì)于電阻性負(fù)載，由于這三者與電阻。對(duì)于電阻性負(fù)載，由于這三者與電阻R之間存在一之間存在一定的關(guān)系，所以它的額定值不一定會(huì)全部標(biāo)出。定的關(guān)系，所以它的額定值不一定會(huì)全部標(biāo)出。 電氣設(shè)備在

16、額定值情況下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀電氣設(shè)備在額定值情況下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài)，又稱為態(tài)，又稱為滿載滿載。此時(shí)，電氣設(shè)備的使用是最經(jīng)濟(jì)合理和。此時(shí)，電氣設(shè)備的使用是最經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠的。安全可靠的。 電氣設(shè)備超過(guò)額定值的工作狀態(tài)稱為電氣設(shè)備超過(guò)額定值的工作狀態(tài)稱為過(guò)載過(guò)載。由于溫度。由于溫度升高需要一定時(shí)間，因此，電氣設(shè)備短時(shí)間過(guò)載時(shí)，不會(huì)升高需要一定時(shí)間，因此，電氣設(shè)備短時(shí)間過(guò)載時(shí)，不會(huì)發(fā)生損壞；但若過(guò)載時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)大大縮短電氣設(shè)備的發(fā)生損壞；但若過(guò)載時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)大大縮短電氣設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞電氣設(shè)備。使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞電氣設(shè)備。 電氣設(shè)備低于額定值的工作狀態(tài)稱

17、為電氣設(shè)備低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載輕載。嚴(yán)重輕載。嚴(yán)重輕載時(shí)，電氣設(shè)備就不能正常合理地工作，或不能充分發(fā)揮其時(shí)，電氣設(shè)備就不能正常合理地工作，或不能充分發(fā)揮其工作能力。因此，過(guò)載和嚴(yán)重輕載都是應(yīng)該避免的。工作能力。因此，過(guò)載和嚴(yán)重輕載都是應(yīng)該避免的。 【例【例1-2】一熱水器的額定功率為】一熱水器的額定功率為800W，額定電壓為，額定電壓為220V，求該熱水器的額定電流和電阻。若將其接在電壓為，求該熱水器的額定電流和電阻。若將其接在電壓為110V的電路上，該熱水器的輸出功率為多少？的電路上，該熱水器的輸出功率為多少？ 【解】其額定電流和電阻分別為：解】其額定電流和電阻分別為： NNN800

18、3.64 A220PIU（ ）22NN22060.5 800URP（ ） 若將其接在電壓為若將其接在電壓為110V的電路上，則該熱水器的輸出功的電路上，則該熱水器的輸出功率率P為：為： 22110200 W60.5UPR（）2開路工作狀態(tài)開路工作狀態(tài) 如下圖所示，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電源未與負(fù)載接通，電路如下圖所示，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電源未與負(fù)載接通，電路處于開路工作狀態(tài)，又稱為空載工作狀態(tài)。此時(shí)，電路中的處于開路工作狀態(tài)，又稱為空載工作狀態(tài)。此時(shí)，電路中的電流為零，電源的端電壓電流為零，電源的端電壓U0（稱為開路電壓或空載電壓）等（稱為開路電壓或空載電壓）等于電源電動(dòng)勢(shì)，電源不能輸出電能，電路的功率為

19、零。于電源電動(dòng)勢(shì)，電源不能輸出電能，電路的功率為零。 開路工作狀態(tài)的特征可用下列公式表示：開路工作狀態(tài)的特征可用下列公式表示： 0E000IUUEPPP3短路工作狀態(tài)短路工作狀態(tài) 如下圖所示，當(dāng)電源兩邊的導(dǎo)線由于某種原因而直接相如下圖所示，當(dāng)電源兩邊的導(dǎo)線由于某種原因而直接相連時(shí)，電路處于短路工作狀態(tài)。短路時(shí)，電源的輸出電流連時(shí)，電路處于短路工作狀態(tài)。短路時(shí)，電源的輸出電流IS稱為短路電流。由于電源內(nèi)阻稱為短路電流。由于電源內(nèi)阻R0一般都很小，故短路電流一般都很小，故短路電流IS很大。短路時(shí)，外電阻可視為零，電源的輸出電壓也為零，很大。短路時(shí)，外電阻可視為零，電源的輸出電壓也為零，電源所產(chǎn)生的

20、電能全部被電源內(nèi)阻消耗掉，故電源的輸出功電源所產(chǎn)生的電能全部被電源內(nèi)阻消耗掉，故電源的輸出功率為零。率為零。 短路工作狀態(tài)的特征可用下列公式表示：短路工作狀態(tài)的特征可用下列公式表示： S02E0000UEIIRPPI RP1.1.4 電阻元件、電感元件及電容元件電阻元件、電感元件及電容元件 1電阻元件電阻元件 電阻元件是一種消耗電能的元件，用電阻元件是一種消耗電能的元件，用R表示，單位為歐表示，單位為歐姆（姆（）。電阻元件可分為線性電阻和非線性電阻。）。電阻元件可分為線性電阻和非線性電阻。 （1）線性電阻）線性電阻 線性電阻在電路中的符號(hào)如下圖所示，它遵循歐姆定律，線性電阻在電路中的符號(hào)如下圖

21、所示，它遵循歐姆定律，其兩端的電壓與流過(guò)的電流成正比，即其兩端的電壓與流過(guò)的電流成正比，即 uiR 線性電阻線性電阻R是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)，其電壓和電是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)，其電壓和電流的關(guān)系曲線（即伏安特性曲線）是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，如流的關(guān)系曲線（即伏安特性曲線）是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，如下圖所示。下圖所示。 （2）非線性電阻）非線性電阻 非線性電阻在電路中的符號(hào)如左圖所示，它不遵循歐姆非線性電阻在電路中的符號(hào)如左圖所示，它不遵循歐姆定律，其兩端的電壓與流過(guò)的電流不成正比關(guān)系。非線性電定律，其兩端的電壓與流過(guò)的電流不成正比關(guān)系。非線性電阻阻R不是一個(gè)常數(shù)，它隨電壓和電流的變化而

22、變化，其伏安不是一個(gè)常數(shù)，它隨電壓和電流的變化而變化，其伏安特性曲線是一條曲線，如右圖所示。特性曲線是一條曲線，如右圖所示。 2電感元件電感元件 電感元件工作時(shí)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，電感元件工作時(shí)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，它是一種儲(chǔ)能元件。如左圖所示，電感元件是由導(dǎo)線繞制而它是一種儲(chǔ)能元件。如左圖所示，電感元件是由導(dǎo)線繞制而成的，它在電路中的符號(hào)如右圖所示。設(shè)電感線圈有成的，它在電路中的符號(hào)如右圖所示。設(shè)電感線圈有N匝，匝，當(dāng)線圈通過(guò)電流當(dāng)線圈通過(guò)電流i時(shí)，在線圈內(nèi)部將產(chǎn)生時(shí)，在線圈內(nèi)部將產(chǎn)生磁通磁通。磁通與線圈。磁通與線圈匝數(shù)的乘積稱為匝數(shù)的乘積稱為磁通鏈磁通鏈，用，

23、用表示，表示，N。在國(guó)際單位制。在國(guó)際單位制中，磁通中，磁通與磁通鏈與磁通鏈的單位都為韋伯（的單位都為韋伯（Wb）。）。 當(dāng)磁通當(dāng)磁通與磁通鏈與磁通鏈的參考方向與電流的參考方向與電流i的參考方向之間的參考方向之間符合右手螺旋定則時(shí)，有：符合右手螺旋定則時(shí)，有： Li 當(dāng)磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)當(dāng)磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eL為：為： LddddeNtt LddieLt 由上式可以看出，只有電流發(fā)生變化時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)由上式可以看出，只有電流發(fā)生變化時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在直流電路中，電流不隨時(shí)間

24、變化，因此，電動(dòng)勢(shì)。在直流電路中，電流不隨時(shí)間變化，因此，eL0，電感元件相當(dāng)于短路。電感元件相當(dāng)于短路。 電感元件在電感元件在0到到t時(shí)間內(nèi)所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量時(shí)間內(nèi)所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量WL為：為： 2L 0 0 0 0d1ddddd2tttiiWp tui tLitLi iLit可以看出，可以看出，L一定時(shí)，磁場(chǎng)能量一定時(shí)，磁場(chǎng)能量WL隨電流的增大而增大。隨電流的增大而增大。 3電容元件電容元件 電容元件工作時(shí)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，電容元件工作時(shí)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，它也是一種儲(chǔ)能元件。電容元件是由兩塊金屬板間隔以不同它也是一種儲(chǔ)能元件。電容元件是由兩塊金屬板間隔以不同

25、的絕緣材料而制成的，它在電路中的符號(hào)如下圖所示。的絕緣材料而制成的，它在電路中的符號(hào)如下圖所示。 電容元件所儲(chǔ)存的電量電容元件所儲(chǔ)存的電量q與其兩端的電與其兩端的電壓壓u成正比，即成正比，即 qCu 當(dāng)電容元件兩端的電壓當(dāng)電容元件兩端的電壓u與流入正極板的電流與流入正極板的電流i的參考方向的參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，有：為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，有： ddddquiCtt 可以看出，只有電容元件上的電壓發(fā)生變化時(shí)，電容兩可以看出，只有電容元件上的電壓發(fā)生變化時(shí)，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容兩端的電壓不發(fā)生變化，端才有電流。在直流電路中，電容兩端的電壓不發(fā)生變化，因此，因此，i0，電容元件相當(dāng)于

26、開路。，電容元件相當(dāng)于開路。 電容元件在電容元件在0到到t時(shí)間內(nèi)所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量時(shí)間內(nèi)所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量WC為：為： 2C 0 0 00d1ddddd2tttuuWp tui tCutLu uCut可以看出，可以看出，C一定時(shí)，電場(chǎng)能量一定時(shí)，電場(chǎng)能量WC隨電壓的增大而增大。隨電壓的增大而增大。 1.1.5 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 1電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián) 如果電路中有如果電路中有n個(gè)電阻順序相接，中間沒(méi)有分支，則這個(gè)電阻順序相接，中間沒(méi)有分支，則這樣的連接形式稱為電阻的串聯(lián)，如下圖所示。串聯(lián)電路的特樣的連接形式稱為電阻的串聯(lián)，如下圖所示。串聯(lián)電路的特點(diǎn)是通過(guò)每個(gè)電阻的電流都相同，總電壓

27、等于各串聯(lián)電阻的點(diǎn)是通過(guò)每個(gè)電阻的電流都相同，總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和，即電壓之和，即 12nIIII12nUUUU由以上兩式可得由以上兩式可得 12nUUUUIIII12nRRRR R稱為串聯(lián)電阻的等效電阻，如右圖稱為串聯(lián)電阻的等效電阻，如右圖所示，其等效條件為在同一電壓作用下電所示，其等效條件為在同一電壓作用下電流保持不變。上式表明，串聯(lián)電路的等效流保持不變。上式表明，串聯(lián)電路的等效電阻等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和。電阻等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和。 以兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路為例計(jì)算各個(gè)電阻的電壓，可得以兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路為例計(jì)算各個(gè)電阻的電壓，可得 11112RUIRURR22212RUIRURR串聯(lián)

28、電路中的總功率串聯(lián)電路中的總功率P為：為： 222212nPUII RI RI RI R 上式表明，上式表明，n個(gè)電阻串聯(lián)吸收的總功率等于各個(gè)電阻吸收的個(gè)電阻串聯(lián)吸收的總功率等于各個(gè)電阻吸收的功率之和，也等于其等效電阻所吸收的功率。功率之和，也等于其等效電阻所吸收的功率。 2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián) 如果電路中有如果電路中有n個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共點(diǎn)之間，則這樣的個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共點(diǎn)之間，則這樣的連接形式稱為電阻的并聯(lián)，如下圖所示。并聯(lián)電路的特點(diǎn)是每連接形式稱為電阻的并聯(lián)，如下圖所示。并聯(lián)電路的特點(diǎn)是每個(gè)電阻兩端的電壓都相等，總電流等于流過(guò)各個(gè)并聯(lián)電阻的電個(gè)電阻兩端的電壓都相等，總電流等于流過(guò)各個(gè)

29、并聯(lián)電阻的電流之和，即流之和，即 12nUUUU12nIIII由以上兩式可得由以上兩式可得12nIIIIUUUU121111nRRRR R為并聯(lián)電阻的等效電阻，如右圖所示，為并聯(lián)電阻的等效電阻，如右圖所示，其等效條件也是在同一電壓作用下電流保其等效條件也是在同一電壓作用下電流保持不變。上式表明，并聯(lián)電路等效電阻的持不變。上式表明，并聯(lián)電路等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。 以兩個(gè)電阻的并聯(lián)電路為例計(jì)算各個(gè)電阻上的電流，可得以兩個(gè)電阻的并聯(lián)電路為例計(jì)算各個(gè)電阻上的電流，可得 211112RUIRIIRRRR122212RUIRIIRRRR并聯(lián)電路中的總功率

30、并聯(lián)電路中的總功率P為：為： 222212nUUUUPUIRRRR 上式表明，上式表明，n個(gè)電阻并聯(lián)吸收的總功率等于各個(gè)電阻吸個(gè)電阻并聯(lián)吸收的總功率等于各個(gè)電阻吸收的功率之和，也等于其等效電阻所吸收的功率。收的功率之和，也等于其等效電阻所吸收的功率。 1.1.6 電壓源與電流源電壓源與電流源 1電壓源電壓源 任何一個(gè)電源都含有電動(dòng)勢(shì)任何一個(gè)電源都含有電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻和內(nèi)阻R0，從電路結(jié)構(gòu)上，從電路結(jié)構(gòu)上來(lái)看，它們是緊密結(jié)合在一起的。但為了便于對(duì)電路進(jìn)行來(lái)看，它們是緊密結(jié)合在一起的。但為了便于對(duì)電路進(jìn)行分析與計(jì)算，往往將它們分開，這樣由電動(dòng)勢(shì)分析與計(jì)算，往往將它們分開，這樣由電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻和內(nèi)阻R

31、0串串聯(lián)組成的電源電路模型稱為電壓源，如下圖所示。聯(lián)組成的電源電路模型稱為電壓源，如下圖所示。 電壓源對(duì)外提供的電壓電壓源對(duì)外提供的電壓U與電流與電流I關(guān)系為：關(guān)系為： 0UEIR 根據(jù)上式可作出電壓源的外特性曲線，如下圖所示根據(jù)上式可作出電壓源的外特性曲線，如下圖所示a線。線。電壓源開路時(shí)，電壓源開路時(shí)，I0，UUSE；電壓源短路時(shí)，；電壓源短路時(shí)，U0，IISE/R0。顯然，內(nèi)阻。顯然，內(nèi)阻R0越小，外特性曲線越平坦。越小，外特性曲線越平坦。 理想電壓源的外特性曲線是一條與橫軸平行的直線，如下理想電壓源的外特性曲線是一條與橫軸平行的直線，如下圖所示圖所示b線。線。 當(dāng)當(dāng)R00時(shí)，輸出電壓時(shí)

32、，輸出電壓U恒等于電動(dòng)勢(shì)恒等于電動(dòng)勢(shì)E（或（或US），為一定），為一定值，與流過(guò)的電流值，與流過(guò)的電流I無(wú)關(guān)，其電流無(wú)關(guān)，其電流I由負(fù)載電阻由負(fù)載電阻R及輸出電壓及輸出電壓U本本身確定。這樣的電壓源稱為理想電壓源或恒壓源，其符號(hào)如下身確定。這樣的電壓源稱為理想電壓源或恒壓源，其符號(hào)如下圖所示。其中，左圖所示既可表示直流恒壓源，也可表示交流圖所示。其中，左圖所示既可表示直流恒壓源，也可表示交流恒壓源；而右圖所示僅表示直流恒壓源。恒壓源；而右圖所示僅表示直流恒壓源。 理想電壓源是一種理想的情況，實(shí)際中并不存在。但理想電壓源是一種理想的情況，實(shí)際中并不存在。但如果電源的內(nèi)阻如果電源的內(nèi)阻R0遠(yuǎn)小于負(fù)

33、載電阻遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻R，即，即R0R，則內(nèi)阻，則內(nèi)阻電壓降電壓降R0IU，于是，電壓源對(duì)外提供的電壓，于是，電壓源對(duì)外提供的電壓UE，基，基本保持恒定，此時(shí)可以認(rèn)為是理想電壓源。例如，穩(wěn)壓電本保持恒定，此時(shí)可以認(rèn)為是理想電壓源。例如，穩(wěn)壓電源在其工作范圍內(nèi)就可認(rèn)為是一理想電壓源。源在其工作范圍內(nèi)就可認(rèn)為是一理想電壓源。 2電流源電流源 S00UEIIIRRS0UIIR 根據(jù)上式可作出如下圖所示電路圖。其中，由電流根據(jù)上式可作出如下圖所示電路圖。其中，由電流IS和內(nèi)阻和內(nèi)阻R0并聯(lián)組成的電源電路模型稱為電流源。并聯(lián)組成的電源電路模型稱為電流源。 電流源的外特性曲線如下圖所示電流源的外特性曲線如下

34、圖所示a線。電流源開路時(shí)，線。電流源開路時(shí)，I0，UUSISR0；電流源短路時(shí)，；電流源短路時(shí)，U0，IIS。顯然，。顯然，內(nèi)阻內(nèi)阻R0越大，外特性曲線越陡。越大，外特性曲線越陡。 理想電流源的外特性曲線是一條與縱軸平行的直線，理想電流源的外特性曲線是一條與縱軸平行的直線，如下圖所示如下圖所示b線。線。 當(dāng)當(dāng)R0時(shí)，電流時(shí)，電流I恒等于電流恒等于電流IS，為一定值，與電流源，為一定值，與電流源兩端的電壓兩端的電壓U無(wú)關(guān)，其電壓無(wú)關(guān)，其電壓U由負(fù)載由負(fù)載R及電流及電流I本身確定。這樣本身確定。這樣的電流源稱為理想電流源或恒流源，其符號(hào)如下圖所示。的電流源稱為理想電流源或恒流源，其符號(hào)如下圖所示。

35、 理想電流源也是一種理想的情況，實(shí)際中理想電流源也是一種理想的情況，實(shí)際中并不存在。但如果電源的內(nèi)阻并不存在。但如果電源的內(nèi)阻R0遠(yuǎn)大于負(fù)載電遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻阻R，即，即R0R，則，則IIS，基本保持恒定，此，基本保持恒定，此時(shí)可以認(rèn)為是理想電流源。時(shí)可以認(rèn)為是理想電流源。 3電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換 一個(gè)實(shí)際電源可以用電壓源表示，也可以用電流源表示，一個(gè)實(shí)際電源可以用電壓源表示，也可以用電流源表示，這說(shuō)明電壓源和電流源對(duì)同一外電路而言是等效的，可以進(jìn)這說(shuō)明電壓源和電流源對(duì)同一外電路而言是等效的，可以進(jìn)行等效變換，如下圖所示。等效變換的條件為變換后保持輸行等效變換，如下圖

36、所示。等效變換的條件為變換后保持輸出電壓和輸出電流不變，即出電壓和輸出電流不變，即 SS0UIRSS0UI R 在對(duì)電壓源和電流源進(jìn)行等效變換時(shí)，還應(yīng)注意以下幾在對(duì)電壓源和電流源進(jìn)行等效變換時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。點(diǎn)。 （1）電壓源和電流源的等效變換關(guān)系只是相對(duì)于外電）電壓源和電流源的等效變換關(guān)系只是相對(duì)于外電路而言的，而對(duì)電源內(nèi)部是不等效的。例如，當(dāng)電源兩端處路而言的，而對(duì)電源內(nèi)部是不等效的。例如，當(dāng)電源兩端處于開路狀態(tài)時(shí)，對(duì)電壓源，于開路狀態(tài)時(shí)，對(duì)電壓源，I0，電源內(nèi)阻，電源內(nèi)阻R0不損耗功率；不損耗功率；而對(duì)電流源，電源內(nèi)部仍有電流，其內(nèi)阻而對(duì)電流源，電源內(nèi)部仍有電流，其內(nèi)阻R0損耗功率。

37、損耗功率。 （2）等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。）等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。 （3）理想電壓源與理想電流源之間無(wú)等效關(guān)系。因?yàn)椋├硐腚妷涸磁c理想電流源之間無(wú)等效關(guān)系。因?yàn)槔硐腚妷涸吹膬?nèi)阻理想電壓源的內(nèi)阻R00，若能等效變換，則變換后電流源，若能等效變換，則變換后電流源的短路電流的短路電流ISUS/R0；同樣，理想電流源的內(nèi)阻；同樣，理想電流源的內(nèi)阻R0，若能等效變換，則變換后電壓源的開路電壓若能等效變換，則變換后電壓源的開路電壓USISR0，它們都不能得到有限值，是沒(méi)有意義的。它們都不能得到有限值，是沒(méi)有意義的。 （4）任何一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為）任何一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和

38、某個(gè)電阻的理想電壓源和某個(gè)電阻R串串聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)電流為聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)電流為IS的理想電流源和這個(gè)電阻的理想電流源和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路，兩者是等效的。并聯(lián)的電路，兩者是等效的。 【例【例1-3】如左圖所示，已知】如左圖所示，已知US124V，R014，US230V，R026，試計(jì)算其等效電壓源的電壓，試計(jì)算其等效電壓源的電壓US和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻R0。 【解】先將兩個(gè)電壓源等效變換為電流源，如右圖所示，【解】先將兩個(gè)電壓源等效變換為電流源，如右圖所示，其中其中 S1S101246 A4UIR （ ）S2S202305 A6UIR （ ） 然后，再將兩個(gè)電流源合并為一個(gè)等效電流源，

39、如左然后，再將兩個(gè)電流源合并為一個(gè)等效電流源，如左圖所示，其中圖所示，其中 SS1S26511 AIII （ ）0102001024 646R RRRR=2. 4（ ） 最后，再將這個(gè)等效電流源變換為等效電壓源，如右最后，再將這個(gè)等效電流源變換為等效電壓源，如右圖所示，其中圖所示，其中 S0 S2.4 1126.4 VUR I（ ）0R =2. 4（ ）1.2 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫定律可分為基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定基爾霍夫定律可分為基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。其中，基爾霍夫電流定律主要應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)；基爾霍夫電壓律。其中，基爾霍夫電流定律主要應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)；基爾霍夫電壓定

40、律主要應(yīng)用于回路。定律主要應(yīng)用于回路。 1.2.1 電路中的幾個(gè)名詞電路中的幾個(gè)名詞 1支路支路 電路中的每一分支稱為支路，一電路中的每一分支稱為支路，一條支路中只流過(guò)一個(gè)電流稱為支路電條支路中只流過(guò)一個(gè)電流稱為支路電流。如右圖所示電路中有三條支路：流。如右圖所示電路中有三條支路：acb、adb和和ab。 2節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 電路中三條及三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。如下電路中三條及三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。如下圖所示電路中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：圖所示電路中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：a和和b。 3回路回路 電路中的任一閉合路徑稱為回路。如下圖所示電路中有電路中的任一閉合路徑稱為回路。如下圖所示電路中有三個(gè)回路：三個(gè)回路：

41、abca、abda和和adbca。 4網(wǎng)孔網(wǎng)孔 將電路畫在平面上，內(nèi)部不含有將電路畫在平面上，內(nèi)部不含有任何支路的回路稱為網(wǎng)孔。如右圖所任何支路的回路稱為網(wǎng)孔。如右圖所示電路中有兩個(gè)網(wǎng)孔：示電路中有兩個(gè)網(wǎng)孔：abca和和abda。 1.2.2 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（KCL）又稱為基爾霍夫第一定律，）又稱為基爾霍夫第一定律，它描述了同一節(jié)點(diǎn)處各支路電流之間的約束關(guān)系，反映了電它描述了同一節(jié)點(diǎn)處各支路電流之間的約束關(guān)系，反映了電流的連續(xù)性，其表述為：在任一瞬時(shí)，流入某一節(jié)點(diǎn)的電流流的連續(xù)性，其表述為：在任一瞬時(shí)，流入某一節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)等于流出該節(jié)點(diǎn)

42、的電流之和，即之和應(yīng)等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即 II流入流出 若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)，若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)，則基爾霍夫電流定律還可表述為：在任一瞬時(shí)，通過(guò)某一節(jié)則基爾霍夫電流定律還可表述為：在任一瞬時(shí)，通過(guò)某一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零，即點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零，即 0I 如右圖所示，對(duì)節(jié)點(diǎn)如右圖所示，對(duì)節(jié)點(diǎn)a和和b有有 1230III1230III 可以看出，將下式兩邊同乘以（可以看出，將下式兩邊同乘以（1）可得到上式，）可得到上式，因此，在上圖所示電路中只對(duì)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)列電流方程即因此，在上圖所示電路中只對(duì)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)列電流方程即可

43、，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電路中有可，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電路中有n個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)有節(jié)點(diǎn)時(shí)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)有n1個(gè)。個(gè)。 基爾霍夫電流定律不僅可以應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)，而且還可推基爾霍夫電流定律不僅可以應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)，而且還可推廣應(yīng)用于電路中任一假設(shè)的閉合面，即在任一瞬時(shí)，通過(guò)廣應(yīng)用于電路中任一假設(shè)的閉合面，即在任一瞬時(shí)，通過(guò)任一閉合面的電流的代數(shù)和也恒等于零。這種假設(shè)的閉合任一閉合面的電流的代數(shù)和也恒等于零。這種假設(shè)的閉合面稱為廣義節(jié)點(diǎn)。如下圖所示，虛線框內(nèi)的閉合面有三個(gè)面稱為廣義節(jié)點(diǎn)。如下圖所示，虛線框內(nèi)的閉合面有三個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a、b、c，應(yīng)用基爾霍夫電流定律有，應(yīng)用基爾霍夫電流定

44、律有 1230III 【例【例1-4】如下圖所示，已知】如下圖所示，已知I15A，I22A，I33A。求。求I4。 【解】對(duì)節(jié)點(diǎn)【解】對(duì)節(jié)點(diǎn)a，根據(jù)基爾霍夫電流定律有，根據(jù)基爾霍夫電流定律有 12340IIII則則 41235236 AIIII （ ）1.2.3 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（KVL）又稱為基爾霍夫第二定律，）又稱為基爾霍夫第二定律，它描述了同一回路中各支路電壓之間的約束關(guān)系，反映了電它描述了同一回路中各支路電壓之間的約束關(guān)系，反映了電位的單值性，其表述為：在任一瞬時(shí)，從電路中任一點(diǎn)出發(fā)，位的單值性，其表述為：在任一瞬時(shí)，從電路中任一點(diǎn)出

45、發(fā)，沿任一閉合回路繞行一周，則在繞行方向（逆時(shí)針?lè)较蚧蝽樠厝我婚]合回路繞行一周，則在繞行方向（逆時(shí)針?lè)较蚧蝽槙r(shí)針?lè)较颍┥?，電位降之和?yīng)等于電位升之和，即電位的變時(shí)針?lè)较颍┥?，電位降之和?yīng)等于電位升之和，即電位的變化等于零?；扔诹恪?若規(guī)定電位降取正號(hào)，電位升取負(fù)號(hào)，則基爾霍夫電壓若規(guī)定電位降取正號(hào)，電位升取負(fù)號(hào)，則基爾霍夫電壓定律還可表述為：在任一瞬時(shí)，沿任一回路繞行一周，回路定律還可表述為：在任一瞬時(shí)，沿任一回路繞行一周，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即 0U 如下圖所示，假定圖中所標(biāo)數(shù)值均為正值，若回路繞行如下圖所示，假定圖中所標(biāo)數(shù)值均為正值，若回路繞行方

46、向?yàn)轫槙r(shí)針，則方向?yàn)轫槙r(shí)針，則 211122330EEI RI RI R12112233EEI RI RI REIR 上式為基爾霍夫電壓定律在電阻電路中的另一種表達(dá)式，上式為基爾霍夫電壓定律在電阻電路中的另一種表達(dá)式，即在任一閉合回路的繞行方向上，回路中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于即在任一閉合回路的繞行方向上，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。此處，凡是電動(dòng)勢(shì)的參考方向與所選電阻上電壓降的代數(shù)和。此處，凡是電動(dòng)勢(shì)的參考方向與所選回路繞行方向一致的，電動(dòng)勢(shì)取正號(hào)，反之，取負(fù)號(hào)；凡是電回路繞行方向一致的，電動(dòng)勢(shì)取正號(hào)，反之，取負(fù)號(hào)；凡是電阻上電流的參考方向與回路繞行方向一致的，該電阻的電壓降阻上

47、電流的參考方向與回路繞行方向一致的，該電阻的電壓降取正號(hào)，反之，取負(fù)號(hào)。取正號(hào)，反之，取負(fù)號(hào)。 基爾霍夫電壓定律不僅可以應(yīng)用于閉合回路，而且還可推基爾霍夫電壓定律不僅可以應(yīng)用于閉合回路，而且還可推廣應(yīng)用于開口回路。如下圖所示電路，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律廣應(yīng)用于開口回路。如下圖所示電路，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律有有 S0UIRU 【例【例1-5】如下圖所示電路，已知】如下圖所示電路，已知US123V，US26V，R110，R28，R35，R4R61，R54，R720，試求電流試求電流Iab及電壓及電壓Ucd。 【解】可將上圖中虛線部分看成廣義節(jié)點(diǎn)，由于【解】可將上圖中虛線部分看成廣義節(jié)點(diǎn)，由于c、d兩

48、點(diǎn)兩點(diǎn)之間斷開，流出此閉合面的電流為零，故流入此閉合面的電流之間斷開，流出此閉合面的電流為零，故流入此閉合面的電流Iab也為零，即也為零，即Iab0 整個(gè)電路相當(dāng)于兩個(gè)獨(dú)立的回路，其電流分別為：整個(gè)電路相當(dāng)于兩個(gè)獨(dú)立的回路，其電流分別為： S11123231 A1085UIRRR （ ）S2245661 A1 4 1UIRRR（ ）在回路在回路abcd中，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律有中，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律有 ab725cd120I RI RUI Rcd12ab7251 80 1 44 VUI RI RI R （ ）1.3 電路的分析方法電路的分析方法 1.3.1 支路電流法支路電流法 支路電流法是

49、分析計(jì)算復(fù)雜電路的一種最基本的方法，支路電流法是分析計(jì)算復(fù)雜電路的一種最基本的方法，它是以支路電流為未知量，根據(jù)基爾霍夫電流定律和電壓定它是以支路電流為未知量，根據(jù)基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程，而后聯(lián)立方程，解律分別對(duì)節(jié)點(diǎn)和回路列出所需要的方程，而后聯(lián)立方程，解出支路電流的方法。出支路電流的方法。 在如右圖所示電路中，節(jié)點(diǎn)數(shù)在如右圖所示電路中，節(jié)點(diǎn)數(shù)n2，支路數(shù)，支路數(shù)b3，故共需列出三，故共需列出三個(gè)獨(dú)立方程來(lái)求解三條支路上的電個(gè)獨(dú)立方程來(lái)求解三條支路上的電流。電動(dòng)勢(shì)和電流的參考方向如圖流。電動(dòng)勢(shì)和電流的參考方向如圖中所示，回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)街兴荆芈防@行

50、方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。向?因電路中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，故只對(duì)其中一個(gè)應(yīng)用因電路中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，故只對(duì)其中一個(gè)應(yīng)用基爾霍夫電流定律即可，對(duì)節(jié)點(diǎn)基爾霍夫電流定律即可，對(duì)節(jié)點(diǎn)a有有 1230III 又因共需三個(gè)方程才行，所以，需應(yīng)用基爾霍夫電壓又因共需三個(gè)方程才行，所以，需應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列出其余兩個(gè)方程，通常可取獨(dú)立回路（網(wǎng)孔）列出。定律列出其余兩個(gè)方程，通?？扇—?dú)立回路（網(wǎng)孔）列出。對(duì)回路對(duì)回路abca和和abda有有 S11133UI RI RS22233UI RI R聯(lián)立以上三式，即可求出支路電流聯(lián)立以上三式，即可求出支路電流I1、I2和和I3。 通過(guò)上述分析可知，應(yīng)用支路電流法求解

51、的步驟（假通過(guò)上述分析可知，應(yīng)用支路電流法求解的步驟（假設(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條支路）：條支路）： 1標(biāo)定各支路電流的參考方向及回路繞行方向。標(biāo)定各支路電流的參考方向及回路繞行方向。 2應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出n1個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程。個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程。 3應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列出應(yīng)用基爾霍夫電壓定律列出b（n1）個(gè)回路電）個(gè)回路電壓方程，通常選擇獨(dú)立回路。壓方程，通常選擇獨(dú)立回路。 4聯(lián)立方程，求解各支路電流。聯(lián)立方程，求解各支路電流。 【例【例1-6】如下圖所示，試求電路中的】如下圖所示，試求電路中的U1和和I2。 【解】該電路中有【解】該電路中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)

52、和個(gè)節(jié)點(diǎn)和6條條支路，規(guī)定支路，規(guī)定I、I1、I2、I3、I4和和U1的參的參考方向如右圖所示，獨(dú)立回路的繞行考方向如右圖所示，獨(dú)立回路的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉８鶕?jù)基爾霍夫電方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。根?jù)基爾霍夫電流定律和電壓定律可列出以下方程：流定律和電壓定律可列出以下方程： 對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)a I1I20.50對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)b II1I30對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)c I2II40對(duì)回路對(duì)回路1 20I1U120I30對(duì)回路對(duì)回路2 20I230I4U10對(duì)回路對(duì)回路3 20I330I4200聯(lián)立方程，解得：聯(lián)立方程，解得：I0.95A，I10.25A，I20.75AI30.7A，I40.2A，U19V1.3.2 疊

53、加定理疊加定理 疊加定理的內(nèi)容為：對(duì)于線性電路，任何一條支路中的疊加定理的內(nèi)容為：對(duì)于線性電路，任何一條支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源分別作用時(shí)，在此支電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源分別作用時(shí)，在此支路上所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。路上所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。 如左圖所示電路，應(yīng)用疊加定理分析時(shí)，可先分解為兩個(gè)如左圖所示電路，應(yīng)用疊加定理分析時(shí)，可先分解為兩個(gè)分電路。以支路電流分電路。以支路電流I1為例。如中圖所示，當(dāng)為例。如中圖所示，當(dāng)US1單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作用時(shí)，可求得分電流可求得分電流I1；如右圖所示，當(dāng)；如右圖所示，當(dāng)US2單獨(dú)作用時(shí)，可求得分單獨(dú)作用時(shí)，可求得分電流電流I1。

54、則。則I1I1 I1 。 通過(guò)上述分析可知，應(yīng)用疊加定理求解電路的步驟通過(guò)上述分析可知，應(yīng)用疊加定理求解電路的步驟如下：如下： 1把原電路分解為每個(gè)電源單獨(dú)作用的分電路，標(biāo)把原電路分解為每個(gè)電源單獨(dú)作用的分電路，標(biāo)定每個(gè)電路電流和電壓的參考方向。定每個(gè)電路電流和電壓的參考方向。 2計(jì)算每個(gè)分電路中相應(yīng)支路的分電流和分電壓。計(jì)算每個(gè)分電路中相應(yīng)支路的分電流和分電壓。 3將電流和電壓的分量進(jìn)行疊加，求出原電路中各將電流和電壓的分量進(jìn)行疊加，求出原電路中各支路的電流和電壓。支路的電流和電壓。 使用疊加定理時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：使用疊加定理時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1疊加定理只適用于線性電路，不適用于非線性

55、電路。疊加定理只適用于線性電路，不適用于非線性電路。 2線性電路中的電流和電壓均可用疊加定理計(jì)算，但功線性電路中的電流和電壓均可用疊加定理計(jì)算，但功率不能用疊加定理來(lái)計(jì)算。率不能用疊加定理來(lái)計(jì)算。 3考慮每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)保持電路結(jié)構(gòu)不變，并考慮每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)保持電路結(jié)構(gòu)不變，并將其他電源視為零值，即電壓源用短路替代，電流源用開路替將其他電源視為零值，即電壓源用短路替代，電流源用開路替代，但實(shí)際電源的內(nèi)阻必須保留在原處。代，但實(shí)際電源的內(nèi)阻必須保留在原處。 4疊加時(shí)，應(yīng)注意各分電路電流和電壓的參考方向與原疊加時(shí)，應(yīng)注意各分電路電流和電壓的參考方向與原電路是否一致，一致時(shí)取正號(hào)，不一

56、致時(shí)取負(fù)號(hào)。電路是否一致，一致時(shí)取正號(hào)，不一致時(shí)取負(fù)號(hào)。 【例【例1-7】如左圖所示電路，已知】如左圖所示電路，已知US6V，IS3A，R12，R24。試用疊加定理求電路的各支路電流，并計(jì)。試用疊加定理求電路的各支路電流，并計(jì)算算R2上消耗的功率。上消耗的功率。 【解】由電路結(jié)構(gòu)可知，此電路中有兩個(gè)電源，可分【解】由電路結(jié)構(gòu)可知，此電路中有兩個(gè)電源，可分為兩個(gè)分電路進(jìn)行計(jì)算，如中圖和右圖所示。標(biāo)定各電流為兩個(gè)分電路進(jìn)行計(jì)算，如中圖和右圖所示。標(biāo)定各電流和電壓的參考方向如圖所示。和電壓的參考方向如圖所示。 在上頁(yè)中圖所示電路中，各支路電流為：在上頁(yè)中圖所示電路中，各支路電流為： 121261 A

57、24SUIIRR（ ）30I 在上頁(yè)右圖所示電路中，各支路電流為：在上頁(yè)右圖所示電路中，各支路電流為： 33 AI （ ）21312432 A24RIIRR （ ）12312231 A24RIIRR（ ）根據(jù)疊加定理有根據(jù)疊加定理有 1112223331 21 A1 12 A033 AIIIIIIIII （ ）（ ）（ ）R2上消耗的功率為：上消耗的功率為： 222222416 WPI R （）1.3.3 戴維南定理戴維南定理 電路中任何一個(gè)具有兩個(gè)出線端與外電路相連接的網(wǎng)絡(luò)電路中任何一個(gè)具有兩個(gè)出線端與外電路相連接的網(wǎng)絡(luò)都稱為二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)可分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源二端都稱為二端網(wǎng)絡(luò)。二端

58、網(wǎng)絡(luò)可分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。其中，有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源，如左圖所示；無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。其中，有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源，如左圖所示；無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)中不含電源，如右圖所示。二端網(wǎng)絡(luò)中不含電源，如右圖所示。 任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，都可用一任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，都可用一個(gè)電壓源和電阻串聯(lián)的電路模型來(lái)等效代替，如下圖所示，個(gè)電壓源和電阻串聯(lián)的電路模型來(lái)等效代替，如下圖所示，該電壓源的電壓該電壓源的電壓US等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，電阻等，電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有電源都不起作用（電壓源短路，電于有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有電源都不起作用（電壓

59、源短路，電流源開路）時(shí)，所得到的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻流源開路）時(shí)，所得到的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0。這就。這就是戴維南定理。是戴維南定理。 應(yīng)用戴維南定理求解電路的步驟如下：應(yīng)用戴維南定理求解電路的步驟如下： 1把待求支路從電路中斷開，其余部分即形成一個(gè)把待求支路從電路中斷開，其余部分即形成一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其等效電路的有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其等效電路的U0和和R0； 2用此等效電路代替原電路中的有源二端網(wǎng)絡(luò)，求用此等效電路代替原電路中的有源二端網(wǎng)絡(luò)，求出待求支路的電流。出待求支路的電流。 【例【例1-8】如左圖所示電路，已知】如左圖所示電路，已知US1140V，US290V，R120，R25，R36，試用戴維南定理求支路電流，試用戴維南定理求支路電流I3。 【解】根據(jù)戴維南定理，將【解】根據(jù)戴維南定理，將R3支路以外的部分用電壓源支路以外的部分用電壓源和電阻串聯(lián)等效代替，如右圖所示。和電阻串聯(lián)等效代替，如右圖所示。 如下圖所示，如下圖所示，R3支路斷開后，等效電路中的電流支路斷開后，等效電路中的電流I為：為： S1S212140902 A205UUIRR（ ）等效電路的開路