模擬電路 補(bǔ)充電路-1

1、中國礦業(yè)大學(xué)理學(xué)院物理系中國礦業(yè)大學(xué)理學(xué)院物理系1. 本課程的性質(zhì)本課程的性質(zhì) 是一門技術(shù)基礎(chǔ)課是一門技術(shù)基礎(chǔ)課2. 特點(diǎn)特點(diǎn) 非純理論性課程非純理論性課程 實(shí)踐性很強(qiáng)實(shí)踐性很強(qiáng) 以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)來處理電路中的一些問題以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)來處理電路中的一些問題3. 研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容 以器件為基礎(chǔ)、以信號(hào)為主線，研究各種模擬電子電路的工作原以器件為基礎(chǔ)、以信號(hào)為主線，研究各種模擬電子電路的工作原理、特點(diǎn)及性能指標(biāo)等。理、特點(diǎn)及性能指標(biāo)等。4. 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 能夠?qū)σ话阈缘?、常用的電子電路進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)較簡(jiǎn)單的單能夠?qū)σ话阈缘?、常用的電子電路進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)較簡(jiǎn)單的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。元電路進(jìn)行設(shè)

2、計(jì)。5. 學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)掌握基本概念、基本電路、基本方法。重點(diǎn)掌握基本概念、基本電路、基本方法。6. 成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)：平時(shí)：作業(yè)作業(yè) 20 %實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 20 % 考試：考試： 60 %7. 參考書參考書 康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分模擬部分 第三版，高教出版社第三版，高教出版社 童詩白主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)童詩白主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第二版，高教出版社第二版，高教出版社 陳大欽主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問答：例題陳大欽主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問答：例題 試題，華工出版社試題，華工出版社 8.課件下載：課件下載： 9.教學(xué)互動(dòng)：教學(xué)互動(dòng)： 和我聯(lián)系和我聯(lián)

3、系:補(bǔ)充一補(bǔ)充一: 電路的基本概念與基本定律電路的基本概念與基本定律本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容: 1. 電路的基本物理量電路的基本物理量 2. 電路的基本定律電路的基本定律 3. 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 4. 電壓和電流的正方向電壓和電流的正方向 1-1 電路的作用與組成部分電路的作用與組成部分l電路電路: 電路是電流的通道電路是電流的通道l電路的作用電路的作用: 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器負(fù)載負(fù)載(電燈電燈)(電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī))(電爐電爐)輸電線電路的另一作用：電路的另一作用：l傳遞和處理信號(hào)傳遞和處理信號(hào)放大器放大器話筒話筒

4、揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器l聲音信號(hào)聲音信號(hào)l圖象信號(hào)圖象信號(hào)l測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)測(cè)量信號(hào)或控制信號(hào)電路的結(jié)構(gòu)電路的結(jié)構(gòu)l電路電路=電源電源+中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)+負(fù)載負(fù)載l電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)： (發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī))+(變壓器、輸電線變壓器、輸電線)+(電爐、電動(dòng)機(jī)電爐、電動(dòng)機(jī))l擴(kuò)音機(jī)：擴(kuò)音機(jī)：(話筒話筒) + (放大器放大器) + (揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器)l結(jié)構(gòu)模型：激勵(lì)結(jié)構(gòu)模型：激勵(lì)響應(yīng)響應(yīng)即尋找即尋找xo = f (xi) 的關(guān)系1-2 電路模型電路模型都是根據(jù)人們的需要將實(shí)際的電路都是根據(jù)人們的需要將實(shí)際的電路元件或器件搭接起來，以完成人們的預(yù)想要元件或器件搭接起來，以完成人們的預(yù)想要求。求。l如發(fā)電機(jī)、變壓器、

5、電動(dòng)機(jī)、電阻器及電容如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電阻器及電容器等。但是，實(shí)際元器件的電磁特性十分復(fù)器等。但是，實(shí)際元器件的電磁特性十分復(fù)雜。為便于對(duì)電路的分析和數(shù)學(xué)描述，常將雜。為便于對(duì)電路的分析和數(shù)學(xué)描述，常將實(shí)際元器件理想化（即模型化）實(shí)際元器件理想化（即模型化）l由由組成的電路就是的電路就是電路的電路電路模型模型。電路與電路模型電路與電路模型l實(shí)際電路：實(shí)際電路：l電路模型：電路模型：導(dǎo)線開關(guān)電池?zé)襞?R0R開關(guān)E干電池電珠S導(dǎo)線開關(guān)電池+R0R開關(guān)E干電池電珠SI 分析分析 “電路電路” 問題的問題的 核心點(diǎn)核心點(diǎn)l任何電路，都是在任何電路，都是在電動(dòng)勢(shì)、電電動(dòng)勢(shì)、電壓壓或或電流電流的作

6、用下進(jìn)行工作的，的作用下進(jìn)行工作的，對(duì)于電路的分析和計(jì)算就是要對(duì)于電路的分析和計(jì)算就是要討論電壓、電動(dòng)勢(shì)和電流狀態(tài)討論電壓、電動(dòng)勢(shì)和電流狀態(tài)以及它們之間的關(guān)系。以及它們之間的關(guān)系。即討論即討論響應(yīng)響應(yīng)的的狀態(tài)狀態(tài)及與及與激勵(lì)激勵(lì)的的關(guān)系關(guān)系1-3 電路的基本物理量電路的基本物理量 毫安毫安(mA) 微安微安( A) abSIab i =dq / dt I = q / t (直流直流)l習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向(或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向的相反方向)為電流的正方向。電流的正方向?yàn)殡娏鞯恼较?。電流的正方向是客觀存在的！是客觀存在的！l在分析問題前，有時(shí)無法預(yù)知

7、電流的實(shí)際方向；在分析問題前，有時(shí)無法預(yù)知電流的實(shí)際方向；而交流電路的電流方向又時(shí)刻發(fā)生變化，也無而交流電路的電流方向又時(shí)刻發(fā)生變化，也無法指定其電流方向。法指定其電流方向。l在分析電路時(shí)，一般先選定某一方向作為電流在分析電路時(shí)，一般先選定某一方向作為電流的正方向的正方向稱為稱為參考方向參考方向l當(dāng)所選電流正方向與實(shí)際電流正方向一致時(shí)，當(dāng)所選電流正方向與實(shí)際電流正方向一致時(shí)，所得電流的數(shù)值為正，反之為負(fù)。所得電流的數(shù)值為正，反之為負(fù)。l概念：電荷在導(dǎo)體中作定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定要受概念：電荷在導(dǎo)體中作定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定要受到力的作用。如果這個(gè)力源是電場(chǎng)，則電荷運(yùn)到力的作用。如果這個(gè)力源是電場(chǎng)，則電荷運(yùn)

8、動(dòng)就要消耗電場(chǎng)能量，或者說電場(chǎng)力對(duì)電荷作動(dòng)就要消耗電場(chǎng)能量，或者說電場(chǎng)力對(duì)電荷作了功。為衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷作功的能力，引入了功。為衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷作功的能力，引入一新的物理量一新的物理量電壓電壓l大?。捍笮。篴、b兩點(diǎn)間電壓兩點(diǎn)間電壓 Uab 在數(shù)值上等于電場(chǎng)在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從力把單位正電荷從a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b點(diǎn)所作的功。也就點(diǎn)所作的功。也就是單位正電荷在移動(dòng)過程中所失去的電能。是單位正電荷在移動(dòng)過程中所失去的電能。l方向方向：正電荷在電場(chǎng)的作用下，從高電位向低電：正電荷在電場(chǎng)的作用下，從高電位向低電位移動(dòng)。規(guī)定這時(shí)正電荷的的移動(dòng)方向?yàn)殡妷旱恼灰苿?dòng)。規(guī)定這時(shí)正電荷的的移動(dòng)方向?yàn)殡妷?/p>

9、的正方向。方向。l在分析電路之前，可以任意選擇某一方向?yàn)殡妷旱脑诜治鲭娐分?，可以任意選擇某一方向?yàn)殡妷旱膮⒖挤较騾⒖挤较?。?dāng)實(shí)際電壓方向與參考方向一致時(shí)，電。當(dāng)實(shí)際電壓方向與參考方向一致時(shí)，電壓值為正，反之為負(fù)。壓值為正，反之為負(fù)。l單位單位：伏特：伏特(V) 千伏千伏(kV) 毫伏毫伏(mV)電 壓電 壓如圖為如圖為關(guān) 聯(lián) 方 向關(guān) 聯(lián) 方 向定義的定義的電壓和電流電壓和電流電 壓電 壓l關(guān)聯(lián)方向關(guān)聯(lián)方向 當(dāng)當(dāng)a、b兩點(diǎn)間所選擇的電壓參考兩點(diǎn)間所選擇的電壓參考方向由方向由a指向指向b時(shí)，也選擇電流的參考方向經(jīng)電時(shí)，也選擇電流的參考方向經(jīng)電路由由路由由a指向指向b，這種參考方向的定義方式稱為

10、這種參考方向的定義方式稱為關(guān)聯(lián)方向。關(guān)聯(lián)方向。abIUabIU電 動(dòng) 勢(shì)電 動(dòng) 勢(shì)l正電荷正電荷從高電位從高電位a向低電位向低電位b移動(dòng)，移動(dòng)，a端端的正電荷逐漸減少會(huì)使其電位逐漸降低。的正電荷逐漸減少會(huì)使其電位逐漸降低。l 為維持導(dǎo)體中的電流能夠連續(xù)不斷地流為維持導(dǎo)體中的電流能夠連續(xù)不斷地流過，且應(yīng)使得導(dǎo)體過，且應(yīng)使得導(dǎo)體a、b兩端的電壓不致兩端的電壓不致喪失，就要將喪失，就要將b端的正電荷移至端的正電荷移至a端。但端。但電場(chǎng)力的作用方向恰好與此相反，因此電場(chǎng)力的作用方向恰好與此相反，因此就必須要有另一種力去克服電場(chǎng)力而使就必須要有另一種力去克服電場(chǎng)力而使b端的正電荷移至端的正電荷移至a端。

11、電源中必須具有端。電源中必須具有這種力這種力電源力電源力(非靜電力非靜電力)。IEabUab+_ab電 源 力電 源 力電 動(dòng) 勢(shì)電 動(dòng) 勢(shì)l大?。弘娫措妱?dòng)勢(shì)大小：電源電動(dòng)勢(shì)Eab的數(shù)值等于電源力把單的數(shù)值等于電源力把單位正電荷從電源的低電位位正電荷從電源的低電位b端經(jīng)電源內(nèi)部移到端經(jīng)電源內(nèi)部移到電源高電位電源高電位b端所作的功，也就是單位正電荷端所作的功，也就是單位正電荷從電源低電位端移到高電位端多獲得得能量。從電源低電位端移到高電位端多獲得得能量。l方向：電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是由電源低電位端指方向：電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是由電源低電位端指向電源高電位端。向電源高電位端。在分析問題時(shí)可設(shè)參考方向在分析

12、問題時(shí)可設(shè)參考方向。l單位：電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同。為伏特單位：電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同。為伏特(V)l標(biāo)量性：電動(dòng)勢(shì)與電壓和電流都是標(biāo)量。標(biāo)量性：電動(dòng)勢(shì)與電壓和電流都是標(biāo)量。電 動(dòng) 勢(shì)電 動(dòng) 勢(shì)l例題例題+R0U=2.8VU =-2.8VI=0.28AI =-0.28Al如圖所示如圖所示E=3V電動(dòng)勢(shì)為為E=3V方向由負(fù)極方向由負(fù)極指向正極指向正極 電壓為為U=2.8V 由由 指向指向電流為為I=0.28A 由由 流向流向其參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)方向。其參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)方向。U 與與 I 的的參考方向選擇亦參考方向選擇亦為關(guān)聯(lián)方向的定義方式。為關(guān)聯(lián)方向的定義方式。而電壓U 與與電流電流 I 的參考方向?yàn)?/p>

13、非關(guān)的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)方向。聯(lián)方向。1-4 歐姆定律歐姆定律l歐姆定律：歐姆定律： 流過電阻的電流與電阻流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。兩端的電壓成正比。RIU或者表示為：或者表示為：IRU l歐姆定律的單位：歐姆定律的單位： 在在SI中，電阻為歐姆中，電阻為歐姆( ) 或者為千歐或者為千歐(k ) 、兆歐兆歐(M ) UIR歐 姆 定 律 的 符 號(hào)歐 姆 定 律 的 符 號(hào)l根據(jù)電路上所選電壓和電流根據(jù)電路上所選電壓和電流方向的不同，歐姆定律的表方向的不同，歐姆定律的表達(dá)式有著不同的符號(hào)：達(dá)式有著不同的符號(hào)：l當(dāng)當(dāng)電流電流和和電壓電壓的正方向定義為的正方向定義為關(guān)聯(lián)方向關(guān)聯(lián)方向時(shí)，時(shí)

14、，歐姆定律歐姆定律如如(1)式式 UIR歐姆定律l當(dāng)當(dāng)電流電流和和電壓電壓的正方向定義為的正方向定義為非關(guān)聯(lián)方向非關(guān)聯(lián)方向時(shí)時(shí)歐姆定律歐姆定律如如(2)式式 IRU (1)IRU(2)UIRl應(yīng)用歐姆定律對(duì)如下各圖列出表達(dá)式，并應(yīng)用歐姆定律對(duì)如下各圖列出表達(dá)式，并求出電阻值。求出電阻值。例題例題(1-1)：歐姆定律UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A歐姆定律的符號(hào)歐姆定律的符號(hào)l對(duì)于對(duì)于(a)圖圖例 題例 題 ( 1 - 1 ) 分 析分 析歐姆定律的應(yīng)用UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)IUR 326l對(duì)于對(duì)于(b)圖圖IUR26

15、 3UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A例 題例 題 ( 1 - 1 ) 分 析分 析歐姆定律的應(yīng)用l對(duì)于對(duì)于(c)圖圖IUR l對(duì)于對(duì)于(d)圖圖IUR26 326 3例 題例 題 ( 1 - 2 ) ：l計(jì)算圖中電阻計(jì)算圖中電阻R的的值，已知值，已知Uab=-12V5210IURnm歐姆定律的應(yīng)用I= -2ARnmUnmE1=5VE2=3Vab解：解：a點(diǎn)電位比點(diǎn)電位比b點(diǎn)電位低點(diǎn)電位低12V n點(diǎn)電位比點(diǎn)電位比b點(diǎn)電位低點(diǎn)電位低7V m點(diǎn)電位比點(diǎn)電位比b點(diǎn)電位高點(diǎn)電位高3V于是：于是： n點(diǎn)電位比點(diǎn)電位比m 點(diǎn)電位低點(diǎn)電位低7+3=10V即即Unm =-10V1-5 電路的工

16、作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)l最簡(jiǎn)單的電路為直流電路，本節(jié)討論電路的最簡(jiǎn)單的電路為直流電路，本節(jié)討論電路的工工作狀態(tài)作狀態(tài)、開路狀態(tài)開路狀態(tài)和和短路狀態(tài)短路狀態(tài)，所討論的內(nèi)容，所討論的內(nèi)容有有電流電流、電壓電壓及及功率功率等方面的特性。等方面的特性。l本節(jié)討論問題的理論依據(jù)是本節(jié)討論問題的理論依據(jù)是歐姆定律歐姆定律R0EUabR如圖電路：E 為電源的電動(dòng)勢(shì)為電源的電動(dòng)勢(shì)U 為電源的端電壓為電源的端電壓R0 為電源的內(nèi)阻為電源的內(nèi)阻R 為電路負(fù)載電阻為電路負(fù)載電阻一一. 有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)l當(dāng)開關(guān)閉合，電源與負(fù)載接通，當(dāng)開關(guān)閉合，電源與負(fù)載接通，即電路處于有載工作狀態(tài)。即電路處于有載工作狀態(tài)。Ua

17、bR0ERI電路中的電流為電路中的電流為 I=E/(R0+R)負(fù)載電阻兩端的電壓為負(fù)載電阻兩端的電壓為 U=IR當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)E和和內(nèi)阻內(nèi)阻R0一一定定時(shí)負(fù)載電阻時(shí)負(fù)載電阻R愈小，則電愈小，則電流流I愈大。愈大?；?qū)懗苫驅(qū)懗?U=E-IR0可見電源端電壓小于電動(dòng)勢(shì)，二者可見電源端電壓小于電動(dòng)勢(shì)，二者之差為電源內(nèi)阻的電壓降之差為電源內(nèi)阻的電壓降IR0即即 U=E-IR0 為電源外特性關(guān)系式為電源外特性關(guān)系式有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)l一般常見電源的內(nèi)阻一般常見電源的內(nèi)阻都很小當(dāng)都很小當(dāng)R0R時(shí)，時(shí)， 則則 U El此時(shí)當(dāng)電流此時(shí)當(dāng)電流(負(fù)載負(fù)載)變動(dòng)變動(dòng)時(shí)，電源的端電壓變時(shí)，電源的端電壓

18、變化不大。化不大。R0EUabRI有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)l當(dāng)式當(dāng)式U=E-IR0各項(xiàng)乘以各項(xiàng)乘以電流電流I時(shí)，得到時(shí)，得到 UI= EI-I2R0l或或 P = PE + PR0EUabRI式中：式中： PE=EI 為電源產(chǎn)生的功率為電源產(chǎn)生的功率 P= I2R0 為電源內(nèi)阻上消耗的功率為電源內(nèi)阻上消耗的功率 P=U I 為電源輸出的功率為電源輸出的功率l單位：在單位：在SI中功率的單位中功率的單位是瓦特是瓦特(W)或千瓦或千瓦(kW)l1W功率的含義是：在功率的含義是：在1s時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)換1J的能量。的能量。l例題例題1-3. R01E1UI有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)已知:電路中，

19、U=220V，I=5A，內(nèi)阻R01= R02= 0.6。求:(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E1和負(fù)載的反電動(dòng)勢(shì)E2 ； (2)說明功率的平衡關(guān)系。R02E2l例題例題1-3. R01E1UI有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)解：(1) 對(duì)于電源 U=E1-U1= E1-IR01 即 E1 =U +IR01 =220+50.6=223V U=E2+U2= E2+IR02 即 E2 =U -IR01 =220-50.6=217VR02E2l例題例題1-3. 有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)(2)由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02等號(hào)兩邊同時(shí)乘以 I，則得 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02代入數(shù)據(jù)有 22

20、3 5=217 5+52 0.6+ 5+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。R01E1UIR02E2其中其中E1I是電源產(chǎn)生的功率；是電源產(chǎn)生的功率；E2I是負(fù)載取用的功率；是負(fù)載取用的功率；I2R01是電源內(nèi)阻上損耗的功率；是電源內(nèi)阻上損耗的功率；I2R02是反電動(dòng)勢(shì)電源是反電動(dòng)勢(shì)電源(負(fù)載負(fù)載)內(nèi)阻上損耗的功率內(nèi)阻上損耗的功率。 可見電路具有功率平衡特性?？梢婋娐肪哂泄β势胶馓匦浴?l能量的傳輸和電源能量的傳輸和電源/負(fù)載的判定負(fù)載的判定有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)對(duì)于電阻R，其消耗的功率P = UI 或 P=U2/R=I2R0 作為負(fù)載其電流與電壓方向相同，符合關(guān)聯(lián)定義方向

21、。 由此，功率值的正負(fù)與電流、電壓的參考方向的選擇有關(guān)。電源：U與I的實(shí)際方向相反，I 從“+”端流出，發(fā)出功率。負(fù)載：U與I的實(shí)際方向相同，I 從“+”端流入，取用功率。R01E1UIR02E2電源電源負(fù)載二二. 開路工作狀態(tài)開路工作狀態(tài)l如圖電路：當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，如圖電路：當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電路則處于開路電路則處于開路(空載空載)狀態(tài)。狀態(tài)。R0EU= U0abRI= 0l開路時(shí)，外電路的電阻為無開路時(shí)，外電路的電阻為無窮大，電路中的電流窮大，電路中的電流 I 為零。為零。l電源的端電壓電源的端電壓(稱為開路電壓稱為開路電壓或空載電壓或空載電壓 U0 ) 等于電源的等于電源的電動(dòng)勢(shì)，電源不輸出電

22、能。電動(dòng)勢(shì)，電源不輸出電能。電路開路時(shí)的特征為電路開路時(shí)的特征為I = 0U = U0 = EP = 0三三. 短路工作狀態(tài)短路工作狀態(tài)l當(dāng)電源兩端由于某種原因而當(dāng)電源兩端由于某種原因而聯(lián)在一起時(shí)，稱電源被短路。聯(lián)在一起時(shí)，稱電源被短路。R0EabRIScdl短路時(shí)，可將電源外電阻視短路時(shí)，可將電源外電阻視為零，電流有捷徑流過而不為零，電流有捷徑流過而不通過負(fù)載。通過負(fù)載。l由于由于R0很小，所以此時(shí)電流很小，所以此時(shí)電流很大，稱之為短路電流很大，稱之為短路電流 Is 。U = 0I = Is = E / R0P = P = I2 R0電路短路時(shí)的特征為電路短路時(shí)的特征為【思考與練習(xí)】【思考與

23、練習(xí)】l額定值為額定值為1W、100 的碳膜電阻，在使用時(shí)電的碳膜電阻，在使用時(shí)電流和電壓不得超過多大值？流和電壓不得超過多大值？l答：由功率答：由功率P與電阻與電阻R的關(guān)系公式的關(guān)系公式P = I2 R 或或 P= U2/Rl可得：電流可得：電流 I =P/R = (1/100)1/2=0.1Al同理：電壓同理：電壓U =PR = (1100)1/2=10V1-6基爾霍夫定律基爾霍夫定律(Kirchhoffs law)l根據(jù)歐姆定律分析電路，已是中學(xué)物理中常用根據(jù)歐姆定律分析電路，已是中學(xué)物理中常用的分析方法，但對(duì)某些電路有時(shí)是無能為力的，的分析方法，但對(duì)某些電路有時(shí)是無能為力的，基爾霍夫定

24、律基爾霍夫定律分為兩個(gè)部分，即：分為兩個(gè)部分，即：1.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL) 應(yīng)用于應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2.基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL) 應(yīng)用于應(yīng)用于回路回路為此本節(jié)討論為此本節(jié)討論基爾霍夫定律基爾霍夫定律，它亦是分析與計(jì)，它亦是分析與計(jì)算電路的算電路的基本方法基本方法。名詞、概念名詞、概念1. 支路支路：電路中的每一個(gè)分支，稱為支路。它是由若電路中的每一個(gè)分支，稱為支路。它是由若干個(gè)二端元件干個(gè)二端元件串聯(lián)串聯(lián)而成。而成。2. 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上：電路中三條或三條以上的支路相聯(lián)結(jié)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。的支路相聯(lián)結(jié)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍

25、夫 定 律abcdI2I3一條支路中各部分都流過一個(gè)相一條支路中各部分都流過一個(gè)相同的電流，稱為同的電流，稱為支路電流支路電流。如圖中的如圖中的ab、acb 及及adb共共3條支路。條支路。I1如圖中的如圖中的I1、 I2及及I3共共3個(gè)電流。個(gè)電流。圖中共有圖中共有a、b兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。名詞、概念名詞、概念(2)l回路：回路：是由一條或多條支路所組成的閉合電路。是由一條或多條支路所組成的閉合電路。網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：網(wǎng)孔是回路，但認(rèn)定網(wǎng)孔是回路，但認(rèn)定的網(wǎng)孔一定要比其他網(wǎng)孔包的網(wǎng)孔一定要比其他網(wǎng)孔包含有新的支路。含有新的支路。如圖電路如圖電路: adbca、abca 和和 abda 共三個(gè)回路。

26、共三個(gè)回路。abcdI2I3I1基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律如圖電路如圖電路: 當(dāng)認(rèn)定當(dāng)認(rèn)定adbca和和abca 是網(wǎng)孔時(shí)，是網(wǎng)孔時(shí)， abda 就就不能認(rèn)為是網(wǎng)孔，它所包含不能認(rèn)為是網(wǎng)孔，它所包含的支路都已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所的支路都已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所包含。包含。名詞、概念名詞、概念(3)基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律acdI2I1I3當(dāng)然，當(dāng)認(rèn)定當(dāng)然，當(dāng)認(rèn)定adba和和abca 是網(wǎng)孔時(shí)，是網(wǎng)孔時(shí)， acbda 就就不是網(wǎng)孔，因其支路都已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所包含。不是網(wǎng)孔，因其支路都已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所包含。同樣，當(dāng)認(rèn)定同樣，當(dāng)認(rèn)定acbda 和和 adba 是網(wǎng)孔時(shí)，是網(wǎng)孔

27、時(shí)，abca 就就不再認(rèn)定是網(wǎng)孔，其支路不再認(rèn)定是網(wǎng)孔，其支路也已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所包含。也已被前兩個(gè)網(wǎng)孔所包含。l因此，不能認(rèn)為所有的因此，不能認(rèn)為所有的回路都是網(wǎng)孔?；芈范际蔷W(wǎng)孔。b定律定律(1)KCL基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律acdI2I1I3KCL 也可表述為，也可表述為，在任一在任一瞬時(shí)，流入某一節(jié)點(diǎn)的電瞬時(shí)，流入某一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零流代數(shù)和恒為零。l基爾霍夫第一定律：在任一瞬時(shí)，流向某一節(jié)點(diǎn)基爾霍夫第一定律：在任一瞬時(shí)，流向某一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。的電流之和等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。如圖對(duì)于節(jié)點(diǎn)如圖對(duì)于節(jié)點(diǎn) a ： 流入電流流入電流 =

28、流出電流流出電流 I1 + I2 = I3或或 I1 + I2 - I3 =0bcl基爾霍夫第一定律：在任一瞬時(shí)，流向某一節(jié)點(diǎn)基爾霍夫第一定律：在任一瞬時(shí)，流向某一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。的電流之和等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。由此，由此，KCL亦可表示為：亦可表示為：定律定律(1)KCL基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律 0iI如圖：如圖：3個(gè)電阻的節(jié)點(diǎn)個(gè)電阻的節(jié)點(diǎn)A、B和和C可看成為廣義節(jié)點(diǎn)?？煽闯蔀閺V義節(jié)點(diǎn)。ABCIABICAIBCIAIBIC對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)于節(jié)點(diǎn)A、B及及C，可分別可分別列出列出KCL方程：方程：IAIABICAIBIBCIABICICAIBCIA

29、+IB+IC=0即即 I=0定律定律(2)KVL如電路中如電路中dabd回路，回路，沿逆時(shí)針繞行方向沿逆時(shí)針繞行方向da段電阻上為段電阻上為電壓降電壓降 Uda=I2R2 ab段電阻上亦為段電阻上亦為電壓降電壓降 Uab=I3R3 而而bd段電源部分為段電源部分為電壓升電壓升，即即 Ubd=E2由由KVL可得：可得： E2 =I2R2 +I3R3 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)是用來確定回路中是用來確定回路中各段各段電壓電壓間關(guān)系的。它應(yīng)用于間關(guān)系的。它應(yīng)用于回路?；芈??；?爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律l基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律(KVL)：在任一瞬時(shí)，電路的任在

30、任一瞬時(shí)，電路的任何一個(gè)回路中電壓降的代數(shù)和等于電壓升的代數(shù)和。何一個(gè)回路中電壓降的代數(shù)和等于電壓升的代數(shù)和。acdI2I1I3bcR1R2R3E2電壓升：電動(dòng)勢(shì)電壓升：電動(dòng)勢(shì)電壓降：電阻與電流的乘積電壓降：電阻與電流的乘積基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律還可以敘述為：沿任一回路繞還可以敘述為：沿任一回路繞行一周，回路各段的行一周，回路各段的電壓降電壓降代數(shù)和代數(shù)和恒為零恒為零。KVL的應(yīng)用的應(yīng)用基 爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律acdI2I1I3bcR1R2R3E2E1ac段段(+ I1 R1), cb段段(- E1), bd段段(+ E2), da段段(- I2 R2)表達(dá)式為表

31、達(dá)式為:Va= Va+I1R1-E1+ +E2-I2R2即即 ( E Ii Ri) 應(yīng)用上式的方法之一為應(yīng)用上式的方法之一為從回路中任一從回路中任一點(diǎn)點(diǎn) a 數(shù)起，沿回路繞行一數(shù)起，沿回路繞行一周再數(shù)回到周再數(shù)回到a點(diǎn)，電位值點(diǎn)，電位值不變不變(如如adbca回路回路):公式為公式為:末點(diǎn)電位末點(diǎn)電位=起點(diǎn)電位起點(diǎn)電位+數(shù)電壓一周數(shù)電壓一周 (上升上升+,下降下降-)如圖電路：如圖電路：UAB=VA-VB數(shù)電壓法數(shù)電壓法還可以應(yīng)用于任意的部分電路。還可以應(yīng)用于任意的部分電路?；?爾 霍 夫 定 律基 爾 霍 夫 定 律KVL的應(yīng)用的應(yīng)用“數(shù)電壓法數(shù)電壓法”公式為公式為: 末點(diǎn)電位末點(diǎn)電位=起點(diǎn)電位起點(diǎn)電位+數(shù)電壓一周數(shù)電壓一周 (上升上升“+”,下降下降“-”)公式為公式為: 末點(diǎn)電位末點(diǎn)電位=起點(diǎn)電位起點(diǎn)電位+從起點(diǎn)數(shù)電壓到末點(diǎn)。從起點(diǎn)數(shù)電壓到末點(diǎn)。ABCUAUBUABVB= VA UA+UB即：即：UAB=VA-VB= UA-UB或或 VA= VB UB+UA注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：l應(yīng)用基爾霍夫定律時(shí)，要認(rèn)清研究對(duì)象，對(duì)電應(yīng)用基爾霍夫定律時(shí)，要認(rèn)清研究對(duì)象，對(duì)電路中的各個(gè)路中的各個(gè)和各段和各段及各電源的及各電源的選好選好?；?爾 霍 夫 定 律基