(完整版)電工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)PPT課件

1、電工基礎(chǔ)歡迎學(xué)習(xí)授課教師：李 楊模塊一 認(rèn)識電路任務(wù)一 建立電路模型任務(wù)二 識別和檢測電路元件任務(wù)三 分析電路任務(wù)一 建立電路模型知識目標(biāo)1、了解電路、電路的基本組成及各部分的作用，建立簡單電路模型；2、理解電路的基本物理量意義，掌握其計算方法。能力目標(biāo)1、能夠正確使用常用電工儀表。2、會簡單電路基本物理量測量。1、通過講解電工技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及本課程在今后學(xué)習(xí)和工作中的重要重要，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；2、幫助學(xué)生建立專業(yè)意識，培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度與職業(yè)意識。 情感目標(biāo)任務(wù)一 建立電路模型知識鏈接一 電路與電路模型想一想1.你能舉出哪些用電的例子？它們用的是什么電？2.談?wù)勀銓﹄娐返恼J(rèn)

2、識，你認(rèn)為什么是電路？電路有什么用？ 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。 看一看想一想以上兩幅圖中電路的作用一樣的嗎？若不同，你能說出它們的區(qū)別嗎？(1) 實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 (2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐.輸電線小結(jié)思 考大家都見過用過手電筒吧，那么手電筒電路由哪幾部分組成？燈泡的亮與不亮由誰控制？各部分的作用是什么呢？電源:提供電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用2. 電路的組成部分負(fù)載:取用電能的裝置2. 電路的組成部分電源: 提供電能的裝置負(fù)載: 取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分

3、配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐.輸電線直流電源直流電源: 提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號源: 提供信息2.電路的組成部分放大器揚聲器話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路工作；由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。畫一畫試畫出手電筒的電路圖。3、電路模型和電路元件負(fù)載電源開關(guān)連接導(dǎo)線電源負(fù)載中間環(huán)節(jié)電路模型SRL+ UIUS+_R0實體電路白熾燈的電路模型可表示為： 實際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復(fù)雜，采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR R L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因

4、素大大于產(chǎn)生磁場的因素，因此L 可以忽略。 理想電路元件是實際電路器件的理想化和近似，其電特性單一、確切，可定量分析和計算。白熾燈電路RC+ US電阻元件只具耗能的電特性電容元件只具有儲存電能的電特性理想電壓源輸出電壓恒定，輸出電流由它和負(fù)載共同決定理想電流源輸出電流恒定，兩端電壓由它和負(fù)載共同決定L電感元件只具有儲存磁能的電特性IS理想電路元件分有無源和有源兩大類無源二端元件 有源二端元件 電路的工作狀態(tài)及電氣設(shè)備的額定值議一議1.結(jié)合生活事例，請大家討論一下電路的有幾種工作狀態(tài)？分別有什么特點？2.一般電器上標(biāo)注的數(shù)字，比如一個燈泡上標(biāo)注的“220V 60W”，是什么含義？1.電路的三種工

5、作狀態(tài)I = US(RSRL)（1）通路 U RLS USRS（2）開路US USRSRLUI = US/RS（3）短路RLS USRSIU=USIRSII = 0U=USU=02. 電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備長期、安全工作條件下的最高限值稱為額定值。 電氣設(shè)備的額定值是根據(jù)設(shè)計、材料及制造工藝等因素，由制造廠家給出的技術(shù)數(shù)據(jù)。1. 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2. 額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)欠載(輕載)： I IN ，P IN ，P PN (設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN (經(jīng)濟(jì)合理安全可靠) 知識鏈接二 電路的基本物理量及相互關(guān)系 你知

6、道的電路的基本物理量有哪些？你對它們的認(rèn)識有多少？談?wù)勀愕恼J(rèn)識。（1）電流i dqdt=（1-1）I Q t=（1-2） 電荷有規(guī)則的定向移動形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表征，定義式為：大小、方向均不隨時間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為：議一議 電流的國際單位制是安培【A】，較小的單位還有毫安【mA】和微安【A】等，它們之間的換算關(guān)系為：1A=103mA=106A=109nA 在電工技術(shù)分析中，僅僅指出電流的大小是不夠的，通常以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。RLUS+_R0如果事先不知道電流的實際方向怎么辦？abi方向？abiabi假設(shè)一個方向或者電流的參考方向：任意假設(shè)的電流的方向。參考方

7、向的表示方法：（1）箭頭法（2）雙下標(biāo)法abiIab 或Iab（ab）參考方向與實際方向的關(guān)系：i 0，參考方向與實際方向一致i 0，參考方向與實際方向一致u 0，參考方向與實際方向相反注意：在求電壓、電流之前必須事先規(guī)定好參考方向，否則求出的值無意義，并且電路中電流、電壓參考方向一旦標(biāo)定，在整個分析計算過程中就不允許再變更。2、電位什么是電位呀？誰能告訴我呢？Va = +5V a 點電位：ab15Aab15A例例Vb = - 5V b點電位： 在電路中任選一點作為參考點，電路中其它各點到參考點的電壓即為該點的電位，用符號“V”表示，單位為伏特（V）。 找一找電位有什么特點？電位的正負(fù)說明什么

8、？電壓與電位有什么區(qū)別嗎？兩者又有什么關(guān)系嗎？ 電路中任意兩點間的電壓等于該兩點電位差。 區(qū)別電壓：任意兩點之間，絕對值， 不隨參考點的改變而改變電位：某一點和參考點之間，相對值， 隨參考點的改變而變化 聯(lián)系 引入電位的概念后，電壓的方向即由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。想一想 電位參考點的選擇 通常假設(shè)參考點的電位為零，用接地符號“ ”表示。 參考點的選擇是任意的，一般在電子線路中選擇很多線路的交匯處，或者常常選擇電源的一個極作為參考點；在工程技術(shù)中選擇大地、機(jī)殼作為參考點。例1 求右圖中a、b、c三點的電位。 顯然，電路圖中O點為參考點。根據(jù)電壓與電位的關(guān)系求各點電位。解例2 電

9、路如下圖所示，分別以A、B為參考點計算C和D點的電位及UCD。10 V2 +5 V+3 BCDIA以A點為參考電位時I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以B點為參考電位時VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V* 電路中某一點的電位等于該點到參考點的電壓；*電路中各點的電位隨參考點選的不同而改變，但是任意兩點間的電壓不變。解練習(xí): P15 習(xí)題1 6.圖1-32 結(jié)論(1)電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中 各點的電位也將隨之改變；(2)電路中兩點間的電壓值是固定的，不會

10、因參考 點的不同而變，即與零電位參考點的選取無關(guān)。作用：借助電位的概念可以簡化電路作圖bca204A610AU290VU1140V56Ad+90V205+140V6cdab檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果下圖電路中若選定C為參考點，當(dāng)開關(guān)斷開和閉合時，判斷各點的電位值。求下圖電路中開關(guān)S閉合和斷開時B點的電位。試述電壓和電位的異同，若電路中兩點電位都很高，則這兩點間電壓是否也很高？+A24V-BCDS+12VA26K4V-12VBS4K2K（3）關(guān)聯(lián)方向和非關(guān)聯(lián)方向aI元件UbaI元件Ub自學(xué)什么是關(guān)聯(lián)方向，什么是非關(guān)聯(lián)方向？學(xué)一學(xué) 日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KWh=1KVAh（4

11、）電能電能：在一段時間內(nèi)，電流通過用電器時電源所做的功，用W表示。式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】1度電能做些什么呢？1000W的電爐加熱1小時；100W的電燈照明10小時；40W的電燈照明25小時?；蛩阋凰阋慌_電暖氣的額定電壓為220V，額定功率為800W，每天使用3小時，電價是0.48元/度，求每月（以30天計）應(yīng)付多少電費？課后拓展 家用電表是每家必用的，請大家查找資料了解電表的面板表面上有哪些信息。（5）電功率 電工技術(shù)中，單位時間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。電功率用“P ”表示：或國際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】 電功率反映了電路元器件

12、能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。 通常情況下，用電器的實際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實際功率小于額定功率時，用電器實際功率達(dá)不到額定值，當(dāng)實際功率大于額定功率時，用電器易損壞。 額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。功率總是大于零的嗎？ 功率與電流、電壓的關(guān)系 下圖中，用方框代表某一電路元件，其電壓、電流如圖中所示，求圖中各元件的功率。U、I關(guān)聯(lián)時：p = uiU、I非關(guān)聯(lián)時：p = - ui+5V3A+5V3A+-5V3A+-5V3A（1）（2）（3）（4）p0時為吸收功率p 0時為發(fā)出功率 電源與負(fù)載的判斷p 0，吸收功率，消耗能量，即為負(fù)載p 0，發(fā)出功率，釋放能量

13、，即為電源 為什么功率會有正有負(fù)的呢？功率的正負(fù)又說明什么呢？想一想想想 練練1、某用電器的額定值為“220V，100W”，此電器正常工作10小時，消耗多少焦耳電能？合多少度電？2、一只標(biāo)有“220V，60W”的電燈，當(dāng)其兩端電壓為多少伏時電燈能正常發(fā)光？正常發(fā)光時電燈的電功率是多少？若加在燈兩端的電壓僅有110伏時，該燈的實際功率為多少瓦？額定功率有變化嗎？ 3600000J，1度電220V，60W；15W，不變。右下圖電路，若已知元件吸收功率為20W，電壓U=5V，求電流I。+UI元 件 分析：由圖可知UI為關(guān)聯(lián)參考方向，因此: 舉例2：右下圖電路，若已知元件中電流為I=100A，電壓U=

14、10V，求電功率P，并說明元件是電源還是負(fù)載。+UI元 件 解：UI非關(guān)聯(lián)參考，因此:元件吸收功率，說明元件是負(fù)載。I為負(fù)值，說明它的實際方向與圖上標(biāo)示的參考方向相反。練習(xí): P15 習(xí)題1 1.圖1-27檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？為何要引入?yún)⒖挤较?？參考方向和實際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？何謂電路模型？理想電路元件與實際元器件有何不同？如何判斷元件是電源還是負(fù)載？ 學(xué)好本課程，應(yīng)注意抓好四個主要環(huán)節(jié)：提前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽課、及時復(fù)習(xí)、獨立作業(yè)。還要處理好三個基本關(guān)系：聽課與筆記、作業(yè)與復(fù)習(xí)、自學(xué)與互學(xué)。任務(wù)二 識別和檢測電路元件知識目標(biāo)了解電阻、電容、電感等電路元器件的外觀、分類

15、、應(yīng)用、識別、檢測和特性。能力目標(biāo)會使用萬用表，并對電路元件分類和簡單測量。1、培養(yǎng)學(xué)生具有實事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度與工作作風(fēng)。2、樹立學(xué)生良好的安全生產(chǎn)意識、質(zhì)量意識和效益意識。情感目標(biāo)任務(wù)二 識別和檢測電路元件知識鏈接一 萬用表的使用 基本用途：測量電壓、電流、電阻 分類：指針式、數(shù)字式1、指針式萬用表的基本結(jié)構(gòu)2、萬用表的使用DT890型數(shù)字萬用表的面板圖1-顯示器 2開關(guān)3電容插口 4電容調(diào)零器 5插孔6選擇開關(guān) 7hFE插口1. 電阻元件R線性電阻元件伏安特性0UI（1）伏安關(guān)系 如果電阻元件上的電壓、電流關(guān)系呈線性變化，伏安曲線如圖所示，即為線性電阻。線性電阻遵循歐姆定律：該式

16、表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。 電阻產(chǎn)品實物圖 電阻元件符號知識鏈接二 電路元件特性（2）功率若電阻的電壓與電流為關(guān)聯(lián)方向，則電阻的功率為：p=uiu=Ri若電阻的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)方向，則電阻的功率為：p= uiu= Ri綜上可得線性電阻的功率計算公式： 由于電阻的功率恒大于零，因此電阻元件主要特性為消耗能量，即通過電流發(fā)熱。（3）特性【解】對圖(a)有, U = IR例：求出下圖電路中的電阻R。對圖(b)有, U = IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A練習(xí): P15 習(xí)題1 2.圖1-28L 對線性電感元件而言，任一瞬時，其電壓和電流的關(guān)系為微分(或積分)的動態(tài)關(guān)系，

17、即： 電感產(chǎn)品實物圖 電感元件符號 顯然，只有電感元件上的電流發(fā)生變化時，電感兩端才有電壓。因此，我們把電感元件稱為動態(tài)元件。電感元件可以儲存磁場能量，其儲存的磁能為：（1）電感元件2. 電感元件和電容元件（2） 電容元件 對線性電容元件而言，任一瞬時，其電壓、電流的關(guān)系也是微分(或積分)的動態(tài)關(guān)系，即：電容元件的工作方式就是充放電。C 電容產(chǎn)品實物圖 電容元件符號 因此，只有電容元件的極間電壓發(fā)生變化時，電容支路才有電流通過。電容元件也是動態(tài)元件，它可以儲存電場能量，其儲存的電能為：3. 電源元件 任何電源都可以用兩種電源模型來表示，輸出電壓比較穩(wěn)定的，如發(fā)電機(jī)、干電池、蓄電池等通常用電壓源

18、模型(理想電壓源和一個電阻元件相串聯(lián)的形式)表示：柴油機(jī)組汽油機(jī)組蓄電池 各種形式的電源設(shè)備圖 輸出電流較穩(wěn)定的：如光電池或晶體管的輸出端等通常用電流源模型(理想電流源和一個內(nèi)阻相并聯(lián)的形式)表示。US+_R0ISR0（1）獨立電源2、電流源實際電壓源模型實際電流源模型1、電壓源理想電壓源的外特性0UI電壓源模型的外特性0UI理想電壓源和實際電壓源模型的區(qū)別實際電壓源模型輸出端電壓I 理想電壓源內(nèi)阻為零，因此輸出電壓恒定； 實際電源總是存在內(nèi)阻的，因此實際電壓源模型電路中的負(fù)載電流增大時，內(nèi)阻上必定增加消耗，從而造成輸出電壓隨負(fù)載電流的增大而減小。因此，實際電壓源的外特性稍微向下傾斜。 US

19、USR0URL 理想電流源的內(nèi)阻 R0I(相當(dāng)于開路)，因此內(nèi)部不能分流，輸出的電流值恒定。理想電流源的外特性0IU電流源模型的外特性0IUU+_RLR0ISI實際電流源模型 實際電流源的內(nèi)阻總是有限值，因此當(dāng)負(fù)載增大時，內(nèi)阻上分配的電流必定增加，從而造成輸出電流隨負(fù)載的增大而減小。即實際電流源的外特性也是一條稍微向下傾斜的直線。理想電流源和實際電流源模型的區(qū)別（2）受控源定義：源電壓或源電流受電路中另一處的電壓或電流控制，這類電源稱為受控電源。若源電壓(流)與控制電壓(流)成正比關(guān)系。則此類受控源稱為線性受控源?；疽螅赫莆帐芸仉娫吹母拍睢⒎N類和它們的特性。（a）VCVS（b）CCVS（c

20、）VCCS（d）CCCS+U1U2U1I1=0I2I1=0U2=U1+U1=0U2I1I1I2U1=0U2=I1+U2gU1I1=0I2U1I1=0I2=U1U1=0+U2I1I1I2U1=0I2=I1注：各個控制系數(shù)都是常量，具有不同的量綱；同時，受控源屬于有源元件，它有兩個端口，又屬二端元件。檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果+Li=0uL=0C1. uL=0時，WL是否為0？ic=0時，WC是否為0？2.畫出圖中電感線圈在直流情況下的等效電路模型？3. 電感元件在直流時相當(dāng)于短路， L 是否為零？電容元件在直流時相當(dāng)于開路，C是否為零？4. 理想電源和實際電源有何區(qū)別？理想電源之間能否等效互換？實際電源模型的

21、互換如何？10V+2A2II = ?哪個答案對？問題與討論階段練習(xí)1、有時歐姆定律可以寫成 ，說明此時電阻是負(fù)的，對嗎？2、下圖所示電路，求電壓U或電流I。abR=2I= 2A+UabR=2I+U=6V不對，符號只是代表方向，有負(fù)號說明U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向U、I為關(guān)聯(lián)參考方向U=IR=( 2)2= 4VU、I為關(guān)聯(lián)參考方向U=IR6= 2I I=3A3、下圖所示電路，求各電源的功率，并說明是吸收功率還是發(fā)出功率。2A+5V2A+5V2A+5V2A+5V4、有一只額定值為5W、500的線繞式電阻，求其額定電流IN和UN；如果將它接到10V電源上，求其實際消耗的功率。10W吸收功率10W發(fā)出功率

22、10W吸收功率10W發(fā)出功率IN =0.1A，UN=50V實際消耗功率為0.2W任務(wù)三 分析電路知識目標(biāo) 掌握歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律；熟練掌握簡單電阻電路的計算；掌握支路電流分析法；理解并掌握電源等效變換；掌握戴維寧定理及其等效變換。能力目標(biāo) 會分析復(fù)雜直流電路。1、培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣和能力。2、使學(xué)生初步形成分析問題、解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，提高全面素質(zhì)，形成綜合職業(yè)能力打下基礎(chǔ)。情感目標(biāo)任務(wù)三 分析電路 請大家仔細(xì)觀察自己實驗四記錄的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有何規(guī)律？E1/VE2/VI1/mAI2/mAI3/mAUAB/VUBC/VUAC/V12129121210總結(jié)規(guī)律+_1

23、00200300E1E2I1I2I3ABCDEFI1=I2+I3 (KCL)UAB+UBC=UAC(KVL)?支路（Branch）：一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔，使各元件上通過的電流相等。支路中各處電流相等，稱為支路電流。（m）結(jié)點 (Node）：三條或三條以上支路的聯(lián)接點。（n）回路 (Loop）：電路中的任意閉合路徑。（l）網(wǎng)孔：其中不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R3知識鏈接一 基爾霍夫定律及其應(yīng)用例支路：共 ？條回路：共 ？個節(jié)點：共 ？個6條4個網(wǎng)孔：？個7個有幾個獨立回路就有幾個網(wǎng)孔abcdI3I1I2I

24、5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_獨立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。2、基爾霍夫第一定律（KCL） 基爾霍夫定律包括結(jié)點電流定律和回路電壓兩個定律，是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律。 基爾霍夫電流定律是將物理學(xué)中的“液體流動的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中，它指出：任一時刻，流入任一結(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式：I1I2I3I4aI1 + I2 I3 I4 = 0 若以指向結(jié)點的電流為正，背離結(jié)點的電流為負(fù)，則根據(jù)KCL，對結(jié)點 a 可以寫出：整理為：I2= I1+ I3+ I4解：求左圖示電路中電流I1、I2。例：I1I2+10 +(12)=0 I2=1A 4+7+I1=

25、0 I1= 3A 7A4AI110A-12AI2其中I1得負(fù)值，說明它的實際方向與參考方向相反。212V+_16V+_155結(jié)點？支路？I=？基爾霍夫電流定律的推廣I=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR廣義節(jié)點電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點3、基爾霍夫第二定律（KVL） 基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律。 回路電壓定律依據(jù)“電位的單值性原理”，它指出： 任一瞬間，沿任一回路參考繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：U=0然后根據(jù)： U = 0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U

26、1U2U4得：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4電阻壓降可得KVL另一形式：IR=US電源壓升先標(biāo)繞行方向根據(jù) U=0對回路#1列KVL方程電阻壓降#1#2例電源壓升#3即電阻壓降等于電源壓升此方程式不獨立省略！對回路#2列KVL常用形式對回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式，是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊，顯然給解題帶來一定方便。圖示電路KVL獨立方程為KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧?/p>

27、回路列 KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UA UB UAB = 0UAB = UA UB US IR U = 0U = US IR對假想回路列 KVL：或?qū)懽髦R鏈接二 支路電流法、結(jié)點電位法一、支路電流法例：圖示電路，已知R1=4，R2=20 ，R3=3 ，R4=3 ，求電阻R4中的電流I4?！窘狻侩娐泛?個結(jié)點、6條支路，根據(jù)圖中各支路電流、電壓的參考方向，列寫結(jié)點a、b、c的KCL方程：結(jié)點a：結(jié)點b：結(jié)點c：+-5V1AR1R2R3R4I4I2I3I1IE+-UA+-5VR1R234I4I2I3I1abcdIE+-UA以支路電流為變量列寫6-4+1=3個回路

28、KVL方程：回路abca：回路adba：回路bdcb：解上述方程組，得工程上要必須給出一定精度數(shù)值，不允許只給出分?jǐn)?shù)結(jié)果求最后結(jié)果。+5V1AR1R2R3R4I4I2I3I1IE+-UA+-5VR1R234I4I2I3I1abcdIE+-UA 支路電流法是一種基本的電路分析方法，直接從兩類約束(元件特性約束和基爾霍夫定律)出發(fā)，以支路電流為分析的基本變量，通過兩類約束列寫關(guān)于支路電流的代數(shù)方程組，求解得到支路電流后通過元件特性，再確定各支路電壓。I1I2I3363+_12V+_9V課堂練習(xí)：右圖所示電路，用支路電流法求各支路電流。支路電流分析法雖然可以用于任意電路的分析，但從我們分析的實例可見

29、，對于一個并不很復(fù)雜的電路，用支路電流法列出的方程數(shù)也是相當(dāng)多，解方程組的工作量太大。支路電流法的另一個存在問題是，我們可以方便地列出獨立的結(jié)點KCL方程，但要找出B-N+1個獨立的回路來列寫?yīng)毩⒌幕芈稫VL方程卻相對困難。因此，我們必須尋找更加方便實用的電路分析方法。小 結(jié)二、結(jié)點電位法一種更為方便實用的電路分析方法結(jié)點電位法：利用元件特性將支路電壓和電流聯(lián)系起來，支路電流可以用支路電壓來表示。每條支路都接在兩個結(jié)點之間，因此，支路電壓可以表示為結(jié)點電位的差。參考結(jié)點結(jié)點電壓（各結(jié)點對參考結(jié)點的電壓）支路電壓支路電流R1R2R3R4R5US1US2US3US5R6abcd+結(jié)點電位方程具有如

30、下規(guī)律：結(jié)點a結(jié)點b結(jié)點c1. Gjj 稱為結(jié)點j的自電導(dǎo)，它是所有連接到該結(jié)點j的支路電導(dǎo)之和。2. Gjn(nj) 稱為結(jié)點j與結(jié)點n之間的互電導(dǎo)，它是連接在結(jié)點j與n間的支路電導(dǎo)之負(fù)值，如果兩個非參考結(jié)點之間沒有支路相聯(lián)或只有純電源(理想、受控)支路相連，則互電導(dǎo)為0。一般情況有Gik= Gki。3. IjS 為電路中流進(jìn)結(jié)點j 的電源支路電流(包括受控電源)之和。對于電壓源形式的電源模型，應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髟葱问降碾娫茨Ｐ?，以便于列寫結(jié)點電壓方程。每個結(jié)點的方程具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu) (對結(jié)點j )：結(jié)點電位法分析過程：1.選取參考結(jié)點；其它結(jié)點標(biāo)號1N-1；將含源支路轉(zhuǎn)化為電流源與電導(dǎo)并聯(lián)的形式(

31、熟練后可不轉(zhuǎn)化)。2.對參考結(jié)點以外的其它各個結(jié)點列寫結(jié)點電壓方程：Gj1V1+Gj2V2+GjjVj+GjN-1VN-1=Ijs j=1, 2, , N-13.聯(lián)立求解上面的N-1個結(jié)點電壓方程，求出結(jié)點電位V1，V2，, VN-14.根據(jù)各個支路的聯(lián)接位置，利用結(jié)點電壓求出所需的支路電壓；根據(jù)支路的特性確定支路電流。 圖示電路含有5個結(jié)點，8條支路。如果用支路電流法求解要解8個聯(lián)立方程。試用結(jié)點電位法求解電源功率。結(jié)點1：(1+0.1+0.1)V1-V2- 0.1V4=1結(jié)點2：-V1+(1+1+0.5)V2-0.5V3=-0.5結(jié)點3：-0.5V2+(0.5+0.5+0.25)V3-0.

32、25V4=0.5結(jié)點4：-0.1V1-0.25V3+(0.1+0.25+0.25)V4=0V1=1.2267V , V2=0.4239V , V3=0.6659V , V4=0.4819V10101124240.5A1A12345例解計算電源功率：P1A= -1U1= -1.2267W，P0.5A=0.5U23= 0.5 (V2-V3) = -0.121W練 習(xí)用結(jié)點電壓法求圖示電路中電阻R3的功率。已知電路元件參數(shù)為R1R2R3R4USIS1IS21. 設(shè)定參考結(jié)點，對非參考結(jié)點標(biāo)號2. 列結(jié)點方程組：結(jié)點1:結(jié)點2:3. 解方程4. 計算功率分析知識鏈接三 等效變換法+UI內(nèi)電路 二端網(wǎng)絡(luò)

33、的概念 具有兩個端鈕與外電路相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)（電路），也稱單口網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否包含電源，分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無源二端網(wǎng)絡(luò)。端口電壓端口電流外電路 等效電路的概念 當(dāng)兩個二端電路的端口電壓、電流關(guān)系完全相同時，則對外部電路來說，這兩個二端電路互為等效電路。 等效電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然不同，但對外電路而言，它們的作用完全相同，也就是說，“等效”只是針對二端電路以外的電路而言的，是對外等效，對于互相等效的兩個電路部分內(nèi)部的工作一般是不等效的。靈活運用等效電路關(guān)系，往往可以大大減輕電路分析的工作量。1、電阻的串并聯(lián)等效電阻的串聯(lián)等效串聯(lián)連接：在電路中，如果兩個二端元件首尾相連（且聯(lián)接處無其它元件端點聯(lián)接，

34、即中間無分叉），流過同一個電流，稱這兩個元件串聯(lián)。R1R2IUU1U2R等效UI電阻串聯(lián)等效可推廣到N個電阻串聯(lián)，N個電阻串聯(lián)等效為一個電阻，等效電阻值為各串聯(lián)電阻值的總和。串聯(lián)各電阻中通過的電流相同。電阻串聯(lián)分壓公式：電阻的并聯(lián)等效 并聯(lián)：電路中，兩元件同接在兩個相同結(jié)點之間，具有相同的 電壓，稱為并聯(lián)。R等效UI電阻并聯(lián)等效可推廣到N個電阻并聯(lián)，N個電阻并聯(lián)等效為一個電阻，等效電阻值的倒數(shù)為各并聯(lián)電阻值的倒數(shù)之和，即等效電導(dǎo)值為各并聯(lián)電導(dǎo)值的總和。R2R1UII1I2并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同。電阻并聯(lián)分流公式：電阻的混聯(lián)分析舉例解： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1

35、R2R3R4R5R6ab由a、b端向里看， R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點不再有結(jié)點，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。 電阻混聯(lián)電路的等效電阻計算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點，然后分別把兩兩結(jié)點之間的電阻進(jìn)行串、并聯(lián)簡化計算，最后將簡化的等效電阻相串即可求出。 分析： 電阻星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換R1R2R3Y形聯(lián)接R12R31R23形聯(lián)接等 效解例求下圖所示各電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab 。 由a、b端向里看， 這幾個電阻很難判別出是串聯(lián)還是并聯(lián)的關(guān)系，但是可以上方的三個電阻是形聯(lián)接，考慮可以將其等效變

36、換為Y形聯(lián)接來化簡電路。ab23522abR1R222R3等效電路練一練課本53頁習(xí)題2 9、10（b）理想電壓源串聯(lián)等效2、理想電源的串并聯(lián)等效+US1US2ab+USabISab理想電流源并聯(lián)等效等效等效IS1abIS2IS等效電壓源電壓：注：串聯(lián)電壓源與等效電壓源參考方向一致為“+”，不一致為“”。等效電流源電壓：注：并聯(lián)電流源與等效電流源參考方向一致為“+”，不一致為“”。電壓源可以并聯(lián)嗎？電壓源可以并聯(lián)，不過有條件：必須極性相同，電壓值相等。電流源可以串聯(lián)嗎？電流源可以串聯(lián)，不過有條件：必須極性相同，電流值相等。+USRUI或+USISUI等效為+USUI外電路內(nèi)電路內(nèi)電路內(nèi)電路IS

37、+US+U或ISR+U內(nèi)電路內(nèi)電路等效為+UIS外電路內(nèi)電路理想電壓源并聯(lián)等效理想電流源串聯(lián)等效Us = Is R0內(nèi)阻改并聯(lián)Is = UsR0 兩種電源模型之間等效變換時，電壓源的電壓值和電流源的電流值遵循歐姆定律的數(shù)值關(guān)系，但注意變換過程中內(nèi)阻不變。bIR0Uab+_US+_aIS R0US bIR0Uab+_a 等效互換的原則：當(dāng)外接負(fù)載相同時，兩種電源模型對外部電路的電壓、電流相等。內(nèi)阻改串聯(lián)3、兩種實際電源模型的等效變換課堂練習(xí)：課本53頁習(xí)題7 在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。內(nèi)容：計算功率時不能應(yīng)用疊加原理

38、！I =II+=IR1+R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時應(yīng)視為開路IR1+R2US+IR1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時應(yīng)視為短路知識鏈接四 疊加定理12V+_7.2V電源單獨作用時：用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理: I2 = I2 + I2=1+(1)=0例BAI237.2V+_212V+_612V電源單獨作用時： 解BA37.2V+_26I2I2用疊加定理求：I= ?I = I+ I= 2+（1）=1A“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使原恒流源處開路。例+-I4A20V101010I4A101010+-I20V10101020V電壓源單獨作用時：4A電流源

39、單獨作用時：應(yīng)用疊加定理要注意的問題1. 疊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）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3. 解題時要標(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、分電流的代數(shù)和。4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功 率，即功率不能疊加。如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個 分支電路的電源個數(shù)可能不止一個。 設(shè)：則：R3I3=+檢驗學(xué)習(xí)結(jié)果說明疊加定理的適用范圍，它是否僅適用于直流電路而不適用于交流電路的分析和計算？從疊加定理的學(xué)習(xí)中，可以掌握哪些基本分析方法？電流和電壓可以應(yīng)用疊加定理進(jìn)行分析和計算，功率為什么不行？想一想RL()1002003005106201KU(V)-2-2.8-3.2