配套電工電子技術(shù)輔導(dǎo)講義-2直流電路結(jié)構(gòu)注冊(cè)

2直流電路

2.1電路基本元件2.2歐姆定律2.3基爾霍夫定律2.4疊加原理2.5戴維南定理花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。預(yù)備知識(shí)：電路的基本概念1、電路的組成2、電壓電流的方向花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。電路的定義和組成：電路是電流的通路，它是為了某種需要由某些電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來(lái)的。電路的組成：電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)三部分?；藥兹f(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。發(fā)電機(jī)

電燈電動(dòng)機(jī)電爐

升壓變壓器

降壓變壓器

輸電線

電源中間環(huán)節(jié)負(fù)載電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，例如：發(fā)電機(jī)、干電池負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置，例如：電動(dòng)機(jī)、電爐、燈中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分，其傳輸和分配電能的作用。例如：輸電線路電路中電流、電壓的方向電壓和電流方向：實(shí)際方向參考方向?qū)嶋H方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。參考方向：在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。物理量的實(shí)際方向花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。電路分析中的正方向（參考方向）問(wèn)題的提出：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？電流方向AB？電流方向BA？E1ABRE2IR(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決方法(3)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)系的代數(shù)表達(dá)式；例已知：UE

=2V,R=1Ω問(wèn)：當(dāng)U分別為3V和1V時(shí)，IR=?解：(1)假定電路中物理量的參考方向如圖所示；(2)列電路方程：UE

IRRabU+_+_UR+_UE

(3)數(shù)值計(jì)算（實(shí)際方向與參考方向一致）（實(shí)際方向與參考方向相反）IRRabU+_+_UR+_(3)為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把

I

與U

的方向按相同方向假設(shè)。(1)“實(shí)際方向”是物理中規(guī)定的，而“參考方向”則是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。(2)在以后的解題過(guò)程中，注意一定要先假定物理量的參考方向，然后再列方程計(jì)算。缺少“參考方向”的物理量是無(wú)意義的.提示

任意指定一個(gè)方向作為電流的方向。 把電流看成代數(shù)量。若：

電流的參考方向與它的實(shí)際方向一致，則電流為正值；電流的參考方向與它的實(shí)際方向相反，則電流為負(fù)值。2、參考方向：1、實(shí)際方向： 正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。（一）電流小結(jié)：電流和電壓的參考方向3、電流參考方向的表示方法ABi箭頭或雙下標(biāo)花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。（二）電壓1、實(shí)際方向： 高電位指向低電位的方向。2、參考方向：

任意選定一個(gè)方向作為電壓的方向。 當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向一致時(shí)，電壓為正值； 反之，當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向相反時(shí)，電壓為負(fù)值。正負(fù)號(hào)u_+ABUAB（高電位在前，低電位在后）

雙下標(biāo)箭頭uAB3、電壓參考方向的表示方法：UAB=ФA-ФB

電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則把電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向;

否則為非關(guān)聯(lián)參考方向。元件i+_u三、關(guān)聯(lián)參考方向1、“實(shí)際方向”是物理中規(guī)定的， 而“參考方向”是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)，任意假設(shè)的。2、在以后的解題過(guò)程中，注意一定要 先假定“正方向”

(即在圖中表明物理量的參考方向)，

然后再列方程計(jì)算。 缺少“參考方向”的物理量是無(wú)意義的。注意電源與負(fù)載性質(zhì)的判別

電源：Ｕ和Ｉ的實(shí)際方向相反。

電流從電源“+”端流出，發(fā)出功率。

負(fù)載：Ｕ和Ｉ的實(shí)際方向相同。

電流從電源“+”端流入，取用功率。IUROUERdc+-ba+_由電壓電流的實(shí)際方向判別2.1電路基本元件電阻元件電容元件電感元件補(bǔ)充：電壓源和電流源受控電源花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。電阻元件一、歐姆定律流過(guò)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。根據(jù)歐姆定律，電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫(xiě)成： u=±i·R在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下u=i·R在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下u=-i·RRi+_uRi+_u二、電阻元件的伏安特性

以電壓和電流為坐標(biāo)， 畫(huà)出電壓和電流的關(guān)系曲線。Oui電容元件一、電容的定義+u-+q-qCi二、電容的特性方程三、電容元件儲(chǔ)存的能量電容元件在任何時(shí)刻t所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量一、電感元件的特性方程+-uiL二、電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量

電感元件（1）模型（2）等效變換關(guān)系

電壓源和電流源花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。伏安特性1、標(biāo)準(zhǔn)電壓源模型IUEUIRO+-ERo越大斜率越大電壓源2、理想電壓源（恒壓源）:RO=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(1）輸出電壓不變，其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。即Uab

E；（2）電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性IUabE+-+-i=0+-i+-外電路3、理想電壓源的不同狀態(tài)空載有載4、特殊情況電壓為零的電壓源相當(dāng)于短路。恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):

E=10VIE+_abUab2R1當(dāng)R1

R2

同時(shí)接入時(shí)：I=10AR22例

當(dāng)R1接入時(shí)：I=5A則：恒壓源特性中不變的是：_____________E恒壓源特性中變化的是：_____________I_________________會(huì)引起I的變化。外電路的改變I的變化可能是_______的變化，或者是_______的變化。大小方向+_I恒壓源特性小結(jié)EUababR1、標(biāo)準(zhǔn)電流源模型ISROabUabIIsUabI外特性

RORO越大特性越陡電流源2.理想電流源（恒流源):

RO=時(shí)的電流源.特點(diǎn)：（1）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流IS；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）輸出電壓由外電路決定。+-u=0i外電路i短路有載4、特殊情況電流為零的電流源相當(dāng)于開(kāi)路。+-u3、電流源的不同狀態(tài)恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1AR=10

時(shí)，U=10

VR=1

時(shí)，U=1

V則:例恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：_____________Is恒流源特性中變化的是：_____________Uab_________________會(huì)引起Uab

的變化。外電路的改變Uab的變化可能是_______的變化，或者是_______的變化。大小方向abIUabIsR電壓源中的電流如何決定？電流源兩端的電壓等于多少？例IER_+abUab=?Is原則：Is不能變，E不能變。電壓源中的電流I=IS恒流源兩端的電壓恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量E+_abIUabUab=E

（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)Uab

無(wú)影響。IabUabIsI=Is

（常數(shù)）I

的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)I

無(wú)影響。輸出電流I

可變-----

I

的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab

可變-----Uab

的大小、方向均由外電路決定受控電源一、電源的分類電源獨(dú)立電源受控源電壓源的電壓和電流源的電流,不受外電路的影響。作為電源或輸入信號(hào)時(shí)，在電路中起“激勵(lì)”作用。受控電壓源的電壓和受控電流源的電流不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某部分的電流或電壓控制的。又稱為非獨(dú)立電源。１、電壓控制電壓源(VCVS)2、電壓控制電流源(VCCS)二、受控源的類型3、電流控制電壓源(CCVS)4、電流控制電流源（CCCS）受控源分類U1壓控電壓源+-+-E壓控電流源U1I2流控電流源I2I1I1+-流控電壓源+-E注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明

參考方向。1.內(nèi)容：流過(guò)電阻R的電流與電阻兩端的電壓U成正比。2.表達(dá)式：

I與

U的方向一致（1）RIU+_2.2歐姆定律

I與

U

的方向不一致（2）（3）“+”“-”號(hào)的含義：式中“+”“-”號(hào)是對(duì)電壓電流參考方向是否一致而言；同時(shí)，I、U

本身數(shù)值也有“+”“-”號(hào)之分，是由物理量所設(shè)參考方向與實(shí)際方向是否一致決定。

RUI_+RUI+_

廣義歐姆定律

(支路中含有電動(dòng)勢(shì)時(shí)的歐姆定律)當(dāng)Uab>E時(shí)，I>0表明方向與圖中參考方向一致當(dāng)Uab<E時(shí)，I<0表明方向與圖中參考方向相反E+_baIUabR+_電路元件U、I之間函數(shù)關(guān)系，表現(xiàn)在直角坐標(biāo)系中.線性電阻伏安特性曲線為一通過(guò)原點(diǎn)的直線。I(A)U(V)0伏安特性曲線

用來(lái)描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系,其中包括電流和電壓兩個(gè)定律。名詞注釋：節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路：電路中每一個(gè)分支回路：電路中任一閉合路徑2.3基爾霍夫定律支路：ab、ad、…...

（共6條）回路：abda、bcdb、

…...

（共7個(gè)）節(jié)點(diǎn)：a、b、…...(共4個(gè)）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-1KCL電流定律（節(jié)點(diǎn)電流定律）

對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流。或者說(shuō)，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為0。I1I2I3I4KCL電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性I=0即：例或：電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。例I1+I2=I3例I=0KCL電流定律的擴(kuò)展—廣義節(jié)點(diǎn)I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R2KVL電壓定律—回路電壓定律

對(duì)電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，其電位升等于電位降?；颍妷旱拇鷶?shù)和為

0。例如：回路a-d-c-a電位升電位降即：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-電位升電位降E+_RabUabI推廣：KVL電壓定律也適合開(kāi)口電路。注意：電路開(kāi)口，但電壓回路閉合。例花了幾萬(wàn)元報(bào)名北京一家注冊(cè)電氣工程師考試包過(guò)強(qiáng)化班。去年該強(qiáng)化班押題的命中率非常高，需要該輔導(dǎo)強(qiáng)化班資料的朋友加我免費(fèi)索取來(lái)者不拒，逐一陸續(xù)發(fā)送給大家，希望大家都能順利通過(guò)考試拿證。討論題求：I1、I2

、I3

能否很快說(shuō)出結(jié)果？1++--3V4V11+-5VI1I2I32.4疊加定理一、內(nèi)容

在線性電阻電路中，任一支路電流（或支路電壓）都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）之疊加。二、說(shuō)明

1、疊加定理適用于線性電路，不適用于非線性電路；

2、疊加時(shí)，電路的聯(lián)接以及電路所有電阻和受控源都不予更動(dòng)。

+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABE2I3''R3+_E2單獨(dú)作用+_AE1BI2'R1I1'R2I3'R3E1單獨(dú)作用例+-10I4A20V1010疊加原理用求：I=?I'=2AI"=-1AI=I'+I"=1A+10I′4A1010+-10I"20V1010解：應(yīng)用疊加定理要注意的問(wèn)題1.迭加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、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。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(kāi)路，即令I(lǐng)s=0。3.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、分電流的代數(shù)和。=+4.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：5.運(yùn)用迭加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。

設(shè)：則：I3R3=+補(bǔ)充說(shuō)明齊性定理

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：R2+-E1R3I2I3R1I1若E1

增加n倍，各電流也會(huì)增加n倍。顯而易見(jiàn)：例US=1V、IS=1A時(shí)，Uo=0V已知：US=10V、IS=0A時(shí)，Uo=1V求：US=0V、IS=10A時(shí)，Uo=?US線性無(wú)源網(wǎng)絡(luò)UOIS設(shè)解：（1）和（2）聯(lián)立求解得：當(dāng)

US=1V、IS=1A時(shí)，當(dāng)

US

=10v、IS=0A時(shí)，名詞解釋：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源2.5等效電源定理----戴維南定理二端網(wǎng)絡(luò)：若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)”。 （Two-terminals=Oneport）ABAB等效電源定理的概念

有源二端網(wǎng)絡(luò)用電源模型替代，便為等效電源定理。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型替代

-----戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源模型替代

----諾頓定理1戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)REdRd+_R注意：“等效”是指對(duì)端口外等效概念：有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的原則是：電壓源短路，電流源斷路）等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)（Ed

）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)端電壓；有源二端網(wǎng)絡(luò)R有源二端網(wǎng)絡(luò)AB相應(yīng)的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)ABABEdRd+_RAB戴維南定理應(yīng)用舉例（之一）已知：R1=20、R2=30

R3=30、R4=20

E=10V求：當(dāng)R5=10時(shí)，I5=?R1R3+_R2R4R5E