電工電子-第一章-基本物理量課件

電工電子學(xué)2013年電工電子學(xué)2013年1注意事項(xiàng)：教材：

電工學(xué)簡(jiǎn)明教程秦曾煌主編高等教育出版社2007參考書(shū)目：

電路（第5版）原著：邱關(guān)源出版社：高等教育出版社作業(yè)方式：

A4第一行姓名學(xué)號(hào)班級(jí)時(shí)間第X次作業(yè)考核方式：

平時(shí)

20%考試70%10%課堂提問(wèn)

（作業(yè)考勤課堂紀(jì)律）

內(nèi)容：概念+運(yùn)用2注意事項(xiàng)：教材：2序言:電工電子的學(xué)習(xí)方法注重物理概念：

物理概念是學(xué)好電工電子學(xué)的基礎(chǔ)掌握數(shù)學(xué)工具：

數(shù)學(xué)工具是學(xué)好電工電子學(xué)的保障重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程是理論、實(shí)踐相結(jié)合的最好載體我的聯(lián)系方式：

3序言:電工電子的學(xué)習(xí)方法注重物理概念：3第1章電路及其分析方法4第1章4第1章電路及其分析方法（考試40%）1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4電源有載工作、開(kāi)路與短路1.6電阻的串聯(lián)與并聯(lián)1.5基爾霍夫定律1.11電路中電位的計(jì)算1.9電壓源與電流源及其等效變換1.7支路電流法1.8疊加定理1.10戴維寧定理1.12電路的暫態(tài)分析1.1電路的作用與組成部分5第1章電路及其分析方法（考試40%）1.2電路模型第1章電路及其分析方法

電路的基本概念及其分析方法是電工技術(shù)和電子技術(shù)的基礎(chǔ)。本章首先討論電路的基本概念和基本定律，如電路模型、電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電源的工作狀態(tài)以及電路中電位的計(jì)算等。這些內(nèi)容是分析與計(jì)算電路的基礎(chǔ)。然后介紹幾種常用的電路分析方法，有支路電流法、疊加定理、電壓源模型與電流源模型的等效變換和戴維寧定理。最后討論電路的暫態(tài)分析。介紹用經(jīng)典法和三要素法分析暫態(tài)過(guò)程。6第1章電路及其分析方法電路的基本概念及其分析方法是第1章電路及其分析方法§1.1電路的基本概念

1.1.1電路中的物理量

1.1.2電路元件§1.2電路的基本定律

1.2.1歐姆定律

1.2.2基爾霍夫定律第1章電路及其分析方法§1.1電路的基本概念7§1.1電路的基本概念1.1.1

電路的物理量1.1.2

電路元件

(一)無(wú)源元件

(二)有源元件§1.1電路的基本概念1.1.1電路的物理量8直流電源直流電源:

提供能源負(fù)載信號(hào)源:

提供信息電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話(huà)筒電源或信號(hào)源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱(chēng)為響應(yīng)。信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等

電路的作用及組成直流電源直流電源:負(fù)載信號(hào)源:電路的組成部分放大器揚(yáng)聲91.1.1電路的物理量電池?zé)襞蓦娏麟妷弘妱?dòng)勢(shì)EIRU+_負(fù)載電源為了便于分析與計(jì)算實(shí)際電路，在一定條件下常忽略實(shí)際部件的次要因素而突出其主要電磁性質(zhì)，把它看成理想電路元件。1.1.1電路的物理量電池?zé)襞蓦娏鱁IRU+_負(fù)載電源10電路中物理量的正方向物理量的正方向：實(shí)際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。假設(shè)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。電路中物理量的正方向物理量的正方向：實(shí)際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H11物理量的實(shí)際正方向物理量的實(shí)際正方向12物理量正方向的表示方法電池?zé)襞軮RUabE+_abu_+正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，低電位在后）

雙下標(biāo)箭頭uab電壓+-IR電流：從高電位指向低電位。關(guān)聯(lián)方向物理量正方向的表示方法電池?zé)襞軮RUabE+_abu_+正負(fù)13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電路分析中的假設(shè)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14(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決的方法(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；(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決的方法(15例已知：E=2V,

R=1Ω問(wèn)：當(dāng)U分別為3V和1V時(shí)，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2)列電路方程：例已知：E=2V,R=1ΩEIRRURabU解：(1)16(3)數(shù)值計(jì)算（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）E

IRRURabU(3)數(shù)值計(jì)算（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方17(4)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)方程式R=

U/I

僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2)“實(shí)際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設(shè)正方向”則是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。(3)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.提示(4)為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把I與U的方向(18

IRURab假設(shè):

與的方向一致例假設(shè):

與的方向相反

IRURabIRURab假設(shè):例假設(shè):IRURab19歐姆定律：通過(guò)電阻的電流與電壓成正比。表達(dá)式

=RUIU、I參考方向相同U=–IRU、I參考方向相反圖B中若I=–2A，R=3，則U=–

(–2)3V=6V電流的參考方向與實(shí)際方向相反圖A或圖BRUI+–IRU+–+–圖CRUI電壓與電流參考方向相反例20歐姆定律：通過(guò)電阻的電流與電壓成正比。表達(dá)式=RUIUaIRUb功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為

U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:功率有無(wú)正負(fù)？如果UI方向不一致結(jié)果如何？電功率aIRUb功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U,流入此21

在U、I正方向選擇一致的前提下，

IRUab或IRUab“吸收功率”（負(fù)載）“發(fā)出功率”（電源）若P=UI0若P=UI0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收）=P（發(fā)出）在U、I正方向選擇一致的前提下，IRUa22

當(dāng)計(jì)算的P>0

時(shí),則說(shuō)明U、I

的實(shí)際方向一致，此部分電路消耗電功率，為負(fù)載。

所以，從P的+或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。結(jié)論在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，如果假設(shè)U、I正方向一致。

當(dāng)計(jì)算的P<0

時(shí),則說(shuō)明U、I

的實(shí)際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，為電源。當(dāng)計(jì)算的P>0時(shí),則說(shuō)明U、I的實(shí)際方23伏-安特性iuRiuui線性電阻非線性電阻(一)無(wú)源元件1.電阻R（常用單位：、k、M）1.1.2電路元件伏-安特性iuRiuui線性電阻非線性電阻(一)無(wú)源242.電感Lui（單位：H,mH,H）——單位電流產(chǎn)生的磁鏈線圈匝數(shù)磁通2.電感Lui（單位：H,mH,H）——單位電流產(chǎn)生25?電感中電流、電壓的關(guān)系uei當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中電感相當(dāng)于短路。?電感中電流、電壓的關(guān)系uei當(dāng)(直流)時(shí),所以，在263.電容C—-單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位：F,F,pF）++++----+q-qui電容符號(hào)有極性無(wú)極性+_3.電容C—-單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位：F,F,p27

?

電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中，電容相當(dāng)于開(kāi)路。?電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：當(dāng)28理想元件的特性（u與i的關(guān)系）LCR無(wú)源元件小結(jié)理想元件的特性（u與i的關(guān)系）LCR無(wú)源元件小結(jié)29實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來(lái)表示例：電感線圈L：電感量R：導(dǎo)線電阻C：線間分布電容參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來(lái)表示例：電感線圈L：電30UR1R2LCR1UR2U為直流電壓時(shí),以上電路等效為注意L、C在不同電路中的作用UR1R2LCR1UR2U為直流電壓時(shí),以上電路等效為注意311.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小特性越平(二)有源元件1.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小(32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理想電壓源（恒壓源）:RO=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(133小結(jié)電路的基本知識(shí)

電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)的方向

電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)方向的表示方法

電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向

開(kāi)路和短路功率

功率為正功率為負(fù)的含義無(wú)源器件

電阻

電容電感

有源器件

電壓源電流源34小結(jié)電路的基本知識(shí)34已知：圖中UAB=3V，I=–2A求：N的功率，并說(shuō)明它是電源還是負(fù)載NABI+_問(wèn)題1電源短路時(shí)的特征電源開(kāi)路時(shí)的特征圖中U=220V,I=-4A試問(wèn)哪些是電源，哪些是負(fù)載？

問(wèn)題2問(wèn)題3已知：圖中UAB=3V，I=–2A求：N351.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小特性越平(二)有源元件1.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小(36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理想電壓源（恒壓源）:RO=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(137恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):E=10V當(dāng)R1

R2

同時(shí)接入時(shí)：I=10A例

當(dāng)R1接入時(shí)：I=5A則：R22IE+_abUab2R1恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):E=10V當(dāng)R1R238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+_IEUababRbbabababab恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性中不變的是：_________E恒壓源特性中變化39ISROabUabIIsUabI外特性電流源模型RORO越大特性越陡2.

電流源ISROabUabIIsUabI外特性電流源模型RORO40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。理想電流源（恒流源):RO=時(shí)的電流源.特點(diǎn)：（141恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1AR=10時(shí)，U=10V。R=1時(shí)，U=1V。則:例恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1A42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恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：____________43恒流源舉例IcIbUce

當(dāng)I

b

確定后，Ic

就基本確定了。在IC

基本恒定的范圍內(nèi)，Ic

可視為恒流源(電路元件的抽象)。cebIb+-E+-晶體三極管UceIc恒流源舉例IcIbUce當(dāng)Ib確定后，Ic44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IIRIRI電壓源中的電流例IER_+abUab=?Is原則：Is不能45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恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化463.兩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。I=I'Uab

=Uab'即：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'3.兩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47等效互換公式：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'則I=I'Uab=Uab'若等效互換公式：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO48aE+-bIUabRO電壓源電流源Uab'RO'IsabI'aE+-bIUabRO電壓源電流源Uab'RO'IsabI49等效變換的注意事項(xiàng)(1)“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏--安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。時(shí)例如：IsaRO'bUab'I'RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量RO'中則消耗能量對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效等效變換的注意事項(xiàng)(1)“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互50(2)注意轉(zhuǎn)換前后E與Is

的方向。aE+-bIROE+-bIROaIsaRO'bI'aIsRO'bI'(2)注意轉(zhuǎn)換前后E與Is的方向。aE+-bIR51(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'IsaE+-bI（不存在）(4)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換。RO和RO

'

不一定是電源內(nèi)阻。(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'Isa52(接上頁(yè))IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I(接上頁(yè))IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R53+RdEd+R4E4R5I--(接上頁(yè))ISR5R4IR1//R2//R3I1+I3+RdEd+R4E4R5I--(接上頁(yè))ISR5R4IR1/54用電源等效變換方法求圖示電路中I3。+_+_I390V140V2056[解]4I3625A4I36207A518A例55用電源等效變換方法求圖示電路中I3。+_+_I390V110V+-2A2I討論題哪個(gè)答案對(duì)???+-10V+-4V210V+-2A2I討論題哪???+-10V+-4V2561.2.1歐姆定律1.2.2基爾霍夫定律

(一)基爾霍夫電流定律

(二)基爾霍夫電壓定律§1.2電路的基本定律1.2.1歐姆定律§1.2電路的基本定律57RUI注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方向。RUIRUI1.2.1歐姆定律RUI注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方向。RU58

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表明方向與圖中假設(shè)方向一致。當(dāng)Uab<E時(shí)，I<0表明方向與圖中假設(shè)方向相反。E+_baIUabR廣義歐姆定律當(dāng)Uab>E時(shí)，I>0表明59小結(jié)理想電流源理想電壓源普通電流源普通電壓源普通電壓源和電路源的等效歐姆定律基爾霍夫定律：支路節(jié)點(diǎn)回路60小結(jié)理想電流源601.2.2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間的關(guān)系，其中包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律。名詞注釋?zhuān)汗?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1.2.2基爾霍夫定律用來(lái)描述電路中各部分電壓61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-支路：ab、ad、…...回路：abda、bcdb、節(jié)點(diǎn)62(一)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0。I1I2I3I4基爾霍夫電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性。I=0即：例或：(一)基爾霍夫電流定律對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流63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=0基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。例I1+I2=I3例I64(二)基爾霍夫電壓定律

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-(二)基爾霍夫電壓定律對(duì)電路中的任一回路，沿任意循65電位升電位降E+_RabUabI基爾霍夫電壓定律也適合開(kāi)口電路。例電位升電位降E+_RabUabI基爾霍夫電壓定律也適合開(kāi)口電66關(guān)于獨(dú)立方程式的討論

問(wèn)題的提出：在用基爾霍夫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？例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1分析以下電路中應(yīng)列幾個(gè)電流方程？幾個(gè)電壓方程？關(guān)于獨(dú)立方程式的討論問(wèn)題的提出：在用基爾霍夫電流定律或電67基爾霍夫電流方程：節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)b：獨(dú)立方程只有1個(gè)基爾霍夫電壓方程：#1#2#3獨(dú)立方程只有2個(gè)aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1基爾霍夫電流方程：節(jié)點(diǎn)a：節(jié)點(diǎn)b：獨(dú)立方程只有1個(gè)基爾霍68設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小結(jié)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程有(N-1)個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程有(B-N+1)個(gè)則：（一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)）獨(dú)立電流方程：１個(gè)獨(dú)立電壓方程：２個(gè)設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路N=2、B=3bR1R2E2E69討論題求：I1、I2

、I3

能否很快說(shuō)出結(jié)果？1++--3V4V11+-5VI1I2I3討論題求：I1、I2、I3？1++--3V4V1170I1=4AI2=-2AI3=1A

I4=-3A求I5=?問(wèn)題2

圖2有多少回路?獨(dú)立回路有多少？問(wèn)題1

圖1中圖1圖2I1=4A求I5=?問(wèn)題2問(wèn)題1圖1圖271電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相連，并且在這些電阻中通過(guò)同一電流，則這樣的連接方法稱(chēng)為電阻的串聯(lián)。分壓公式等效電阻R=R1+R2RUI+–R1R2UIU2U1+–+–+–U2=———UR1+R2R2

電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻一72

電阻的并聯(lián)分流公式I1=———IR1+R2R2電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間，則這樣的連接法稱(chēng)為電阻的并聯(lián)。在各個(gè)并聯(lián)支路(電阻)上受到同一電壓。I2=———IR1+R2R1IR2R1I1I2U+–UR+–I+R=R1R2R1R2等效電阻電阻的并聯(lián)分流公式I1=———IR1+R2R273[例1]

圖示為變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL兩端電壓的分壓電路。RL=50，U=220V。中間環(huán)節(jié)是變阻器，其規(guī)格是100、3A。今把它平分為四段，在圖上用a,b,c,d,e點(diǎn)標(biāo)出。求滑動(dòng)點(diǎn)分別在a,c,d,e時(shí)，負(fù)載和變阻器各段所通過(guò)的電流及負(fù)載電壓，并就流過(guò)變阻器的電流與其額定電流比較說(shuō)明使用時(shí)的安全問(wèn)題。[解]UL=0IL=0(1)在a點(diǎn)：RLULILU+–abcde+–[例1]圖示為變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL兩端電74RLULILU+–abcde+–[解](2)在c點(diǎn)：等效電阻R為Rca

與RL

并聯(lián)，再與Rec串聯(lián)，即UL=RLIL=501.47V=73.5V注意，這時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)雖在變阻器的中點(diǎn)，但是輸出電壓不等于電源電壓的一半，而是73.5V。RLULILU+–abcde+–[解](2)在c點(diǎn)：75RLULILU+–abcde+–[解](3)在d點(diǎn)：注意：因Ied=4A3A，ed段有被燒毀的可能。RLULILU+–abcde+–[解](3)在d點(diǎn)：注意76RLULILU+–abcde+–[解](4)在e點(diǎn)：RLULILU+–abcde+–[解](4)在e點(diǎn)：77電工電子學(xué)2013年電工電子學(xué)2013年78注意事項(xiàng)：教材：

電工學(xué)簡(jiǎn)明教程秦曾煌主編高等教育出版社2007參考書(shū)目：

電路（第5版）原著：邱關(guān)源出版社：高等教育出版社作業(yè)方式：

A4第一行姓名學(xué)號(hào)班級(jí)時(shí)間第X次作業(yè)考核方式：

平時(shí)

20%考試70%10%課堂提問(wèn)

（作業(yè)考勤課堂紀(jì)律）

內(nèi)容：概念+運(yùn)用79注意事項(xiàng)：教材：2序言:電工電子的學(xué)習(xí)方法注重物理概念：

物理概念是學(xué)好電工電子學(xué)的基礎(chǔ)掌握數(shù)學(xué)工具：

數(shù)學(xué)工具是學(xué)好電工電子學(xué)的保障重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程是理論、實(shí)踐相結(jié)合的最好載體我的聯(lián)系方式：

80序言:電工電子的學(xué)習(xí)方法注重物理概念：3第1章電路及其分析方法81第1章4第1章電路及其分析方法（考試40%）1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4電源有載工作、開(kāi)路與短路1.6電阻的串聯(lián)與并聯(lián)1.5基爾霍夫定律1.11電路中電位的計(jì)算1.9電壓源與電流源及其等效變換1.7支路電流法1.8疊加定理1.10戴維寧定理1.12電路的暫態(tài)分析1.1電路的作用與組成部分82第1章電路及其分析方法（考試40%）1.2電路模型第1章電路及其分析方法

電路的基本概念及其分析方法是電工技術(shù)和電子技術(shù)的基礎(chǔ)。本章首先討論電路的基本概念和基本定律，如電路模型、電壓和電流的參考方向、基爾霍夫定律、電源的工作狀態(tài)以及電路中電位的計(jì)算等。這些內(nèi)容是分析與計(jì)算電路的基礎(chǔ)。然后介紹幾種常用的電路分析方法，有支路電流法、疊加定理、電壓源模型與電流源模型的等效變換和戴維寧定理。最后討論電路的暫態(tài)分析。介紹用經(jīng)典法和三要素法分析暫態(tài)過(guò)程。83第1章電路及其分析方法電路的基本概念及其分析方法是第1章電路及其分析方法§1.1電路的基本概念

1.1.1電路中的物理量

1.1.2電路元件§1.2電路的基本定律

1.2.1歐姆定律

1.2.2基爾霍夫定律第1章電路及其分析方法§1.1電路的基本概念84§1.1電路的基本概念1.1.1

電路的物理量1.1.2

電路元件

(一)無(wú)源元件

(二)有源元件§1.1電路的基本概念1.1.1電路的物理量85直流電源直流電源:

提供能源負(fù)載信號(hào)源:

提供信息電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話(huà)筒電源或信號(hào)源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱(chēng)為響應(yīng)。信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等

電路的作用及組成直流電源直流電源:負(fù)載信號(hào)源:電路的組成部分放大器揚(yáng)聲861.1.1電路的物理量電池?zé)襞蓦娏麟妷弘妱?dòng)勢(shì)EIRU+_負(fù)載電源為了便于分析與計(jì)算實(shí)際電路，在一定條件下常忽略實(shí)際部件的次要因素而突出其主要電磁性質(zhì)，把它看成理想電路元件。1.1.1電路的物理量電池?zé)襞蓦娏鱁IRU+_負(fù)載電源87電路中物理量的正方向物理量的正方向：實(shí)際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。假設(shè)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。電路中物理量的正方向物理量的正方向：實(shí)際正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H88物理量的實(shí)際正方向物理量的實(shí)際正方向89物理量正方向的表示方法電池?zé)襞軮RUabE+_abu_+正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，低電位在后）

雙下標(biāo)箭頭uab電壓+-IR電流：從高電位指向低電位。關(guān)聯(lián)方向物理量正方向的表示方法電池?zé)襞軮RUabE+_abu_+正負(fù)90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電路分析中的假設(shè)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91(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決的方法(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；(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；解決的方法(92例已知：E=2V,

R=1Ω問(wèn)：當(dāng)U分別為3V和1V時(shí)，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2)列電路方程：例已知：E=2V,R=1ΩEIRRURabU解：(1)93(3)數(shù)值計(jì)算（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）E

IRRURabU(3)數(shù)值計(jì)算（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方94(4)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)方程式R=

U/I

僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2)“實(shí)際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設(shè)正方向”則是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。(3)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.提示(4)為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把I與U的方向(95

IRURab假設(shè):

與的方向一致例假設(shè):

與的方向相反

IRURabIRURab假設(shè):例假設(shè):IRURab96歐姆定律：通過(guò)電阻的電流與電壓成正比。表達(dá)式

=RUIU、I參考方向相同U=–IRU、I參考方向相反圖B中若I=–2A，R=3，則U=–

(–2)3V=6V電流的參考方向與實(shí)際方向相反圖A或圖BRUI+–IRU+–+–圖CRUI電壓與電流參考方向相反例97歐姆定律：通過(guò)電阻的電流與電壓成正比。表達(dá)式=RUIUaIRUb功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為

U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:功率有無(wú)正負(fù)？如果UI方向不一致結(jié)果如何？電功率aIRUb功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U,流入此98

在U、I正方向選擇一致的前提下，

IRUab或IRUab“吸收功率”（負(fù)載）“發(fā)出功率”（電源）若P=UI0若P=UI0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收）=P（發(fā)出）在U、I正方向選擇一致的前提下，IRUa99

當(dāng)計(jì)算的P>0

時(shí),則說(shuō)明U、I

的實(shí)際方向一致，此部分電路消耗電功率，為負(fù)載。

所以，從P的+或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。結(jié)論在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，如果假設(shè)U、I正方向一致。

當(dāng)計(jì)算的P<0

時(shí),則說(shuō)明U、I

的實(shí)際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，為電源。當(dāng)計(jì)算的P>0時(shí),則說(shuō)明U、I的實(shí)際方100伏-安特性iuRiuui線性電阻非線性電阻(一)無(wú)源元件1.電阻R（常用單位：、k、M）1.1.2電路元件伏-安特性iuRiuui線性電阻非線性電阻(一)無(wú)源1012.電感Lui（單位：H,mH,H）——單位電流產(chǎn)生的磁鏈線圈匝數(shù)磁通2.電感Lui（單位：H,mH,H）——單位電流產(chǎn)生102?電感中電流、電壓的關(guān)系uei當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中電感相當(dāng)于短路。?電感中電流、電壓的關(guān)系uei當(dāng)(直流)時(shí),所以，在1033.電容C—-單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位：F,F,pF）++++----+q-qui電容符號(hào)有極性無(wú)極性+_3.電容C—-單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位：F,F,p104

?

電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中，電容相當(dāng)于開(kāi)路。?電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：當(dāng)105理想元件的特性（u與i的關(guān)系）LCR無(wú)源元件小結(jié)理想元件的特性（u與i的關(guān)系）LCR無(wú)源元件小結(jié)106實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來(lái)表示例：電感線圈L：電感量R：導(dǎo)線電阻C：線間分布電容參數(shù)的影響和電路的工作條件有關(guān)。實(shí)際元件的特性可以用若干理想元件來(lái)表示例：電感線圈L：電107UR1R2LCR1UR2U為直流電壓時(shí),以上電路等效為注意L、C在不同電路中的作用UR1R2LCR1UR2U為直流電壓時(shí),以上電路等效為注意1081.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小特性越平(二)有源元件1.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小(109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理想電壓源（恒壓源）:RO=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(1110小結(jié)電路的基本知識(shí)

電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)的方向

電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)方向的表示方法

電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向

開(kāi)路和短路功率

功率為正功率為負(fù)的含義無(wú)源器件

電阻

電容電感

有源器件

電壓源電流源111小結(jié)電路的基本知識(shí)34已知：圖中UAB=3V，I=–2A求：N的功率，并說(shuō)明它是電源還是負(fù)載NABI+_問(wèn)題1電源短路時(shí)的特征電源開(kāi)路時(shí)的特征圖中U=220V,I=-4A試問(wèn)哪些是電源，哪些是負(fù)載？

問(wèn)題2問(wèn)題3已知：圖中UAB=3V，I=–2A求：N1121.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小特性越平(二)有源元件1.電壓源伏安特性電壓源模型IUEUIRO+-ERo越小(113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理想電壓源（恒壓源）:RO=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(1114恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):E=10V當(dāng)R1

R2

同時(shí)接入時(shí)：I=10A例

當(dāng)R1接入時(shí)：I=5A則：R22IE+_abUab2R1恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):E=10V當(dāng)R1R2115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+_IEUababRbbabababab恒壓源特性小結(jié)恒壓源特性中不變的是：_________E恒壓源特性中變化116ISROabUabIIsUabI外特性電流源模型RORO越大特性越陡2.

電流源ISROabUabIIsUabI外特性電流源模型RORO117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。理想電流源（恒流源):RO=時(shí)的電流源.特點(diǎn)：（1118恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1AR=10時(shí)，U=10V。R=1時(shí)，U=1V。則:例恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1A119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恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：____________120恒流源舉例IcIbUce

當(dāng)I

b

確定后，Ic

就基本確定了。在IC

基本恒定的范圍內(nèi)，Ic

可視為恒流源(電路元件的抽象)。cebIb+-E+-晶體三極管UceIc恒流源舉例IcIbUce當(dāng)Ib確定后，Ic121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IIRIRI電壓源中的電流例IER_+abUab=?Is原則：Is不能122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恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化1233.兩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。I=I'Uab

=Uab'即：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'3.兩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124等效互換公式：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO'則I=I'Uab=Uab'若等效互換公式：IRO+-EbaUabISabUab'I'RO125aE+-bIUabRO電壓源電流源Uab'RO'IsabI'aE+-bIUabRO電壓源電流源Uab'RO'IsabI126等效變換的注意事項(xiàng)(1)“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏--安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。時(shí)例如：IsaRO'bUab'I'RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量RO'中則消耗能量對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效等效變換的注意事項(xiàng)(1)“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互127(2)注意轉(zhuǎn)換前后E與Is

的方向。aE+-bIROE+-bIROaIsaRO'bI'aIsRO'bI'(2)注意轉(zhuǎn)換前后E與Is的方向。aE+-bIR128(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'IsaE+-bI（不存在）(4)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換。RO和RO

'

不一定是電源內(nèi)阻。(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'Isa129(接上頁(yè))IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I(接上頁(yè))IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R130+RdEd+R4E4R5I--(接上頁(yè))ISR5R4IR1//R2//R3I1+I3+RdEd+R4E4R5I--(接上頁(yè))ISR5R4IR1/131用電源等效變換方法求圖示電路中I3。+_+_I390V140V2056[解]4I3625A4I36207A518A例132用電源等效變換方法求圖示電路中I3。+_+_I390V110V+-2A2I討論題哪個(gè)答案對(duì)???+-10V+-4V210V+-2A2I討論題哪???+-10V+-4V21331.2.1歐姆定律1.2.2基爾霍夫定律

(一)基爾霍夫電流定律

(二)基爾霍夫電壓定律§1.2電路的基本定律1.2.1歐姆定律§1.2電路的基本定律134RUI注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方向。RUIRUI1.2.1歐姆定律RUI注意：用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在圖中標(biāo)明正方向。RU135

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表明方向與圖中假設(shè)方向一致。當(dāng)Uab<E時(shí)，I<0表明方向與圖中假設(shè)方向相反。E+_baIUabR廣義歐姆定律當(dāng)Uab>E時(shí)，I>0表明136小結(jié)理想電流源理想電壓源普通電流源普通電壓源普通電壓源和電路源的等效歐姆定律基爾霍夫定律：支路節(jié)點(diǎn)回路137小結(jié)理想電流源601.2.2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間的關(guān)系，其中包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個(gè)定律。名詞注釋?zhuān)汗?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1.2.2基爾霍夫定律用來(lái)描述電路中各部分電壓138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-支路：ab、ad、…...回路：abda、bcdb、節(jié)點(diǎn)139(一)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0。I1I2I3I4基爾霍夫電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性。I=0即：例或：(一)基爾霍夫電流定律對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流140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=0基爾霍夫電