第一章 電路的基本概念和定律、定理-2014-1

電工學(xué)

（電工及電子技術(shù)）首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院文華緒論第一為什么要學(xué)習(xí)電工學(xué)？第二電工學(xué)這門課程包括哪些內(nèi)容？第三怎么樣才能學(xué)好電工學(xué)？電工學(xué)（電工及電子技術(shù)）——研究電能在技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用的一門課程。

1.電能應(yīng)用廣泛

2.電能的優(yōu)越性

第一為什么要學(xué)習(xí)電工學(xué)？

原子能、水位能、光能、熱能機(jī)械能、光能、熱能

1）電能容易轉(zhuǎn)換：2.電能的優(yōu)越性2）電能容易輸送：

3）電能容易控制：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化2.電能的優(yōu)越性發(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10kV330kV10kV400V2）電能容易輸送：

原子能、水位能、光能、熱能機(jī)械能、光能、熱能3）電能容易控制：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

1）電能容易轉(zhuǎn)換：2.電能的優(yōu)越性發(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10kV330kV10kV400V19世紀(jì)：電工技術(shù)的發(fā)展使得人類實(shí)現(xiàn)了電工技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了兩個(gè)時(shí)期：機(jī)械化時(shí)代電氣化時(shí)代20世紀(jì)：電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了通信、制造和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)等的結(jié)合全球化信息時(shí)代20世紀(jì)中葉（1946年）——第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（電子管）

ElectronicNumericalIntegratorAndComputer

（1947年）——第一支晶體管（美AT&T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室）1958年——第一塊集成電路（IC——IntegratedCircuit）

(集成十幾支晶體管）七十年代以來(lái)——大規(guī)模集成電路（LSI——LargeScaleIntegration）（集成二十萬(wàn)支晶體管）九十年代初——超大規(guī)模集成電路（VLSI——VeryLargeScaleIntegration）（集成上百萬(wàn)支晶體管）目前——

集成電路飛速發(fā)展（集成上千萬(wàn)支晶體管）回顧電子技術(shù)發(fā)展——里程碑第二電工學(xué)這門課程包括哪些內(nèi)容？本課程是非電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課內(nèi)容:

電路、電機(jī)及傳動(dòng)控制、電子技術(shù)要求：掌握本課程的基本理論基本知識(shí)基本技能為后續(xù)課及畢業(yè)后工作奠定基礎(chǔ)。第三怎么樣才能學(xué)好電工學(xué)？理論與實(shí)際相結(jié)合建議:

1.認(rèn)真聽(tīng)講

2.認(rèn)真記筆記

3.認(rèn)真完成作業(yè)

4.認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)

第一章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1-1電路和電路圖一、電路的組成與作用二、電路模型和理想電路元件三、內(nèi)電路與外電路四、激勵(lì)與響應(yīng)第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理一、電路的組成與作用電路：就是電流所通過(guò)的路徑。它是由電路元件按一定方式組合而成的。1、電路的組成：電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)三部分

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)載放大器

電源（信號(hào)源）中間環(huán)節(jié)負(fù)載電路的作用之二：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2、電路的作用：（電子電路，即信號(hào)電路）傳遞和處理信號(hào)。實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。（作用之一）工程圖：用電路部件符號(hào)繪制的電路圖蓄電池對(duì)白熾燈供電電路熱電偶熱電偶測(cè)溫電路實(shí)際電路：在電路理論上：實(shí)體模型1-1電路和電路圖一、電路的組成與作用二、電路模型和理想電路元件第一章

電路的基本知識(shí)和基本定律三、內(nèi)電路與外電路四、激勵(lì)與響應(yīng)二、電路模型和理想電路元件1、理想電路元件：在一定條件下，突出其主要電磁性能，忽略次要因素，將實(shí)際電路元件理想化（模型化）。

2.五種最基本的理想電路元件US：源電壓

US

＝EIS：源電流

(d)、(e)為無(wú)內(nèi)部電能損耗的理想化電源

3.電路模型—把實(shí)際電路近似的看作是由理想電路元件組成的理想化的電路。熱電偶三、內(nèi)電路與外電路內(nèi)電路——電源內(nèi)部電流通路外電路——電源外部電流通路IUROUSRdc+-ba+_內(nèi)電路與外電路——是站在電源的角度而言的。四、激勵(lì)與響應(yīng)1、激勵(lì)——

電源或信號(hào)源的電壓、電流輸入2、響應(yīng)——

激勵(lì)在電路各部分所產(chǎn)生的電壓和電流輸出分析電路其實(shí)質(zhì)——

分析激勵(lì)和響應(yīng)之間的關(guān)系。1-1電路和電路圖總結(jié)一、電路的組成與作用二、電路模型和理想電路元件第一章

電路的基本知識(shí)和基本定律三、內(nèi)電路與外電路四、激勵(lì)與響應(yīng)1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理電路中物理量的方向物理量的方向：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：不管實(shí)際方向如何，而任意選定的一個(gè)方向。在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的正方向。物理量的實(shí)際方向電路分析中的參考方向問(wèn)題的提出：在復(fù)雜的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？US1ABRUS2IR+_+_(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；

1.電流的方向

實(shí)際方向：正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。

參考方向：標(biāo)注的方向。（可任意定）在電路分析中電流參考方向的一般表示方法：1）箭頭表示；2）雙下標(biāo)表示。實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系：若I

＞0，I參與I實(shí)同方向；若I

＜0，I參與I實(shí)反方向。電動(dòng)勢(shì)方向：從電源的負(fù)極指向正極。2.電動(dòng)勢(shì)、電壓的方向電壓方向：從高電位指向低電位，即電位降的方向。電壓參考極性表示方法：

1）通常用正（＋）、負(fù)（－）極性表示，稱為參考極性?！埃北硎緟⒖紭O性的高電位點(diǎn)；“－”表示低電位點(diǎn)。

2）箭頭表示。代表參考極性的箭頭從（＋）指向（－）。

3）雙下標(biāo)表示?！皩?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)在解題過(guò)程中，一定要先假定物理量的參考方向，然后再列方程計(jì)算。參考方向一旦選定，就不再變動(dòng)。缺少“參考方向”的物理量是無(wú)意義的.

提示(3)“參考方向”可能與實(shí)際方向一致，也可能與實(shí)際方向相反，因而，今后的電流、電壓用代數(shù)量表示。若實(shí)際方向和所選的參考方向一致，為正值，否則為負(fù)值。只有在標(biāo)明參考方向的前提下，電流和電壓才可能根據(jù)其值的正負(fù)確定電流、電壓的實(shí)際方向。(4)電路圖中標(biāo)注的I、U的方向均為參考方向。

已知：US1＝110V，US2＝－50V，US3＝220V，

R＝20Ω，I4＝2.5A，I5＝7.5A，I6＝－4A。求：（1）電源的開(kāi)路電壓U1、U2、U3和Uba的代數(shù)值；（2）負(fù)載電阻端電壓U4、U5、U6和Ucd的代數(shù)值。練習(xí)

關(guān)聯(lián)參考方向：電壓和電流參考方向一致。在某元件的U與I取關(guān)聯(lián)參考方向的前提下：則其功率：P＝UI＞0時(shí)，表示元件吸收功率，是負(fù)載性質(zhì)。P＝UI＜0時(shí)，表示元件發(fā)出功率，是電源性質(zhì)。電壓和電流參考方向不一致。非關(guān)聯(lián)參考方向:3.電功率

關(guān)聯(lián)參考方向：電壓和電流參考方向一致。在某元件的U與I為關(guān)聯(lián)參考方向的前提下：則其功率：P＝UI＞

0時(shí)，表示元件吸收功率，是負(fù)載性質(zhì)。P＝UI＜

0時(shí)，表示元件發(fā)出功率，是電源性質(zhì)。電壓和電流參考方向不一致。非關(guān)聯(lián)參考方向:3.電功率能量守恒定律各電源發(fā)出的功率之和恒等于各負(fù)載接受和消耗的功率之和。

電路的基本概念總結(jié)一、電路的組成與作用組成：電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載作用：1、傳輸和變換電能；2、傳遞和處理信號(hào)二、電路模型和理想電路元件電阻、電感、電容、理想電壓源、理想電流源三、電壓和電流的參考方向任意設(shè)定的正方向1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理

各種電氣設(shè)備在工作時(shí)，其電壓、電流和功率都有一定的限額，這些限額是用來(lái)表示它們的正常工作條件和工作能力的，稱為電氣設(shè)備的額定值。1－3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)一、電氣設(shè)備的額定值額定電流：IN額定電壓：UN額定功率：PN二、電路的幾種狀態(tài)三種狀態(tài)：負(fù)載狀態(tài)、空載狀態(tài)和短路狀態(tài)伏安特性IUUS1、負(fù)載狀態(tài)（開(kāi)關(guān)合上）

1）.電壓與電流關(guān)系

R0<<R時(shí)，UUS

IUROUSRdc+-ba+_R0?R單位：W、kW

式中：PUS=USI--是電源產(chǎn)生的功率

P=R0I2--是電源內(nèi)阻上所損耗的功率

P=UI--是電源輸出的功率

2）.功率與功率平衡

IUROUSRdc+-ba+_注意一般用電設(shè)備都是并聯(lián)于供電線上，接入的電燈數(shù)愈多，負(fù)載電阻RL愈小，電路中電流愈大，負(fù)載功率也愈大。在電工技術(shù)上把這種情況叫做負(fù)載增大。

負(fù)載的大小指的是負(fù)載電流或功率的大小，而不是負(fù)載電阻的大小。

滿載——電路中電流達(dá)到電源或供電線的額定電流時(shí)的工作狀態(tài)過(guò)載——電路中電流超過(guò)電源或供電線的額定電流欠載——電路中電流小于電源或供電線的額定電流短時(shí)間的少量的過(guò)載還是可以的，長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載是不允許的。2、空載狀態(tài)或開(kāi)路狀態(tài)（開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）I=0U=U0=USP=0

IUROUSRdc+-ba+_開(kāi)路電壓3、短路狀態(tài)

U=0I=ISC=US/R0P=0

IUROUSRdc+-ba+_短路電流1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1-4基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（KCL）應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)，基爾霍夫電壓定律（KVL）應(yīng)用于回路．1845年德國(guó)科學(xué)家基爾霍夫說(shuō)明了復(fù)雜電路中任一節(jié)點(diǎn)上各部分電流之間的相互關(guān)系以及任一回路中各部分之間的相互關(guān)系，這就是基爾霍夫定律。我們從三個(gè)方面來(lái)說(shuō)明它：（1）每個(gè)元件就是一條支路，如圖AGCB；（2）串聯(lián)的元件我們視它為一條支路，如圖AB、AFDB；（3）一條支路只能流過(guò)一個(gè)電流。支路支路支路1.支路：有一個(gè)或幾個(gè)元件首尾相接構(gòu)成的無(wú)分支電路。網(wǎng)孔網(wǎng)孔回路回路回路2.結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。I1I2I3I4I5結(jié)點(diǎn)4.網(wǎng)孔：簡(jiǎn)單的不可再分的回路，即未被其他支路分割的單孔回路。

3.回路：電路中由幾個(gè)支路組成的閉合的路徑。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。電路也稱網(wǎng)絡(luò)。支路：電路中每一個(gè)分支回路：電路中任一閉合路徑結(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)例I3US4US3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-ab、ad、…...（共6條）a

、b、c、d(共4個(gè)）abda、bcdb、…...

（共7個(gè)）

對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過(guò)串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如：US+-2RUS+-R2RRR2R2R2R5、簡(jiǎn)單電路：只有一個(gè)回路的無(wú)分支電路或電路雖有分支，但利用電阻串并聯(lián)關(guān)系可以轉(zhuǎn)化為無(wú)分支的只有一個(gè)回路的電路。對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅通過(guò)串、并聯(lián)無(wú)法求解，必須經(jīng)過(guò)一定的解題方法，才能算出結(jié)果。US4-I4+_US3+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I36、復(fù)雜電路：運(yùn)用電阻串、并聯(lián)的計(jì)算方法不能將它簡(jiǎn)化成一個(gè)單回路電路，即~。定律內(nèi)容：對(duì)于電路中任一結(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入該結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流。定律也可表述為：流入電路任一結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。

關(guān)系也適用于隨時(shí)間變化的電流KCL的依據(jù)：電流的連續(xù)性一、基爾霍夫電流定律（KCL定律）————結(jié)點(diǎn)電流方程式式中電流參考方向指向結(jié)點(diǎn)的取正，反之取負(fù)。I1I2I3I4例或：例電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。閉合面；I1+I2=I3

例I=0KCL的擴(kuò)展I=?US2US3US1+_RR1R+_+_R例I1I2I3ABCI4I5I6C:I5+I6=I3A:I1=I4+I6B:I2+I4=I5對(duì)結(jié)點(diǎn)a：也可改寫為：對(duì)于虛線閉合面：二、基爾霍夫電壓定律（KVL方程）即：I3US4US3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-定律內(nèi)容：對(duì)于電路中任一回路，在任一瞬間，沿該回路的所有支路電壓的代數(shù)和等于零?！芈冯妷悍匠淌交鶢柣舴螂妷憾煞从车氖请娢粏沃敌浴ｊP(guān)系也適用于隨時(shí)間變化的電壓電位升電位降KVL定律也適合開(kāi)口電路。例US+_RabUabI+_符號(hào)：與繞行方向一致的電流取正號(hào)，相反的取負(fù)號(hào)。與繞行方向一致的源電壓取正號(hào)，相反的取負(fù)號(hào)。US+_RabUabI+_符號(hào)：與繞行方向一致的電流取正號(hào)，相反的取負(fù)號(hào)。與繞行方向一致的源電壓取正號(hào)，相反的取負(fù)號(hào)。一段電路的電壓方程式所表達(dá)的關(guān)系為：

總電壓（U）等于各分段電壓（Uk）的代數(shù)和。

寫作：acda例若從×處斷開(kāi)1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1-5復(fù)雜電路的基本分析方法一、支路電流法從求支路電流入手

二、結(jié)點(diǎn)電位法（自學(xué)）從求結(jié)點(diǎn)電位入手未知數(shù)：各支路電流。解題思路：根據(jù)基爾霍夫定律，列結(jié)點(diǎn)電流和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。一、支路電流法US4US3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_解題步驟：對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流（I1--I6），標(biāo)出其參考方向?qū)γ總€(gè)節(jié)點(diǎn)有2.按KCL列電流方程例1節(jié)點(diǎn)數(shù)：支路數(shù)：N＝4B＝6節(jié)點(diǎn)a：列電流方程節(jié)點(diǎn)c：節(jié)點(diǎn)b：節(jié)點(diǎn)d：bacd（取其中三個(gè)方程）節(jié)點(diǎn)數(shù)N=4支路數(shù)B=6US4US3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_N個(gè)結(jié)點(diǎn)，可列出（N－1）個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程4.電壓、電流方程聯(lián)立求得：bacdUS4US3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_3.對(duì)每個(gè)單孔回路列電壓方程支路電流法小結(jié)解題步驟結(jié)論與引申2.列電流方程。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有1.對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流。4.解聯(lián)立方程組。對(duì)每個(gè)網(wǎng)孔有3.列電壓方程：

(N-1)I1I2I31.假設(shè)未知數(shù)時(shí)，正方向可任意選擇。1.未知數(shù)=B，#1#2#3根據(jù)未知數(shù)的正負(fù)決定電流的實(shí)際方向。2.原則上，有B個(gè)支路就設(shè)B個(gè)未知數(shù)。

（恒流源支路除外）若電路有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，則可以列出節(jié)點(diǎn)方程。2.獨(dú)立回路的選擇：已有(N-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)方程，需補(bǔ)足B

-（N

-1）個(gè)方程。一般按網(wǎng)孔選擇支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律、歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求解不方便。支路數(shù)B=4須列4個(gè)方程式ab

P37

：1-16作業(yè)1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1.電壓源伏安特性電壓源模型IUUSUIRO+-USRo越小特性越平1-6電壓源、電流源及其等效變換構(gòu)成：理想電壓源US

與內(nèi)電阻R0

串聯(lián)理想電壓源（恒壓源）:

R0=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(1）；R0=0時(shí)的電壓源IUS+_abUab伏安特性IUabUS(2）輸出電壓不變，其值恒等于電源的源電壓。即Uab

US；Uab是由它本身確定的定值,與外電路及輸出電流I的大小無(wú)關(guān),所以又叫恒壓源。理想電壓源（恒壓源）:

R0=0時(shí)的電壓源.特點(diǎn)：(3）它的外特性為Uab=US的水平直線.（4）輸出電流I不是定值,與輸出電壓和外電路的情況有關(guān)。IUS+_abUab伏安特性IUabUS恒壓源中的電流由決定設(shè):

US=10VIUS+_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：外電路恒壓源中的電流由決定設(shè):

US=10VIUS+_abUab例

當(dāng)電路空載時(shí)，則：外電路R1＝∞：即：

當(dāng)電路短路時(shí)，則：R1＝0R1＝0

：即：I=0AI=∞理想電壓源不允許短路恒壓源特性中不變的是：_____________(US、I)US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)USUababR2.電流源ISROabUabIIsUabI外特性

電流源模型ROR0越大特性越陡構(gòu)成：理想電流源IS

與內(nèi)電阻R0并聯(lián)理想電流源（恒流源):特點(diǎn)：（1）R0=

時(shí)的電流源；abIUabIsIUabIS伏安特性（2）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流IS；是由理想電流源本身所確定的定值，與輸出電壓U和外電路的情況無(wú)關(guān)。理想電流源（恒流源):

R0=

時(shí)的電流源.特點(diǎn)：（3）理想電流源的外特性是I＝IS的垂直直線；abIUabIsIUabIS伏安特性（4）輸出電壓U不是定值，由外電路決定。恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):IS=1AR=10

時(shí)，

U=10

V。R=1時(shí)，

U=1

V。則:例恒流源兩端電壓由外電路決定IUIs設(shè):IS=1A例

當(dāng)電路空載時(shí)，則：R1＝∞：即：

當(dāng)電路短路時(shí)，則：R1＝0R1＝0

：即：理想電流源不允許開(kāi)路U=0VU=∞恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：_____________（Uab、IS）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

理想恒流源兩端可否被短路？

abIUabIsR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電壓源中的電流如何決定？電流源兩端的電壓等于多少？例IUS

R_+abUab=?Is原則：Is不能變，US

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US+_abIUabUab=US

（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。I=I'Uab

=Uab'即：IR0+-USbaUabISabUab'I'R0'等效互換公式：IR0+-USbaUabISabUab'I'R0'則I=I'Uab=Uab'若aUS+-bIUabR0電壓源電流源Uab'R0'IsabI'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。IsaR0'bUab'I'RLaUS+-bIUabR0RLR0中不消耗能量R0'中則消耗能量對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效時(shí)例如：(2)注意轉(zhuǎn)換前后US

與Is

的方向要一致。aUS+-bIR0US+-bIR0aIsaR0'bI'aIsR0'bI'(3)恒壓源和恒流源不能等效互換。abI'Uab'IsaUS+-bI（不存在）（4）任何一個(gè)源電壓US

和某個(gè)電阻R串聯(lián)的電路，都可化為一個(gè)源電流為IS和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。電源簡(jiǎn)單等效變換的規(guī)律：幾個(gè)恒壓源串聯(lián)時(shí)，串聯(lián)后等效恒壓源的源電壓為各串聯(lián)恒壓源源電壓的代數(shù)和;各串聯(lián)恒壓源源電壓的極性和等效恒壓源源電壓極性相同者取正，相反者取負(fù)；電源簡(jiǎn)單等效變換的規(guī)律：幾個(gè)恒流源并聯(lián)時(shí)，并聯(lián)后等效恒流源的源電流等于各并聯(lián)恒流源源電流的代數(shù)和，各并聯(lián)恒流源源電流的方向和等效恒流源源電流方向相同者取正，相反者取負(fù).

1、兩恒壓源串聯(lián)，

2、兩恒壓源并聯(lián)，

必須US2US1I＋－＋－USI＋－＋－US1＋－US2USI＋－3、兩恒流源并聯(lián)，

4、兩恒流源串聯(lián)，

必須IS1ISIS2IS1ISIS25、恒壓源與恒流源（電阻）的并聯(lián)，

即與恒壓源并聯(lián)的元件是多余的USI＋－IS＋－US＋－USR6、恒流源與電壓源（電阻）的串聯(lián)與恒流源串聯(lián)的元件是多余的。＋－USISRISISR1R3IsR2R5R4I3I1I應(yīng)用舉例-+IsR1US1+-R3R2R5R4IUS3I=?(接上頁(yè))IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdUSd+R4US4R5I--(接上頁(yè))ISR5R4IR1//R2//R3I1+I310V+-2A2I討論題哪個(gè)答案對(duì)???+-10V+-4V2用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算圖中1Ω電阻上的電流I=

？（a）6V3Ω2Ω1Ω4Ω4V2A6ΩI＋－＋－3Ω2Ω1Ω4Ω4V2A6Ω（b）I2A＋－例3Ω2Ω1Ω4Ω4V2A6Ω（b）I2A＋－2Ω1Ω4Ω4V4A2Ω（c）I＋－2Ω1Ω4Ω4V（d）I2Ω8V＋－＋－2Ω1Ω4Ω4V4A2Ω（c）I＋－1Ω（e）I1A2A4Ω4Ω2Ω1Ω4Ω4V（d）I2Ω8V＋－＋－1Ω（e）I

1A2A4Ω4Ω1Ω（f）I3A2Ω由分流公式可求出：

P37

：1-17作業(yè)1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1－7疊加定理在有多個(gè)電源的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路中所產(chǎn)生電流或電壓的代數(shù)和。內(nèi)容:+BI2R1I1US1R2AUS2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABUS2I3''R3+_US2單獨(dú)作用+_AUS1BI2'R1I1'R2I3'R3US1單獨(dú)作用

疊加原理線性電路：電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變。I2'I1'I2''I1''+BI2R1I1US1R2AUS2I3R3+_+_AUS1+B_R1R2R3I3'I3''R1R2ABUS2R3+_在考慮某一電源單獨(dú)作用時(shí)：暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令US=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。I2'I1'I2''I1''+BI2R1I1US1R2AUS2I3R3+_+_AUS1+B_R1R2R3I3'I3''R1R2ABUS2R3+_解題時(shí)要首先標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向（即正方向）。最后疊加時(shí)，一定要注意各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電流（或電壓分量）的參考方向是否與總電流和電壓的參考方向一致，與總電流（或總電壓）一致的電流分量（或電壓分量）為正，反之為負(fù)。例+-10I4A20V1010疊加定理用求：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.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(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US=0；

暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開(kāi)路，即令

Is=0。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。與總電流（或總電壓）一致的電流分量（或電壓分量）為正，反之為負(fù)。=+4.疊加定理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)求功率。如：

設(shè)：則：I3R3求得：I

1”=42.9A；I

2”=47.1A；

I”=4.2A疊加:(注意電流方向)I1＝I1’－I1”I2＝－I2’＋I(xiàn)2”I＝I’＋I(xiàn)”解出:I1＝20AI2＝－10AI＝10AUS1R01I1US2R02I2I(a)RUS1R01I1’R02I2’I’(b)RRR01I1”I”US2R02(c)I2”已知：US1=12V，R01=0.1Ω；

US2=9V，R02=0.1Ω；R=1Ω用疊加定理計(jì)算圖a所示電路中各支路電流。

I

1’=62.9A；I

2’=57.1A；I’=5.8A解：US1單獨(dú)作用：(圖b)求得：US2單獨(dú)作用：(圖c)例

P38

：1-24：用疊加定理求1－23題。作業(yè)1-1電路和電路圖1-2簡(jiǎn)單電路的分析計(jì)算1-3電氣設(shè)備的額定值和電路的狀態(tài)1-4基爾霍夫定律1-5復(fù)雜電路的基本分析方法1-6電壓源和電流源及其等效變換1-7疊加定理1-8等效電源定理第1章電路的基本知識(shí)和基本定律、定理1-8

等效電源定理二端網(wǎng)絡(luò)的概念：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）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。baUS+–R1R2ISR3baUS+–R1R2ISR3R4無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)abRab無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)+_USR0ab

電壓源（戴維寧定理）

電流源（諾頓定理）ab有源二端網(wǎng)絡(luò)abISR0無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電源一戴維寧定理

任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)源電壓為US的理想電壓源和內(nèi)阻R0

串聯(lián)的電源來(lái)等效代替。

有源二端網(wǎng)絡(luò)RLab+U–IUSR0+_RLab+U–I等效電源注意：“等效”是指對(duì)端口外的外電路等效。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）等效電壓源的源電壓（US）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓有源二端網(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)ABABUSR0+_RABUS＝U0＝UAB0UAB0利用戴維寧定理時(shí)應(yīng)該注意：1、等效電壓源的源電壓US的參考極性應(yīng)與有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓UAB0的參考極性保持一致。2、用一個(gè)電壓源等效地替代有源二端網(wǎng)絡(luò)，只是指它們對(duì)外電路的作用等效，它們內(nèi)部的電流、電壓、功率并不等值。例如：當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各電阻消耗的功率不會(huì)是零，則為零。而其等效電壓源上消耗的功率例2-2＋US1－R01bISR02＋US2－adcR1R03R2R3I3已知US1=110V；R01=1Ω；US2=100V，R02=1ΩIS=90A；R03=1Ω；R1=10Ω；R2=9Ω；R3=20Ω；試用戴維寧定理求R3中的電流。首先將R3電阻提走，剩下的電路（見(jiàn)圖b）為一有源二端網(wǎng)絡(luò)，求其開(kāi)路電壓Ucd0（即等效電壓源的US）＋US1－R01bISR02＋US2－adcR1R03R2I1I2I03解已知US1=110V；R01=1Ω；US2=100V，R02=1ΩIS=90A；R03=1Ω；R1=10Ω；R2=9Ω；R3=20Ω；

Ucd0

＝－R2I2＋R03I03＋R1I1

＝－R2I2＋R03IS

＋R1