第1章直流電路11

1.1電路的作用和組成1.3電路的狀態(tài)1.2電路的基本物理量1.4電路中的參考方向1.5理想電路元件1.6基爾霍夫定律1.8疊加定理1.9等效電源定理1.10非線(xiàn)性電阻電路教學(xué)基本要求分析與思考題練習(xí)題第1章直流電路返回主頁(yè)教學(xué)基本要求1.了解電路的作用和組成。

2.理解電路基本物理量的意義。

3.了解電路的通路、開(kāi)路和短路狀態(tài)。理解額定值、功率平衡的概念。

4.理解參考方向和關(guān)聯(lián)參考方向的意義。

5.了解電路模型的概念。理解理想電阻元件耗能、理想電壓源的恒壓和理想電流源的恒流特性。

6.理解電路的基爾霍夫定律。

7.掌握用支路電流法、疊加定理和等效電源定理分析電路的方法。

8.了解非線(xiàn)性電阻元件的伏安特性及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電阻的概念。了解非線(xiàn)性電阻電路圖解分析法。返回電源1.1電路的作用和組成電路——電流流通的路徑。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)＋－US電路的作用返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)3電路的組成返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)E電源：E將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)化為電能的供電設(shè)備。如電池,發(fā)電機(jī)負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)化為非電形態(tài)的能量的用電設(shè)備。如電動(dòng)機(jī),電燈,電熱設(shè)備等.中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能如變壓器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)

簡(jiǎn)單照明電路—內(nèi)電路—外電路1.2電路的基本物理量1.電流2.電位單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)電路某一橫截面的電荷量。單位：安[培]（A）電流方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。內(nèi)電路：電源負(fù)極→正極外電路：電源正極→負(fù)極+-I

電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一點(diǎn)移至參考點(diǎn)消耗的電能。用V表示。單位：伏[特]（V）。參考點(diǎn)也稱(chēng)接地，用表示，其電位為零。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)當(dāng)電源有一個(gè)極接地時(shí)，省略電源，用不接地極的電位代替之。a206E290VE1140V5-+b-90V205+140V6ab電源簡(jiǎn)化畫(huà)法：返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)4.電動(dòng)勢(shì)3.電壓EI+-

電場(chǎng)力將單位正電荷從電路某一點(diǎn)移至另一點(diǎn)消耗的電能。用U表示。單位：伏[特]（V）。

電壓：兩點(diǎn)的電位差。如Uab=Va-Vb

某點(diǎn)電位：該點(diǎn)與參考點(diǎn)的電壓。即Va=Va-Vo=Uao電壓方向：規(guī)定高電位→低電位，即電位降低方向。++--USUL

電源中的局外力（非電場(chǎng)力）將單位正電荷從電源的負(fù)極移至正極所轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能。用E表示。單位：伏[特]（V）。電動(dòng)勢(shì)方向：電源負(fù)極→正極，即電位升高方向。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)5.功率返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)單位時(shí)間所轉(zhuǎn)換的電能。用P

表示。單位：瓦[特]（W）。電源產(chǎn)生的電功率：PE=EIEI+-++--U1UL電源輸出的電功率：P1=U1I負(fù)載消耗（取用）的電功率：PL=ULI6.電能時(shí)間t內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電功率。W=Pt單位：焦[耳]（J）。工程上用千瓦時(shí)（kW·h），1kW·h=3.6×106J。1.3電路的狀態(tài)（一）通路返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)EUSUL++__IS電路的狀態(tài)——通路電源的狀態(tài)——有載

通路功率平衡返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)EU1U2++__ISE是電動(dòng)勢(shì)R0是內(nèi)阻U1是電源端電壓U2是負(fù)載端電壓R2是負(fù)載等效電阻R2+_R0I=

E/(R0+R2)U1=E-R0I若忽略導(dǎo)線(xiàn)的電阻,則負(fù)載端電壓U2=U1電源的輸出功率:P1=U1I=(E-R0I)負(fù)載取用的電功率:P2=U2I=R2IP1=P2E-R0I=R2I兩邊都乘上電流I,則得:EI-R0I2=R2I2EI=R0I2+R2I2

通路1.3電路的狀態(tài)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)額定值(銘牌值)：電氣設(shè)備工作時(shí)，其電壓、電流和功率均有一定限額，表示了電氣設(shè)備的正常工作條件和工作能力。欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì))

過(guò)載(超載)：I>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)

（二）開(kāi)路ⅠⅡ開(kāi)路：某部分電路與電源斷開(kāi)，該部分電路中沒(méi)有電流，亦無(wú)能量的輸送和轉(zhuǎn)換。S2S1開(kāi)路的特點(diǎn):開(kāi)路I＝0P=0有源電路U視電路而定返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（三）短路短路：某部分電路的兩端用電阻可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線(xiàn)或開(kāi)關(guān)連接起來(lái)，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線(xiàn)或開(kāi)關(guān)所旁路。短路的特點(diǎn):S2S1ⅠⅡ電源短路

短路I視電路而定有源電路U＝0P=0返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)1.4電路中的參考方向

在電場(chǎng)力作用下，電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成電流，用i

(t)或i表示。單位：安培（A）。

E自由電子s1、電流的形成2、電流的大小---電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)電流式中dq

為通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，電荷的單位：庫(kù)侖（C）。若dq/dt即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為常數(shù)，這種電流叫做恒定電流，簡(jiǎn)稱(chēng)直流電流，常用大寫(xiě)字母I表示。

實(shí)際方向——規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。

參考方向——假定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。規(guī)定：若參考方向與實(shí)際方向方向一致，電流為正值，反之，電流為負(fù)值。電流是代數(shù)量為什么要引入?yún)⒖挤较颍?、電流的方向1、今后，電路圖上只標(biāo)參考方向。電流的參考方向是任意指定的，一般用箭頭在電路圖中標(biāo)出，也可以用雙下標(biāo)表示；如iab表示電流的參考方向是由a到b。2、電流是個(gè)既具有大小又有方向的代數(shù)量。在沒(méi)有設(shè)定參考方向的情況下，討論電流的正負(fù)毫無(wú)意義。3、電流總結(jié)電路中，電場(chǎng)力將單位正電荷從某點(diǎn)a移到另一點(diǎn)b所做的功，稱(chēng)為兩點(diǎn)間的電壓。功（能量）的單位：焦耳（J);電壓的單位：伏特

(V)。2、電壓的極性（方向）實(shí)際極性：規(guī)定兩點(diǎn)間電壓的高電位端為“+”極，低電位端為“-”極。兩點(diǎn)電位降低的方向也稱(chēng)為電壓的方向。參考極性：假設(shè)的電壓“+”極和“-”極。

若參考極性與實(shí)際極性一致，電壓為正值，反之，電壓為負(fù)值。1、電壓的定義

電流和電壓的參考方向可任意假定，而且二者是相互獨(dú)立的。

若選取電流i的參考方向從電壓u的“+”極經(jīng)過(guò)元件A本身流向“-”極，則稱(chēng)電壓u與電流i對(duì)該元件取關(guān)聯(lián)參考方向。否則，稱(chēng)u與i對(duì)A是非關(guān)聯(lián)的。uA與iA關(guān)聯(lián)uB與iB非關(guān)聯(lián)u與i對(duì)元件1關(guān)聯(lián)u與i對(duì)元件2非關(guān)聯(lián)3、關(guān)聯(lián)參考方向（1）今后，電路圖中只標(biāo)電壓的參考極性。在沒(méi)有標(biāo)參考極性的情況下，電壓的正、負(fù)無(wú)意義。

（3）電路圖中不標(biāo)示電壓/電流參考方向時(shí)，說(shuō)明電壓/電流參考方向與電流/電壓關(guān)聯(lián)。

（2）電壓的參考極性可任意指定，一般用“+”、“-”號(hào)在電路圖中標(biāo)出，有時(shí)也用雙下標(biāo)表示，如uab表示a端為“+”極，b端為“-”極。

（4）電路中各點(diǎn)電位隨所選參考點(diǎn)的不同而不同，而兩點(diǎn)間的電壓不隨參考點(diǎn)的不同而改變。4、電壓說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)是描述電源力做功大小的一個(gè)物理量，電源力在電源內(nèi)部把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功稱(chēng)為電源電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同，也是伏（V）。電動(dòng)勢(shì)的定義電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向是電源力克服電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷的方向，是從低電位到高電位的方向，即由負(fù)極指向正極。1.4電路中的參考方向

電流：正電荷定向移動(dòng)方向電動(dòng)勢(shì)：低電位（“-”極性）→高電位（“+”）電壓：高電位（“+”極性）→低電位（“-”）為便于分析和計(jì)算，規(guī)定：電位升高的方向電位降低的方向返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)參考方向—

一種分析方法US+_ISR1R2II

在復(fù)雜的直流電路中，電壓和電流的實(shí)際方向往往是無(wú)法預(yù)知的，且可能是待求的；而在交流電路中，電壓和電流的實(shí)際方向是隨時(shí)間不斷變化的。這時(shí)給它們假定一個(gè)方向作為電路分析和計(jì)算時(shí)的參考，這些假定的方向稱(chēng)為參考方向或正方向，標(biāo)注在電路圖上。EIU＋—IU＋—

關(guān)聯(lián)參考方向注意：取值有正有負(fù)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)1.5

電路模型

為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。

理想電路元件是指只能進(jìn)行某一種能量轉(zhuǎn)換的元件。主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。電阻電感電容電壓源電流源受控源

由這些理想電路元件組成的電路，就是實(shí)際電路的電路模型。

今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱(chēng)電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。

理想電路元件是在一定的條件下突出其主要的電磁性質(zhì)，忽略其次要性質(zhì)而得到的理想元件。這些元件的性質(zhì)則由其參數(shù)表示，如電阻，由其阻值大小來(lái)表示。ER+-手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線(xiàn)燈泡開(kāi)關(guān)

電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來(lái)連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。

開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。例：手電筒

手電筒由電池、燈泡、開(kāi)關(guān)和筒體組成。理想電路元件理想無(wú)源元件理想有源元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)

由實(shí)際電路元件組成的電路稱(chēng)為電路實(shí)體。

可將電路實(shí)體中各個(gè)實(shí)際的電路元件都用表征其主要物理性質(zhì)的理想電路元件代替。

用理想電路元件組成的電路稱(chēng)為電路實(shí)體的電路模型。理想電壓源（一）理想有源元件進(jìn)入理想無(wú)源元件理想電流源本身功耗忽略不計(jì)，只起產(chǎn)生電能的作用理想電源元件的兩種工作狀態(tài)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)返回理想有源元件1.理想電壓源（恒壓源）特點(diǎn)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)電壓源電壓源：實(shí)際電源電動(dòng)勢(shì)與其內(nèi)阻串聯(lián)構(gòu)成的一段電路。+-ERO+US-+-ERO+US-RI內(nèi)阻RO=0，即為恒壓源電流源：定值電流與內(nèi)阻并聯(lián)構(gòu)成的一段電路。ISRO+-UI內(nèi)阻RO=∞，即為恒流源ISRO+-UI返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)返回理想有源元件1.理想電壓源（恒壓源）特點(diǎn)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)輸出電壓Ｕ是由它本身確定的定值，與輸出電流和外電路情況無(wú)關(guān)。輸出電流Ｉ不是定值，與輸出電壓和外電路情況有關(guān)。

凡是與恒壓源并聯(lián)的元件電壓為恒定電壓。返回理想有源元件２.理想電流源（恒流源）特點(diǎn)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)電流源返回理想有源元件２.理想電流源（恒流源）輸出電流Ｉ是由它本身確定的定值，與輸出電壓和外電路情況無(wú)關(guān)。輸出電壓Ｕ不是定值，與輸出電流和外電路情況有關(guān)。特點(diǎn)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)

凡是與恒流源串聯(lián)的元件電流為恒定電流。3．理想有源元件的兩種工作狀態(tài)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)電源：實(shí)際電流從電源電壓的“+”極性端流出，產(chǎn)生電功率；+-UI負(fù)載：實(shí)際電流從電源電壓的“+”極性端流入，消耗電功率。+-UI例：U1=9V，I=-1A，R=3Ω。判斷元件1、2分別是電源還是負(fù)載？12++--U1U2IR電流從元件1的電壓U1“+”端流入，故元件1為負(fù)載；電流從元件2的電壓U2“+”端流出，故元件2為電源。解：實(shí)際電源的模型返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)理想電阻元件（電阻）（二）理想無(wú)源元件理想電容元件（電容）理想電感元件（電感）進(jìn)入理想有源元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（二）理想無(wú)源元件返回理想無(wú)源元件1.理想電阻元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)ABC定義物理量關(guān)系實(shí)物（二）理想無(wú)源元件返回理想無(wú)源元件1.理想電阻元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)ABC定義物理量關(guān)系實(shí)物R電路中消耗電能的元件是單一參數(shù)元件線(xiàn)性元件電阻（二）理想無(wú)源元件返回理想無(wú)源元件1.理想電阻元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)ABC定義物理量關(guān)系實(shí)物RR=u/i在直流電路中，R=U/I單位：歐［姆］（Ω）＋－uiP=UI=U2/R=RI2電阻（二）理想無(wú)源元件返回理想無(wú)源元件1.理想電阻元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)ABC定義物理量關(guān)系實(shí)物（二）理想無(wú)源元件返回理想無(wú)源元件２.理想電容元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)返回理想無(wú)源元件返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（二）理想無(wú)源元件3．理想電感元件

例圖示直流電路已知理想電壓源的電壓US＝3V，理想電流源的電流IS=3A，電阻R=1Ω。求（1）理想電壓源的電流和理想電流源的電壓；（2）討論電路的功率平衡關(guān)系。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)已知：E1=4V，E2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=2Ω，求：VAE1E2R1R2R3A++--I解：例1：返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)電路中電位的計(jì)算例2:圖示電路，計(jì)算開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位VA解:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),電路

如圖（b）電流

I2=0，電位VA=0V

。電流

I1=I2=0，電位

VA=6V

。電流在閉合路徑中流通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)1.6基爾霍夫定律基爾霍夫定律是分析計(jì)算電路的基本定律，又分為：基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電流定律返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（一）基爾霍夫電流定律（KCL）返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)24a25基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)RCICRBIBIEBCE＋UCC可將KCL推廣到電路中任何一個(gè)假定的閉合面。——廣義結(jié)點(diǎn)IC+IB-IE＝0I=?I=02+_+_I51156V12V

例1

圖示的部分電路中，已知I1＝3A，I4＝－5A，I5＝8A，試求I2、I3和I6。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（二）基爾霍夫電壓定律（KVL）返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)基爾霍夫電流定律返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)選擇環(huán)行方向電位升=電位降US1+U2－US2－U1＝0R3I3I1US1+_I2R2US2+_+_+_U1U2R1

在電路的任何一個(gè)回路中，沿同一方向環(huán)行，同一瞬間電壓的代數(shù)和等于零。即：Σu=0

，在直流電路中ΣU=0，或ΣE=ΣRI。正負(fù)號(hào)確定：沿環(huán)行方向，電位降為+，電位升為

-；沿環(huán)行方向，E、I的方向與環(huán)行方向相同為+，相反為-。US1+U2=US2+U1基爾霍夫電壓定律的推廣應(yīng)用基爾霍夫電流定律返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)E或US+_R+_UabI

可將KVL推廣應(yīng)用于任何一個(gè)假想閉合的一段電路RI－U＝－E或RI－U＋US

＝0即：ΣE

=ΣRI

±

UU與環(huán)行方向相同取+，相反取-。例已知：Us1=30V，Us2=80V，R1=10kΩ，R2=20kΩ，

I1=3mA，I2=1mA，求：I3、U3，說(shuō)明元件3是電源還是負(fù)載，校驗(yàn)功率平衡。3++--US1US2R1R2I1I2I3+-U3解：KCL：KVL：電流從元件3的“+”流出，為電源。電流從1“+”流入，為負(fù)載；電流從2“+”流出，為電源。電源發(fā)出功率：負(fù)載取用功率：故功率平衡返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)1.7支路電流法返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)R2E2E1+_R1R3+_（1）分析電路結(jié)構(gòu)，確定支路數(shù)，選擇各支路電流的參考方向。R3E1+_R1+_R2E2支路數(shù)為b=3。I1I3I2（2）確定結(jié)點(diǎn)數(shù)，列出獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)電流方程式。ab結(jié)點(diǎn)a：I1+I2-I3=0結(jié)點(diǎn)b:-I1-

I2+I3=0

I1+I2-I3=0結(jié)點(diǎn)數(shù)為n，則可列出

n-1個(gè)獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)方程式。（3）確定余下所需的方程式數(shù)，列出（b-n+1）個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程式（也可以用網(wǎng)孔）。

左網(wǎng)孔：R1

I1+R3I3=E1

右網(wǎng)孔：R2

I2+R3I3=E2（4）解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。I6I2I4I3I5I1R4-US2++US1--US3+R5R3R1R6R2abcd例1：寫(xiě)出所有獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。解：4個(gè)結(jié)點(diǎn)，6條支路，3個(gè)網(wǎng)孔。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)123(1)應(yīng)用KCL列(n-1)個(gè)結(jié)點(diǎn)電流方程支路數(shù)b=6，要列6個(gè)方程。(2)應(yīng)用KVL選網(wǎng)孔列回路電壓方程(3)聯(lián)立解出

IG

支路電流法是電路分析中最基本的方法之一，但當(dāng)支路數(shù)較多時(shí)，所需方程的個(gè)數(shù)較多，求解不方便。例2：對(duì)結(jié)點(diǎn)a：I1–I2

–IG=0對(duì)網(wǎng)孔abda：IGRG–I3R3+I1R1=0對(duì)結(jié)點(diǎn)b：I3–I4+IG=0對(duì)結(jié)點(diǎn)c：I2+I4–I

=0對(duì)網(wǎng)孔acba：I2R2–

I4R4–IGRG=0對(duì)網(wǎng)孔bcdb：I4R4+I3R3=E

試求檢流計(jì)中的電流IG。RGadbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)例3：已知：US1、US2、R1、R2、R3、IS

求：I1、I2、I3解：2個(gè)節(jié)點(diǎn)，4條支路，但其中一個(gè)支路電流已知為IS，故列3個(gè)方程即可。I1I2I3US1US2ISR1R2R3++--返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)注意：(1)

當(dāng)支路中含有恒流源時(shí)，若所選回路中不含恒流源，則有幾條支路含有恒流源，可少列幾個(gè)KVL方程。(2)

若所選回路中含恒流源，因恒流源兩端的電壓未知，有一個(gè)恒流源就出現(xiàn)一個(gè)未知電壓，此情況下不可少列KVL方程。1.8疊加定理定理內(nèi)容返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)US+_ISR1R2I1I2U2+_U1+_

在含有多個(gè)電源的線(xiàn)性電路中，任一支路的電流和電壓等于電路中各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路中產(chǎn)生的電流和電壓的代數(shù)和。疊加定理只適用于線(xiàn)性電路使用要領(lǐng)1.當(dāng)某一電源單獨(dú)作用時(shí)，應(yīng)令其他電源中US＝0，IS＝0，即應(yīng)將其他理想電壓源短路、其他理想電流源開(kāi)路。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)使用要領(lǐng)2.疊加時(shí)，各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電壓分量的參考方向與總電流和電壓的參考方向一致時(shí)取正號(hào)，相反時(shí)取負(fù)號(hào)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)使用要領(lǐng)3.疊加定理只能用來(lái)分析和計(jì)算電流和電壓，不能用來(lái)計(jì)算功率。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)若某電阻上電流I=I'+I"則P=

RI2=R(I'+I")2

R

I'2+R

I"2

例

圖示電路中已知US＝10V，IS＝2A，R1＝4Ω，R2＝1Ω，R3＝5Ω，R4＝3Ω，試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流

I5和理想電流源兩端的電壓U6。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_[解]理想電壓源單獨(dú)作用時(shí)：US+_R1R2R3R4I’2I’4I’5U’6+_返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)理想電流源單獨(dú)作用時(shí)：ISR1R2R3R4I’’2I’’4I’’5U’’6+_

例

圖示電路中已知US＝10V，IS＝2A，R1＝4Ω，R2＝1Ω，R3＝5Ω，R4＝3Ω，試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流

I5和理想電流源兩端的電壓U6。[解]US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)二電源共同作用時(shí)：

例

圖示電路中已知US＝10V，IS＝2A，R1＝4Ω，R2＝1Ω，R3＝5Ω，R4＝3Ω，試用疊加原理求通過(guò)理想電壓源的電流

I5和理想電流源兩端的電壓U6。[解]US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_I’5=3.25AU’6=－1.75VUS+_R1R2R3R4I’2I’4I’5U’6+_I’’5=0.35AU’’6=5.35VISR1R2R3R4I’’2I’’4I’’5U’’6+_1.9等效電源定理＋－ER1ISR2＋－R1IS有源二端網(wǎng)絡(luò)R2待求支路＋－ER0R0IeS返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)1.電路分解：待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)；2.有源網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為理想電源；3.理想電源和待求支路合并為簡(jiǎn)單電路。R2R2（一）戴維寧定理返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)戴維寧定理解題的步驟：（1）將復(fù)雜電路分解為待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)

兩部分；（2）畫(huà)有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開(kāi)后的電路，并求開(kāi)路電壓U0C,則E

=U0C；（3）畫(huà)有源二端網(wǎng)絡(luò)與待求支路斷開(kāi)且除源后的電路，并求無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0；（4）將等效電壓源與待求支路合為簡(jiǎn)單電路，用

歐姆定律求電流。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)例1

圖示電路中已知US1＝8V，US2＝5V，IS＝3A，R1＝2Ω，R2＝5Ω，R3＝2Ω，R4＝8Ω，試用戴維寧定理求通過(guò)R4的電流。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)例2

用戴維寧定理求

I。+36V12k6k8kI解：+36V12k6k+-UOC6k12kROROI8k+-E待求支路與二端網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)后，求E

。除源網(wǎng)絡(luò)求RO

。原電路變成簡(jiǎn)單電路，求I。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)解：例3

用戴維寧定理求

I

。10A2Ω5Ω1Ω4Ω10V+-I2Ω電阻與恒流源串聯(lián)不起作用，可除去（短路）；5Ω電阻與恒壓源并聯(lián)不起作用，可除去（斷路）。10A1Ω4Ω10V+-I+10A4Ω10V+-Uoc-1ΩRo+-EI返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)例4:用戴維寧定理求

I

。解：3Ω4Ω2Ω+R0-EI+-10V5A3Ω4Ω2Ω+-Uoc3A返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)5A3Ω4Ω2Ω10V+-I3A例5

用戴維寧定理求

I

。I+++---20V150V120V10Ω10Ω10Ω10Ω解：+++---20V150V120V10Ω10Ω10Ω+-Uoc+++---20V150V120V10Ω10Ω10Ω+-Uoc10ΩRo+-EI返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)例6已知：R1=5、R2=5

R3=10、R4=5

E=12V、RG=10試用戴維寧定理求檢流計(jì)中的電流IG。有源二端網(wǎng)絡(luò)E–+GR3R4R1R2IGRGabE–+GR3R4R1R2IGRG返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)解:(1)求開(kāi)路電壓UocEUoc+–ab–+R3R4R1R2I1I2E=

Uoc=I1R2–I2R4=1.25V–0.85V

=2V或：E=

Uoc=I2R3–I1R1=0.810V–1.25V=2V(2)求等效電源的內(nèi)阻R0R0abR3R4R1R2從a、b看進(jìn)去，R1和R2并聯(lián)，R3和R4并聯(lián)，然后再串聯(lián)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)(3)畫(huà)出等效電路，求檢流計(jì)中的電流IGabE–+GR3R4R1R2IGRGER0+_RGabIG返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)（二）諾頓定理返回下一頁(yè)上一頁(yè)下一節(jié)上一節(jié)諾頓定理解題的步驟：（1）將復(fù)雜電路分解為待求支路和有源二端網(wǎng)