电路的基本概念和基本律精选PPT.ppt

关于电路的基本概念和基本律第1页，讲稿共84张，创作于星期二电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律1.1电路与电路模型电路与电路模型 1.1.1 1.1.1 电路的功能和构成电路的功能和构成 1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型 1.1.31.1.3 电路理论研究的主要内容电路理论研究的主要内容1.2 电路基本物理量的正方向与正负号电路基本物理量的正方向与正负号1.3基本基本电路元件电路元件1.4电路的工作状态电路的工作状态1.5电路的基本定律电路的基本定律KVLKVL、KCLKCL 第一章第一章第2页，讲稿共84张，创作于星期二 (1)(1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放大放大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能 电电路是电流的通路是电流的通路路，是为了某种需要由电工设备或电路元件，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。按一定方式组合而成。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线1.1电路与电路模型电路与电路模型1.1.1 1.1.1 电路的功能和构成电路的功能和构成第3页，讲稿共84张，创作于星期二2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线第4页，讲稿共84张，创作于星期二直流电源直流电源直流电源:提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源:提供信息2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分放大放大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为电源或信号源的电压或电流称为激励激励，它推动电路工作；由，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为激励所产生的电压和电流称为响应响应。第5页，讲稿共84张，创作于星期二 小结小结 电路按功能可分为两类：电路按功能可分为两类：1 1、电力线路（强电）、电力线路（强电）-作用：传输、分配、控制和转换能量，作用：传输、分配、控制和转换能量，构成：电源中间环节负载；构成：电源中间环节负载；2 2、电子线路（弱电）作用：、电子线路（弱电）作用：传递和处理信号，传递和处理信号，-构成：信号源中间环节负载构成：信号源中间环节负载电源（狭义）电源（狭义）（广义）（广义）电源电源（激励）（激励）电力电子线路？（电力电子线路？（用弱电控制强电，参见电工学用弱电控制强电，参见电工学III第第6章章）第6页，讲稿共84张，创作于星期二1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型一、电路元件、电路（图）一、电路元件、电路（图）实际电路元件实际电路元件模型化模型化（理想）电路元件（理想）电路元件实际电路实际电路电路（模型）电路（模型）电路（图）电路（图）符号化符号化实际结构实际结构研究电路（图）研究电路（图）揭示实际电路揭示实际电路主要主要性能性能例：建立手电筒的电路模型例：建立手电筒的电路模型例：建立手电筒的电路模型例：建立手电筒的电路模型第7页，讲稿共84张，创作于星期二手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其参是电源元件，其参数为电动势数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能的主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数性质，是电阻元件，其参数为电阻为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯泡，用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通断。用来控制电路的通断。今后分析的都是指电路模今后分析的都是指电路模今后分析的都是指电路模今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，型，简称电路。在电路图中，型，简称电路。在电路图中，型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图各种电路元件都用规定的图各种电路元件都用规定的图各种电路元件都用规定的图形符号表示。形符号表示。形符号表示。形符号表示。第8页，讲稿共84张，创作于星期二1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型一、电路元件、电路（图）一、电路元件、电路（图）二、基本电路元件二、基本电路元件电源：电源：恒压源恒压源 与与恒流源恒流源 （不计受控电源）不计受控电源）负载：负载：电阻、电容、电感电阻、电容、电感 中间环节：中间环节：短路线短路线 与与开路线开路线 (描述导线与开关）描述导线与开关）第9页，讲稿共84张，创作于星期二1.1.31.1.3电路理论研究的主要内容电路理论研究的主要内容1.基本物理量：电流、电压、电位（势）、基本物理量：电流、电压、电位（势）、2.电动势、电功率电动势、电功率3.基本元件基本元件：上述：上述7种（含教材种（含教材3.1节）节）4.工作状态：开路、短路、有载工作状态：开路、短路、有载5.基本规律：基尔霍夫定律基本规律：基尔霍夫定律KCL、KVL6.（整体规律）（整体规律）7.求解方法求解方法 8.（分类、内容、适用范围（分类、内容、适用范围属第二章内容）属第二章内容）第10页，讲稿共84张，创作于星期二1.2 电路基本物理量的正方向与正负号电路基本物理量的正方向与正负号电电池池灯灯泡泡电流电流 I、i电压电压 U、u电动势电动势 E、e电位（势）电位（势）V、v（后面讲后面讲）Vb=ERE_IU+ab+_第11页，讲稿共84张，创作于星期二电路中物理量的正方向电路中物理量的正方向物理量的物理量的方向方向：实际方向实际方向假设方向（参考方向）假设方向（参考方向）实际方向实际方向：物理中对电学量规定的方向。物理中对电学量规定的方向。假设方向假设方向（参考方向）：（参考方向）：在分析计算时，对电学量人为规定的方向，在分析计算时，对电学量人为规定的方向，一般称为一般称为正方向正方向第12页，讲稿共84张，创作于星期二物理量的实际方向和单位物理量的实际方向和单位第13页，讲稿共84张，创作于星期二物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法电电池池灯灯泡泡IRUabE+_abu_+正负号正负号abUab 高电位点在前，高电位点在前，低电位点在后低电位点在后 双下标双下标（旧旧箭箭 头）头）u电压电压aIR电流电流：箭箭 头头 或或 双下标双下标Iabb第14页，讲稿共84张，创作于星期二为何在电路分析中用为何在电路分析中用正正方向？方向？问题的提出问题的提出：1、在复杂电路中难于判断元件中物理量在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向。的实际方向。2、在交流电路中，实际方向反复变化。、在交流电路中，实际方向反复变化。电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？E1ABRE2IR第15页，讲稿共84张，创作于星期二(1)在解题前先设任意假设一个方向作为参考方向；在解题前先设任意假设一个方向作为参考方向；解决方法解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若计算结果为若计算结果为正正，则表明实际方向与假设方向一致；，则表明实际方向与假设方向一致；故称假设方向（参考方向）为故称假设方向（参考方向）为正方向。正方向。若计算结果为负，则表明实际方向与假设方向相反。若计算结果为负，则表明实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式系的代数表达式,然后解出所求的物理量；然后解出所求的物理量；第16页，讲稿共84张，创作于星期二例例已知：已知：E=2V,R=1问：问：当当U 即即Uab 分别为分别为 3V 和和 1V 时，时，IR=?E IRRURabU解：解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：列电路方程：第17页，讲稿共84张，创作于星期二(3)数值计算数值计算（实际方向与正方向一致）（实际方向与正方向一致）（实际方向与正方向相反）（实际方向与正方向相反）E IRRURabU第18页，讲稿共84张，创作于星期二*(4)在以后的解题过程中，若题中未给出某些电压、电流的在以后的解题过程中，若题中未给出某些电压、电流的符符号号和和或或正方向正方向，而自己解题中又需要，而自己解题中又需要，符号符号的的下标下标与与正方向正方向自自己可以任意己可以任意假设假设，但必须，但必须假设假设，且，且设设好后不能再变。好后不能再变。(1)“实际方向实际方向”是物理中规定的，而是物理中规定的，而“正方向正方向”则则 是人们在进行电路分析计算时是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。若无任意假设的。若无特别说明，电路图中所标出的方向都是指特别说明，电路图中所标出的方向都是指正方向正方向。(2)欧姆定律欧姆定律 U/I=R 仅适用于仅适用于U、I正方向一致的情况，当正方向一致的情况，当U、I正方向不时一致，应改为正方向不时一致，应改为U/I=R。（3）为了避免列方程时出错，）为了避免列方程时出错，习惯上习惯上把把 I 与与 U 的正方的正方 向假设为一致（向假设为一致（同方向同方向）。）。提示提示第19页，讲稿共84张，创作于星期二欧姆定律中的正负号欧姆定律中的正负号U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=I R U U=IRIR第20页，讲稿共84张，创作于星期二解：解：对图对图(a)有有,U=IR例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A第21页，讲稿共84张，创作于星期二电电 功功 率率aIAUb功率的正负功率的正负：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U,流入此流入此 部分电路部分电路A的电流为的电流为 I，则这部分电路取用（消耗或储存）则这部分电路取用（消耗或储存）的功率为的功率为:功率有无正负？功率有无正负？U、I正方向一致时取U、I正方向相反时取第22页，讲稿共84张，创作于星期二右图：右图：U、I 正正方向一致方向一致P=UIIRUab或或IRUab“取用功率（负载）取用功率（负载）”为什么？为什么？“发出功率（电源）发出功率（电源）”为什么？为什么？若若 P 0则该元件则该元件IUab+-根据能量守衡关系根据能量守衡关系P（取用取用）=P（发出）（发出）右图：右图：U、I 正正方向相反方向相反 P=UI若若 P 0 时时,则说明则说明 U、I 的实际方的实际方向一致，此部分电路取用电功率，向一致，此部分电路取用电功率，为为负载负载。所以，从所以，从 P 值值的的 +或或 -可以区分元器件的性质可以区分元器件的性质是电源还是负载。是电源还是负载。（不能仅从元器件的名称就断定它一定（不能仅从元器件的名称就断定它一定是电源或负载）是电源或负载）结结 论论在计算功率时，在计算功率时，如果按如果按P=UI(U、I 正正方向相方向相反时取反时取）计算，则）计算，则：当计算的当计算的 P 0 时时,则说明则说明 U、I 的实际方向相的实际方向相反，此部分电路发出电功率，反，此部分电路发出电功率，为电源为电源。如果按如果按P=UI计算，计算时有两套正负号。计算，计算时有两套正负号。？第24页，讲稿共84张，创作于星期二节点电位的概念：节点电位的概念：Va=5V a 点电位：点电位：ab1 5Aab1 5AVb=-5V b 点电位：点电位：在电路中任选一节点，设其电位为零（用在电路中任选一节点，设其电位为零（用此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是该节点的电位。记为：该节点的电位。记为：“VX”（注意：电位为单下标）。（注意：电位为单下标）。标记），标记），改在基本电路元件之前讲改在基本电路元件之前讲*1.61.6电路中电位的计算电路中电位的计算第25页，讲稿共84张，创作于星期二 电位值是相对的电位值是相对的,参考点（参考点（电位零点电位零点）选的）选的不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压（电位差）值是固定电路中两点间的电压（电位差）值是固定的，不会因参考点的不同而改变。的，不会因参考点的不同而改变。注意：电位和电压的区别注意：电位和电压的区别第26页，讲稿共84张，创作于星期二电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2第27页，讲稿共84张，创作于星期二R1R2+15V-15V 参考电位在哪里参考电位在哪里？R1R215V+-15V+-第28页，讲稿共84张，创作于星期二“电路中电位的计算电路中电位的计算”史仪凯新教材史仪凯新教材1.7.3节节 （必考内容）（必考内容）第29页，讲稿共84张，创作于星期二一一 、无源元件无源元件1.1.电阻电阻 R1.3（二端）（二端）基本电路元件基本电路元件3种含义2.2.电感电感 L L3 3.电容电容 C第30页，讲稿共84张，创作于星期二1 电阻元件电阻元件 描述消耗电能的性质描述消耗电能的性质根据欧姆定律根据欧姆定律:即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系线性电阻线性电阻 金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的导电性能有关导电性能有关，表达式为：，表达式为：表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。电阻的能量电阻的能量Ru+_第31页，讲稿共84张，创作于星期二伏伏-安安 特性特性iuRiuui线线性性电电阻阻非非线线性性电电阻阻电阻电阻 R（常用单位：（常用单位：、k、M ）Riuu与与i的关的关系系？第32页，讲稿共84张，创作于星期二 描述线圈通有电流时产生磁场、储存描述线圈通有电流时产生磁场、储存描述线圈通有电流时产生磁场、储存描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。磁场能量的性质。磁场能量的性质。磁场能量的性质。1.1.物理意义物理意义物理意义物理意义电感电感:(H、mH)线性电感线性电感:L为常数为常数;非线性电感非线性电感:L不为常数不为常数2 电感元件电感元件电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)u+-线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。磁性能等有关。第33页，讲稿共84张，创作于星期二自感电动势：自感电动势：2.2.自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定(1)自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向规定规定规定规定:自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向与电流参考方向相同与电流参考方向相同与电流参考方向相同与电流参考方向相同,或与磁通的参考或与磁通的参考或与磁通的参考或与磁通的参考方向符合方向符合方向符合方向符合右手螺旋定则。右手螺旋定则。右手螺旋定则。右手螺旋定则。+-eL+-L线性电感元件的符号线性电感元件的符号线性电感元件的符号线性电感元件的符号S 线圈横截面积（线圈横截面积（m2）l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）第34页，讲稿共84张，创作于星期二(2)自感电动势瞬时极性的判别自感电动势瞬时极性的判别 0 0 第35页，讲稿共84张，创作于星期二（线性线性）电感中电流、电压的关系）电感中电流、电压的关系ue ei当当(直流直流)时时,所以所以,在直流电路中电感相当于在直流电路中电感相当于短路短路.根据电压与电动势根据电压与电动势的定义可得：的定义可得：第36页，讲稿共84张，创作于星期二电感元件储能电感元件储能将上式两边同乘上将上式两边同乘上 i，并积分，则得：，并积分，则得：即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。电源放还能量。磁场能磁场能上面的上面的磁场能公式只适于磁场能公式只适于磁场能公式只适于磁场能公式只适于t0时时i0的情况的情况公式有问题吗？公式有问题吗？第37页，讲稿共84张，创作于星期二*例例例例1:1:有一电感元件，有一电感元件，L=0.2H,电流电流 i 如图所示，求电感元如图所示，求电感元件中产生的自感电动势件中产生的自感电动势eL L和两端电压和两端电压u的的波形。波形。解：当解：当时时则：则：当当时时24624O246-0.20.4246-0.40.2OO第38页，讲稿共84张，创作于星期二由图可见：由图可见：(1)电流正值增大时，电流正值增大时，eL为负，为负，电流正值减小时，电流正值减小时，eL为正；为正；(2)电流的变化率电流的变化率d di/d dt大，则大，则eL L大；大；反映电感阻碍电流变化的性质。反映电感阻碍电流变化的性质。(3)电感两端电压电感两端电压u和通过它的电和通过它的电流流i的波形是不一样的。的波形是不一样的。24624O246-0.20.4246-0.40.2OO第39页，讲稿共84张，创作于星期二3 电容元件电容元件 描述电容两端加电源后，其两个极板上分描述电容两端加电源后，其两个极板上分描述电容两端加电源后，其两个极板上分描述电容两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量的性质。电场，并储存电场能量的性质。电场，并储存电场能量的性质。电场，并储存电场能量的性质。电容：电容：uiC+_电容元件电容元件电容元件电容元件电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。数等关。S 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数（介电常数（F/m）当电压当电压u变化时，在电路中产生电流变化时，在电路中产生电流:（单位：（单位：F,F,pF）第40页，讲稿共84张，创作于星期二电容符号电容符号有极性有极性无极性无极性+_第41页，讲稿共84张，创作于星期二电容上电流、电压的关系电容上电流、电压的关系当当(直流直流)时时,所以所以,在直流电路中电容相当于断路在直流电路中电容相当于断路.uiC第42页，讲稿共84张，创作于星期二电容的储能电容的储能电容是一种储能元件电容是一种储能元件,储存的电场能量为：储存的电场能量为：即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。减小，电容元件向电源放还能量。电场能电场能第43页，讲稿共84张，创作于星期二（线性）（线性）电阻、电感、电容元件小结电阻、电感、电容元件小结 理想元件的特性理想元件的特性（两个端钮上两个端钮上u 与与 i 的关系的关系）（在（在u 与与 i 正方向一致的条件下）正方向一致的条件下）LCR元件最本质的特性元件最本质的特性u与与i的关系的关系，亦可据此，亦可据此定义来元件（数学模型，理想化）定义来元件（数学模型，理想化）第44页，讲稿共84张，创作于星期二实际元件实际元件的特性可以用若干理想元件来表示的特性可以用若干理想元件来表示例：例：电感线圈电感线圈L：电感量：电感量R：导线电阻：导线电阻C：匝线间分布电容：匝线间分布电容各个参数的影响和电路的工作条件（如各个参数的影响和电路的工作条件（如频率频率）有关。）有关。（备注备注）第45页，讲稿共84张，创作于星期二4.4.短路线短路线(元件）元件）与与开路线开路线(元件）元件）aRab=i ab=0b Uab 取决于外电路取决于外电路（一般（一般 Uab 0)描述开路、理想开关的断描述开路、理想开关的断开状态开状态记笔记！记笔记！aRab=0iUab=0bi 取决于外电路取决于外电路（一般（一般 i 0)描述短路、理想导线与描述短路、理想导线与理想开关的闭合状态理想开关的闭合状态第46页，讲稿共84张，创作于星期二UR1R2LCR1UR2U为直流电压时为直流电压时,以以上电路等效为上电路等效为注意注意 L、C 在不同电路中的作用在不同电路中的作用即：即：L等效为短路线等效为短路线 C 等效为开路线等效为开路线第47页，讲稿共84张，创作于星期二(二二)有源元件有源元件主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。在此之前，先讲两种理想电源：恒压源和恒流源在此之前，先讲两种理想电源：恒压源和恒流源1 1、恒压源（理想电压源）、恒压源（理想电压源）:R0=0 时的电压源时的电压源.特点：特点：(1）输出端电）输出端电 压恒等于电动势，即压恒等于电动势，即 Uab E。（2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE（外特性）（外特性）第48页，讲稿共84张，创作于星期二恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设:E=10VIE+_abUab2 R1当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AR22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：第49页，讲稿共84张，创作于星期二恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_E恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_I_ 会引起会引起 I 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变I 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是_ 的变化。的变化。大小大小方向？方向？+_I恒压源特性小结恒压源特性小结EUababR第50页，讲稿共84张，创作于星期二2 2、恒流源（恒流源（理想电流源理想电流源 ):):R0=时的电流源时的电流源.特点特点：（1）输出电流恒等于电流源的）输出电流恒等于电流源的源电流源电流 IS；（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性注意符号第51页，讲稿共84张，创作于星期二恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设设:IS=1 A R=10 时，时，U=10 V R=1 时，时，U=1 V则则:例例第52页，讲稿共84张，创作于星期二恒流源特性小结恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变Uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是 _的变化。的变化。大小大小方向！方向！理想恒流源两端理想恒流源两端可否被短路可否被短路？abIUabIsR第53页，讲稿共84张，创作于星期二说明：实际电源器件大多数可实际电源器件大多数可近似为恒压源；近似为恒压源；但也有少数电源器件接近恒流但也有少数电源器件接近恒流特性。特性。第54页，讲稿共84张，创作于星期二恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例IE R_+abUab=?Is原则原则：I Is s不能变，不能变，E E 不能变。不能变。恒压源中的电流恒压源中的电流 I=IS恒流源两端的电压恒流源两端的电压第55页，讲稿共84张，创作于星期二恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量E+_abIUabUab=E（常数）（常数）Uab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 Uab 无影响。无影响。IabUabIsI=Is （常数）（常数）I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I 无影响。无影响。输出电流输出电流 I 可变可变-I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由外电路决定端电压端电压Uab 可变可变-Uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定，均由外电路决定，（一般（一般 Uab 0)第56页，讲稿共84张，创作于星期二斜率绝对值越大，斜率绝对值越大，表明表明R0越大，越大，“内耗内耗”越大越大3.3.电压源电压源伏安特性（伏安特性（实验测出实验测出）电压源模型电压源模型IUEUIR0+-E第57页，讲稿共84张，创作于星期二4.4.电流源电流源IsUabI外外特特性性 R0R0越大越大特性越陡特性越陡电流源模型电流源模型ISR0abUabI第58页，讲稿共84张，创作于星期二5.5.两种电源的等效互换两种电源的等效互换 等效互换的条件：对外的电压电流（关系）相等。等效互换的条件：对外的电压电流（关系）相等。当当 I=I 时时 Uab=Uab反之亦然反之亦然即：即：IR0+-EbaUabISabUabI R0第59页，讲稿共84张，创作于星期二等效互换公式等效互换公式IR0+-EbaUabISabUabIR0则则I=I Uab=Uab若若第60页，讲稿共84张，创作于星期二aE+-bIUabR0电压源电压源电流源电流源UabR0IsabI 第61页，讲稿共84张，创作于星期二等效变换的注意事项等效变换的注意事项(1)“等效等效”是指是指“对外对外”两端钮上的两端钮上的UI关系关系相同（此处为互换前后伏相同（此处为互换前后伏-安特性一致），对内不等效。安特性一致），对内不等效。例如：例如：RL时时IsaR0bUabI RLaE+-bIUabR0RLR0中不消耗能量中不消耗能量R0 中则消耗能量中则消耗能量对内不等效对内不等效对外等效对外等效第62页，讲稿共84张，创作于星期二注意转换前后注意转换前后 E E 与与 I Is s 的方向的方向(2)aE+-bIR0E+-bIR0aIsaR0bIaIsR0bI第63页，讲稿共84张，创作于星期二(3)恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaE+-bI内阻内阻R0=0内阻内阻R0=第64页，讲稿共84张，创作于星期二(4)进行电路计算时，进行电路计算时，恒压源串电阻恒压源串电阻和和恒恒电流源并电阻电流源并电阻两者之间均可等效变换。两者之间均可等效变换。R0和和 R0不一定是电源内阻。不一定是电源内阻。第65页，讲稿共84张，创作于星期二R1R3IsR2R5R4I3I1I应应用用举举例例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?第66页，讲稿共84张，创作于星期二(接上页接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I并联符号第67页，讲稿共84张，创作于星期二+RdEd+R4E4R5I-(接上页接上页)ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3第68页，讲稿共84张，创作于星期二10V+-2A2 I讨论题讨论题哪哪个个答答案案对对?+-10V+-4V2 第69页，讲稿共84张，创作于星期二1.4 电路的工作状态电路的工作状态1.4.11.4.1三种工作状态三种工作状态(R0很小）很小）+-ER0UIKRER0UIR-+状态项目开路有载短路I0E/(R0+R)E/R0大!UEEIR00载耗P0EII2R00内耗P0I2R0E2/R0烧!发出PE0 EIE2/R0判断PPPE0功率平衡？第70页，讲稿共84张，创作于星期二1.4.21.4.2额定值额定值因为因为E 与与R0 不变不变所以所以 I 与与PE 取决于负载。多大合适？取决于负载。多大合适？额定值额定值（IN、UN、PN，其其 值与温度有关）意义：值与温度有关）意义：1、限额安全、长寿、限额安全、长寿2、能力经济、合理、能力经济、合理额定值额定值额定值额定值实际值实际值 满载满载原因：负载变化原因：负载变化欠载（轻载）欠载（轻载）超载（过载）超载（过载）第71页，讲稿共84张，创作于星期二1.5 电路的基本定律电路的基本定律KVLKVL、KCLKCL(本章重点）本章重点）1.5.1 1.5.1 电路的结构描述电路的结构描述节（结）点：节（结）点：三个或三个以上支路的联结点三个或三个以上支路的联结点支路：支路：电路中每一个分支电路中每一个分支简单电路：简单电路：单回路，或可用串并联化简法单回路，或可用串并联化简法化为单回路的电路。化为单回路的电路。复杂电路：复杂电路：非简单电路非简单电路名词注释：名词注释：回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：单孔回路（电路常称为网络）单孔回路（电路常称为网络）第72页，讲稿共84张，创作于星期二支路：支路：ab、ad、.（共（共6条）条）回路：回路：abda、bcdb、.（共（共7 个）个）节点：节点：a、b、.(共共4个）个）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-网孔：几个？网孔：几个？简单电路？简单电路？否！否！第73页，讲稿共84张，创作于星期二1.5.2 克希荷夫定律（克氏定律）克希荷夫定律（克氏定律）（基尔霍夫定律基尔霍夫定律）用来描述电路中各部分电压或各部分电流间用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系的关系,其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。第74页，讲稿共84张，创作于星期二(一一)克氏电流定律克氏电流定律(KCL)对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的电流的代数和代数和为为 0。I1I2I3I4克氏电流定律的克氏电流定律的依据依据：电流的连续性：电流的连续性例例 I 入入=I 出出即：即：SI=0（流入取）（流入取）（流出取）（流出取）或：或：第75页，讲稿共84张，创作于星期二电流定律还可以扩展到电路的电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面任意封闭面。例例I1+I2=I3例例I=0克氏电流定律的扩展克氏电流定律的扩展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R第76页，讲稿共84张，创作于星期二(二二)克氏电压定律克氏电压定律（KVL)对电路中的任一回路，沿任意循行方向旋转一周，其电位升对电路中的任一回路，沿任意循行方向旋转一周，其电位升等于电位降。或者说，其电压的代数和为等于电位降。或者说，其电压的代数和为 0。例如：例如：回路回路 a-d-c-aE或：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-即：即：电位升电位升电位降电位降或：或：E IRIR第77页，讲稿共84张，创作于星期二电位升电位升电位降电位降E+_RabUabI克氏电压定律也适合开口电路。克氏电压定律也适合开口电路。例例克氏电压定律的克氏电压定律的依据依据：电位的单值性电位的单值性常见用法：常见用法：求开口处电压求开口处电压第78页，讲稿共84张，创作于星期二关于独立方程式的讨论关于独立方程式的讨论 问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？时，究竟可以列出多少个独立的方程？例例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下电路中应列几个电流方程？几个分析以下电路中应列几个电流方程？几个电压方程？电压方程？第79页，讲稿共84张，创作于星期二克氏电流方程克氏电流方程：节点节点a：节点节点b：独立方程只有独立方程只有 1 个个克氏电压方程克氏电压方程：#1#2#3独立方程只有独立方程只有 2 个个aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1第80页，讲稿共84张，创作于星期二设：电路中有设：电路中有N个节点，个节点，B个支路个支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a结论结论（由拓扑学可以证明）（由拓扑学可以证明）独立的独立的节点电流方程节点电流方程有有 (N-1)个个独立的独立的回路电压方程回路电压方程有有(B-N+1)个个则：则：（一般为网孔个数）（一般为网孔个数）独立电流方程：独立电流方程：个个独立电压方程：独立电压方程：个个独立的方程独立的方程总共总共有多少？它与支路数有何关系？有多少？它与支路数有何关系？第81页，讲稿共84张，创作于星期二讨论题讨论题求：求：I1、I2、I3 能否很快说出结果能否很快说出结果？1+-3V4V1 1+-5VI1I2I3第82页，讲稿共84张，创作于星期二第第1章章 结结 束束第第1章作业：习题章作业：习题13、5、6、7、9、13、*19、*21第83页，讲稿共84张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第84页，讲稿共84张，创作于星期二