电路分析基础课件第一章模板教案资料.ppt

电电路分析基路分析基础课础课件第一章模板件第一章模板关于学习和考试：关于学习和考试：电路分析基础是电类专业尤其是后续课程电路分析基础是电类专业尤其是后续课程-模拟模拟电子线路的的基础课，电子线路的的基础课，非常重要非常重要考试题目：考试题目：上课讲的内容均为考试范围，上课讲的内容均为考试范围，不讲的则不讲的则 不考。必须听课，只看书不听课不行。不考。必须听课，只看书不听课不行。考试分数考试分数：期末成绩：期末成绩+平时考核平时考核 作业作业考勤考勤:有时必须请假，学有时必须请假，学院批准或医院假条院批准或医院假条课程难点课程难点：第二部分动态电路起，有些同学开始跟不上，：第二部分动态电路起，有些同学开始跟不上，不来上课，本学期杜绝此类现象。不来上课，本学期杜绝此类现象。如何取得好成绩：如何取得好成绩：认真听课，按时完成作业。认真听课，按时完成作业。多做题，如历届考题多做题，如历届考题 作作 业业 要要 求求 作业写在作业写在A4A4纸上，按时交作业，晚交者视为不交。纸上，按时交作业，晚交者视为不交。每章交一次作业，内容结束后交。每章交一次作业，内容结束后交。作业分作业分5组组,每组选一名课代表每组选一名课代表.课代表负责收、发。课代表负责收、发。参考书：例如：电路分析基础（第4版）学习指导 （李翰逊、吴锡龙，高等教育出版社）补 充 题：三套练习卷 复习用试卷答疑时间、地点：教务处网站通知简介简介本书包括三部分内容本书包括三部分内容第一篇：第一篇：第二篇：第二篇：第三篇：第三篇：动态电路的分析动态电路的分析电阻电路：含电阻元件和电源元件的电路电阻电路：含电阻元件和电源元件的电路动态电路：含动态元件的电路动态电路：含动态元件的电路第二篇：动态电路的瞬态分析（时域分析）第二篇：动态电路的瞬态分析（时域分析）-直流电源作用下的响应直流电源作用下的响应电阻电路的分析电阻电路的分析第三篇：动态电路的正弦稳态分析第三篇：动态电路的正弦稳态分析-正弦电源作用下的响应正弦电源作用下的响应(相量分析法相量分析法)第一章第一章 集总电路中电压、电流的约束关系集总电路中电压、电流的约束关系第二章第二章 网孔分析和节点分析网孔分析和节点分析第四章第四章 分解法及单口网络分解法及单口网络第五章第五章 电容元件和电感元件电容元件和电感元件第六章第六章 一阶电路一阶电路第七章第七章 二阶电路二阶电路目目录录第九章第九章 正弦稳态功率和能量正弦稳态功率和能量第八章第八章 阻抗与导纳阻抗与导纳第第三三章章 叠加方法与网络函数叠加方法与网络函数第十章第十章 电路的频率响应电路的频率响应 多频正弦稳态电路多频正弦稳态电路第十一章第十一章 耦合电感和理想变压器耦合电感和理想变压器期末不做为考试内容的章节：期末不做为考试内容的章节：第二章第二章 2-22-2互易定理互易定理第三章第三章 3-3 3-3 叠加方法与功率计算叠加方法与功率计算 3-4 3-4 数模转换器的基本原理数模转换器的基本原理第四章第四章 4-9 T4-9 T形网络和形网络和形网络的等效变换形网络的等效变换第六章第六章 6-3 6-3 冲激响应（阶跃响应讲概念）冲激响应（阶跃响应讲概念）第九章第九章 9-6 9-6 复功率复功率 复功率守恒复功率守恒 第十一章第十一章 11-7 11-7 理想变压器的实现理想变压器的实现 11-8 11-8 铁心变压器的模型铁心变压器的模型第十二章全部第十二章全部 拉普拉斯变换在电路分析中的应用拉普拉斯变换在电路分析中的应用第一章第一章作业作业1-71 13（3、4）1 161-201-251-271 28（2、3）1 3(1、5)第一章第一章练习练习1 29 1-341 361-61-101-211-221-24第一章第一章集总电路中电压、电流的约束关系集总电路中电压、电流的约束关系主要内容：主要内容：1.1.基本概念：基本概念：电电路及路及电电路模型、集路模型、集总总假假设设；电电路路 变变量；量；电电流、流、电压电压、电电功率；功率；电电流参考方向、流参考方向、电压电压参考极性、参考极性、关关联联参考方向参考方向2.2.电电路元件：路元件：电电阻元件、独立阻元件、独立电电源、受控源。源、受控源。3.3.基本定律：基基本定律：基尔尔霍夫定律，欧姆定律霍夫定律，欧姆定律(VAR)VAR)1-1 1-1 电路及集总电路模型电路及集总电路模型一、一、电路电路 若若干干个个电电气气设设备备或或电电子子器器件件按按照照一一定定的的方方式式连连接接起来构成电流的通路起来构成电流的通路 叫作叫作 电路电路开关开关灯灯泡泡干干电电池池实际电路实际电路例如手电筒电路：例如手电筒电路：二、二、集总假设、集总假设、集总元件集总元件 、集总假设的集总假设的定义：定义：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的波长在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的波长时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用三时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用三种基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。种基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。、集总假设的条件：集总假设的条件：器件的尺寸远小于正常器件的尺寸远小于正常 工作频率所对应的波长工作频率所对应的波长。解释：解释：实实际际中中一一些些器器件件所所反反映映的的物物理理现现象象非非常常复复杂杂，可可以以进进行行理理想想化化（集集总总假假设设）处处理理，用用足足以以表表征征其其主主要要性性能能的的模模型型表表示示，忽忽略略其其次次要要性性能能，以以便便于于分分析析。这这种理想化不会对实际问题的求解带来多大影响。种理想化不会对实际问题的求解带来多大影响。c f =式中：式中：C=310=3108 8 m/sm/s设设f=50Hz,=50Hz,则：则：=6=610106 6 m m设设f=300MHz,=300MHz,则：则：=1m=1m可见：当频率较低时，满足集总假设条件；可见：当频率较低时，满足集总假设条件；当频率较高时，不能按集总电路处理。当频率较高时，不能按集总电路处理。本课程范围内均满足集总假设条件。本课程范围内均满足集总假设条件。、集总元件（、集总元件（理想元件理想元件）电阻元件：电阻元件：只表示消耗电能的元件只表示消耗电能的元件 电容元件：电容元件：只表示储存电场能量的元件只表示储存电场能量的元件电感元件：电感元件：只表示储存磁场能量的元件只表示储存磁场能量的元件 电源元件：电源元件：电流源、电压源电流源、电压源 耦合元件：耦合元件：受控源、耦合电感、理想变压器受控源、耦合电感、理想变压器 二端元件二端元件 ：四端元件四端元件 ：无源元件：无源元件：有源元件：有源元件：集总元件分类集总元件分类电电压压源源电电流流源源VCVSVCCSCCCSCCVS电阻元件电阻元件、电感元件电感元件、电容元件电容元件 电压源电压源、电流源。电流源。受控源受控源、耦合电感耦合电感、理想变压器理想变压器。电阻元件、电容元件、电感元件、电阻元件、电容元件、电感元件、耦合电感、理想变压器。耦合电感、理想变压器。独立源、独立源、受控源受控源.实际元件的模型实际元件的模型:一个实际元件在某种条件下都可以找到它一个实际元件在某种条件下都可以找到它的模型。有些实际元件的模型比较简单，可以的模型。有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想元件构成，有些实际元件的模型比由一种理想元件构成，有些实际元件的模型比较复杂，要用几种理想元件来构成。较复杂，要用几种理想元件来构成。三三.电路模型电路模型-由集总元件构成的电路。由集总元件构成的电路。以后的分析中，只考虑电路模型，以后的分析中，只考虑电路模型，不研究实际电路！不研究实际电路！忽忽略略元元件件的的次次要要特特征征，用用足足以以表表征征其其主主要要性性能能的的模模型型来来表表示示（集集总总化化），则实际电路则实际电路电路模型。电路模型。这对我们的分析影响不大。这对我们的分析影响不大。例如手电筒电路：例如手电筒电路：开关开关灯灯泡泡干干电电池池实际电路实际电路灯泡既表现电阻灯泡既表现电阻的性质，又有电感的的性质，又有电感的性质，但主要表现为性质，但主要表现为电阻的性质。电阻的性质。电路模型电路模型UsRsRL用电阻用电阻表示灯泡表示灯泡理想化理想化1-2 1-2 电路变量电路变量 电流、电压及功率电流、电压及功率 电路分析电路分析：给定电路结构及电路参数，求各给定电路结构及电路参数，求各 部分的电压、电流叫电路分析。部分的电压、电流叫电路分析。一、电流一、电流大小大小：i(t)=dq/dt 电荷的变化率电荷的变化率 单位：单位：A 方向：正电荷运动的方向方向：正电荷运动的方向 大小和方向都不随时间改大小和方向都不随时间改变的电流叫直流变的电流叫直流 。大小和方向随时间变化的大小和方向随时间变化的电流叫交流电流叫交流-交变电流。交变电流。ti0it02 2.电电流的参考方向流的参考方向12918V2448V6V+-R问题的引入：求下面电路图中各支路的电流问题的引入：求下面电路图中各支路的电流(1)复杂的直流电阻电路复杂的直流电阻电路(2)简单的交流电路简单的交流电路 对于交流电路和复杂的直流电路，无法在对于交流电路和复杂的直流电路，无法在计算前确定某一支路电流的真实方向。计算前确定某一支路电流的真实方向。如何求解？如何求解？电流的真实方向常常无法事先知道，解决电流的真实方向常常无法事先知道，解决的办法？的办法？引入引入电流的参考方向电流的参考方向电流的参考方向：电流的参考方向：预先预先假定假定的方向，用的方向，用箭头箭头表表 示，也称正方向示，也称正方向不一定是 真实方向。i根据所假设的方向进行计算根据所假设的方向进行计算若若求出求出 i 0 0，则则 真实方向与参考方向一致真实方向与参考方向一致若求出若求出 i 0 0，则则 真实方向与参考方向相反真实方向与参考方向相反 在在电电路路分分析析中中，电电路路中中标标出出的的电电流流方方向向都都是是参参考考方方向向。如如果果图图中中没没有有给给出出方方向向，自自己己要要设设一一个个参参考考方方向向，在在图图上上标标出出，按按所所标标参参考考方方向向进进行行计计算算。若若不不设设参参考考方方向，算出的结果没有意义。向，算出的结果没有意义。算算得得结结果果的的正正负负配配合合参参考考方方向向就就可可确确定定真真实实方方向向，但计算完毕后不必把参考方向改为真实方向。但计算完毕后不必把参考方向改为真实方向。以后解题必须画图！以后解题必须画图！（除非图已给出，并且不需进行任何标注。）（除非图已给出，并且不需进行任何标注。）1.1.电压电压定义定义：单位正电荷由：单位正电荷由a a点移动到点移动到b b点所获点所获得或失去的能量，即为得或失去的能量，即为a,ba,b两点之间的电压。两点之间的电压。2.2.电压电压参考极性参考极性：与与电电流一流一样样，电压电压也需要参考极性。也需要参考极性。这这是是人人为为假假设设的极性。的极性。用用+，-号表示。号表示。电压大小电压大小公式公式：u(t)=dw/dq单位：单位：V“+”号表示假设的高电位，号表示假设的高电位，“-”表示假设的低电位。表示假设的低电位。ababuab+-二二 电压电压获得能量，获得能量，a a点电位低，点电位低，b b点电位高。点电位高。失去能量，失去能量，a a点电位高，点电位高，b b点电位低。点电位低。三三 关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向：电流参考方向与电压参考极性：电流参考方向与电压参考极性 一致。一致。关联参考方向的关联参考方向的规定规定：电流由高电位流向低电位。电流由高电位流向低电位。关联参考方向关联参考方向iu+-ab非关联参考方向非关联参考方向iau+-b如果求出如果求出 uab0，则则 真实极性与参考极性一致。真实极性与参考极性一致。如果求出如果求出 uab0），且且由由a到到b为为电电压压降降u（u0），则则dq失去能量，也就是这段电路实际上吸收能量失去能量，也就是这段电路实际上吸收能量这段电路吸收的功率这段电路吸收的功率:p=dw/dt=dw/dt=（udqudq）/dt=u/dt=u（dq/dtdq/dt）=ui iu+-abM图中按照关联参考方向进行分析。也可按非关联方向加以研究。图中按照关联参考方向进行分析。也可按非关联方向加以研究。正电荷正电荷dq失去的失去的能量：能量：dw w=u dq 结论：结论：（1）此图中：此图中：i0，u0，计算出，计算出p0 说明：说明：p0时，时，电电路实际吸收了功率。路实际吸收了功率。通过各种情况的分析，结论如下：通过各种情况的分析，结论如下：p(t)0 电路吸收功率电路吸收功率 p(t)0 0 则电路吸收功率则电路吸收功率 若若 p(t)0 则电路产生功率则电路产生功率例题：求下图的例题：求下图的p(t)p(t)已知已知u=-1v,i=2Ap(t)=ui=(-1)2=-2W0 产生功率产生功率2Wp(t)=ui=2 1=2W 0 吸收功率吸收功率2W解：解：已知已知u=2V,i=1A1-3 1-3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基基尔尔霍霍夫夫定定律律 是是集集总总电电路路中中电电流流和和电电压压分分别别遵遵循循的的基基本本规规律律，是是分分析析集集总总电电路路的的基基本本依依据。首先，要学习电路中的几个名词。据。首先，要学习电路中的几个名词。1.1.支路支路：任何一个二端元件称为一条支路任何一个二端元件称为一条支路2.2.节点节点：两条或两条以上支路的连接点两条或两条以上支路的连接点3.3.回路回路：任何一个闭合的路径叫回路任何一个闭合的路径叫回路4.4.网孔网孔 ：在回路中不含有其它支路的回路称为网孔在回路中不含有其它支路的回路称为网孔5 5个支路个支路3 3个节点个节点6 6个回路个回路3 3个网孔个网孔12354n1n3n2 对于任一集总电路中的任一节点，在任一对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（流入）该节点的电流的代数和为时刻，流出（流入）该节点的电流的代数和为零。零。某节点的电流方程，某节点的电流方程，k表表示和该节点相连的支路示和该节点相连的支路=nkik10一一 、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电流定律-KCL-KCL注意：公式中所有电流的方向均为参考方向。注意：公式中所有电流的方向均为参考方向。例如图示：例如图示：设流入为正设流入为正43152iiiii+=+1ii23i4i5i21 05=i3+iii4+i流入流入=流出流出流入的电流代数和为流入的电流代数和为0 0。例如图示：例如图示：设流入为正设流入为正21+05=+i3+iii4+i1ii23i4ii5=1A=1A=2A=2A=3A=3A=-5A=-5A=-1A=-1AKCL也可以表述为：也可以表述为：对于任一集总参数电路中的任一节点，在任对于任一集总参数电路中的任一节点，在任一时刻，流入节点的电流的总和等于流出这个节一时刻，流入节点的电流的总和等于流出这个节点的电流的总和。点的电流的总和。KCL也适用于任一也适用于任一闭合面闭合面。i1i10i7i2i3i4i5i9i6i8i7 7、i8、i9、i10从一个节点流出，流入另一个节点。从一个节点流出，流入另一个节点。设流入为正设流入为正i1-i2-i3+i4+i5-i6=0 总结：总结：KCL是是电电流流连连续续性性的的体体现现，集集总总参参数数电电路路中中的的节节点点不不能能聚聚集集电电荷荷，有有多多少少电电荷荷流流入入就就必必须有多少电荷流出。须有多少电荷流出。此定律与元件性质无关，是对支路电流所加此定律与元件性质无关，是对支路电流所加的约束。的约束。KCL不不仅仅适适用用于于节节点点，也也适适用用于于任任一一闭闭合合面，闭合面可以看成一个广义节点。面，闭合面可以看成一个广义节点。KCLKCL方程中各支路电流线性相关。方程中各支路电流线性相关。I1I3I4I2009I382（）KCL电流的参考方向与实际方向相反I1I2I3I49A若I1I22AI48A求：I3例例1:解解:设流入为正设流入为正I319A得到得到:例例2 2：求图示电路中的未知电流。：求图示电路中的未知电流。已知已知 I1 1=2A =2A I2 2=-1A =-1A I6 6=4A=4ADBACI4I5I6I2I1I3A点点：解：设流出为正解：设流出为正I1-I2+I3=0I3=-3AI4 4=I3=-3AC点点：I2-I4 4+I5-I6=0I5=-I2+I4 4+I6=-(-1)+(-3)+(4 4)=2A2(-1)+I3=0D点点：解后总结：解后总结：注意两套符号注意两套符号:求出的值无论正负，都不要把参考方向求出的值无论正负，都不要把参考方向改改 成真实方向。成真实方向。括号前的符号括号前的符号取决于参考方向相对于节点取决于参考方向相对于节点的关系。若设流入为正，则流出为负，是列方的关系。若设流入为正，则流出为负，是列方程出现的符号。程出现的符号。括号里的符号括号里的符号是电流本身的符号，反映真是电流本身的符号，反映真实方向和参考方向的关系，正的相同，负的相实方向和参考方向的关系，正的相同，负的相反。反。二二.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律-KVL-KVL=nkuk10回路的电压方程，回路的电压方程，k表示支路表示支路+u3-u5+u1-u4+u2-A 从从A A点出发，沿顺时针方向（也可相反），电压降点出发，沿顺时针方向（也可相反），电压降取正，电压升取负。取正，电压升取负。u u2 2-u-u3 3+u+u4 4-u-u5 5+u+u1 1=0=0 这五个电压线性相关。如果只有一个未知电压，这五个电压线性相关。如果只有一个未知电压，这个电压可求出。这个电压可求出。对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，沿回路电压降的代数和等于零。沿回路电压降的代数和等于零。此此定定律律反反映映了了能能量量守守恒恒原原理理，单单位位正正电电荷荷从从A A点点出出发发绕绕行行一一周周回回到到A A点点得得到到或或失失去去的的能量之和为零。能量之和为零。KVLKVL与与元元件件性性质质无无关关，是是对对支支路路电电压压所所加加的约束。的约束。V V：例例 2 2 求图示电路中的求图示电路中的U1、U2、U312v6vU2U32vU1U U1 1-6-2=0-6-2=0U U3 3-6-12=0-6-12=0U2+U3-U1=0U2=-U3+U1=-18+8=-10VU U1 1=6+2=8V=6+2=8VU U3 3=6+12=18V=6+12=18V解题中需要注意的问题解题中需要注意的问题两套符号：两套符号：一一是是参参考考极极性性与与绕绕行行方方向向的的关关系系，若若设设电电压压降为正，则电压升取负，即括号前的符号。降为正，则电压升取负，即括号前的符号。二二是是数数值值本本身身的的符符号号，即即括括号号里里的的符符号号，反反映参考极性与真实极性的关系。映参考极性与真实极性的关系。求求出出的的值值无无论论正正负负，都都不不要要把把参参考考极极性性改改成真实极性。成真实极性。任任两两点点间间的的电电压压与与计计算算时时所所选选择择的的路路径径无无关。关。1-4 1-4 电阻元件电阻元件一一 电阻电阻 R R 如果一个二端元件如果一个二端元件在任一瞬间其端电压和在任一瞬间其端电压和电流之间的关系可由电流之间的关系可由u-i平面上的一条曲线所决平面上的一条曲线所决定，则此二端元件称为定，则此二端元件称为电阻。单位：电阻。单位：请看右面图示电请看右面图示电阻的阻的 iu曲线曲线i电阻符号电阻符号电阻符号电阻符号R R R R+u -+u -+u -+u -ui非线性电阻非线性电阻0 0 0 0 线性时变电阻线性时变电阻uit1t20 0 0 0 线性电阻线性电阻ui0 0 0 0线性电阻：线性电阻：线性时变线性时变 线性非时变（我们熟悉的电阻）线性非时变（我们熟悉的电阻）非线性电阻：非线性电阻：非线性非线性时变时变 非线性非线性非时变非时变二、二、线性非时变电阻、欧姆定律线性非时变电阻、欧姆定律u u、i i关联参考方向：关联参考方向：关联参考方向：关联参考方向：u u=RiRi欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律 uiR uiRu u、i i非关联参考方向：非关联参考方向：非关联参考方向：非关联参考方向：u u=-RiRi设设设设R=30R=30，i=1i=1i=1i=1A A，u=Ri=30Vu=Ri=30V设设设设R=30R=30，i i=-1 1 1 1A A，u=-Ri=-30u=-Ri=-30 (-1)=30V(-1)=30V(-1)=30V(-1)=30V（1）（2）1 1、线性非时变电阻：其伏安特性曲线是一条不随时线性非时变电阻：其伏安特性曲线是一条不随时间变化的且经过坐标原点的直线。间变化的且经过坐标原点的直线。ui0=iR开路开路ui0=0=Ru短路短路2 2、G=1G=1/R R 电导电导电导电导 单位：单位：单位：单位：S S (西门子西门子西门子西门子)3 3、特殊情况：、特殊情况：、特殊情况：、特殊情况：4、典型的非线性电阻、典型的非线性电阻二极管二极管正向正向连接接：正向正向连接接时二极管的二极管的电阻很小，阻很小，而而电流很大。流很大。反向反向连接接：加反向加反向电压时，电流很小，流很小，电阻很大阻很大 实际二极管二极管二极管符号二极管符号二极管符号二极管符号uii二极管特性曲二极管特性曲线线udu三、三、电阻的功率阻的功率 iutp=)(UPRURII22=直流直流解：解：练习：求：求I 3A(I+3)A(I+2)AKVL：11（I+3I+3）+3I+2+3I+2（I+2I+2）=0=0 7 7 6 6 I=-AI=-A 1-1-5 5 电压源电压源 电压源其端电压为定值或一定的时间函数，电压源其端电压为定值或一定的时间函数，与流过的电流无关，流过它的电流为不定值，其与流过的电流无关，流过它的电流为不定值，其大小由外电路决定。大小由外电路决定。uius(t1）0 t t1 1时刻的伏安特性时刻的伏安特性+Us,us-符号符号Us 理想电压源和电阻元件的串联组合可以构成实理想电压源和电阻元件的串联组合可以构成实际电压源的模型。际电压源的模型。1-1-6 6 电流源电流源 电电流流源源供供出出定定值值的的电电流流或或一一定定时时间间函函数数的的电电流流，与与端端电电压压无无关关，端端电电压压为为不不定定值值，由由外外电电路路决定。决定。电流源和流源和电阻的并阻的并联可以构成可以构成实际电流流源的模型。源的模型。iuis(t1）0 t t1 1时刻的伏安特性时刻的伏安特性Is,is 符号符号例题例题1 1：含源支路含源支路ab，已知已知us1=6V，us2=14V，uab=5V，R1=2，R2=3，求求i。解：解：由由 uab=R1i+us1+R2i-us2 abiR1R2us1us2得得 i=(uab-us1+us2)(R1+R2)=(5-6+14)(2+3)=2.6A练习:解：解：uRuR=110=10V=110=10V欧姆定律欧姆定律KVL：uR+U1-5=0U1=-5V例题例题2 2 求下图电路中各个电源的功率求下图电路中各个电源的功率解解:U-5+1 10=0U=5-10=-5VKVL:求功率求功率:右右右右1010A Au u2 2=U-5=-10V=U-5=-10V1010A A-100-100WW 产生产生产生产生 左左左左5 5V V55V V-20-20A A-100-100WW产产产产 生生生生右右右右5 5V V55V V1010A A5050WW吸吸吸吸 收收收收左左左左1010A A电电电电 压压压压uu1 1=5V=5V电电电电 流流流流1010A A功功功功 率率率率5050WW吸收吸收吸收吸收u1u2U10A5V5V1I110AI2从上面例题中可以看出从上面例题中可以看出:1.1.电压源的电流不能由其本身确定，要由与之相连的电压源的电流不能由其本身确定，要由与之相连的 外电路确定。电流源两端的电压不能由其本身确外电路确定。电流源两端的电压不能由其本身确 定，要由与之相连的外电路确定。定，要由与之相连的外电路确定。2.2.电流源可以吸收能量，如左电流源可以吸收能量，如左1010A A电流源；也可放出电流源；也可放出 能量，如右能量，如右1010A A电流源。电流源。电压源可以吸收能量，如右电压源可以吸收能量，如右5 5V V电压源；也可放出电压源；也可放出 能量，如左能量，如左5 5V V电压源。电压源。3.3.电流源、电压源均为有源元件。电流源、电压源均为有源元件。例例3 3：求下图中开关在：求下图中开关在A A或者或者B B时电流时电流i=i=？解：解：开关在开关在A A时时 ：i=2 Ai=2 A开关在开关在B时时：i=1 A例例4 4：下列答案那个正确？：下列答案那个正确？（1）R 时，时，I1（2）R 时，时，I2 （3）R 时，时，I3不变不变 i10V105ABR10VI1I22V4I3例例5 5：求下图中开关在求下图中开关在A A和和B B时的电压时的电压U U。例例6 6：下图所示，：下图所示，哪个答案正确？哪个答案正确？（1 1）R R增大，增大，U U1 1增大增大 （2 2）R R增大，增大，U U2 2增大增大（3 3）R R增大，增大，U U3 3不变不变答（答（2 2）正确）正确10A105ABU10A2A4 U1RU3U21-1-8 8 分压电路和分流电路分压电路和分流电路一一 、电位、电位 在在电电路路中中任任选选一一点点作作参参考考点点（零零电电位位点点），某某点点到到参参考考点点的的电电压压降降叫叫该该点点的的电电位位，如如u ua a、u ub b、u uc c,等等等等。由由于于参参考考点点是是任任意意选选择择的的，因因此此电电位位是一个相对的概念。是一个相对的概念。例题：求图示电路中的例题：求图示电路中的Ua、Ub、Uc、Ud、Ubc。adbcR1=2R2=6+Us1=8V-+Us2=4V-I解：解：I=(US1-US2)(R1+R2)=(8-4)/8=0.5AUa=UaC=2I+US2=20.5+4=5Ub=US2=4VUC=0Ud=-6I=-60.5=-3VUbC=US2=4VadbcR1=2R2=6+Us1=8V-+Us2=4V-IUab=Ua-Ub=5-4=1VIR1+Us2+IR2-Us1=0 可见，参考点选的不同，电位不同，而两可见，参考点选的不同，电位不同，而两点之间的电压不随参考点的变化而变点之间的电压不随参考点的变化而变化化！以为参考点以为参考点I=0.5AUa=US1=8VUb=US2+6I=4+60.5=7VUC=6I=60.5=3VUab=Ua-Ub=87=1VUbC=Ub-UC=7-3=4V Ud=0adbcR1=2R2=6+Us1=8V-+Us2=4V-I电路的习惯画法：电路的习惯画法：R1R2+US1-US2+R3R2R1+US1-US2R3二二 、电阻的串阻的串联、并、并联及分及分压分流分流1.串串联电阻：阻：若干个若干个电阻流阻流过同一个同一个电流叫串流叫串联.这些些电阻叫串阻叫串联电阻，串阻，串联电阻的阻的总电阻阻值等于各个等于各个电阻阻值相加。相加。R1RnR2+u-iU=R1i1+R2i2+Rnin =(R1+R2+Rn)in =Ri R=R1+R2+Rn+U1-+U-R1R2 2R3U2+-分压电路分压电路2分压：分压：URjuj=RURRjUu1=R1+R2+R3R2+R32Uu=R3R1+R2+R33.电阻的并阻的并联:若干个承受同一个电压的电阻是并联电阻。若干个承受同一个电压的电阻是并联电阻。并并联电的的总电导等于各个等于各个电导相加相加.nGGGG+=21ini2i1i+=UGUG+=nUG+21nUGUGGG=+=21)(GnG2G1i1i2in+U-i4.分流分流并并联电导可作成分流可作成分流电路路i1i2iR1R2两个电阻的并联两个电阻的并联:R=R1+R2R1R2i1=iR1+R2R2i2=iR1+R2R1Ij=GjU=GiGjGGII=例题：求右下图示电路中的例题：求右下图示电路中的R1、R2。解：解：R2=150/(20-5)10-3=10K R1=(300-150)/(2010-3)=7.5K R1R2RL+300V20mA A5mA A+150V150V-1-1-7 7 受控源受控源 一、受控源：受电路中其它支路电压或电流控制一、受控源：受电路中其它支路电压或电流控制 的电压源或电流源的电压源或电流源-双口电阻元件双口电阻元件电压放大器+u1-+-u2=u1u1+u1-+-二、受控源的种类二、受控源的种类 理想情况理想情况电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1,r,g,都是常数都是常数电流控制电压源电流控制电压源 CCVS+u1-+-ri1i1电流控制电流源电流控制电流源 CCCS+u1-ai1i1电压控制电流源电压控制电流源VCCS+u1-gu1i1VCVS的代数方程的代数方程:三、三、双口电阻元件的代数方程：双口电阻元件的代数方程：f1(u1,u2,i1,i2)=i1=0f2(u1,u2,i1,i2)=u2-u1=0电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1u2i2f1(u1,u2,i1,i2)=0f2(u1,u2,i1,i2)=0四、受控源的输出特性四、受控源的输出特性 输出端口电压、电流的关系输出端口电压、电流的关系VCVS的输出特性的输出特性u1i2u2u1五、五、受控源的转移特性受控源的转移特性-输出与输入的关系输出与输入的关系u2=u1u1u2VCVS的转移特性的转移特性电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1u2i2六、六、受控源的伏安特性（了解）受控源的伏安特性（了解）七、七、受控源功率受控源功率受控电流源伏安特性曲线受控电流源伏安特性曲线x=x1x=x2x=x3u2i2p(t)=u1i1+u2i2=u2i2(u1、i1中有一个为零）中有一个为零）注意：以后受控源均指受控支路，注意：以后受控源均指受控支路，不必画其理想模型。不必画其理想模型。受控电压源伏安特性曲线受控电压源伏安特性曲线x=x1x=x2x=x3i2u2电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1u2i2八、独立源与受控源的区八、独立源与受控源的区别四端耦合器件四端耦合器件四端耦合器件四端耦合器件 3.3.3.3.二端元件二端元件二端元件二端元件 不能作为电路的输入，它不能作为电路的输入，它不能作为电路的输入，它不能作为电路的输入，它只不过是电子器件电路模只不过是电子器件电路模只不过是电子器件电路模只不过是电子器件电路模型的组成部分。型的组成部分。型的组成部分。型的组成部分。2.2.2.2.在电路中作为电路的输在电路中作为电路的输在电路中作为电路的输在电路中作为电路的输入，叫它激励，它在电路入，叫它激励，它在电路入，叫它激励，它在电路入，叫它激励，它在电路中产生的电压电流叫响应中产生的电压电流叫响应中产生的电压电流叫响应中产生的电压电流叫响应。受控电流源电流、受控电受控电流源电流、受控电受控电流源电流、受控电受控电流源电流、受控电压源端口电压不是定值，压源端口电压不是定值，压源端口电压不是定值，压源端口电压不是定值，而是受其它支路电压或电而是受其它支路电压或电而是受其它支路电压或电而是受其它支路电压或电流的控制。流的控制。流的控制。流的控制。1.1.1.1.电压源电压、电流源电电压源电压、电流源电电压源电压、电流源电电压源电压、电流源电流是定值，与外电路无关。流是定值，与外电路无关。流是定值，与外电路无关。流是定值，与外电路无关。受控源受控源受控源受控源独立源独立源独立源独立源例例1 1-14.-14.试求图示电路中试求图示电路中u u0 0和流经受控源的电流和流经受控源的电流u u0 0610A10A+-4 4II12化简化简u u0 0610A10A+-4 4II12u u0 0610A10A+-4 4II12解：设解：设6上电流为上电流为IxIxIx=4I-I-10=3I-106Ix=3II=4A4I=16AU0=2I=8V注：以后给出的电路是化简后的电路注：以后给出的电路是化简后的电路例例2.2.试求图示电路中受控源提供的电流及每个试求图示电路中受控源提供的电流及每个 元件的功率。元件的功率。P1=1x(I3)2=1W解：解：-1+2I+2=0I=(-2+1)/2=-0.5A受控源提供的电流受控源提供的电流2I=2(-0.5)=-1A2V2V2I+1V1V-+-1 1I1 12 2II3I2 2 I3=-1AI1=I+I3=-1.5AI2=I1+2I=-1.5-1=-2.5AP1V=-1I1=-1(-1.5)=1.5WP2V=2I2=2(-2.5)=-5WP控控=-22=-4(-0.5)=2WP2=2I2=0.5W功率是平衡的。功率是平衡的。例例3 3：求：求I及受控源的功率。及受控源的功率。解：解：120VI302UU153030I+2U-U=120U=-15IU=-120VI=8AP受受=2UI=-1920W1-1-9 9 两类约束两类约束 KCLKCL、KVLKVL方程的独立性方程的独立性一一.两类约束：两类约束：:KCLn01=kik节点电流方程节点电流方程拓扑关系拓扑关系根据两类约束可列方程求出所需的电压、电流。根据两类约束可列方程求出所需的电压、电流。VCR(元件的伏安特性元件的伏安特性 )元件元件约约束束:KVL回路电压方程回路电压方程01=kukn 二、二、2b2b法法电路分析的目的：求解出电路中所有支路上的电路分析的目的：求解出电路中所有支路上的 电压和电流。电压和电流。若若一一个个电电路路有有b条条支支路路，每每个个支支路路上上的的电电压压和和电电流流有有2 2个个未未知知数数，所所以以全全部部未未知知数数共共2b2b个，需要列个，需要列2b个方程进行求解个方程进行求解-2b2b法法。2b2b法过程讲解：法过程讲解：以支路电压、支路电流为变量，要列以支路电压、支路电流为变量，要列1010个方程。个方程。图图示示电电路有路有b=b=5 5条支路，条支路，n=n=4 4个个节节点，点，m=m=2 2个个网孔。网孔。这这10个方程由个方程由KCL、KVL、VCR构成。构成。i21234i1i0i4i3u1u2u3Us1Us23 2 66V8V列列 KCLKCL方程：方程：设电流流出节点为正，流入为负设电流流出节点为正，流入为负其中任一个方程都可由其它三个方程相加减得出。其中任一个方程都可由其它三个方程相加减得出。任意去掉一个，得任意去掉一个，得:（n-1n-1）=3=3个独立的个独立的KCLKCL方程。方程。KCL：-i0+i1=0 -i1+i2+i3=0 -i2-i4=0 i0+i4-i3=0 i21234i1i0i4i3u1u2u3Us1Us23 2 66V8V列列 KVLKVL方程方程u1+u3-6=0-u3+u2+8=0 设电路中有设电路中有m m个网孔，则可列出个网孔，则可列出m个独立的个独立的KVL方程方程。（这里。（这里m=2）可以证明可以证明：m=b-(n-1)根据根据KCL、KVL可列出可列出:(n-1)+m=b 个个方程。方程。上述图中，根据上述图中，根据KCL、KVL列出列出5个个独立方程。独立方程。i21234i1i0i4i3u1u2u3Us1Us23 2 66V8Vu1=3i1u2=2i2u3=6i3us1=6V已知已知列列VARVAR方程方程可见：可见：3 3个个KCLKCL方程，方程，2 2个个KVLKVL方程，方程，5 5个个VARVAR，共共1010方程，方程，2 2b=10b=10 这种方法称为这种方法称为2b2b法。法。b个支路，列出个支路，列出b(=5)个个VAR方程方程us2=8V已知已知i21234i1i0i4i3u1u2u3Us1Us2