汽车电工电子技术基础学习教案.pptx

会计学1汽车电工电子技术汽车电工电子技术(jsh)基础基础第一页，共78页。目录目录(ml)直流电路直流电路1正弦交流电路正弦交流电路2三相交流电路三相交流电路3电磁学的应用电磁学的应用4第1页/共78页第二页，共78页。发电机与电动机发电机与电动机5安全用电安全用电6半导体二极管半导体二极管7晶体管的应用晶体管的应用8第2页/共78页第三页，共78页。集成运算放大器及其应用集成运算放大器及其应用9 数字电路基础数字电路基础10第3页/共78页第四页，共78页。第第1章章 直流电路直流电路汽车汽车(qch)工工程学院程学院第4页/共78页第五页，共78页。知识目标知识目标 1.电路的组成及各个部分的作用电路的组成及各个部分的作用 2.能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算能力目标能力目标 1.能用万用表测量电路中电阻、电压能用万用表测量电路中电阻、电压(diny)及及电流值电流值 2.解决直流电路中的连结问题解决直流电路中的连结问题第5页/共78页第六页，共78页。电路及其组成电路及其组成 1电压源与电流源的等效变化电压源与电流源的等效变化 2电路分析计算电路分析计算3电路的暂态分析电路的暂态分析 4直流电路直流电路直流电路直流电路第6页/共78页第七页，共78页。电路电路电路电路(dinl)(dinl)及其组成及其组成及其组成及其组成电路是电流的通路，它是为了实现某种功能，由各种电气设备和器电路是电流的通路，它是为了实现某种功能，由各种电气设备和器件，按一定方式互相件，按一定方式互相(h xing)连接的电流通路。连接的电流通路。导线导线(doxin)电阻电阻电源电源电路主要物理量电路主要物理量电流电流电压电压电位和电动势电位和电动势第7页/共78页第八页，共78页。弱电弱电弱电弱电(ru din)(ru din)电路电路电路电路第8页/共78页第九页，共78页。Communal Voice电流电流电流电流(dinli)(dinli)定义定义(dngy)所谓电流就是单位时间所谓电流就是单位时间(shjin)内通过导体某一横截面的电荷量。内通过导体某一横截面的电荷量。i=dq/dtI=Q/t直流直流 在国际单位制（在国际单位制（SI)中，规定电流的单位是安培（中，规定电流的单位是安培（A）。）。第9页/共78页第十页，共78页。电流方向电流方向电流方向电流方向 1.1.实际方向实际方向实际方向实际方向 习惯习惯习惯习惯(xgun)(xgun)上规定正电荷移动的方向或者负上规定正电荷移动的方向或者负上规定正电荷移动的方向或者负上规定正电荷移动的方向或者负电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）.如如如如下图下图下图下图 所示的电流。所示的电流。所示的电流。所示的电流。第10页/共78页第十一页，共78页。2.2.参考方向参考方向参考方向参考方向 电流参考方向是假定电流参考方向是假定电流参考方向是假定电流参考方向是假定(ji(ji dng)dng)的电流流向。的电流流向。的电流流向。的电流流向。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。如下图如下图如下图如下图 第11页/共78页第十二页，共78页。在电路中，如果设正电荷由在电路中，如果设正电荷由在电路中，如果设正电荷由在电路中，如果设正电荷由A A点移动点移动点移动点移动(ydng)(ydng)到到到到B B点时电场力所做的点时电场力所做的点时电场力所做的点时电场力所做的功功功功为为为为dwdw，则，则，则，则A A、B B两点间的电压为两点间的电压为两点间的电压为两点间的电压为 UAB=dw/dq UAB=dw/dq U=W/Q U=W/Q 在国际单位制种，电压的单位是伏特（在国际单位制种，电压的单位是伏特（在国际单位制种，电压的单位是伏特（在国际单位制种，电压的单位是伏特（V V）。）。）。）。电压电压电压电压(diny)(diny)定义定义(dngy)直流电路直流电路第12页/共78页第十三页，共78页。方向方向(fngxing)一致，一致，U0方向方向(fngxing)不一致，不一致，U100mAOCBW1W2W3电位电位电位电位(din wi)(din wi)定义定义定义定义电位定义电位定义 电场力把单位正电荷从电路电场力把单位正电荷从电路(dinl)中某点移动到参考点所中某点移动到参考点所做的功，用大写字母做的功，用大写字母V表示表示。参考点参考点 在电路中选定某一点在电路中选定某一点A为电位为电位(din wi)参考点，就是规定该点的参考点，就是规定该点的电位电位(din wi)为零为零 第15页/共78页第十六页，共78页。结论结论结论结论 1 1）电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电）电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电）电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电）电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中各点的电位也将随之改变位也将随之改变位也将随之改变位也将随之改变 2 2）电路中两点间的电压值是固定的，不会）电路中两点间的电压值是固定的，不会）电路中两点间的电压值是固定的，不会）电路中两点间的电压值是固定的，不会(b hu)(b hu)因参考因参考因参考因参考点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关 第16页/共78页第十七页，共78页。定义定义(dngy)在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功部移送到正极时所做的功电动势用字母电动势用字母E来表示，单位也是伏特（来表示，单位也是伏特（V）方向方向(fngxing)在电源内部由低电位指向高电位端在电源内部由低电位指向高电位端电动势电动势电动势电动势第17页/共78页第十八页，共78页。l电源电源(dinyun)l中间环节中间环节l负载负载(fzi)第18页/共78页第十九页，共78页。供应电能的设备，供应电能的设备，它能将非电形式它能将非电形式的能量的能量(nngling)，如，如机械能、化学能机械能、化学能转换电能。转换电能。电源电源电源电源(diny(dinyun)un)第19页/共78页第二十页，共78页。导线导线导线导线(dox(doxin)in)导线导线(doxin)的的面积面积导线导线(doxin)(doxin)标称截面是经过换算的线心截面积，而不是实际几何面积。标称截面是经过换算的线心截面积，而不是实际几何面积。汽车常用的导线汽车常用的导线 1低压导线低压导线2 2高压导线高压导线在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称高压线。高压线。第20页/共78页第二十一页，共78页。第21页/共78页第二十二页，共78页。标称截面积标称截面积/mm/mm2 2用用 途途0.50.5尾灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油尾灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油表、水温表、油压表等电路表、水温表、油压表等电路0.80.8转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路1.01.0前照灯、电喇叭（前照灯、电喇叭（3 A3 A以下）电路以下）电路1.51.5前照灯、电喇叭（前照灯、电喇叭（3 A3 A以上）电路以上）电路1.51.54.04.0其它其它5 A5 A以上电路以上电路4 46 6柴油车电热塞电路柴油车电热塞电路6 62525电源电路电源电路16169595起动电路起动电路第22页/共78页第二十三页，共78页。导线导线(doxin)颜色颜色 第23页/共78页第二十四页，共78页。负载负载负载负载(fz(fzi)i)电容电容(dinrng)电感电感(din n)电阻电阻负载负载负载负载负载负载负载负载第24页/共78页第二十五页，共78页。电阻元件是反映电阻元件是反映电阻元件是反映电阻元件是反映(f(f nyng)nyng)电流热效应这一物理现象的理想电电流热效应这一物理现象的理想电电流热效应这一物理现象的理想电电流热效应这一物理现象的理想电路元件。用字母路元件。用字母路元件。用字母路元件。用字母R R表示。表示。表示。表示。u=Ri电阻电阻电阻电阻(dinz)(dinz)定义定义(dngy)第25页/共78页第二十六页，共78页。在关联参考方向下，若在关联参考方向下，若R=u/i为常数，也称其为线性电阻为常数，也称其为线性电阻(dinz)，其伏，其伏安特性曲线如下图安特性曲线如下图 特性特性(txng)曲线曲线第26页/共78页第二十七页，共78页。电阻电阻电阻电阻(dinz(dinz)型型型型号命名方法号命名方法号命名方法号命名方法 按阻值按阻值(z zh)分：固定电阻，可变电阻分：固定电阻，可变电阻 按材料分：碳膜电阻按材料分：碳膜电阻，金属膜电阻，线绕电阻，金属膜电阻，线绕电阻 按功率分：按功率分：1/16W,1/8W等额定功率的电阻等额定功率的电阻 按精确度分：按精确度分：等普通电阻，等普通电阻，等精密电阻等精密电阻 分类分类(fn li)第27页/共78页第二十八页，共78页。第28页/共78页第二十九页，共78页。1 1）直标法）直标法）直标法）直标法 ：电阻值直接用数字与字母：电阻值直接用数字与字母：电阻值直接用数字与字母：电阻值直接用数字与字母(zm(zm)印在电阻上印在电阻上印在电阻上印在电阻上 举例：举例：举例：举例：3 3 I 3 3 I 表示表示表示表示3.33.3 2 2）色标法）色标法）色标法）色标法 ：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值 及误差。及误差。及误差。及误差。3 3）文字标号法：例）文字标号法：例）文字标号法：例）文字标号法：例3 M3 K3 M3 K表示表示表示表示3.3M3.3M电阻值的标识电阻值的标识(biozh)第29页/共78页第三十页，共78页。第30页/共78页第三十一页，共78页。电容元件是反映存储电荷产生电场，储存电场能量这一物理电容元件是反映存储电荷产生电场，储存电场能量这一物理电容元件是反映存储电荷产生电场，储存电场能量这一物理电容元件是反映存储电荷产生电场，储存电场能量这一物理(wl(wl)现现现现象的理想电路元件。实际的电容器通常由两块金属板中间介质象的理想电路元件。实际的电容器通常由两块金属板中间介质象的理想电路元件。实际的电容器通常由两块金属板中间介质象的理想电路元件。实际的电容器通常由两块金属板中间介质构成。构成。构成。构成。电容器极板上储存的电荷量电容器极板上储存的电荷量电容器极板上储存的电荷量电容器极板上储存的电荷量q q与外加电压与外加电压与外加电压与外加电压u u成正比，即：成正比，即：成正比，即：成正比，即：式中式中式中式中C-C-电容，是表征电容元件的参数，在国际单位制中电容单电容，是表征电容元件的参数，在国际单位制中电容单电容，是表征电容元件的参数，在国际单位制中电容单电容，是表征电容元件的参数，在国际单位制中电容单位是法拉位是法拉位是法拉位是法拉(F).(F).电容电容电容电容(dinrng)(dinrng)第31页/共78页第三十二页，共78页。在下在下在下在下 中中中中电容上的电压与电流去关联参考方向时，有电容上的电压与电流去关联参考方向时，有电容上的电压与电流去关联参考方向时，有电容上的电压与电流去关联参考方向时，有 电容元件电容元件电容元件电容元件(yunjin)(yunjin)储存的电场能量为：储存的电场能量为：储存的电场能量为：储存的电场能量为：第32页/共78页第三十三页，共78页。电容分类电容分类电容分类电容分类 按电容值分：固定电容器，可调电容器按电容值分：固定电容器，可调电容器按电容值分：固定电容器，可调电容器按电容值分：固定电容器，可调电容器 按介质分按介质分按介质分按介质分:纸介电容器，金属化纸介电容器，有机薄膜介质电纸介电容器，金属化纸介电容器，有机薄膜介质电纸介电容器，金属化纸介电容器，有机薄膜介质电纸介电容器，金属化纸介电容器，有机薄膜介质电容器，瓷介电容器，云母电容器，电解电容器。容器，瓷介电容器，云母电容器，电解电容器。容器，瓷介电容器，云母电容器，电解电容器。容器，瓷介电容器，云母电容器，电解电容器。电容型号命名电容型号命名电容型号命名电容型号命名(mng mng)(mng mng)方法方法方法方法 电容型号命名电容型号命名电容型号命名电容型号命名(mng mng)(mng mng)方法与电阻型号命名方法与电阻型号命名方法与电阻型号命名方法与电阻型号命名(mng mng)(mng mng)相相相相似似似似 电容额定电压电容额定电压电容额定电压电容额定电压 电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被击穿时所能承受的最大直流电压（又称耐压）。如果电容器用在击穿时所能承受的最大直流电压（又称耐压）。如果电容器用在击穿时所能承受的最大直流电压（又称耐压）。如果电容器用在击穿时所能承受的最大直流电压（又称耐压）。如果电容器用在交流电路里，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超交流电路里，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超交流电路里，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超交流电路里，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过额定直流工作电压过额定直流工作电压过额定直流工作电压过额定直流工作电压第33页/共78页第三十四页，共78页。定义定义定义定义 电感元件是反映电流周围存在磁场，储存磁场能量这一电感元件是反映电流周围存在磁场，储存磁场能量这一电感元件是反映电流周围存在磁场，储存磁场能量这一电感元件是反映电流周围存在磁场，储存磁场能量这一物理现象的理想电路元件，其相当于一个电阻为零的线圈。物理现象的理想电路元件，其相当于一个电阻为零的线圈。物理现象的理想电路元件，其相当于一个电阻为零的线圈。物理现象的理想电路元件，其相当于一个电阻为零的线圈。忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，电感上的忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，电感上的忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，电感上的忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，电感上的磁链与电流成正比，即：磁链与电流成正比，即：磁链与电流成正比，即：磁链与电流成正比，即：式中：式中：式中：式中：LL电感，是表征电感元件的特征参数。在国际电感，是表征电感元件的特征参数。在国际电感，是表征电感元件的特征参数。在国际电感，是表征电感元件的特征参数。在国际(guj)(guj)单位制单位制单位制单位制 中，电感的单位为亨利（中，电感的单位为亨利（中，电感的单位为亨利（中，电感的单位为亨利（HH）。）。）。）。电感电感电感电感(din(din n)n)第34页/共78页第三十五页，共78页。如下图如下图如下图如下图 当电压当电压当电压当电压(diny)(diny)、电流和电动势的参考方向一致，则有：、电流和电动势的参考方向一致，则有：、电流和电动势的参考方向一致，则有：、电流和电动势的参考方向一致，则有：第35页/共78页第三十六页，共78页。电感元件中储存的磁场能量为：电感元件中储存的磁场能量为：电感元件中储存的磁场能量为：电感元件中储存的磁场能量为：上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，只与该时刻流过上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，只与该时刻流过上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，只与该时刻流过上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，只与该时刻流过 的电流的平方的电流的平方的电流的平方的电流的平方(pngfng)(pngfng)成正比，与电压无关。电感元件不消耗能量，是储成正比，与电压无关。电感元件不消耗能量，是储成正比，与电压无关。电感元件不消耗能量，是储成正比，与电压无关。电感元件不消耗能量，是储 能元件。能元件。能元件。能元件。第36页/共78页第三十七页，共78页。电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应(dinc-g(dinc-g nyng)nyng)右手定则右手定则 用右手握线圈，手指沿着电流用右手握线圈，手指沿着电流(dinli)流动的方向，大拇指便指流动的方向，大拇指便指向向N极。极。第37页/共78页第三十八页，共78页。电阻式温度传感器的一种，分正温度系数电阻式温度传感器的一种，分正温度系数(xsh)热敏电阻与负温度系热敏电阻与负温度系数数(xsh)热敏电阻两种。热敏电阻两种。热敏电阻热敏电阻(r mn din z)例：冷却水温度传感器例：冷却水温度传感器：其特性曲线：其特性曲线(qxin)如下图如下图 第38页/共78页第三十九页，共78页。电压电压电压电压(diny)(diny)源与电流源的等效变换源与电流源的等效变换源与电流源的等效变换源与电流源的等效变换电压电压(diny)源源一个直流稳压电源在一定的电流一个直流稳压电源在一定的电流(dinli)(dinli)范围内，具有很小的内阻。常将范围内，具有很小的内阻。常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流(dinli)(dinli)而变。而变。定义定义USui0伏安特性曲线伏安特性曲线第39页/共78页第四十页，共78页。1.端电压始终(shzhng)恒定，等于直流电压。特点特点(tdin)2.输出电流输出电流(dinli)是任意的，即随负载（外电路）是任意的，即随负载（外电路）的改变的改变而改变。而改变。电路符号电路符号USus+_IR5V第40页/共78页第四十一页，共78页。RLUSUO+_+_电路电路(dinl)理想理想(lxing)电电压源压源IRUS实际实际(shj)电压源电压源USui0U=US-IR0其实其实，理想电压源也不存在。理想电压源也不存在。第41页/共78页第四十二页，共78页。电流电流(dinli)源源定义定义(dngy)一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想(lxing)的电流源，即其输出电流不随负载两端的电压（亦即负载的电流源，即其输出电流不随负载两端的电压（亦即负载的电阻值）而变。的电阻值）而变。ISui0伏安特性曲线伏安特性曲线第42页/共78页第四十三页，共78页。特点特点(tdin)1.输出输出(shch)电流恒定不变电流恒定不变2.端电压是任意端电压是任意(rny)的的,即随负载不同而不同即随负载不同而不同电路符号电路符号iSUIR1A第43页/共78页第四十四页，共78页。I I=I IS S-I IR R0 0第1章R0IR0Isba-+UIOUIIS电路电路(dinl)第44页/共78页第四十五页，共78页。实际电流实际电流(dinli)源产生源产生由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载晶体管的集电极电流与负载(fzi)无关；光电池在一定光线照无关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。射下光电池被激发产生一定值的电流等。第45页/共78页第四十六页，共78页。等效等效(dn xio)变换变换电压电压(diny)源源电流电流(dinli)源源U=Us IR0U=IR0RIRO=(Is I)R=Is R I RRRR=R0第46页/共78页第四十七页，共78页。说明说明(shumng)1）电压源模型与电流源模型互换前后电流的方向）电压源模型与电流源模型互换前后电流的方向(fngxing)保持保持不变，不变，即即IS和和Us方向方向(fngxing)一致。一致。2）所谓）所谓(suwi)“等效等效”是指是指“对外电路对外电路”等效（即对外电等效（即对外电路的伏路的伏 安特性一致），对于电源内部并不一定等效。安特性一致），对于电源内部并不一定等效。第47页/共78页第四十八页，共78页。支路：电路中每一个含有电路元件的分支，同一支支路：电路中每一个含有电路元件的分支，同一支支路：电路中每一个含有电路元件的分支，同一支支路：电路中每一个含有电路元件的分支，同一支(y(y zh)zh)路上流过的电路上流过的电路上流过的电路上流过的电 流相同，即支路电流。流相同，即支路电流。流相同，即支路电流。流相同，即支路电流。回路：电路中任意闭合的路径，回路有顺时针和逆时针回路：电路中任意闭合的路径，回路有顺时针和逆时针回路：电路中任意闭合的路径，回路有顺时针和逆时针回路：电路中任意闭合的路径，回路有顺时针和逆时针两个方两个方两个方两个方 向，可以用箭头表示回路的方向。向，可以用箭头表示回路的方向。向，可以用箭头表示回路的方向。向，可以用箭头表示回路的方向。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。电路电路电路电路(dinl)(dinl)分析与计算分析与计算分析与计算分析与计算基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律，是分析基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律，是分析(fnx)电路的重电路的重要基础。要基础。第48页/共78页第四十九页，共78页。基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs Current Law,Kirchhoffs Current Law,简写成简写成简写成简写成KCLKCL）描述了联接在同一节点上的各支路描述了联接在同一节点上的各支路描述了联接在同一节点上的各支路描述了联接在同一节点上的各支路(zh l)(zh l)电流之间的约束关系，电流之间的约束关系，电流之间的约束关系，电流之间的约束关系，反反反反映了电流的连续性，即：映了电流的连续性，即：映了电流的连续性，即：映了电流的连续性，即：也就是说在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流也就是说在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流也就是说在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流也就是说在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。出该节点的电流之和。出该节点的电流之和。出该节点的电流之和。基尔霍夫电流基尔霍夫电流(dinli)定律（定律（KCL）第49页/共78页第五十页，共78页。对于对于对于对于(duy)(duy)节点节点节点节点a a，应用，应用，应用，应用kclkcl有：有：有：有：I1+I2=I3 I1+I2=I3 I1+I2-I3=0 I1+I2-I3=0 I=0 I=0 I1I3I2因此，基尔霍夫电流定律也可叙述为：在任一瞬时，电路中流入任一节点因此，基尔霍夫电流定律也可叙述为：在任一瞬时，电路中流入任一节点的所有的所有(suyu)电流的代数和等于零。流入节点时取正号，流出节电流的代数和等于零。流入节点时取正号，流出节点时取负号。点时取负号。流出时，电流符号则相反。流出时，电流符号则相反。第50页/共78页第五十一页，共78页。例例例例1 1：在图中，在图中，在图中，在图中，I I1 1=5A,I=5A,I2 2=-2A=-2A，求，求，求，求I I3 3I1I2I3解：根据图示的电流解：根据图示的电流(dinli)参考方向，应用基尔霍夫电流参考方向，应用基尔霍夫电流(dinli)定定律有律有 I1+I2=I3 I3=I1+I2 =5+（-2）=3A 第51页/共78页第五十二页，共78页。基尔霍夫电压基尔霍夫电压基尔霍夫电压基尔霍夫电压(diny)(diny)定律（定律（定律（定律（Kirchhoffs Voltage LawKirchhoffs Voltage Law简写为简写为简写为简写为KVLKVL）描）描）描）描述了闭合回路中各支路电压述了闭合回路中各支路电压述了闭合回路中各支路电压述了闭合回路中各支路电压(diny)(diny)之间的关系。基尔霍夫电压之间的关系。基尔霍夫电压之间的关系。基尔霍夫电压之间的关系。基尔霍夫电压(diny)(diny)定律指出在定律指出在定律指出在定律指出在任一瞬时，沿闭合回路绕行一周，在绕行方向上的电位升之和必等任一瞬时，沿闭合回路绕行一周，在绕行方向上的电位升之和必等任一瞬时，沿闭合回路绕行一周，在绕行方向上的电位升之和必等任一瞬时，沿闭合回路绕行一周，在绕行方向上的电位升之和必等于电位降之和。于电位降之和。于电位降之和。于电位降之和。基尔霍夫电压基尔霍夫电压(diny)定律（定律（KVL）如图所示，应用如图所示，应用(yngyng)kvl有：有：U1+U4=U2+U3 U1-U2-U3+U4=0 U=0 因此，因此，KVL也可以描述为也可以描述为:在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各部分电压的代数和恒等于零。若中各部分电压的代数和恒等于零。若电位升取正号电位升取正号，则，则电位降就电位降就取取负号负号第52页/共78页第五十三页，共78页。例例例例1 1：有一闭合有一闭合有一闭合有一闭合(b h)(b h)回路如图回路如图回路如图回路如图 所示，已知所示，已知所示，已知所示，已知U1=15VU1=15V，U2=-4VU2=-4V，U3=8VU3=8V，试求电压试求电压试求电压试求电压U4U4和和和和UACUAC。第53页/共78页第五十四页，共78页。解：解：解：解：沿沿沿沿ABCDAABCDA回路回路回路回路(hul)(hul)，根据各电压的参考方向，应用基尔霍，根据各电压的参考方向，应用基尔霍，根据各电压的参考方向，应用基尔霍，根据各电压的参考方向，应用基尔霍夫电夫电夫电夫电压定律得：压定律得：压定律得：压定律得：沿沿ACBA回路，应用基尔霍夫电压回路，应用基尔霍夫电压(diny)定律可列出：定律可列出：第54页/共78页第五十五页，共78页。例例例例2:2:如图所示有源支路如图所示有源支路如图所示有源支路如图所示有源支路(zh l)(zh l)，已知，已知，已知，已知E=12VE=12V，U=8V,R=5 U=8V,R=5，求电流。，求电流。，求电流。，求电流。第55页/共78页第五十六页，共78页。解：解：解：解：沿闭合回路顺时针方向沿闭合回路顺时针方向沿闭合回路顺时针方向沿闭合回路顺时针方向(fngxing)(fngxing)绕行一周，应用基尔霍夫电绕行一周，应用基尔霍夫电绕行一周，应用基尔霍夫电绕行一周，应用基尔霍夫电压定律，有：压定律，有：压定律，有：压定律，有：电流是负值，即其实际方向与图示参考电流是负值，即其实际方向与图示参考(cnko)方向相反。方向相反。第56页/共78页第五十七页，共78页。分析计算方法：支路电流法，回路电流法，节点电位分析计算方法：支路电流法，回路电流法，节点电位分析计算方法：支路电流法，回路电流法，节点电位分析计算方法：支路电流法，回路电流法，节点电位(din wi)(din wi)法，法，法，法，支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两个定律，支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两个定律，支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两个定律，支路电流法：以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两个定律，列出所需方程，从而求出未知量。列出所需方程，从而求出未知量。列出所需方程，从而求出未知量。列出所需方程，从而求出未知量。基尔霍夫定律基尔霍夫定律(dngl)在电路分析计算中的应用在电路分析计算中的应用第57页/共78页第五十八页，共78页。下面以下图来具体下面以下图来具体下面以下图来具体下面以下图来具体(jt(jt)说明支路电流法其方法和步骤说明支路电流法其方法和步骤说明支路电流法其方法和步骤说明支路电流法其方法和步骤第58页/共78页第五十九页，共78页。l l（1 1）由电路的支路）由电路的支路(zh l)(zh l)数数mm，确定待求的支路，确定待求的支路(zh l)(zh l)电流数。该电路电流数。该电路m=6 m=6，则支路，则支路(zh l)(zh l)电流有电流有i1 i1、i2.i6i2.i6六个。六个。第59页/共78页第六十页，共78页。l（2）节点数）节点数n=4，可列出，可列出ln-1个独立个独立(dl)的节点方程。的节点方程。对节对节l点点1，2，3列列kcl有：有：第60页/共78页第六十一页，共78页。l l（3 3）根据根据根据根据KVLKVL列出回路方程列出回路方程列出回路方程列出回路方程(fngchng)(fngchng)。选取。选取。选取。选取m-(n-1)m-(n-1)个独立的个独立的个独立的个独立的回路，由回路，由回路，由回路，由KVLKVL列出列出列出列出l l个独立的回路方程个独立的回路方程个独立的回路方程个独立的回路方程(fngchng)(fngchng)，对回路对回路对回路对回路 1 1，2 2，3 3第61页/共78页第六十二页，共78页。n n（4 4）将六个独立方程联立求解，得各支路）将六个独立方程联立求解，得各支路）将六个独立方程联立求解，得各支路）将六个独立方程联立求解，得各支路(zh l)(zh l)电流电流电流电流n n（5 5）根据电路的要求，求出其他待求量，如支路）根据电路的要求，求出其他待求量，如支路）根据电路的要求，求出其他待求量，如支路）根据电路的要求，求出其他待求量，如支路(zh l)(zh l)或元或元或元或元件上的电压、功率等。件上的电压、功率等。件上的电压、功率等。件上的电压、功率等。第62页/共78页第六十三页，共78页。例例例例3 3：用支路用支路用支路用支路(zh l)(zh l)电流法求解下图所示电路中各支路电流法求解下图所示电路中各支路电流法求解下图所示电路中各支路电流法求解下图所示电路中各支路(zh l)(zh l)电流及各电流及各电流及各电流及各电阻上吸收的功率。电阻上吸收的功率。电阻上吸收的功率。电阻上吸收的功率。第63页/共78页第六十四页，共78页。解解:该电路有三条支路、两个节点。故可列出该电路有三条支路、两个节点。故可列出一个独立的节点方程两个独立的回路方程一个独立的节点方程两个独立的回路方程 节点节点 1+2+3=0 回路回路1 7 1+11 2=6 70=64 回路回路2 -11i2+7i3=-6 联立求解联立求解(qi ji)，得到：，得到：1=6 A 2=2 A 3=4 A第64页/共78页第六十五页，共78页。2 2）求各电阻上吸收）求各电阻上吸收）求各电阻上吸收）求各电阻上吸收(xshu)(xshu)的功率。电阻吸收的功率。电阻吸收的功率。电阻吸收的功率。电阻吸收(xshu)(xshu)的功率的功率的功率的功率 电阻电阻电阻电阻R1R1吸收吸收吸收吸收(xshu)(xshu)的功率的功率的功率的功率 电阻电阻电阻电阻R2R2吸收吸收吸收吸收(xshu)(xshu)的功率的功率的功率的功率 电阻电阻电阻电阻R3R3吸收吸收吸收吸收(xshu)(xshu)的功率的功率的功率的功率第65页/共78页第六十六页，共78页。电路电路电路电路(dinl)(dinl)暂态分析暂态分析暂态分析暂态分析在自然界中，各种事物的运动过程通常在自然界中，各种事物的运动过程通常(tngchng)(tngchng)都存在稳定状都存在稳定状态和过渡状态。态和过渡状态。稳态：稳态：在一定条件下的稳定在一定条件下的稳定(wndng)(wndng)状态，简称稳态。状态，简称稳态。过渡过程：过渡过程：当条件改变时，它将从一种稳态转变到另一种新的稳态，当条件改变时，它将从一种稳态转变到另一种新的稳态，这是需要一定时间的，这个转变过程称为过渡过程。这是需要一定时间的，这个转变过程称为过渡过程。第66页/共78页第六十七页，共78页。u uC C+Ci iC CU U+SR合合合合S S前前前前:合合合合S S后：后：后：后：由零逐渐增加到由零逐渐增加到由零逐渐增加到由零逐渐增加到U UU稳态稳态ot暂态暂态第67页/共78页第六十八页，共78页。暂态过程的必要条件暂态过程的必要条件(b yo tio jin)：换路换路:电路状态的改变，电路接通、切断、电路状态的改变，电路接通、切断、短路短路(dunl)(dunl)、电压改变或参数改变电压改变或参数改变(1)电路中含有储能电路中含有储能(ch nn)元件元件(内因内因)(2)电路发生换路电路发生换路(外因外因)第68页/共78页第六十九页，共78页。换路定则换路定则(dn z)换路定则换路定则(dn z)(dn z)：在换路瞬间，电感在换路瞬间，电感(din n)电流电流 和电容电压和电容电压 不能跃变不能跃变 设：设：t=0 表示换路瞬间表示换路瞬间(定为计时起点定为计时起点)t=0-表示换路前的终了瞬间表示换路前的终了瞬间 t=0+表示换路后的初始瞬间（初始值）表示换路后的初始瞬间（初始值）电感电路：电感电路：电感电路：电感电路：电容电路电容电路电容电路电容电路：注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、iL初始值。初始值。第69页/共78页第七十页，共78页。求解求解(qi ji)要点：要点：1)先由先由t=0-的电路的电路(dinl)求出求出 uC(0)、iL(0)；2)根据根据(gnj)换路定律求出换路定律求出 uC(0+)、iL(0+)。第70页/共78页第七十一页，共78页。叠加原理叠加原理(yunl)(yunl)在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得得(su d)结果的代数和。结果的代数和。概念概念(ginin):第71页/共78页第七十二页，共78页。+BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2单独作用单独作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1单独作用单独作用叠加原理叠加原理(yunl)(yunl)“恒压源不起作用恒压源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此，即是将此恒压源去掉，代之以导线恒压源去掉，代之以导线(doxin)连接。连接。第72页/共78页第七十三页，共78页。BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I22 6 AB7.2V3+_+_A12VBI22 6 3 已知：已知：U1=12V，U2=7.2V，R1=2，R2=6，R3=3 解：解：I2=I2=I2=I2+I2 =根据根据(gnj)叠加原理，叠加原理，I2=I2+I21A1A0A第73页/共78页第七十四页，共78页。+-10 I4A20V10 10 用迭加原理用迭加原理(yunl)求：求：I=?I=2AI=-1AI=I+I=1A+10 I4A10 10+-10 I 20V10 10 解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此恒，即是将此恒流源去掉，使电路流源去掉，使电路(dinl)开路。开路。第74页/共