电路的基本概念与基本定律复习过程.ppt

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电路的基本概念与基本定律下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页要求要求 认真听课，重视概念、掌握规律，重视实验，认真听课，重视概念、掌握规律，重视实验，作业作业要认真、规范（要认真、规范（必须画电路图必须画电路图、按解题步骤、按解题步骤一步步求解）。一步步求解）。考试：考试：平时成绩：平时成绩：30%（作业、考勤、实验作业、考勤、实验）期末成绩：期末成绩：70%下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页实际电路实际电路电路模型电路模型计算分析计算分析电气特性电气特性电路分析电路分析电路综合电路综合学习本课程的目的学习本课程的目的下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.1.1.理解电路模型的概念；理解电路模型的概念；理解电路模型的概念；理解电路模型的概念；2.2.2.2.掌握电压与电流参考方向的意义；掌握电压与电流参考方向的意义；掌握电压与电流参考方向的意义；掌握电压与电流参考方向的意义；3.3.3.3.掌握电路中的基本物理量及其计算；掌握电路中的基本物理量及其计算；掌握电路中的基本物理量及其计算；掌握电路中的基本物理量及其计算；4.4.掌握各个理想元件的性质；掌握各个理想元件的性质；掌握各个理想元件的性质；掌握各个理想元件的性质；5.5.掌握电路理论中最基本的定律；掌握电路理论中最基本的定律；掌握电路理论中最基本的定律；掌握电路理论中最基本的定律；第第1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1 实际电路的作用与组成部分实际电路的作用与组成部分下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1 实际电路的作用与组成部分实际电路的作用与组成部分 (1)(1)实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转换换换换 (2)(2)实现信息的传递、控制与处理实现信息的传递、控制与处理实现信息的传递、控制与处理实现信息的传递、控制与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.实际电路的作用实际电路的作用实际电路的作用实际电路的作用 实际电路实际电路是是将电工设备和电气器件连接构成将电工设备和电气器件连接构成的电流通路。的电流通路。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.输电线输电线下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:消耗消耗电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用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.输电线输电线下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息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放大大器器扬声器扬声器话筒话筒由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的，电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的，因此电源又被称为激励源（激励）。因此电源又被称为激励源（激励）。在电路分析中电源或信号源都称为电源。在电路分析中电源或信号源都称为电源。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一、实际电路：一、实际电路：由由电气元件连接而成的电流通路，并进行着电气元件连接而成的电流通路，并进行着能量的形式转换、电能的传输和分配过程。能量的形式转换、电能的传输和分配过程。二、电路模型：二、电路模型：（简称电路）（简称电路）由理想电路元件构成的模型，用于分析计算由理想电路元件构成的模型，用于分析计算的电路图形。（将实际电路理想化、模型化）的电路图形。（将实际电路理想化、模型化）理想电路元件理想电路元件理想电路元件理想电路元件是组成电路模型的最小单元，是组成电路模型的最小单元，是组成电路模型的最小单元，是组成电路模型的最小单元，是具有某种确定是具有某种确定是具有某种确定是具有某种确定的的电磁性质的假想元件，它是电磁性质的假想元件，它是电磁性质的假想元件，它是电磁性质的假想元件，它是一种理想化的模型并具有精确的数学定义。一种理想化的模型并具有精确的数学定义。一种理想化的模型并具有精确的数学定义。一种理想化的模型并具有精确的数学定义。1.2 电路模型电路模型下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R+RoE-手电筒电路的电路模型手电筒电路的电路模型灯灯泡泡开关开关电电池池导线导线S手电筒实际电路手电筒实际电路 反映实际电路部件的主要电磁反映实际电路部件的主要电磁 性质的理想电路元件及其组合。性质的理想电路元件及其组合。电路模型电路模型下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；导线导线 用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的对象都是今后分析的对象都是今后分析的对象都是今后分析的对象都是电路模型，简称电路。电路模型，简称电路。电路模型，简称电路。电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路在电路图中，各种电路在电路图中，各种电路在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符元件都用规定的图形符元件都用规定的图形符元件都用规定的图形符号表示。号表示。号表示。号表示。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基本的理想电路元件：基本的理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示储存电场能量的元件电容元件：表示储存电场能量的元件电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1 1、具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，、具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在在一定条件下可用同一电路模型表示。一定条件下可用同一电路模型表示。注意电阻元件电阻元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、同一实际电路部件在不同的应用条件下，、同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。其电路模型可以有不同的形式。电感线圈的电路模型电感线圈的电路模型注意下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 电电路路中中的的主主要要物物理理量量有有电电压压、电电流流、电电荷荷、能能量量、电电功功率率等等，但但是是电电路路分分析析中中主主要要关关心心的的物物理理量量是电流、电压、功率。是电流、电压、功率。电压电压:单位时间内通过导体横截面的电荷量单位时间内通过导体横截面的电荷量1.3 电路的基本物理量及其参考方向电路的基本物理量及其参考方向电流：电流：单位电荷由单位电荷由a点到点到b点电场力所做的功点电场力所做的功下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.1.电流和电压的实际方向电流和电压的实际方向电流和电压的实际方向电流和电压的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向 电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、AkV、V、mV、V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l实际方向实际方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向l单位单位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、A元件元件(导线导线)中电流流动的实际方向只有两种可能中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向AB实际方向实际方向AB电流电流下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电流的实际方向：电流的实际方向：REI问题问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？实际方向，电路如何求解？E1ABRE2IR电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l参考方向参考方向 大小大小方向方向(正负）正负）电流电流(代数量代数量)任意假定一个方向为电流的正方向，这个任意假定一个方向为电流的正方向，这个假定的正方向称为电流的参考方向。假定的正方向称为电流的参考方向。i 0i 0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+0 吸收正功率吸收正功率 (实际吸收实际吸收)P0 发出正功率发出正功率 (实际发出实际发出)P0 发出负功率发出负功率 (实际吸收实际吸收)l u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向+-iu+-iu2 元件吸收或者发出功率的判断元件吸收或者发出功率的判断 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例 求图示电路中各求图示电路中各方框所代表的元件吸方框所代表的元件吸收或产生的功率。收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A 564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解功率守恒：对一完整的电路，满足：功率守恒：对一完整的电路，满足：发出的功率吸收的功率发出的功率吸收的功率564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1注意已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页从从 t0 到到 t 电路元件消耗的能量：电路元件消耗的能量：l 能量能量能量的单位：能量的单位：J (焦焦)()(Joule，焦耳，焦耳)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备的额定值额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载欠载欠载(轻载轻载轻载轻载)：I IN，P IN，P PN (设备易损坏设备易损坏设备易损坏设备易损坏)额定工作状态：额定工作状态：I=IN，P=PN (经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠)1.额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2.额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.5 1.5 理想电路元件理想电路元件是电路中最基本的组成单元。是电路中最基本的组成单元。5种基本的理想电路元件：种基本的理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。注意 线性元件与非线性元件线性元件与非线性元件 时变元件与非时变元件时变元件与非时变元件电路元件电路元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l 电路符号电路符号R电阻元件电阻元件任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。1 1 定义定义电阻元件电阻元件消耗电能的元件消耗电能的元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l ui 关系（关系（VCR）R 称为电阻，单位：称为电阻，单位：(Ohm)满足欧姆定律满足欧姆定律l 单位单位G 称为电导，单位称为电导，单位：S(Siemens)u、i 取关联取关联参考方向参考方向伏安特伏安特性为一性为一条过原条过原点的直点的直线线ui0Rui+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页如电阻上的电压与电流参考方向非关如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号；联，公式中应冠以负号；线性电阻是无记忆、双向性的元件。线性电阻是无记忆、双向性的元件。欧姆定律欧姆定律只适用于线性电阻只适用于线性电阻(R 为常数为常数）；）；则欧姆定律写为则欧姆定律写为u R i i G u公式和参考方向必须配套使用！公式和参考方向必须配套使用！注意Rui-+通常电阻元件的电压电流取关联参考方向！通常电阻元件的电压电流取关联参考方向！下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 电阻元件在任何时刻总是消耗功率的，电阻元件在任何时刻总是消耗功率的，因此电阻又称为因此电阻又称为“无源元件无源元件”和和“耗能元件耗能元件”。p u i(R i)i i2 R -u2/Rp u i i2R u2/RRui+-表明Rui-+2 电阻元件的功率与能量电阻元件的功率与能量下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ui从从 t0 到到 t 电阻消耗的能量：电阻消耗的能量：l 能量能量l 短路短路l 开路开路uiRiu+u+i00电阻元件的开路与短路：电阻元件的开路与短路：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第1章上页下页返回普通金属普通金属膜电阻膜电阻绕线绕线电阻电阻电阻排电阻排热敏热敏电阻电阻实际电阻器实际电阻器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电容元件电容元件电容器：电容器：在外电源作用下，正负电极上分别在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。部件。_+qqU电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.定义定义电容元件电容元件储存电场能量的两端元件。任储存电场能量的两端元件。任何时刻其储存的电荷何时刻其储存的电荷 q 与其两与其两端的电压端的电压 u能用能用qu 平面上的平面上的一条曲线来描述。一条曲线来描述。uq库伏库伏特性特性o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 任任何何时时刻刻，电电容容元元件件极极板板上上的的电电荷荷q与与电电压压 u 成正比。成正比。qu 特性曲线是过原点的直线。特性曲线是过原点的直线。quo2.2.线性时不变电容元件线性时不变电容元件电容电容器的器的电容电容值值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l 电路符号电路符号Cu+q-qF(法拉法拉),常用常用F，pF等表示等表示。l 单位单位1F=106 F1 F=106pF下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.电容的电压电容的电压电流关系电流关系电容元件电容元件VCR的微分形式的微分形式u、i 取关联取关联参考方向参考方向Cui下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页当当 u 为常数为常数(直流直流)时，时，i=0，电容相当于开路，电容相当于开路，电容有隔断直流作用；电容有隔断直流作用；表明Cu+q-q某一时刻电容电流某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压的大小取决于电容电压 u 的的变化率，而与该时刻电压变化率，而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是的大小无关。电容是动态元件；动态元件；下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 某一时刻的电容电压值与某一时刻的电容电压值与-到该时刻的所到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件。故称电容元件为记忆元件。表明电容元件电容元件VCR的积的积分形式分形式 上式中上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页当当电电容容的的 u，i 为为非非关关联联方方向向时时，上上述述微微分分和积分表达式前要冠以负号和积分表达式前要冠以负号;注意上上式式中中u(t0)称称为为电电容容电电压压的的初初始始值值，它它反反映映电电容容初初始始时时刻刻的的储储能能状状况况，也也称称为为初初始始状态。状态。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.电容的功率和储能电容的功率和储能p 0,电容吸收功率电容吸收功率，电容充电，电容充电。p 0，电感吸收功率。电感吸收功率。p0，电感发出功率。电感发出功率。电感能在一段时间内吸收外部供给的电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是储能内又把能量释放回电路，因此电感元件是储能元件，其本身不消耗能量。元件，其本身不消耗能量。表明下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页从从t0到到 t 电感储能的变化量：电感储能的变化量：l 电感的储能电感的储能下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l 实际电感线圈的模型实际电感线圈的模型LuR+u(t)iL下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页贴片型功率电感贴片型功率电感贴片电感贴片电感下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页贴片型空心线圈贴片型空心线圈可调式电感可调式电感环形线圈环形线圈立式功率型电感立式功率型电感下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源（独立源）（独立源）l电路符号电路符号1.1.理想电压源理想电压源l定义定义其两端电压总能保持定值或一定其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电的时间函数，其值与流过它的电流流 i 无关的元件叫理想电压源。无关的元件叫理想电压源。i+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。与流经它的电流方向、大小无关。通过电压源的电流由电源及通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。外电路共同决定。l理想电压源的电压、电流关系理想电压源的电压、电流关系例例Ri-+外电路外电路电压源不能短路！电压源不能短路！直流电压源直流电压源的伏安关系的伏安关系0ui下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页l电压源的功率电压源的功率电压、电流参考方向非关联；电压、电流参考方向非关联；发出功率发出功率电压、电流参考方向关联；电压、电流参考方向关联；吸收功率吸收功率+_iu+_+_iu+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页其输出电流总能保持定值或一定的其输出电流总能保持定值或一定的时间函数，其值与它的两端电压时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。无关的元件叫理想电流源。l 电路符号电路符号2.2.理想电流源理想电流源l 定义定义l 理想电流源的电压、电流关系理想电流源的电压、电流关系电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关。关。u+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电流源两端的电压由电源及外电路共电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。同决定。ui直流电流源的直流电流源的伏安关系伏安关系0例例Ru-+外电路外电路电流源不能开路！电流源不能开路！下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例10A42A+U2 U3+R下面答案哪个正确：下面答案哪个正确：1)当当 R时时，U1 2)当当 R时时，U2 3)当 R时时，U3不变不变+U1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页实际电源实际电源干电池钮扣电池1.1.干电池和钮扣电池（化学电源）干电池和钮扣电池（化学电源）干电池电动势干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。小决定储存的能量，化学反应不可逆。钮扣电池电动势钮扣电池电动势1.35V V，用固体化学材料，化学反应不可逆。，用固体化学材料，化学反应不可逆。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 氢氧燃料电池示意图2.2.燃料电池（化学电源）燃料电池（化学电源）电池电动势电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.太阳能电池（光能电源）太阳能电池（光能电源）一块太阳能电池电动势一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到。太阳光照射到P-N结上，结上，形成一个从形成一个从N区流向区流向P区的电流。约区的电流。约 11%的光能转变为电的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。能，故常用太阳能电池板。一个一个50cm2太阳能电池的电动势太阳能电池的电动势0.6V,电流电流0.1A 太阳能电池示意图太阳能电池板太阳能电池板下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页蓄电池示意图4.4.蓄电池（化学电源）蓄电池（化学电源）电池电动势电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。，常要充电，化学反应可逆。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页直流稳压源直流稳压源函数发生器函数发生器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页发电机组发电机组小结小结电压源电压源电流源电流源不不变变量量变变化化量量US+_abIUabUab=US（常数常数）Uab的大小、方向均是的大小、方向均是恒定的，外电路对恒定的，外电路对 Uab 无影响。无影响。IabUabIsI=Is （常数常数）I的大小、方向均是恒定的大小、方向均是恒定的，外电路对的，外电路对I无影响。无影响。输出电流输出电流I可变可变-I的大小、方向均由的大小、方向均由外电路决定。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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页受控源（非独立源）独立源：独立源：指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。受控源的特点：受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控源：受控源：受控源受控源又称为非独立源，又称为非独立源，它表示源电压它表示源电压 或源电流受电路中另一处电压或电流的或源电流受电路中另一处电压或电流的 控制。控制。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 U U1 1+_ _U U1 1U U2 2I I2 2(a)VCVS(a)VCVS+-+-I I1 1(b)CCVS(b)CCVS+_ _U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+-+-四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型(c)VCCS(c)VCCSg gU U1 1U U1 1U U2 2I I2 2+-+-(d)CCCS(d)CCCS I I1 1U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+-+-电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2I I1 1+_ _10V10VI I1 1+3A3A2 2 1 1 I I2 2a a1k1k10V0.5I+_UI+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较独独立立源源电电压压(或或电电流流)由由电电源源本本身身决决定定，与与电电路路中中其其它它电电压压、电电流流无无关关，而而受受控控源源电电压压(或或电流电流)由控制量决定。由控制量决定。独独立立源源在在电电路路中中起起“激激励励”作作用用，在在电电路路中中产产生生电电压压、电电流流，而而受受控控源源是是反反映映电电路路中中某某处处的的电电压压或或电电流流对对另另一一处处的的电电压压或或电电流流的的控控制制关关系系，在电路中不能作为在电路中不能作为“激励激励”。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.6 1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 分析电路的基本依据 两类约束2.拓扑约束 连接方式方面的约束1.元件约束 元件性质的约束（VCR）基尔霍夫电流定律基尔霍夫电压定律比如 欧姆定律下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.6 1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基基尔尔霍霍夫夫定定律律包包括括基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律 （KCL）和和基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(KVL)。它它反反映映了了电电路路中中所所有有支支路路电电压压和和电电流流所所遵遵循循的的基基本规律，是分析电路的基本定律。本规律，是分析电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。析的基础。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：电路中流过同一电流的一个分支。电路中流过同一电流的一个分支。流过支路的电流，称为支路电流。流过支路的电流，称为支路电流。支路两端的电压，称为支路电压。支路两端的电压，称为支路电压。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路回路回路回路：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔：网孔：网孔：网孔：电路中的自然孔。（内部不含支路的回路）电路中的自然孔。（内部不含支路的回路）I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca、（共（共（共（共6 6条）条）条）条）回路：回路：回路：回路：abdaabda、abcaabca、adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）结点结点结点结点：a a、b b、c c、d d (共共共共4 4个）个）个）个）网孔：网孔：网孔：网孔：abdabd、abc abc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）a ad db bc cE E+GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.6.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)1 1定律内容定律内容定律内容定律内容 即即即即:入入入入=出出出出 在任一时刻，对于任一结点，流入此结点的电在任一时刻，对于任一结点，流入此结点的电流等于流出此结点的电流。流等于流出此结点的电流。实质实质:电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。对结点对结点 a：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（KCLKCL）反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。对结点对结点 b：baI1I3I2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.6.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)1 1定律内容定律内容定律内容定律内容 入入入入=出出出出即即 =0 （代数和）（代数和）对结点对结点 a：对结点对结点 b：整理得：整理得：在任一时刻，对于任一结点，此结点所关联的所在任一时刻，对于任一结点，此结点所关联的所有支路电流的有支路电流的代数和代数和为零。为零。baI1I3I2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映；任意结点处的反映；KCL是对结点处支路电流加的约束，是对结点处支路电流加的约束，与支路与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；非线性无关；KCL方程是按电流参考方向列写的，与电方程是按电流参考方向列写的，与电流实际方向无关。在方程中一般取流出为流实际方向无关。在方程中一般取流出为正，流入为负。正，流入为负。明确下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：已知：例：已知：求求解解下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 KCL KCL可以推广应用于包围部分电路的任一假可以推广应用于包围部分电路的任一假可以推广应用于包围部分电路的任一假可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面（广义结点）。设的闭合面（广义结点）。设的闭合面（广义结点）。设的闭合面（广义结点）。2 2KCLKCL推广推广推广推广I=?例例:广义结点广义结点I=0IA IB IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律)1 1定律定律定律定律 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路绕行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路绕行一周，电位升之和等于电位降之和。一周，电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2：基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任反映了电路中任一回路中各支路电压间相互制约的关系。一回路中各支路电压间相互制约的关系。+u7+u5+u6+u1+u4+u2+u3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，回路中各支路电在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，回路中各支路电压的代数和恒等于零。压的代数和恒等于零。即：即：U=0基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律)对回路对回路1：对回路对回路2：即即即即标定各元件电压参考方向。标定各元件电压参考方向。选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。支支路路电电压压的的参参考考方方向向与与回回路路的的绕绕行行方方向向一一致致，该该电电压压在在和式中取，否则取。和式中取，否则取。+u7+u5+u6+u1+u4+u2+u3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例 如图所示电路，已知如图所示电路，已知u1=u3=1V，u2=4V，u4=u5=2V，求，求ux。+ux+u5+u6+u1+u4+u2+u3解：解：对对回路有：回路有：对对回路有：回路有：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对回路对回路1：对回路对回路2：I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11 12 2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律的实质反映了电路遵从能量守恒定律;KVL是对回路中的支路电压加的约束，与回路是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；还是非线性无关；KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。方向无关。明确aUsb_-+U2U1KVL也适用于电路中任也适用于电路中任一假想的回路（不完全一假想的回路（不完全回路）。回路）。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.KCL、KVL小结小结：KCL是是对对支支路路电电流流的的线线性性约约束束，KVL是是对对回回路电压的线性约束。路电压的线性约束。KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。与组成支路的元件性质及参数无关。KCL表表明明在在每每一一节节点点上上电电荷荷是是守守恒恒的的；KVL是是能量守恒的具体体现能量守恒的具体体现(电压与路径无关电压与路径无关)。KCL、KVL只适用于集总参数的电路。只适用于集总参数的电路。利用KCL、KVL时时，应应对对电电路路的的结结点点与与支支路路编编号号，并并指指定定有有关关回回路路的的绕绕行行方方向向，同同时时为为支支路路电电压压、电电流流选选择择参参考考方方向向，一一般般二二者者取取关关联联参参考方向考方向。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1求电流求电流 i解解例例2解解求电压求电压 u下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页+-4V5Vi=?3+-4V5V1A+-u=?3例例3求电流求电流 i例例4求电压求电压 u解解解解要求能熟练求解含源支路能熟练求解含源支路的电压和电流。的电压和电流。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解I1-10V10V+-1AI=?10例例5求电流求电流 I例例6求电压求电压 U解解I4V+-10AU=?2+-3A下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解10V+-3I2U=?I=055-+2I2 I25+-例例求开路电压求开路电压 U下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解选择参数可以得到选择参数可以得到电压和功率放大。电压和功率放大。+-I1U=?R2 I1R1US例例求输出电压求输出电压 U下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第一章参考方向参考方向参考方向的关联性参考方向的关联性电功率的计算电功率的计算参考方向定义参考方向定义理想元件理想元件电阻、电容、电感电