电工电子技术与技能第3版第2章.ppt

第2章 直 流 电 路学习目标【知识目标】1 1.能 能 正确理解 正确理解 电 电 路的基本概念 路的基本概念 2 2.能 能 识别 识别 基本的 基本的 电 电 气符号和 气符号和 简单 简单 的 的 电 电 路 路 图 图 3 3.熟悉 熟悉 电 电 路的 路的 组 组 成及其功能 成及其功能 4 4.能掌握 能掌握 电 电 路中常用物理量的定 路中常用物理量的定 义 义、符号、符号、单 单 位和它 位和它 们 们 之 之间 间 的关系 的关系 5 5.能 能 识别电 识别电 阻器和 阻器和 电 电 位器的外形与 位器的外形与 结 结 构，能 构，能 简 简 述其在生活 述其在生活中的典型 中的典型 应 应 用 用 6 6.能掌握欧姆定律及 能掌握欧姆定律及 应 应 用 用 7 7.会分析 会分析 电 电 阻串 阻串 联 联、并、并 联 联 及混 及混 联 联 的 的 连 连 接方式及其 接方式及其 电 电 路特点 路特点 8 8.能掌握基 能掌握基 尔 尔 霍夫定律，会 霍夫定律，会 应 应 用 用KCL KCL、KVL KVL 列出 列出 电 电 路方程 路方程 9 9.能利用叠加定理 能利用叠加定理 对 对 直流 直流 电 电 路 路 进 进 行分析和 行分析和 计 计 算 算 10 10.熟悉戴 熟悉戴 维 维 南定理的解 南定理的解 题 题 思路 思路学习目标 1.1.会用万用表 会用万用表 测 测 量直流 量直流 电 电 路的 路的 电 电 流、流、电压 电压 和 和 电 电 位。位。2.2.能 能 识读 识读 常 常 见电 见电 阻并会用万用表 阻并会用万用表 检测电 检测电 阻。阻。3.3.能用万用表 能用万用表 检查简单电 检查简单电 路的故障。路的故障。【技能目标】主要内容 2.1 电路 2.1.1 2.1.1 电路的组成 2.1.2 2.1.2 电路的状态 2.1.3 2.1.3 电 电 路 路 图 图 2.1.4 2.1.4 电 电 路的功能 路的功能2.2 电路中的常用物理量 2.2.1 2.2.1 电 电 流 流 2.2.2 2.2.2 电压 电压、电 电 位和 位和 电动势 电动势 2.2.3 2.2.3 电 电 工和 工和 电 电 功率 功率 2.2.4 2.2.4 负载获 负载获 得最大功率的条件 得最大功率的条件2.3 电阻元件与欧姆定律 2.3.1 2.3.1 电 电 阻 阻 2.3.2 2.3.2 电 电 阻器 阻器 2.3.3 2.3.3 欧姆定律 欧姆定律主要内容2.4 电阻的连接 2.4.1 2.4.1 电路的组成 2.4.2 2.4.2 电路的状态 2.4.3 2.4.3 电 电 路 路 图 图2.5 电源模型及其相互转换 2.5.1 2.5.1 电压 电压 源 源 2.5.2 2.5.2 电 电 流源 流源 2.5.3 2.5.3 两种 两种 实际电 实际电 源模型之 源模型之 间 间 的等效 的等效 变换 变换2.6基尔霍夫定律 2.5.1 2.5.1 基 基 尔 尔 霍夫 霍夫 电 电 流定律 流定律 2.5.2 2.5.2 基 基 尔 尔 霍夫 霍夫 电压 电压 定律 定律 2.5.3 2.5.3 基 基 尔 尔 霍夫定律的 霍夫定律的 应 应 用 用2.7 叠加定理 2.4.1 2.4.1 叠加定理有关概念 叠加定理有关概念 2.4.2 2.4.2 叠加定理的 叠加定理的 应 应 用 用2.8 戴维南定理 2.8.1 2.8.1 二端网 二端网 络 络 的有关概念 的有关概念 2.8.2 2.8.2 戴 戴 维 维 南定理的内容 南定理的内容2.1 电 路2.1.1 2.1.1 电路的组成 电路的组成 电路是由电源、负载、导线和开关等按一定的方式连接起来的闭合回路。【电源 电源】电路中把其它形式的能转换成电能的装置，其作用是向负载提供电能。常见的有干电池、蓄电池和发电机等。用来把 用来把 电 电 源和 源和 负载 负载 接通或断开的装置，常 接通或断开的装置，常 见 见 的有按 的有按 钮 钮、刀开关等。、刀开关等。【负载 负载】又称为用电器，它是消耗电能的装置，其作用是把电能转换成其它形式的能，常见的有电灯、电炉、电动机等。【导线 导线】用来把电源和负载连接成一个闭合回路，在电路中承担电流输送与分配的任务。常见的导线有铜线和铝线。【开关 开关】2.1.2 2.1.2 电路的状态 电路的状态电路通常有三种状态，即通路、开路和短路。【通路 通路】也称为闭路。当开关闭合，电路中有电流流过，即为通路状态。【开路 开路】也称为断路。当开关断开，电路中没有电流流过，即为开路状态。【短路 短路】如图所示，a、b 两点用导线接通，这时电流不经过负载，只从导线ab 回到电源，即为短路状态。为简 为简 便起 便起 见 见，电 电 路通常不用 路通常不用 实 实 物表示，而是用 物表示，而是用 电 电 路 路 图 图 表示，如 表示，如 图 图2-5 2-5所示即 所示即 为 为 手 手 电 电 筒 筒 实 实 物 物 电 电 路的 路的 电 电 路 路 图 图。在。在 电 电 路 路 图 图 中，中，电 电 路 路 组 组 成的元器件和 成的元器件和连 连 接情况是用国家 接情况是用国家 统 统 一 一 规 规 定的 定的 图 图 形和文字符号来表示的。形和文字符号来表示的。常用的图形及文字符号如下表所示。2.1.3 2.1.3 电路图 电路图手电筒电路图 手电筒实物电路2.1.4 2.1.4 电 电 路的功能 路的功能 1.1.实现电 实现电 能的 能的 传输 传输、分配与、分配与 转换 转换2.实现信号的传递与处理 2.实现信号的传递与处理 2.实现信号的传递与处理2.实现信号的传递与处理2.2 电路中的常用物理量2.2.1 2.2.1 电流 电流【电流的概念 电流的概念】电荷的定向移动形成电流。在金属导体中存在大量自由电子在做无序不规则的运动。当有电场存在时，金属导体中的自由电子在电场力作用下定向移动，就形成了电流。表征 表征 电 电 流大小的物理量称 流大小的物理量称 为电 为电 流 流 强 强 度，用 度，用 单 单 位 位 时间 时间 内通 内通 过导 过导 体横截 体横截面的 面的 电 电 量多少来衡量，量多少来衡量，简 简 称 称 电 电 流，用字母 流，用字母I I 表示。若在 表示。若在t t 秒内通 秒内通 过导 过导 体横截 体横截面的 面的 电 电 量 量 为 为Q Q，则电 则电 流 流I I 可表示 可表示 为 为：【电流的大小 电流的大小】式中，I 表示电流，单位是安 培，用符号A 表示；Q 表示电量，单位是库 仑，用符号C 表示；t 表示时间，单位是秒，用符号S 表示。如果在1s 内通过导体横截面的电量为1C，则导体中的电流即为1A。电流的单位除A 外，还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（uA），它们之间的换算关系为：1 kA=103A=106mA=109uA。【电流的方向 电流的方向】人们习惯上规定正电荷的移动方向为电流的方向，因此，带负电的自由电子移动方向跟电流方向相反，如图所示。如 如 图 图a a）所示，水流从水位高的）所示，水流从水位高的A A 点向水位低的 点向水位低的B B 点流 点流 动 动，那是因，那是因 为 为A A、B B 点 点 间 间 有水 有水 压 压。其。其 实电 实电 流就像水流，流就像水流，电压 电压 就像水 就像水 压 压，电 电 位就像水位，位就像水位，如 如 图 图b b）中，）中，电 电 池就是 池就是 为电 为电 路提供 路提供 电压 电压 的装置。的装置。电 电 池的正极 池的正极 电 电 位高，位高，负 负 极 极电 电 位低，正、位低，正、负 负 极之 极之 间 间 存在 存在 电压 电压，在，在 电压 电压 的作用下，的作用下，电 电 流从正极向 流从正极向 负 负 极 极处 处 流 流 动 动。2.2.2 2.2.2 电压、电位和电动势 电压、电位和电动势【电压的概念 电压的概念】在 在 电 电 路中 路中 电压 电压 的大小等于 的大小等于 电场 电场 力把 力把 单 单 位正 位正 电 电 荷从高 荷从高 电 电 位点移到低 位点移到低电 电 位点所做的功，即：位点所做的功，即：【电压的大小 电压的大小】式中，Uab 表示电压，单位为伏特，用符号V 表示；W 表示功，单位为焦 耳，用符号J表示；Q 表示电量，单位为库 仑（C）。电压 电压 的 的 实际 实际 方向由高 方向由高 电 电 位指向低 位指向低 电 电 位。位。电压 电压 方向有三种表示法：方向有三种表示法：【电压的方向 电压的方向】2）极性法：在电路的两点或元件两端标上极性表示电压的方向，如图b）所示。1）箭头法：用带箭头的线段表示电压的方向，如图a）所示。3）下标法：用符号U 加双下标字母表示，如Uab 表示电压方向从a 指向b，如图c）所示。电 电 路中某点相 路中某点相 对 对 于参考点的 于参考点的 电压 电压 称 称 为该 为该 点的 点的 电 电 位，用 位，用V V 表示，如 表示，如V Va a表示 表示a a 点的 点的 电 电 位。位。单 单 位也 位也 为 为 伏 伏 特 特（V V）。参考点的）。参考点的 电 电 位 位 规 规 定 定 为 为 零 零 电 电 位。位。一般 一般 选 选 用大地作 用大地作 为 为 参考点，用符号 参考点，用符号“”“”表示；在 表示；在 电 电 子 子 仪 仪 器中常把金属机 器中常把金属机壳或 壳或 电 电 路的公共 路的公共 节 节 点作 点作 为 为 参考点，用符号 参考点，用符号“”“”表示。表示。【电位 电位】电动势是衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量，用符号 电动势是衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量，用符号E E表 表示，单位是伏（示，单位是伏（V V）。电动势仅存在于电源的内部，它的方向是从低电位）。电动势仅存在于电源的内部，它的方向是从低电位端指向高电位端，即从电源的负极指向正极。电源两端的电位差称之为 端指向高电位端，即从电源的负极指向正极。电源两端的电位差称之为电源的端电压。电源的端电压。【电动势 电动势】对于一个电源来说，在开路状态下，电源两端的电压与电源的电动势大小相等而方向相反，如图所示。在一段 在一段 时间 时间 内，内，电 电 流通 流通 过负载时 过负载时 所做的功，称 所做的功，称 为电 为电 功，用 功，用W W 表示。表示。在 在 电 电 路中 路中 电 电 功的 功的 计 计 算公式 算公式 为 为：2.2.3 2.2.3 电工和电功率 电工和电功率【电功 电功】式中，表示电路消耗的电功，单位是焦耳，用符号 式中，表示电路消耗的电功，单位是焦耳，用符号J J表示；表示电路两端 表示；表示电路两端的电压（的电压（V V）；表示流经电路的电流（）；表示流经电路的电流（A A）；）；t t表示通电时间（表示通电时间（S S）。）。电功的常用单位为 电功的常用单位为kW kW h h，也就是我们常说的，也就是我们常说的“度 度”，1 kW 1 kW h h（度）（度）=3.6106J=3.6106J（焦耳）。（焦耳）。单 单 位 位 时间 时间 内 内 电 电 流所做的功称 流所做的功称 为电 为电 功率，功率，简 简 称功率。它是表明 称功率。它是表明 电 电 流消 流消耗 耗 电 电 能快慢程度的物理量，用字母 能快慢程度的物理量，用字母P P 表示，表示，计 计 算公式 算公式 为 为【电功率 电功率】代入可以得到 代入可以得到式中，式中，P P为电功率，单位是瓦 为电功率，单位是瓦 特 特，用符号，用符号W W表示；表示电路两端的电压 表示；表示电路两端的电压（V V）；表示流经电路的电流（）；表示流经电路的电流（A A）。）。若电流在 若电流在1S 1S内所做的功为 内所做的功为1J 1J，则电功率就是，则电功率就是1W 1W。2.2.4 2.2.4 负载获 负载获 得最大功率的条件 得最大功率的条件 对 对 于任何一个 于任何一个 实际 实际 的 的 电 电 路，内阻 路，内阻 总 总 是客 是客 观 观 存在的，外 存在的，外 电 电 路 路 获 获 得的最 得的最大功率 大功率 总 总 是有限的，在 是有限的，在 电 电 子技 子技 术 术 中，人 中，人 们总 们总 是希望 是希望 负载 负载 上 上 获 获 得的功率越 得的功率越大越好。大越好。容易 容易 证 证 明：在 明：在 电 电 源 源 电动势 电动势E E 及其内阻 及其内阻r r 保持不 保持不 变时 变时，负载 负载R R 获 获 得最 得最大功率的条件是 大功率的条件是R=r R=r，此，此 时负载 时负载 的最大功率 的最大功率 值为 值为 电 电 源 源 输 输 出的最大功率是 出的最大功率是：电源输出的最大功率是2.3 电阻元件与欧姆定律 当 当 电 电 流流 流流 过导 过导 体 体 时 时，导 导 体会 体会 对电 对电 流起阻碍作用，流起阻碍作用，这 这 种阻碍作用称 种阻碍作用称 为 为导 导 体的 体的 电 电 阻。用大写字母 阻。用大写字母R R 表示，表示，单 单 位 位 为 为 欧 欧 姆 姆，用符号，用符号 表示。金属 表示。金属导 导 体的 体的 电 电 阻大小可以用以下公式 阻大小可以用以下公式 计 计 算：算：2.3.1 2.3.1 电阻 电阻式中，式中，R R表示电阻（表示电阻（）；）；L L表示导体的长度（表示导体的长度（m m）；）；S S表示导体的截面积 表示导体的截面积（m m2 2）；表示导体的电阻率（）；表示导体的电阻率（m m）。）。式 式 称为电阻定律，式中的电阻率与材料性质有 称为电阻定律，式中的电阻率与材料性质有关，也称为电阻系数。关，也称为电阻系数。在生 在生 产实际 产实际 中，利用 中，利用 导 导 体 体 对电 对电 流 流 产 产 生的阻碍作用的特性，生的阻碍作用的特性，专门 专门 制造 制造的具有一定阻 的具有一定阻 值 值 的元件，称 的元件，称 为电 为电 阻元器，阻元器，简 简 称 称 电 电 阻。阻。电 电 阻器是 阻器是 电 电 子 子 电 电 路中使用率最高的元件，有固定 路中使用率最高的元件，有固定 电 电 阻器和可 阻器和可 变电 变电 阻 阻器两大 器两大 类 类。2.3.2 2.3.2 电阻器 电阻器【固定电阻器 固定电阻器】固定电阻器的阻值是固定不变的，常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、固定电阻器的阻值是固定不变的，常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻和水泥电阻等，如图所示。绕线电阻和水泥电阻等，如图所示。可 可 变电 变电 阻器是阻 阻器是阻 值 值 在 在 预 预 定范 定范 围 围 内可 内可 调节 调节 的 的 电 电 阻，常用于 阻，常用于 调节电 调节电 路中 路中的 的 电 电 位，故又称做 位，故又称做 电 电 位器。常 位器。常 见 见 的可 的可 变电 变电 阻器如 阻器如 图 图 所示。所示。【可变电阻器 可变电阻器】除以上常 除以上常 见 见 的 的 电 电 阻器外，阻器外，还 还 有一些具有特殊功能的 有一些具有特殊功能的 电 电 阻器，比如光 阻器，比如光敏 敏 电 电 阻、阻、压 压 敏 敏 电 电 阻、磁敏 阻、磁敏 电 电 阻、阻、热 热 敏 敏 电 电 阻等，广泛 阻等，广泛 应 应 用在各种 用在各种 电 电 子 子 设备 设备中，如 中，如 图 图 所示。所示。【特殊电阻器 特殊电阻器】德国物理学家欧姆通 德国物理学家欧姆通 过 过 大量的 大量的 实验 实验 研究，于 研究，于1827 1827 年 年 总结 总结 出 出 电 电 阻元件 阻元件的 的 电压 电压 和 和 电 电 流的关系：流 流的关系：流 过电 过电 阻 阻R R 的 的 电 电 流 流I I 与 与 电 电 阻两端的 阻两端的 电压 电压U U 成正比，成正比，与 与 电 电 阻 阻R R 成反比，即：成反比，即：2.3.3 2.3.3 欧姆定律 欧姆定律式中，式中，U U表示电压（表示电压（V V）；）；I I表示电流（表示电流（A A）；）；R R表示电阻（表示电阻（）。这就是）。这就是后来以他的名字命名的欧姆定律。后来以他的名字命名的欧姆定律。如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的 可画出电阻的U-I U-I关系曲线，称为电阻的伏安 关系曲线，称为电阻的伏安特性曲线，如图所示。特性曲线，如图所示。2.4 电阻的连接 将两个或两个以上的 将两个或两个以上的 电 电 阻依次首尾相 阻依次首尾相 连 连 称 称 为 为 串 串 联 联。如。如 图 图a a 所示 所示 为 为 由三 由三个 个 电 电 阻构成的串 阻构成的串 联电 联电 路。路。2.4.1 2.4.1 串联 串联【串联的概念 串联的概念】a a）电 电 路中流 路中流 过 过 各个 各个 电 电 阻的 阻的 电 电 流相同，即 流相同，即【串联电路的特点 串联电路的特点】b b）电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和（即具有分压功能），）电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和（即具有分压功能），即 即 c c）电路的等效电阻（总电阻）等于各串联电阻之和，即）电路的等效电阻（总电阻）等于各串联电阻之和，即 d d）电路中消耗的总功率等于各个电阻消耗的功率之和，即）电路中消耗的总功率等于各个电阻消耗的功率之和，即 e e）电路中每个电阻上分配到的电压与电阻成正比，即）电路中每个电阻上分配到的电压与电阻成正比，即 此式被称为串联电路的分压公式。将两个或两个以上的 将两个或两个以上的 电 电 阻并列地 阻并列地 连 连 接在同一 接在同一 电压 电压 的两端的 的两端的 连 连 接方式 接方式称 称 为 为 并 并 联 联。如。如 图 图a a 所示 所示 为 为 由三个 由三个 电 电 阻构成的并 阻构成的并 联电 联电 路。路。2.4.2 2.4.2 并联 并联【并联的概念 并联的概念】【并联电路的特点 并联电路的特点】a a）电 电 路中各并 路中各并 联电 联电 阻两端的 阻两端的 电压 电压 相同，即 相同，即 b b）电路中的总电流等于各电阻中的电流之和（即具有分流功能）。即）电路中的总电流等于各电阻中的电流之和（即具有分流功能）。即 c c）电路中的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和。即）电路中的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和。即 d d）电路中消耗的总功率等于各个电阻消耗的总功率之和；各个电阻消）电路中消耗的总功率等于各个电阻消耗的总功率之和；各个电阻消耗的功率与其阻值成反比。即 耗的功率与其阻值成反比。即 e e）电路中各电阻上分配到的电流与电阻成反比。）电路中各电阻上分配到的电流与电阻成反比。此式被称为并联电路的分流公式。电 电 路中 路中 电 电 阻元件既有串 阻元件既有串 联 联，又有并，又有并 联 联的 的 连 连 接方式，称 接方式，称 为 为 混 混 联 联。如。如 图 图 所示。所示。2.4.3 2.4.3 混联 混联【混联的概念 混联的概念】【混联电路分析方法 混联电路分析方法】对于混联电路的计算，只要按串、并联的计算方法，一步步将电路化 对于混联电路的计算，只要按串、并联的计算方法，一步步将电路化简，最后就可以求出总的等效电阻。简，最后就可以求出总的等效电阻。混联电路计算的一般步骤是：混联电路计算的一般步骤是：a a）对原电路进行等效变换，求出电路的总等效电阻。对原电路进行等效变换，求出电路的总等效电阻。b b）由电路的总等效电阻和电路两端的总电压，计算出电路的总电流。）由电路的总等效电阻和电路两端的总电压，计算出电路的总电流。c c）根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流关系，逐步推算出各部）根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流关系，逐步推算出各部分的电压和电流。分的电压和电流。2.5 电源模型及其相互转换2.5.1 2.5.1 电压 电压 源 源 通常所 通常所 说 说 的 的 电压 电压 源一般是指理想 源一般是指理想 电压 电压 源，其基本特性是其 源，其基本特性是其 电动势 电动势 保持 保持固定不 固定不 变 变E E，内阻，内阻 为 为 零，但 零，但 电压 电压 源 源 输 输 出的 出的 电 电 流却与外 流却与外 电 电 路有关（如 路有关（如 图 图2-24a 2-24a所示）。所示）。实际电压 实际电压 源是含有一定内阻 源是含有一定内阻r r0 0的 的 电压 电压 源（如 源（如 图 图2-24b 2-24b 所示）所示）图 图2-24 2-24 电压 电压 源模型 源模型图2-24 电压源模型 2.5.2 2.5.2 电 电 流源 流源 通常所 通常所 说 说 的 的 电 电 流源一般是指理想 流源一般是指理想 电 电 流源，其基本特性是所 流源，其基本特性是所 发 发 出的 出的电 电 流固定不 流固定不 变 变I Is s，但，但 电 电 流源的两端 流源的两端 电压 电压 却与外 却与外 电 电 路有关（如 路有关（如 图 图2-25a 2-25a 所示）所示）。实际电 实际电 流源是含有一定内阻 流源是含有一定内阻r r0 0的 的 电 电 流源（如 流源（如 图 图2-25b 2-25b 所示）。所示）。图 图2-25 2-25 电 电 流源模型 流源模型2.5.3 2.5.3 两种 两种 实际电 实际电 源模型之 源模型之 间 间 的等效 的等效 变换 变换 实际电 实际电 源可用一个理想 源可用一个理想 电压 电压 源 源E E 和一个 和一个 电 电 阻 阻r r0 0串 串 联 联 的 的 电 电 路 路模型表示，其 模型表示，其 输 输 出 出 电压 电压U U 与 与 输 输 出 出 电 电 流 流I I 之 之 间 间 关系 关系 为 为 U U=E E r r0 0I I 实际电 实际电 源也可用一个理想 源也可用一个理想 电 电 流源 流源I IS S和一个 和一个 电 电 阻 阻r rS S并 并 联 联 的 的 电 电 路模型 路模型表示，其 表示，其 输 输 出 出 电压 电压U U 与 与 输 输 出 出 电 电 流 流I I 之 之 间 间 关系 关系 为 为 U U=r rS SI IS S r rS SI I 对 对 外 外 电 电 路来 路来 说 说，实际电压 实际电压 源和 源和 实际电 实际电 流源是相互等效的，等效 流源是相互等效的，等效 变 变换 换 条件是 条件是 r r0 0=r rS S，E E=r rS SI IS S 或 或 I IS S=E E/r r0 0 例 例2-1 2-1 如 如 图 图2-26a 2-26a 所示的 所示的 电 电 路，已知：路，已知：E E1 1=12 V=12 V，E E2 2=6 V=6 V，R R1 1=3=3，R R2 2=6=6，R R3 3=10=10，试应 试应 用 用 电 电 源等效 源等效 变换 变换 法求 法求 电 电 阻 阻R R3 3中的 中的 电 电 流。流。图 图2-26 2-26 例 例2-1 2-1 电 电 路 路 图 图解：解：(1)(1)先将两个 先将两个 电压 电压 源等效 源等效 变换 变换 成两个 成两个 电 电 流源，如 流源，如 图 图2-26 b 2-26 b 所示，两 所示，两个 个 电 电 流源的 流源的 电 电 流分 流分 别为 别为 I IS1 S1=E E1 1/R R1 1=4 A=4 A，I IS2 S2=E E2 2/R R2 2=1 A=1 A(2)(2)将两个 将两个 电 电 流源合并 流源合并 为 为 一个 一个 电 电 流源，得到最 流源，得到最 简 简 等效 等效 电 电 路，如 路，如 图 图2-26c 2-26c 所示。等效 所示。等效 电 电 流源的 流源的 电 电 流 流 I IS S=I IS1 S1 I IS2 S2=3 A=3 A 其等效内阻 其等效内阻 为 为 R R=R R1 1 R R2 2=2=2(3)(3)再利用 再利用 电 电 源模型之 源模型之 间 间 的等效 的等效 变换 变换 将 将 图 图2-26 c 2-26 c 变换为图 变换为图2-26 d,2-26 d,其中：其中：E E=I IS S R R=6V=6V(4)(4)求出 求出R R3 3中的 中的 电 电 流 流 为 为 I I3 3=E/(R+R E/(R+R3 3)=0.5A=0.5A2.6 基尔霍夫定律 在 在 实际电 实际电 路中，往往会遇到一些不能用 路中，往往会遇到一些不能用串并 串并 联简 联简 化的 化的 电 电 路，例如右 路，例如右 图 图 所示 所示 电 电 路，路，这 这就是复 就是复 杂电 杂电 路。路。在学习复杂电路的分析前，我们先学习几个有关复杂电路的概念：在学习复杂电路的分析前，我们先学习几个有关复杂电路的概念：【支路 支路】由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支的电路。在上图中 由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支的电路。在上图中有三条支路，即 有三条支路，即bafe bafe、be be、bcde bcde支路。支路。【节点 节点】三条或三条以上支路的连接点称为节点，如上图中 三条或三条以上支路的连接点称为节点，如上图中b b点和 点和e e点。点。【回路 回路】电路中任意一个闭合路径称为回路，上图中的 电路中任意一个闭合路径称为回路，上图中的abefa abefa、bcdeb bcdeb、abcdefa abcdefa。都是回路。都是回路。【网孔 网孔】内部不含支路的回路称为网孔。上图中的 内部不含支路的回路称为网孔。上图中的abefa abefa、bcdeb bcdeb。基 基 尔 尔 霍夫 霍夫 电 电 流定律也称基 流定律也称基 尔 尔 霍夫第一定律或 霍夫第一定律或 节 节 点 点 电 电 流定律（流定律（简 简 称 称KCL KCL）。此定律）。此定律 说 说 明了 明了 连 连 接在同一 接在同一 节 节 点上的几条支路中 点上的几条支路中 电 电 流之 流之 间 间 的关系。的关系。其内容 其内容 为 为：在任一瞬：在任一瞬 间 间，流入任一，流入任一 节 节 点的 点的 电 电 流之和恒等于流出 流之和恒等于流出 这 这 个 个 节 节 点 点的 的 电 电 流之和，即 流之和，即2.6.1 2.6.1 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律 如图所示电路有五条支路会聚于 如图所示电路有五条支路会聚于A A 点，其中 点，其中I I1 1和 和I I3 3是流入节点的，是流入节点的，I I2 2、I I4 4和 和I I5 5是流出节点的，于是可得：是流出节点的，于是可得：因此，如果我们规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，因此，如果我们规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，那么，基尔霍夫电流定律内容也可叙述为：对于电路中任意一个节点，那么，基尔霍夫电流定律内容也可叙述为：对于电路中任意一个节点，电流的代数和恒等于零，即 电流的代数和恒等于零，即 I I=0=0 基 基 尔 尔 霍夫 霍夫 电压 电压 定律也称基 定律也称基 尔 尔 霍夫第二定律或回路 霍夫第二定律或回路 电压 电压 定律（定律（简 简 称 称KVL KVL）。其内容是：）。其内容是：对 对 于 于 电 电 路中的任一回路，沿回路 路中的任一回路，沿回路 绕 绕 行方向的各段 行方向的各段 电 电压 压 的代数和等于零，其表达式 的代数和等于零，其表达式 为 为：U U=0=0 2.6.2 2.6.2 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律 如图所示电路中，回路 如图所示电路中，回路cadbc cadbc中电源电动势、中电源电动势、电流和各段电压的参考方向均已标出。从 电流和各段电压的参考方向均已标出。从c c点开 点开始沿顺时针方向绕行一周回到 始沿顺时针方向绕行一周回到c c点时，点时，c c点的电 点的电位数值不变。也就是说，从一点出发绕回路一周 位数值不变。也就是说，从一点出发绕回路一周回到该点时，各部分电压的代数和等于零。按照 回到该点时，各部分电压的代数和等于零。按照环线所示的回路参考方向可列出下列方程：环线所示的回路参考方向可列出下列方程：U U1 1+U U2 2+U U3 3+U U4 4=0=0 基尔霍夫电压定律的内容又可叙述为：在任一闭合回路中，各个电 基尔霍夫电压定律的内容又可叙述为：在任一闭合回路中，各个电阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和，即：阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和，即：IR IR=E E 基 基 尔 尔 霍夫定律最重要的 霍夫定律最重要的 应 应 用就是利用支路 用就是利用支路 电 电 流法求解复 流法求解复 杂电 杂电 路中的 路中的 电 电压 压 与 与 电 电 流。所 流。所 谓 谓 支路 支路 电 电 流法就是以各支路 流法就是以各支路 电 电 流 流 为 为 未知量，未知量，应 应 用基 用基 尔 尔 霍夫 霍夫电 电 流定律和基 流定律和基 尔 尔 霍夫 霍夫 电压 电压 定律列出方程 定律列出方程 组联 组联 立求解各支路 立求解各支路 电 电 流的方法。流的方法。2.6.3 2.6.3 基尔霍夫定律的应用 基尔霍夫定律的应用 支路电流法解题步骤如下：支路电流法解题步骤如下：1 1）任意标出各支路的电流的参考方向和）任意标出各支路的电流的参考方向和网孔的绕行方向（如图所示）。网孔的绕行方向（如图所示）。2 2）根据基尔霍夫电流定律列节点电流方）根据基尔霍夫电流定律列节点电流方程，对于节点 程，对于节点A A有：有：3 3）根据基尔霍夫电压定律列独立的回路）根据基尔霍夫电压定律列独立的回路电压方程。一般选择网孔来列方程：电压方程。一般选择网孔来列方程：。网孔 网孔：网孔 网孔：4 4）联立方程组，求解。）联立方程组，求解。2.7 叠加定理2.7.1 2.7.1 叠加定理有关概念 叠加定理有关概念 线 线 性 性 电 电 路 路 电 电 路中的元件都是 路中的元件都是 线 线 性元件，通 性元件，通 过电 过电 路元件中的 路元件中的 电 电流和加在元件两端的 流和加在元件两端的 电压 电压 成正比 成正比 变 变 化。化。叠加定理 叠加定理 当 当 线 线 性 性 电 电 路中有几个 路中有几个 电 电 源共同作用 源共同作用 时 时，各支路的，各支路的 电 电流 流(或 或 电压 电压)等于各个 等于各个 电 电 源分 源分 别单 别单 独作用 独作用 时 时 在 在 该 该 支路 支路 产 产 生的 生的 电 电 流 流(或 或 电压 电压)的代数和 的代数和(叠加 叠加)。2.7.2 2.7.2 叠加定理的 叠加定理的 应 应 用 用(1)(1)叠加定理只能用于 叠加定理只能用于 计 计 算 算 线 线 性 性 电 电 路 路(即 即 电 电 路中的元件均 路中的元件均 为线 为线 性 性元件 元件)的支路 的支路 电 电 流或 流或 电压 电压(不能直接 不能直接 进 进 行功率的叠加 行功率的叠加 计 计 算 算)；(2)(2)电压 电压 源不作用 源不作用 时应视为 时应视为 短路，短路，电 电 流源不作用 流源不作用 时应视为 时应视为 开路；开路；(3)(3)叠加 叠加 时 时 要注意 要注意 电 电 流或 流或 电压 电压 的参考方向，正确 的参考方向，正确 选 选 取各分量的 取各分量的正 正 负 负 号。号。叠加定理体 叠加定理体 现 现 了 了 线 线 性 性 电 电 路的基本特性，是 路的基本特性，是 线 线 性 性 电 电 路分析中的一 路分析中的一个重要定理，先以 个重要定理，先以 图 图2-31 2-31 所示 所示 为 为 例，例，对 对 叠加定理 叠加定理 进 进 行 行 说 说 明。明。例 例2-2 2-2 如 如 图 图2-31(a)2-31(a)所示 所示 电 电 路，已知 路，已知E E1 1=17 V=17 V，E E2 2=17 V=17 V，R R1 1=2=2，R R2 2=1=1，R R3 3=5=5，试应 试应 用叠加定理求各支路 用叠加定理求各支路 电 电 流 流I I1 1、I I2 2、I I3 3。图 图2-31 2-31 例 例2-2 2-2 电 电 路 路 图 图解：解：(1)(1)当 当 电 电 源 源E E1 1单 单 独作用 独作用 时 时，将，将E E2 2视为 视为 短路，短路，设 设 R R23 23=R R2 2 R R3 3=0.83=0.83 则 则(2)2)当 当 电 电 源 源E E2 2单 单 独作用 独作用 时 时，将，将E E1 1视为 视为 短路，短路，设 设 R R 13 13=R R1 1 R R3 3=1.43=1.43 则 则 (3)(3)当 当 电 电 源 源E E1 1、E E2 2共同作用 共同作用 时 时(叠加 叠加)，若各，若各 电 电 流分量与原 流分量与原 电 电 路 路 电 电 流参考 流参考方向相同 方向相同 时 时，在，在 电 电 流分量前面 流分量前面 选 选 取 取“+”号，反之，号，反之，则选 则选 取 取“”号：号：I I1 1=I I1 1 I I1 1=1 A=1 A I I2 2=I I2 2+I I2 2=1 A=1 A I I3 3=I I3 3+I I3 3=3 A=3 A2.8 戴维南定理2.8.1 2.8.1 二端网 二端网 络 络 的有关概念 的有关概念 二端网 二端网 络 络 具有两个引出端与外 具有两个引出端与外 电 电 路相 路相 联 联 的网 的网 络 络。又叫做。又叫做一端口网 一端口网 络 络。无源二端网 无源二端网 络 络 内部不含有 内部不含有 电 电 源的二端网 源的二端网 络 络。有源二端网 有源二端网 络 络 内部含有 内部含有 电 电 源的二端网 源的二端网 络 络。2.8.2 2.8.2 戴 戴 维 维 南定理 南定理 任何一个 任何一个 线 线 性有源二端 性有源二端 电 电 阻网 阻网 络 络，对 对 外 外 电 电 路来 路来 说 说，总 总 可以用一 可以用一个 个 电压 电压 源 源E E0 0与一个 与一个 电 电 阻 阻r r0 0相串 相串 联 联 的模型来替代。的模型来替代。电压 电压 源的 源的 电动势 电动势E E0 0等于 等于 该 该二端网 二端网 络 络 的开路 的开路 电压 电压，电 电 阻 阻r r0 0等于 等于 该 该 二端网 二端网 络 络 中所有 中所有 电 电 源不作用 源不作用 时 时(即令 即令电压 电压 源短路、源短路、电 电 流源开路 流源开路)的等效 的等效 电 电 阻 阻(叫做 叫做 该 该 二端网 二端网 络 络 的等效内阻 的等效内阻)。该 该定理又叫做等效 定理又叫做等效 电压 电压 源定理。源定理。戴 戴 维 维 南定理 南定理 给计 给计 算复 算复 杂电 杂电 路 路 带 带 来了极大的方便，通 来了极大的方便，通 过 过 下面的例 下面的例题 题 来分析戴 来分析戴 维 维 南定理的 南定理的 应 应 用。用。