电路基本规律与电阻电路分析总结.ppt

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1、电路、集中参数元件和电路模型电路、集中参数元件和电路模型实际电路实际电路是由电工设备和晶体管等器件相互联接组成的整体，它是由电工设备和晶体管等器件相互联接组成的整体，它提供了电流流经的途径。如电筒、集成电路。提供了电流流经的途径。如电筒、集成电路。研究电路的基本思路：研究电路的基本思路：实际电路实际电路抽象方法抽象方法电路模型电路模型基本定律基本定律电路方程电路方程解方程解方程方程方程的的解解电路理论中的重要假设：电路理论中的重要假设：电路器件和电路本身的电路器件和电路本身的尺寸远小于尺寸远小于工作于电路的电磁波的波工作于电路的电磁波的波长。电磁波通过电路的时间是瞬时的。整个实际电路可看作是电

2、长。电磁波通过电路的时间是瞬时的。整个实际电路可看作是电磁空间的一个点，可以用足够精确反映其电磁性质的一些理想电磁空间的一个点，可以用足够精确反映其电磁性质的一些理想电路元件或它们的组合来模拟实际元件。这种理想化的电路元件称路元件或它们的组合来模拟实际元件。这种理想化的电路元件称为为集中参数元件集中参数元件。可以认为，电磁能量的消耗都集中于电阻元件，。可以认为，电磁能量的消耗都集中于电阻元件，电能只集中于电容元件，磁能只集中于电感元件。这些二端子的电能只集中于电容元件，磁能只集中于电感元件。这些二端子的集中参数元件，其电磁性能可用端电流和端电压来描述，而端电集中参数元件，其电磁性能可用端电流和

3、端电压来描述，而端电流和端电压仅是时间的函数，与空间位置无关。流和端电压仅是时间的函数，与空间位置无关。电路模型电路模型：由集中参数元件连接组成的电路。：由集中参数元件连接组成的电路。第第10讲讲 电路基本规律与电阻电路分析总结电路基本规律与电阻电路分析总结电路变量：电路变量：i、u、p、w电路理论分析的对象：电路理论分析的对象：电路模型而不是实际电路。电路模型而不是实际电路。电流电流定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称电流，用符号i或i(t)。电压电压定义：电路中，电场力将单位正电荷从某点移到另一点所作的功定义该两点之间的电压，也称电位差，用u或u(t)表示。电压参考极

4、性表示方法：用正负极性表示、用箭头表示、用双下标表示。电位电位定义：在电路中选取一点为参考点（参考点电位规定为0），则其余各点都有电位。电场力将单位正电荷从A点移到参考点所作的功定义为该点的电位值。电流参考方向表示方法：用箭头表示、用双下标表示。关联参考方向和非关联参考方向关联参考方向和非关联参考方向：+ui+ui为了方便，常采用为了方便，常采用关联参考方向关联参考方向，电路图上，电路图上只需标明只需标明u或或i中一个中一个。吸收能量和发出能量：吸收能量和发出能量：当正电荷从电路元件上电压的“+”极经元件移到“-”极是电场力对电荷作功的结果，这时元件吸收能量；反之，正电荷从电路元件的“-”极移

5、到“+”极，则必须由外力（化学力、电磁力等）对电荷作功以克服电场力，这时电路元件发出能量。功率定义功率定义：单位时间内：单位时间内吸收吸收（或产生）的电能量，称为电功率，（或产生）的电能量，称为电功率，简称功率。简称功率。dtdqi=dqdwu=dtdwp=dtdwp=dwdqdtdq=u iP0 时时 表示元件实际吸收功率表示元件实际吸收功率P0 时时 表示元件实际发出功率表示元件实际发出功率在关联参考方向时，元件吸收功率为：在关联参考方向时，元件吸收功率为：国际单位制国际单位制SIA(安安)、V(伏伏)、C（库）、库）、J（焦）、焦）、W(瓦瓦)。例如:1mA=10-3 A 1kV=103

6、 V 1kW=103 W等10-3、10-6、10-9、10-12 毫毫(milli)、微微(micro)()、纳纳(nano)、皮皮(pico)千千(kilo)、兆兆(Mega)、吉吉(Giga)。103 106 109电路中两类约束电路中两类约束 分析电路的根本依据分析电路的根本依据连接关系连接关系拓扑约束拓扑约束元件特性元件特性元件约束元件约束基尔霍夫定律（基尔霍夫定律（KCL和和KVL）伏安特性（伏安特性（VAR）电阻元件电阻元件定义：一个二端元件，如果在任意时刻定义：一个二端元件，如果在任意时刻t，其两端电压其两端电压u与流经它的电流与流经它的电流i之间的关系能用之间的关系能用ui平

7、面上的通过原点的曲线所确平面上的通过原点的曲线所确定，就称其为二端电阻元件，简称电阻元件（也称一端口电阻）。定，就称其为二端电阻元件，简称电阻元件（也称一端口电阻）。+-uiR电压源定义电压源定义：一个二端元件，如其端口电压总能保持为给定的电压uS(t)，而与通过它的电流无关，则称其为电压源。+-us电流源定义电流源定义：一个二端元件，如其端口电流值总能保持为给定的电流iS(t)，而与它的端口电压无关，则称其为电流源。is压控电压源(VCVS)uS(t)=uc(t)iC(t)=0流控电压源(CCVS)uS(t)=r iC(t)uc(t)=0压控电流源(VCCS)is(t)=g uc(t)iC(

8、t)=0流控电流源(CCCS)is(t)=ic(t)uc(t)=0受控源受控源（控制端口功率恒为（控制端口功率恒为0）P19：+u1-iC4 电压与电阻成正比电压与电阻成正比分压公式分压公式：n个电阻串联时，第个电阻串联时，第k个电阻的电压为：个电阻的电压为：电流与电导成正比电流与电导成正比分流公式分流公式：n个电阻并联时，第个电阻并联时，第k个电阻的电流为：个电阻的电流为：iGGiGGieqkkkk=对于两电阻并联对于两电阻并联R1R2i1i2iiRRRiRRRi2112122/1/1/1+=+=u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2 1线性二端口电阻电路线性二端口电阻电路：u1=

9、R11 i1+R12 i2 u2=R21 i1+R22 i2=u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2N+u-i线性一端口电阻电路的等效线性一端口电阻电路的等效：+u-iReqReqiu=def=Ri1 i2i1=G11 u1+G12 u2 i2=G21 u1+G22 u2=u1 u2G11 G12G21 G22i1 i2=G u1 u2G=R 1=u1 u2G11 G12G21 G22i1 i2=G u1 u2=u1 u2R11 R12R21 R22i1 i2=Ri1 i2线性二端口电阻电路的等效线性二端口电阻电路的等效：P40 1-17P41 1-26u1=R11 i1+R12 i

10、2 u2=R21 i1+R22 i2i1=G11 u1+G12 u2 i2=G21 u1+G22 u2i+_uSRi+u_实际电压源与实际电流源实际电压源与实际电流源u=uS Ri iiGi+u_iSi=iS Gi u等效变换等效变换 iS=uS/Ri ,Gi=1/Ri+us abcde电压源等效转移电压源等效转移虚线圆的外部特性没变虚线圆的外部特性没变电流源等效转移电流源等效转移节点法：节点法：n-1个个KCL（以节点电压为变量以节点电压为变量）电阻电路分析方法：电阻电路分析方法：2b法：法：n-1个个KCL、b-n+1个个KVL、b个个VCR支路电流法：支路电流法：n-1个个KCL、b-n

11、+1个个KVL（以支路电流为变量以支路电流为变量）支路电压法：支路电压法：n-1个个KCL（以支路电压为变量以支路电压为变量）、）、b-n+1个个KVL回路法：回路法：b-n+1个个KVL（以假想回路电流为变量以假想回路电流为变量）网孔法：网孔法：b-n+1个个KVL（以假想网孔电流为变量以假想网孔电流为变量）齐次定理、叠加定理齐次定理、叠加定理和和替代定理替代定理；戴维南定理戴维南定理、诺顿定理诺顿定理和和最最大功率传输定理大功率传输定理；功率定理、拟功率定理和互易定理。；功率定理、拟功率定理和互易定理。电阻电路分析电阻电路分析定理：定理：虚线圆的外部特性没变虚线圆的外部特性没变例例:如图所

12、示电路，用万用表测得如图所示电路，用万用表测得a、b两点间电压为两点间电压为9.6V。试。试判断电路有没有故障。如果有故障，请确定是什么故障。判断电路有没有故障。如果有故障，请确定是什么故障。+9.6V+24V15k4.7k10kab解解:第一步第一步:分析分析可见，万用表读数应为可见，万用表读数应为4.22V，而实际读数为，而实际读数为9.6V，说明有故，说明有故障，应该是障，应该是R2或或R3开路了。开路了。第二步：计划第二步：计划首先假设首先假设R2开路，设法找出开路电阻。如果开路，设法找出开路电阻。如果R2开路，开路，R3的电压的电压是是因为测量值也是因为测量值也是9.6V，所以计算表明，所以计算表明R2可能开路。可能开路。第三步：测量。断开电源，取下第三步：测量。断开电源，取下R2，测量其阻值。，测量其阻值。第第10讲讲 电路基本规律与电阻电路分析总结电路基本规律与电阻电路分析总结习题：习题：P125 2-34 P126 2-39预习预习:电容和电感电容和电感