电路与电子学基础.ppt

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1、返章目录返章目录电路与电子学基础电路与电子学基础电路与电子学基础电路与电子学基础制作：曾令琴制作：曾令琴制作：曾令琴制作：曾令琴 2012 2012年元月年元月年元月年元月欢迎学习欢迎学习欢迎学习欢迎学习电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录欢迎学习电路与电子学基础欢迎学习电路与电子学基础 电路与电子学基础是网络工程、计算机科学技术等专电路与电子学基础是网络工程、计算机科学技术等专电路与电子学基础是网络工程、计算机科学技术等专电路与电子学基础是网络工程、计算机科学技术等专业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可使学生掌业的主干技术基础课程。通过本课程的

2、学习可使学生掌业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可使学生掌业的主干技术基础课程。通过本课程的学习可使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路实验的基握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路实验的基握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路实验的基握电路的基本理论、基本分析方法和进行电路实验的基本技能，为后续专业课程打下必要的基础。本技能，为后续专业课程打下必要的基础。本技能，为后续专业课程打下必要的基础。本技能，为后续专业课程打下必要的基础。电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学电路与电子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学电路与电

3、子学基础理论体系严谨，内容贴近实际，学生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能生在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习能养成科学的学习作风，从而终生受益。养成科学的学习作风，从而终生受益。养成科学的学习作风，从而终生受益。养成科学的学习作风，从而终生受益。学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重学习电路与电子学基础，要求透彻理解其中的诸多重要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能要

4、概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能要概念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录目目 录录第第1章章 电路分析导论电路分析导论 第第2章章 电路分析方法和定理电路分析方法和定理 第第3章章 正弦电路的稳态分析正弦电路的稳态分析 第第4章章 非正弦周期电流电路非正弦周期电流电路 第第5章章 电路的动

5、态分析电路的动态分析 第第6章章 双口网络双口网络 第第7章章 半导体器件基础半导体器件基础第第8章章 基本放大电路基本放大电路 第第9章章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础 第第10章章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈 第第11章章 集成运放运算和信号处理电路集成运放运算和信号处理电路 第第12章章 信号发生变换电路信号发生变换电路第第13章章 直流稳压电源直流稳压电源返章目录返章目录电路与电子学基础电路与电子学基础电路与电子学基础电路与电子学基础1.4 1.4 等效变等效变等效变等效变换换换换1.1 1.1 电路电路电路电路及其模型及其模型及其模型及其模型1.3 1.3 基尔基尔基尔

6、基尔 霍夫定律霍夫定律霍夫定律霍夫定律第第1章章 电路分析导论电路分析导论 1.2 1.2 电路基电路基电路基电路基本元件本元件本元件本元件电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录本章的学习目的和要求本章的学习目的和要求 本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在学习中给予足够的重视。通过对本章学习，要求理学习中给予足够的重视。通过对本章学习，要求理解理想电路元件和电路模型的概念；进一步熟悉电解理想电路元件和电路模型的概念；进一步熟悉电压、电流、电功率和能量等基本物理量的概念；深压、电流、电功率和能量等基本物理量

7、的概念；深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的作用；初步刻理解和掌握参考方向在电路分析中的作用；初步理解和掌握基尔霍夫定律的内容及其应用；领会电理解和掌握基尔霍夫定律的内容及其应用；领会电路等效的概念和掌握电路等效的基本方法。路等效的概念和掌握电路等效的基本方法。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.1 电路及其模型电路及其模型 电路的概念电路的概念 由实际元器件构成的电流的通路称为电路。由实际元器件构成的电流的通路称为电路。1.1.1 电路的作用、组成与模型电路的作用、组成与模型电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目

8、录返节目录 电路通常由电路通常由电源电源、负载负载和和中间环节中间环节三部分组成。三部分组成。电路的组成电路的组成电路的组成电路的组成火线火线火线火线.零线零线零线零线电源电源电源电源连接导线和其余连接导线和其余连接导线和其余连接导线和其余设备为中间环节设备为中间环节设备为中间环节设备为中间环节负载负载负载负载电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能 电路可以实现电能的传输、电路可以实现电能的传输、电路可以实现电能的传输、电路可以实现电能的传输、分配和转换。分配和转换。分配和转换。分配和转换。电力系统中电力系统中

9、电子技术中电子技术中 电路可以实现电信号的传递、电路可以实现电信号的传递、电路可以实现电信号的传递、电路可以实现电信号的传递、存储和处理。存储和处理。存储和处理。存储和处理。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 电路模型电路模型电路模型电路模型实体电路实体电路实体电路实体电路负负载载电电源源开关开关连接导线连接导线SRL+UIUS+_R0电路模型电路模型电路模型电路模型电源电源电源电源负载负载负载负载中间环节中间环节中间环节中间环节 用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路

10、相对应的电路模型。器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录理想电路元件理想电路元件R+US电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件只具耗能只具耗能只具耗能只具耗能的电特性的电特性的电特性的电特性电容元件电容元件电容元件电容元件只具有储只具有储只具有储只具有储存电能的存电能的存电能的存电能的电特性电特性电特性电特性理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源输出电压恒输出电压恒输出电压恒输出电压恒定，输出电定，输出电定，输出电定，输出电流由它和负流由它和负流由它和负流由它和负载共同决定载共同决定载共同决定载共同决定理想电流源

11、理想电流源理想电流源理想电流源 输出电流恒输出电流恒输出电流恒输出电流恒定，两端电压定，两端电压定，两端电压定，两端电压由它和负载共由它和负载共由它和负载共由它和负载共同决定。同决定。同决定。同决定。L电感元件电感元件电感元件电感元件只具有储只具有储只具有储只具有储存磁能的存磁能的存磁能的存磁能的电特性电特性电特性电特性IS 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。单一、精确，可定量分析和计算。C电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录利用电路模型研究问题的特点利用

12、电路模型研究问题的特点1、电路、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具真实电路中共同规律的工具。2、电路、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象因此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。可以用数学方式来精确地分析和计

13、算。3、电路、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。路共同遵守的基本规律时带来方便。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电路由哪几部分电路由哪几部分组成？各部分的组成？各部分的作用是什么？作用是什么？何谓理想电路元件？何谓理想电路元件？其中其中“理想理想”二字在二字在实际电路的含义？实际电路的含义？集总参数集总参数元件有何元件有何特征？特征？如何在电路如何在电路中区分电源中区分电源和

14、负载？和负载？试述电路的功试述电路的功能？何谓能？何谓“电电路模型路模型”？学好本课程，应注意抓好四个主要环节：学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、提前预习、提前预习、提前预习、认真听课、及时复习、独立作业。认真听课、及时复习、独立作业。认真听课、及时复习、独立作业。认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本还要处理好三个基本关系：关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。听课与笔记、作业与复习、自学与互学。听课与笔记、作业与复习、自学与互学。听课与笔记、作业与复习、自学与互学。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电流电流1.1.2

15、电路分析的基本变量电路分析的基本变量 电流的大小电流的大小i dqdt=（1-1）稳恒直流情况下稳恒直流情况下I Q t=1A=103mA=106A=109nA单位换算单位换算 电流的方向电流的方向 习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。电路图上标示的电流方向为电路图上标示的电流方向为参考方向参考方向参考方向参考方向，参考方向是为列，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电压与电位电压与电位Ia a

16、 电位电位V是相对于参考点的电压。是相对于参考点的电压。参考点的电位参考点的电位:Vb=0；a点电位：点电位：Va=USIR0=IRLb b+URL_SUS+R0 路端电压路端电压U。电压的大小反映电压的大小反映了电场力作功的了电场力作功的本领；电压是产本领；电压是产生电流的根本原生电流的根本原因；其方向规定因；其方向规定由由“高高”电位端电位端指向指向“低低”电位电位端。端。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 二者的定义式二者的定义式电压与电位电压与电位Uab=WaWbqVa=WaW0q 显然电压与电位定义式的形式相同，因此它们的单位显然电压与电

17、位定义式的形式相同，因此它们的单位一样，都是伏特一样，都是伏特V。电压等于两点电位之差：电压等于两点电位之差：二者的区别和联系二者的区别和联系Uab=VaVb 电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。电路中某点电位数值上等于该点到参考点的电压。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 关联和非关联关联和非关联电压、电流的方向问题电压、电流的方向问题aI负载负载负载负载元件元件元件元件Ub关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向aI电源电源电源电源元件元件元件元件Ub 实际电源上的电压、电流方向总是实际电源上的电压、电流方向总是非关联非关联非关

18、联非关联的，实际负载上的，实际负载上的电压、电流方向是的电压、电流方向是关联关联关联关联的。因此，假定某元件是电源时，的。因此，假定某元件是电源时，其电压、电流方向应选取非关联参考方向；假定某元件是负其电压、电流方向应选取非关联参考方向；假定某元件是负载时，其电压、电流方向应选取关联参考方向。载时，其电压、电流方向应选取关联参考方向。非关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 在电路图上预先标出电压、电流的在电路图上预先标出电压、电流的参考方参考方参考方参考方向向向向，目的是为解题时列写方程式提供依据

19、。，目的是为解题时列写方程式提供依据。因为，只有参考方向标定的情况下，方程式因为，只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前的正、负号才有意义。各电量前的正、负号才有意义。I 为什么要在电为什么要在电路图中预先标出路图中预先标出参考方向？参考方向？+USR0RI 设参考方向下设参考方向下US=100V，I=5A，则说，则说明电源电压的实际方向与参考方向一致；明电源电压的实际方向与参考方向一致；电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。方

20、程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量的的真实方向真实方向真实方向真实方向是以计算结果和参考方向二者共同确定的。是以计算结果和参考方向二者共同确定的。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？2.应用参考方向时，你能说明应用参考方向时，你能说明“正、负正、负”、“加、加、减减”及及“相同、相反相同、相反”这几对词的不同之处吗这几对词的不同之处吗？电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电电路分析中引入参考方

21、向的目的是：为分析和计算电路提供方便和依据。路提供方便和依据。应用参考方向时，应用参考方向时，“正、负正、负正、负正、负”是指在参考方向下，是指在参考方向下，电压、电流数值前面的正负号，如某电流为电压、电流数值前面的正负号，如某电流为“5A”，说明其实际方向与参考方向说明其实际方向与参考方向相反相反相反相反，某电压为，某电压为“100V”，说明该电压实际方向与参考方向，说明该电压实际方向与参考方向一致一致一致一致；“加、减加、减加、减加、减”指指参考方向下电路方程式中各量前面的参考方向下电路方程式中各量前面的加、减号加、减号加、减号加、减号；“相同相同相同相同”是指电压、电流为是指电压、电流为

22、关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向，“相反相反相反相反”指的是电指的是电压、电流参考方向压、电流参考方向非关联非关联非关联非关联。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算 电路中某一点的电位是指由这一点到电路中某一点的电位是指由这一点到参考点参考点参考点参考点的电压；的电压；原则上电路参考点可以任意选取原则上电路参考点可以任意选取通常可认为参考点的电位为零值通常可认为参考点的电位为零值Va=US1Vc=US2Vb=I3 R3若以若以d为参考点，则为参考点，则:+U+US1S1 U US2S2简简简简化

23、化化化电电电电路路路路US1+_R1+_US2R2R3I3abcddabcR1R2R3电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录？电位的计算应用举例电位的计算应用举例 解解解解 举例举例1：分别以分别以A、B为参考点计算为参考点计算C和和D点的电位及点的电位及UCD。I=10+53+2=3 AVC=3 3=9 VVD=3 2=6 V以以以以B B为参考点时为参考点时为参考点时为参考点时VD=5 VVC=10 VUCD=VC VD=15 V10 V2 +5 V+3 BCDIAUCD =VC VD=15 V以以以以A A为参考点时为参考点时为参考点时为参考点时

24、电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电位的计算应用举例电位的计算应用举例 举例举例2：下图所示电路，求：下图所示电路，求S打开和闭合时打开和闭合时a点电位各为点电位各为多少？多少？a12V6k4k20kS12VI=12-(-12)(6+4+20)=0.8mAIVa=12-0.820=4V12V20kS12V4k6kaII=12(20+4)=0.5mAVa=0.54=2V 解解解解S S断开时，图中三个电阻为串联断开时，图中三个电阻为串联断开时，图中三个电阻为串联断开时，图中三个电阻为串联S S闭合时，等效电路如下图所示闭合时，等效电路如下图所示闭合时

25、，等效电路如下图所示闭合时，等效电路如下图所示电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录功率和能量功率和能量 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具有做功的本领。有做功的本领。电流做功的多少通常用能量来衡量电流做功的多少通常用能量来衡量电流做功的多少通常用能量来衡量电流做功的多少通常用能量来衡量。单位：单位：U【V】；】；I【A】；】；t【s】时，电能】时，电能W为焦耳【为焦耳【J】若若U【kV】；】；I【A】；】；t【h】时，电能】时，电能W为度【为度【kWh】1 1度电度电度电度电的概念的概

26、念1000W的电炉加热的电炉加热1小时小时100W的灯泡照明的灯泡照明10小时小时40W的灯泡照明的灯泡照明25小时小时 日常生活中，用电度表测量电能。当用电器工作时，电度日常生活中，用电度表测量电能。当用电器工作时，电度表转动并且显示电流消耗电能的多少。显然电能的大小不仅表转动并且显示电流消耗电能的多少。显然电能的大小不仅与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。W=UItW=UIt电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录电功率电功率 电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如电功率反映了电路元器件能量转

27、换的本领。如100W的电灯的电灯表明在表明在1秒钟内该灯可将秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机的电能转换成光能和热能；电机1000W表明它在一秒钟内可将表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。的电能转换成机械能。电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。电电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。电功率用功率用“P”表示：表示：国际单位制：国际单位制：U【V】，】，I【A】，电功率】，电功率P用瓦特【用瓦特【W】用电器上标示的电功率称为额定电功率。通常情况下，用电用电器上标示的电功率称为额定电功率。通常情况下，用电用电器上标示的电功率称为额定电功率。通常情况下

28、，用电用电器上标示的电功率称为额定电功率。通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率，而取决于当时电压、电器的实际功率并不等于额定电功率，而取决于当时电压、电器的实际功率并不等于额定电功率，而取决于当时电压、电器的实际功率并不等于额定电功率，而取决于当时电压、电流的乘积。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达流的乘积。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达流的乘积。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达流的乘积。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。不到额定值，当实际功率

29、大于额定功率时，用电器易损坏。不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录仔细理解下面的例题仔细理解下面的例题 图示电路，若已知元件吸收功率为图示电路，若已知元件吸收功率为20W，电压，电压U为为5V，求电流，求电流I。+UI元元 件件I=PU=205=4A 解解解解 图示电路，已知元件中通过的电流为图示电路，已知元件中通过的电流为100A，电压，电压U为为10V，求电功率，求电功率P。并说明元件性质。并说明元件性质。+UI元元 件件 解解解解P=UI=10(-100)=1000W元件吸收正功率，说明元件是

30、负载。元件吸收正功率，说明元件是负载。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.2 1.2 电路基本元件电路基本元件电路基本元件电路基本元件1.2.1 电阻元件电阻元件R线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性线性电阻元件伏安特性0UI 由电阻的伏安特性曲线可得，电阻元件上的电压、电流由电阻的伏安特性曲线可得，电阻元件上的电压、电流关系为关系为即时对应即时对应即时对应即时对应关系，即：关系，即：电阻产品实物图电阻产品实物图电阻产品实物图电阻产品实物图 电阻元件图符号电阻元件图符号电阻元件图符号电阻元件图符号 电阻元件上的电压、电流关

31、系遵循欧姆定律。即元件通过电阻元件上的电压、电流关系遵循欧姆定律。即元件通过电流就会发热，消耗的电能为：电流就会发热，消耗的电能为：电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录线性电阻元件的特点线性电阻元件的特点1、电阻元件上的电压、电流任一瞬间均符合欧姆定律的即、电阻元件上的电压、电流任一瞬间均符合欧姆定律的即时对应关系。电阻元件的参数时对应关系。电阻元件的参数R反映了元件本身对电流的阻反映了元件本身对电流的阻碍作用，是常数。碍作用，是常数。2、双向性：电流无论从电阻元件的哪个方向流入，都同样、双向性：电流无论从电阻元件的哪个方向流入，都同样消耗电能，其电

32、压、电流总是关联的，所以在连接电阻时消耗电能，其电压、电流总是关联的，所以在连接电阻时无需注意方向。无需注意方向。3、耗能性：由于电阻元件上的电压、电流在任一瞬间方向、耗能性：由于电阻元件上的电压、电流在任一瞬间方向关联，所以它总是耗能的。通过电阻元件的电流越大，电关联，所以它总是耗能的。通过电阻元件的电流越大，电阻元件的发热越严重，若电流过大，则电阻可烧损。所以阻元件的发热越严重，若电流过大，则电阻可烧损。所以实际电阻器上都标有额定值作为最高限值，使用中不得超实际电阻器上都标有额定值作为最高限值，使用中不得超过该值。过该值。电阻元件的参数也可用电导电阻元件的参数也可用电导G表征：表征：电路分

33、析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录L线性电感元件的韦安特性线性电感元件的韦安特性0i 对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系为对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系为微分微分(或积分或积分)的的动态动态动态动态关系，即：关系，即：显然，只有电感元件上的电流显然，只有电感元件上的电流 电感元件图符号电感元件图符号发生变化发生变化发生变化发生变化时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：或或或或 1.2.2

34、 电感元件电感元件 电感产品实物图电感产品实物图电感产品实物图电感产品实物图电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录线性电感元件的特点线性电感元件的特点1、线性电感元件上产生的磁链多少总是与通过它的电流成、线性电感元件上产生的磁链多少总是与通过它的电流成正比。即：正比。即：2、双向性：电流无论从电感元件的哪个方向流入，都同样、双向性：电流无论从电感元件的哪个方向流入，都同样建立磁场产生磁链，故也是一种与端钮接法无关的元件。建立磁场产生磁链，故也是一种与端钮接法无关的元件。4、记忆性：由于电感元件上的电流任一时刻总是与之前电、记忆性：由于电感元件上的电流任

35、一时刻总是与之前电压的全部历史有关，所以说电感元件的电流有记忆电压的压的全部历史有关，所以说电感元件的电流有记忆电压的作用，故称电感元件为记忆元件。作用，故称电感元件为记忆元件。3、动态性：电感元件上的电压、电流任一瞬间均为微分或、动态性：电感元件上的电压、电流任一瞬间均为微分或积分的动态关系：积分的动态关系：电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.2.3 电容元件电容元件线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性线性电容元件的库伏特性0qu电容元件的电容元件的工作方式就是充放电工作方式就是充放电。C 电容产品实物图电容产品实

36、物图电容产品实物图电容产品实物图 电容元件图符号电容元件图符号因此，只有电容元件的极间电压因此，只有电容元件的极间电压发生变化发生变化发生变化发生变化时，电容支路才有时，电容支路才有电流通过。电容元件也是动态元件，其储存的电场能量为：电流通过。电容元件也是动态元件，其储存的电场能量为：或或或或电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录线性电容元件的特点线性电容元件的特点1、电容元件上储存的电荷量总是正比与电容的极间电压。、电容元件上储存的电荷量总是正比与电容的极间电压。即：即：2、双向性：线性电容元件的库伏特性说明它在一定电压下、双向性：线性电容元件的库伏

37、特性说明它在一定电压下所储存的电量也与端钮连接方法无关。所储存的电量也与端钮连接方法无关。4、记忆性：电容元件上任一时刻的电压大小均取决于之前、记忆性：电容元件上任一时刻的电压大小均取决于之前通过元件的所有电流，即具有记忆性、储能性。通过元件的所有电流，即具有记忆性、储能性。3、动态性：电容元件的基本工作方式是充放电。对线性电、动态性：电容元件的基本工作方式是充放电。对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分(或或积分积分)的的动态动态动态动态关系，即：关系，即：电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目

38、录返节目录1.2.4 电源元件和实际电源模型电源元件和实际电源模型 任何电源都可以用两种电源模型来表示，对输出电压比较稳任何电源都可以用两种电源模型来表示，对输出电压比较稳定的发电机、干电池、蓄电池等，通常用电压源模型表示：定的发电机、干电池、蓄电池等，通常用电压源模型表示：对输出电流较稳定的光电池或晶体管的对输出电流较稳定的光电池或晶体管的输出端等，通常用电流源模型来表示：输出端等，通常用电流源模型来表示：柴油机组柴油机组汽油机组汽油机组蓄电池蓄电池 各种形式的电源设备图各种形式的电源设备图各种形式的电源设备图各种形式的电源设备图US+_R0ISR0电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分

39、析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 1.理想电压源、电流源理想电压源、电流源理想电压源的定义理想电压源的定义理想电压源的特点理想电压源的特点能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。恒压不恒流。恒压不恒流。恒压不恒流。恒压不恒流。US恒定，恒定，I由电源和外电路共同决定。由电源和外电路共同决定。USUI0理想电压源的伏安特性理想电压源的伏安特性理想电压源的图符号理想电压源的图符号平行于电流轴的一条直线平行于电流轴的一条直线US电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录理想电压源的开路与短路理想电压源的开路与短路开路开路

40、I=0US+_RL+_U=USI=US+_RL短路短路+_U=0理想电压源不允许短路！理想电压源不允许短路！理想电压源不允许短路！理想电压源不允许短路！理想电压源输出的电压值恒定，且内阻为零，因此理想电压源输出的电压值恒定，且内阻为零，因此一旦发生电源短路，理想电压源将因短路电流无穷大一旦发生电源短路，理想电压源将因短路电流无穷大而造成电源烧毁事故！而造成电源烧毁事故！电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录理想电流源理想电流源理想电流源的定义理想电流源的定义理想电流源的特点理想电流源的特点能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。能独立向外电路提供恒定电流

41、的二端元件。恒流不恒压。恒流不恒压。恒流不恒压。恒流不恒压。IS恒定，恒定，U由电源和外电路共同决定。由电源和外电路共同决定。ISIU0理想电流源的伏安特性理想电流源的伏安特性理想电流源的图符号理想电流源的图符号平行于电压轴的一条直线平行于电压轴的一条直线IS电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录理想电流源的开路与短路理想电流源的开路与短路开路开路开路开路I=IS+_U=短路短路短路短路+_U=0 理想电流源输出的电流值恒定且内阻无穷大，当发理想电流源输出的电流值恒定且内阻无穷大，当发生电源开路，则将造成理想电流源的端电压趋近于无生电源开路，则将造成理

42、想电流源的端电压趋近于无穷大而烧毁电源！穷大而烧毁电源！ISRLISRLI=IS因此，理想电流源不允许开路！因此，理想电流源不允许开路！因此，理想电流源不允许开路！因此，理想电流源不允许开路！电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录2.实际电源模型实际电源模型IbUSUR0RL+_+_aIURLR0+IS R0U ab 若实际电源输出的电压值若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源模型表电阻相串联的电源模型表示，即实际电源的示，即实际电源的电压源电压源电压源电压源模型模型模型模型。若实际电源输出的电流值若实际电源

43、输出的电流值变化不大，则可用电流源变化不大，则可用电流源和电阻相并联的电源模型和电阻相并联的电源模型表示，即实际电源的表示，即实际电源的电流电流电流电流源模型源模型源模型源模型。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 实际电源模型与理想电源的差别实际电源模型与理想电源的差别 实际电源的内阻值总是存在的，且为有限值。因此，实际实际电源的内阻值总是存在的，且为有限值。因此，实际电压源模型电路中，当负载电流增大时，内阻上必定增加消电压源模型电路中，当负载电流增大时，内阻上必定增加消耗，从而造成输出电压随负载电流的增大而减小，其外特性耗，从而造成输出电压随负载

44、电流的增大而减小，其外特性不再平直，而是稍微向下倾斜。不再平直，而是稍微向下倾斜。实际电压源模型的外特性实际电压源模型的外特性0UI电电压压源源模模型型输输出出端端电电压压I US USRSURL电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录 2.实际电源模型与理想电源的差别实际电源模型与理想电源的差别实际电流源模型的外特性实际电流源模型的外特性0IUU+_RLRSIISI电电流流源源模模型型 与理想电流源相比，实际电流源模型的内阻总是存在且与理想电流源相比，实际电流源模型的内阻总是存在且为有限值，因此当负载增大时，内阻上分配的电流必定增为有限值，因此当负载增

45、大时，内阻上分配的电流必定增加，从而造成输出电流随负载的增大而减小。因此实际电加，从而造成输出电流随负载的增大而减小。因此实际电流源模型的外特性也是一条稍微向下倾斜的直线。流源模型的外特性也是一条稍微向下倾斜的直线。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.2.5 受控源受控源 定义定义 受控源的电压或电流不象独立源是给定函数，而是受电路受控源的电压或电流不象独立源是给定函数，而是受电路中某个支路的电压（或电流）的控制。中某个支路的电压（或电流）的控制。电路图符号电路图符号 前面所讲的独立源，向电路提供的电压或电流是由非电能前面所讲的独立源，向电路提供

46、的电压或电流是由非电能前面所讲的独立源，向电路提供的电压或电流是由非电能前面所讲的独立源，向电路提供的电压或电流是由非电能量提供的，其大小、方向由自身决定；受控源的电压或电流量提供的，其大小、方向由自身决定；受控源的电压或电流量提供的，其大小、方向由自身决定；受控源的电压或电流量提供的，其大小、方向由自身决定；受控源的电压或电流不能独立存在，而是受电路中某个电压或电流的控制，受控不能独立存在，而是受电路中某个电压或电流的控制，受控不能独立存在，而是受电路中某个电压或电流的控制，受控不能独立存在，而是受电路中某个电压或电流的控制，受控源的大小、方向由控制量决定。当控制量为零时，受控电压源的大小、

47、方向由控制量决定。当控制量为零时，受控电压源的大小、方向由控制量决定。当控制量为零时，受控电压源的大小、方向由控制量决定。当控制量为零时，受控电压源相当于短路；受控电流源相当于开路。源相当于短路；受控电流源相当于开路。源相当于短路；受控电流源相当于开路。源相当于短路；受控电流源相当于开路。+受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录受控源的分类受控源的分类+压控电压源压控电压源压控电流源压控电流源+流控电压源流控电压源流控电流源流控电流源 含有受控源的电路分析要点之一含有受控源的电路分析要点之一 可以用两种电源等效互

48、换的方法，简化受控源电路。但可以用两种电源等效互换的方法，简化受控源电路。但简化时注意简化时注意不能把控制量化简掉不能把控制量化简掉不能把控制量化简掉不能把控制量化简掉。否则会留下一个没有控制。否则会留下一个没有控制量的受控源电路，使电路无法求解。量的受控源电路，使电路无法求解。电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录受控源受控源 如果一个二端网络内除了受控源外没有其他独立源，则如果一个二端网络内除了受控源外没有其他独立源，则此二端网络的开路电压必为零。因为，只有独立源产生控此二端网络的开路电压必为零。因为，只有独立源产生控制作用后，受控源才能表现出电源

49、性质。制作用后，受控源才能表现出电源性质。求含有受控源电路的等效电阻时，须先将二端网络中的所求含有受控源电路的等效电阻时，须先将二端网络中的所有独立源去除有独立源去除(恒压源短路处理、恒流源开路处理恒压源短路处理、恒流源开路处理)，受控，受控源应保留。源应保留。含受控源电路的等效电阻可以用含受控源电路的等效电阻可以用“加压求流法加压求流法加压求流法加压求流法”求解。求解。参看课本例题。参看课本例题。含有受控源的电路分析要点之二含有受控源的电路分析要点之二电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录几个常用的电路名词几个常用的电路名词1.3 基尔霍夫定律基尔霍

50、夫定律 支路：支路：一个或几个二端元件首尾相接中间无分岔，一个或几个二端元件首尾相接中间无分岔，使各元件上通过的电流相等。使各元件上通过的电流相等。（m）节点：节点：三条或三条以上支路的汇集点。三条或三条以上支路的汇集点。（n）回路：回路：电路中的任意闭合路径。电路中的任意闭合路径。（l）网孔：网孔：不包含其它支路的单一闭合路径。不包含其它支路的单一闭合路径。m=3abl=3n=2112332网孔网孔=2+_R1US1+_US2R2R3电路分析导论电路分析导论电路分析导论电路分析导论返节目录返节目录返节目录返节目录1.3.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL KCL定律的内容定律的内容