《电工-电子技术基础教程》(第2版)课件.ppt

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1、电工电工 电电 子子 技技 术术 基基 础础 教教 程程（第（第2版）版）主主 编：编：陈陈 新新 龙龙几点建议几点建议 1 本课件按照本课件按照100学时组织，参考学时安排是学时组织，参考学时安排是以多媒体结合粉笔教学方式进行设计的，建议以多媒体结合粉笔教学方式进行设计的，建议使用本课件时使用本课件时多媒体结合粉笔教学多媒体结合粉笔教学。2 由于电工电子技术课程各专业要求及学时差由于电工电子技术课程各专业要求及学时差别非常大，使用本课件时应根据各专业的特点、别非常大，使用本课件时应根据各专业的特点、学生的基础学生的基础进行适当的调整进行适当的调整。3 每一章课件的开始是该章教学的简要说明，每

2、一章课件的开始是该章教学的简要说明，具体的每一课中还具体的每一课中还给出了具体知识点的调整建给出了具体知识点的调整建议议。建议教师调整前先将本书全部课件浏览一。建议教师调整前先将本书全部课件浏览一遍遍4 本课件中的超链接目标页为公开教学网站相本课件中的超链接目标页为公开教学网站相关页面，其中的许多页面关页面，其中的许多页面对学习很有帮助对学习很有帮助，建，建议使用本课件时保留该链接并议使用本课件时保留该链接并在可以上网的电在可以上网的电脑上脑上使用本课件。使用本课件。5 课件应用中有什么问题或心得可随时与我课件应用中有什么问题或心得可随时与我联系。联系。陈新龙陈新龙 E-mail： 公开教学网

3、址：公开教学网址：http:/ 第二章：第二章：10学时学时第三章：第三章：4学时学时 第四章：第四章：6学时学时第五章：第五章：2学时学时 第六章：第六章：6学时学时第七章：第七章：10学时学时 第八章：第八章：10学时学时第九章：第九章：14学时学时 第十章：第十章：14学时学时第十一章：第十一章：4学时学时 第十二章：第十二章：8学时学时 各章具体教学组织中有学时数较多（或少）各章具体教学组织中有学时数较多（或少）时的调整建议。时的调整建议。以上安排仅供参考，针对具体的专业特点、以上安排仅供参考，针对具体的专业特点、学生实际情况，应进行学生实际情况，应进行适当的调整适当的调整，不可，不可

4、绝对绝对照抄照抄。第第1章章 直流电路分析方法直流电路分析方法 本章从电路的组成及其分类出发，介绍了电本章从电路的组成及其分类出发，介绍了电路模型的概念、求解电路模型的基本定律、电路模型的概念、求解电路模型的基本定律、电阻元件、电源元件的联接方式及其特点；在此阻元件、电源元件的联接方式及其特点；在此基础上进一步介绍电路分析的常用方法：如等基础上进一步介绍电路分析的常用方法：如等效变换、支路电流、结点电压、叠加原理、戴效变换、支路电流、结点电压、叠加原理、戴维宁定理等。维宁定理等。本章为基础章，要求除书中标明的选讲内容外本章为基础章，要求除书中标明的选讲内容外全部掌握全部掌握 本章建议学时数：本

5、章建议学时数：12学时（学时数较多的专学时（学时数较多的专业建议增加业建议增加1堂习题课）。堂习题课）。一引言一引言 本教材分两篇给大家介绍电工电子技术方面电工电子技术方面的基础知识，以使读者对其有初步了解的基础知识，以使读者对其有初步了解 二十一世纪是一个二十一世纪是一个信息化、网络化、数信息化、网络化、数字化的时代。字化的时代。新时代的工科生应掌新时代的工科生应掌握必要的电工电子技握必要的电工电子技术方面的知识术方面的知识第第 1 课课二直流电路概述二直流电路概述1.1.直流电路的概念直流电路的概念 直流电路是指电路中直流电路是指电路中的电流大小和方向均不的电流大小和方向均不随时间发生变化

6、的电路随时间发生变化的电路 电池电压能在一段时间电池电压能在一段时间之内能保持不变之内能保持不变 该电路在一段时间该电路在一段时间内电流大小和方向均内电流大小和方向均不随时间发生变化，不随时间发生变化，该电路为直流电路该电路为直流电路2电路模型的引入电路模型的引入 将实际元件理想化，在一定条件下突出其主要电磁性质，将实际元件理想化，在一定条件下突出其主要电磁性质，忽略其次要性质，这样的元件所组成的电路称为实际电路忽略其次要性质，这样的元件所组成的电路称为实际电路的的电路模型电路模型（简称电路简称电路）实际电气设备包括电工设备、联接设备两个部分。手电筒便是一个电气设手电筒便是一个电气设备；它包括

7、电池、筒体、备；它包括电池、筒体、开关和小灯泡开关和小灯泡 电池、小灯泡为电工设备；筒体、开关为联接设备 将电池视为内阻为将电池视为内阻为R0，电动势为电动势为E的电压源；忽的电压源；忽略筒体，开关视为理想开略筒体，开关视为理想开关；小灯泡视为电阻关；小灯泡视为电阻。则手电筒模型如图则手电筒模型如图 3.3.常见元件图形符号常见元件图形符号 电阻元件的理想化条件电阻元件的理想化条件 R=U/I 电压源的理想化条件电压源的理想化条件 U=EU=E I I=任意任意 电流源的理想化条件电流源的理想化条件 I=II=IS S U=U=任意任意 可通过将实际元件理想化建立实际电路的电路模可通过将实际元

8、件理想化建立实际电路的电路模型，之后可利用相关理论求解该电路模型型，之后可利用相关理论求解该电路模型三电压和电流的方向三电压和电流的方向 直流电路常用电流直流电路常用电流I I、电动势、电动势E E、端电压、端电压U U来描述来描述 关于电压和电流的方向，关于电压和电流的方向，有实际方向和参考方向之有实际方向和参考方向之分分 正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的实际方向流的实际方向 端电压的方向规定为高电位端（即端电压的方向规定为高电位端（即“+”+”极）指极）指向低电位端（即向低电位端（即“-”-”极），即为电位降低的方向。极），即为电位降

9、低的方向。电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端（“-”-”极）指向高电位端（极）指向高电位端（“+”+”极），即为电位升极），即为电位升高的方向高的方向 虽然电压电流的方向是虽然电压电流的方向是客观存在的，然而，常客观存在的，然而，常常难以直接判断其方向常难以直接判断其方向 常可任意选定某一方向作为常可任意选定某一方向作为其参考方向其参考方向 （电路中所标的（电路中所标的电压、电流、电动势的方向一电压、电流、电动势的方向一般均为参考方向般均为参考方向 ）电流的参考方向用箭头表示；电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向一般用极性电压的参考方向一般

10、用极性“+”、“-”来表示，也可用双来表示，也可用双下标表示。下标表示。如如U Uabab表示其参考方向是表示其参考方向是a a指向指向b b，a a点参考极性为点参考极性为“+”，b b点参考极性为点参考极性为“-”。选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参考选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参考方向选定以后，电压电流之值才有正负。当实际方向与参考方方向选定以后，电压电流之值才有正负。当实际方向与参考方向一致时为正，反之，为负。向一致时为正，反之，为负。请判断上图中电动势请判断上图中电动势E的方向及的方向及I的值的值1.1.手电筒电路仿真分析演示手电筒电路仿真分析演示在在

11、MultisimMultisim中打开源文件（中打开源文件（1-2-3.ms101-2-3.ms10）单击运行按钮单击运行按钮单击图中的开关闭合开关单击图中的开关闭合开关四直流电路的计算机仿真分析方法四直流电路的计算机仿真分析方法仿真分析初步的思考仿真分析初步的思考 上面的仿真做了什么工作？上面的仿真做了什么工作？求出了电流！求出了电流！上面的仿真结果是否可以验证该电路设计是否上面的仿真结果是否可以验证该电路设计是否正确？正确？需要根据实际要求确定！需要根据实际要求确定！额定值是电子设备的重要参数，电子设备在使用时必须遵循额定值是电子设备的重要参数，电子设备在使用时必须遵循电子设备使用时的额定

12、电压、电流、功率及其它正常运行必须电子设备使用时的额定电压、电流、功率及其它正常运行必须保证的参数，这是电子设备的基本使用规则保证的参数，这是电子设备的基本使用规则 额定值是制作厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行额定值是制作厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而对电压、电流、功率及其它正常运行必须保证的参数规定的而对电压、电流、功率及其它正常运行必须保证的参数规定的正常允许值正常允许值2 2、额定值与实际值、额定值与实际值 当然，实际电子设备受实际线路、其它负载等各种实际因素的当然，实际电子设备受实际线路、其它负载等各种实际因素的影响，电压、电流、功率等影响，电压、电流、功率等实际值

13、不一定等于其额定值实际值不一定等于其额定值，但为，但为了保证设备的正常运行及使用效率，它们的实际值必须与其额了保证设备的正常运行及使用效率，它们的实际值必须与其额定值相差不多且一般不可超过其额定值。定值相差不多且一般不可超过其额定值。【例例1.2.11.2.1】有一个额定值为有一个额定值为0.3W0.3W的双节电池的双节电池结构手电筒灯珠，请问其额定电流为多少？结构手电筒灯珠，请问其额定电流为多少？该灯珠额定电流为该灯珠额定电流为0.1A0.1A 上面的仿真结果显示，当该手电筒使用上面的仿真结果显示，当该手电筒使用0.3W0.3W的灯珠时，的灯珠时，流经灯珠的电流达到了额定要求流经灯珠的电流达

14、到了额定要求 3.3.仿真分析实现的步骤仿真分析实现的步骤 建立电路的模型建立电路的模型 定义输入、输出元件并设置输入元件参数定义输入、输出元件并设置输入元件参数 启动仿真功能，求出输出参数并分析启动仿真功能，求出输出参数并分析思考题思考题 计算机仿真分析的本质是什么？计算机仿真分析的本质是什么？六小结六小结下下 课课第第2课课 在本次课中，我们将介绍直流电路分析在本次课中，我们将介绍直流电路分析的基本方法的基本方法一上一课回顾一上一课回顾 答案：答案：I所示方向所示方向 请判断如右图中请判断如右图中电流的实际方向电流的实际方向 二欧姆定律二欧姆定律 答案：答案：开关开关S断开，电流断开，电流

15、I=0A Ucd=0V欧欧姆姆定定律律用用公公式式表示表示为为：R=U/I 开关开关S闭合，电流闭合，电流I=1A Ucd=4V三基尔霍夫电流定律三基尔霍夫电流定律 理解了电路模型以后，理解了电路模型以后，可以可以利用欧姆定律分析利用欧姆定律分析求解简单电路求解简单电路 还应理解分析与计算电路最还应理解分析与计算电路最基本的定律：基尔霍夫电流定基本的定律：基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律律和基尔霍夫电压定律 在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于由该结点在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和，即在任一瞬时，一个结点上电流的代数和恒流出的电流之和，即在任一瞬时，一

16、个结点上电流的代数和恒等于零，这便是基尔霍夫电流定律等于零，这便是基尔霍夫电流定律 几个概念几个概念 支路支路：电路中的每一分支称为支路，一条支路流过同一个电：电路中的每一分支称为支路，一条支路流过同一个电流，称为流，称为支路电流支路电流。结点结点：电路中三条或三条以上的支路相联接的点称为结点：电路中三条或三条以上的支路相联接的点称为结点 图图示示电电路共有三个路共有三个电电流，因此有三条支路流，因此有三条支路,分分别别由由ab、acb、adb构成。构成。图示电路共有两个结点图示电路共有两个结点a和和b acb、adb两条支路两条支路中含有中含有电电源，称源，称为为有源有源支路；支路；ab支路

17、不含支路不含电电源，称源，称为为无源支路无源支路对对图图示示结结点点，其其流流入入该该结结点点的的电电流流之之和和应应该该等等于于由由该该结结点点流出的流出的电电流之和，即：流之和，即：I3=I1+I2 基尔霍夫电流定律通基尔霍夫电流定律通常应用于结点，但也可常应用于结点，但也可以应用于包围部分电路以应用于包围部分电路的任一假设的闭合面的任一假设的闭合面 可见，任一瞬时，通过任一闭可见，任一瞬时，通过任一闭合面的电流的代数和恒等于合面的电流的代数和恒等于0在在图图示示电电路中，有：路中，有：IA+IB+IC=0 （请请注注意意IA、IB、IC均均为为流入流入电电流）流）可通可通过过【例例1.3

18、.2】来理解来理解四基尔霍夫电压定律四基尔霍夫电压定律 分析与计算电路最基本的定律还有：分析与计算电路最基本的定律还有：基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律表述如下：基尔霍夫电压定律表述如下：在任一瞬时，沿任一回路循行方向（顺时针方向或在任一瞬时，沿任一回路循行方向（顺时针方向或逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零，逆时针方向），回路中各段电压的代数和恒等于零，这便是基尔霍夫电压定律。这便是基尔霍夫电压定律。回路的概念：回路的概念：回路是一个闭合的电路回路是一个闭合的电路 上上图图中，中，E1、R1、R3构成一个回路；构成一个回路；R3、R2、E2也构成一个回路也构成一个

19、回路 回路可分回路可分为许为许多段，多段，在左在左图图中，中，E1、R1、R2、E2构成一个回路，构成一个回路，可分可分为为E1、R1、R2、E2四个四个电压电压段。段。回路回路电压电压关系关系为为：U1+U4-U2-U3=0即：即：U=0（假定（假定电电位位降降为为正）正）从从b点出点出发发，依照虚，依照虚线线所示方向循行一周，所示方向循行一周，其其电电位升之和位升之和为为U2+U3，电电位降之和位降之和为为U1+U4；回路中各段回路中各段电压电压的代数和的代数和为为零，零，这这便是基便是基尔尔霍夫霍夫电压电压定律定律 基尔霍夫电压定律不仅可应用于回路，也可以推广应用于回基尔霍夫电压定律不仅

20、可应用于回路，也可以推广应用于回路的部分电路路的部分电路对对想象回路想象回路应应用基用基尔尔霍夫霍夫电压电压定律，有定律，有 UAB=UAUB 在在左左图图示示电电路路中中，我我们们想想象象A、B两两点点存存在在一一个个如如图图示示方方向向的的电电动动势势，其其端端电电压压为为UAB，则则UA、UB、UAB构成一个回路构成一个回路 这这便是基便是基尔尔霍夫霍夫电压电压定律的推广定律的推广应应用用可通可通过过【例例1.3.3】来理解基来理解基尔尔霍夫霍夫电压电压定律定律五利用支路电流求解电路五利用支路电流求解电路 当当列列出出全全部部的的结结点点和和回回路路方方程程时时，有有些些方方程程不不独独

21、立立。选择选择独立方程的原独立方程的原则则如下：如下：对对n个个结结点点、m条条支支路路的的电电路路，可可列列出出n-1个个独独立立的的结结点点电电流方程和流方程和m-n+1个独立的回路个独立的回路电压电压方程。方程。以支路电流作为电路的变量，应用基尔霍夫电流定以支路电流作为电路的变量，应用基尔霍夫电流定律和电压定律分别对结点和回路建立求解电路的方程律和电压定律分别对结点和回路建立求解电路的方程组，通过求解方程组求出各支路电流并求出电路其它组，通过求解方程组求出各支路电流并求出电路其它参数的分析方法便是支路电流法参数的分析方法便是支路电流法 图图中共有中共有3个支路和个支路和2个个结结点点对对

22、结结点点a应应用用基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律，对对abC、abd两两个个回回路路应应用用基基尔尔霍夫霍夫电压电压定律，可列出如下三个方程：定律，可列出如下三个方程：130=20 I1+5 I3 80=5I2+5 I3 I1+I2=I3 【例例1】在右在右图图中，中，E1=130V、E2=80V、R1=20、R2=5、R3=5，请请求各支路求各支路电电流流？I1=4A、I2=6A、I3=10A六利用结点电压公式求解电路六利用结点电压公式求解电路其结点间电压如下（其结点间电压如下（解释解释）：）：支路电流法是求解电路的基本方法，但随着支路、结点数目支路电流法是求解电路的基本方法，但随着支路、

23、结点数目的增多将使求解极为复杂的增多将使求解极为复杂 对右图示两个结点、对右图示两个结点、多个支路的复杂电路多个支路的复杂电路运用结点电压公式解题步骤如下：运用结点电压公式解题步骤如下：1、在、在电电路路图图上上标标出出结结点点电压电压、各支路、各支路电电流的参考方向；流的参考方向；2、根据式、根据式(1-4-2)求出求出结结点点电压电压注意：注意：l在在用用式式(1-4-2)求求出出结结点点电电压压时时，电电动动势势的的方方向向与与结结点点电电压压的的参参考考方方向向相相同同时时取取正正值值，反反之之，取取负负值值，最最终终结结果果与与支支路路电电流的参考方向无关。流的参考方向无关。l若若电

24、电路路图图中中结结点点数数目目多多于于两两个个，则则式式(1-4-2)不不可可直直接接使使用用，可列出联立方程或变换到两个结点求解。可列出联立方程或变换到两个结点求解。3、对对各支路各支路应应用基用基尔尔霍夫霍夫电压电压定律，可求出各支路定律，可求出各支路电电流；流；4、求解、求解电电路的其它待求物理量。路的其它待求物理量。选选定定结结点点间电压间电压参考方向参考方向为为U方向，根据式方向，根据式(1-4-2)，有，有【例例2】在右在右图图中，中，E1=130V、E2=80V、R1=20、R2=5、R3=5，请请求支路求支路电电流流I3？七小结七小结下下 课课第第3课课 在本次课中，我们将介绍

25、电阻元件的串在本次课中，我们将介绍电阻元件的串联、并联、三角形、星形联接等联、并联、三角形、星形联接等上一课回顾上一课回顾 答案：为负答案：为负 结结点示意点示意图图如右如右图图，已知，已知I1、I2的数的数值为值为正正值值，请问请问I3的数的数值为值为正正还还是是为负为负？左图中，请判断它共存在多左图中，请判断它共存在多少个回路少个回路?有多少决定电路有多少决定电路结构的回路结构的回路 答案：答案：7、3一什么是等效一什么是等效 由电路元件相联接组成、由电路元件相联接组成、对外只有两个端钮，这个对外只有两个端钮，这个网络整体称为二端网络网络整体称为二端网络 两个二端网络等效是指对二两个二端网

26、络等效是指对二端网络外部电路而言，它们具端网络外部电路而言，它们具有相同的伏安关系有相同的伏安关系 对对45电阻而言，二端网络电阻而言，二端网络N1、N2具有相同的伏安关系，具有相同的伏安关系，2个二端网络等效个二端网络等效 二端网络二端网络N1、N2内部而言，流过内部而言，流过5电阻上的电流电阻上的电流Is、I0不同，不同，显然是不等效的显然是不等效的二电阻元件的联接概述二电阻元件的联接概述 对于复杂电路，纯粹用对于复杂电路，纯粹用基尔霍夫等定律分析过于基尔霍夫等定律分析过于困难困难 需要根据电路的结构特点去需要根据电路的结构特点去寻找分析与计算的简便方法寻找分析与计算的简便方法 电阻元件是

27、构成电路的基本元件之一，采用不同的联接方法，电阻元件是构成电路的基本元件之一，采用不同的联接方法，电路的结构便不一样，其分析方法也就可能不同。在实际使用电路的结构便不一样，其分析方法也就可能不同。在实际使用中，电阻元件的联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角中，电阻元件的联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角形联接、星形联接、桥式联接方式等。形联接、星形联接、桥式联接方式等。三电阻元件的串联联接三电阻元件的串联联接 如果电路中有两个或更多个电阻一如果电路中有两个或更多个电阻一个接一个地顺序相联，并且在这些电个接一个地顺序相联，并且在这些电阻上通过同一电流，则这样的联接方阻上通过同一电流，则

28、这样的联接方法称为电阻串联法称为电阻串联（如右图）（如右图）两个两个电电阻阻R1、R2串串联联可用一个可用一个电电阻阻R来来等效等效代替，代替，这这个个等效等效电电阻阻R的的阻阻值为值为R1+R2（即右上图可用右下（即右上图可用右下图等效）图等效）串串联联是是电电阻元件阻元件联联接的基本方式之一，接的基本方式之一，也是其它元件也是其它元件联联接的基本方式之一接的基本方式之一 电电阻串阻串联联的物理的物理连连接特接特征征为电为电阻一个接一个地阻一个接一个地顺顺序相序相联联电阻串联的应用很多。例如在负载额定电压低于电源电电阻串联的应用很多。例如在负载额定电压低于电源电压的情况下，可根据需要与负载串

29、联一个电阻以分压压的情况下，可根据需要与负载串联一个电阻以分压 串串联电联电阻上阻上电压电压的分配与的分配与电电阻成正比，阻成正比，电电阻阻R 1、R 2上的上的电压电压如右如右 u 电电阻串阻串联联的几点的几点结论结论 两个两个电电阻阻R1、R2串串联联可用一可用一个个电电阻阻R来来等效等效代替，等效代替，等效电电阻阻R的阻的阻值为值为R1+R2四电阻元件的并联联接四电阻元件的并联联接如果电路中有两个或更多个电阻联接如果电路中有两个或更多个电阻联接在两个公共的结点之间，则这样的联在两个公共的结点之间，则这样的联接方法称为电阻并联（如右图）接方法称为电阻并联（如右图）两个两个电电阻阻R 1、R

30、 2并并联联可用一个可用一个电电阻阻R来来等效等效代替（代替（这这个个等效等效电电阻阻R的的阻阻值值的倒数的倒数为为（1/R1+1/R 2），），即右上图可用右下图等效即右上图可用右下图等效电电阻并阻并联联的物理的物理连连接特征接特征为为两个或更多个两个或更多个电电阻阻联联接接在两个公共的在两个公共的结结点之点之间间一般负载都是并联使用的。各个不同的负载并联时，它一般负载都是并联使用的。各个不同的负载并联时，它们处于同一电压下，任何一个负载的工作情况基本不受们处于同一电压下，任何一个负载的工作情况基本不受其它负载的影响其它负载的影响并并联电联电阻上阻上电电流的分配与流的分配与电电阻成反比，阻成

31、反比，电电阻阻R1、R2上的上的电电流如右流如右 u 电电阻并阻并联联的几点的几点结论结论两个两个电电阻阻R 1、R 2并并联联可用一可用一个个电电阻阻R来来等效等效代替（代替（其其阻阻值值的倒数的倒数为为（1/R1+1/R 2）通通过过合并串并合并串并联电联电阻阻简简化化电电路是路是分析分析电电路的基本方法之一，下面我路的基本方法之一，下面我们们通通过过几个例几个例题题来理解其来理解其应应用用 用用电电阻阻R 23 等效替等效替换换R 2、R 3（这这种种变换对电变换对电阻阻R 1而而言是等效的言是等效的，对对R 2、R 3而言是不等效的）；再用而言是不等效的）；再用电电阻阻R等效替等效替换

32、换R 1、R 23，可求，可求I（详细解答详细解答）。）。例例1 电电路如右路如右图图，已知，已知R 1=4、R 2=R 3=8，U=4V请请求求I、I 1、I 2、I 3 u 几个例几个例题题 R=2、I=U/R=2A、I1=1A、I2=I3=0.5A 可通过合并串、可通过合并串、并联电阻求出总等并联电阻求出总等效电阻从而求出电效电阻从而求出电流流I 并根据分流公并根据分流公式求出式求出I7（详细详细解答解答）。）。例例2 电电路如下路如下图图，请请求求I、I7？I=2A、I7=1A五电阻元件的三角形、星形与桥式联接五电阻元件的三角形、星形与桥式联接在实际电路中，电阻元件除采用串联、并联联接

33、方式以外，还在实际电路中，电阻元件除采用串联、并联联接方式以外，还存在许多既非串联，又非并联的联接方法存在许多既非串联，又非并联的联接方法 如左如左图图，Ra、Rb、Rab三三个个电电阻首尾阻首尾联联接，构成一接，构成一个个闭闭合的三角形状，我合的三角形状，我们们称称这这种种联联接接为为三角形（三角形（形）形）联联接。接。类类似地，似地，Rca、Rbc、Rab也构成也构成三角形（三角形（形）形）联联接接。形联接也常称形联接也常称形联接形联接 图图中，中，Ra、Rb、Re三个三个电电阻一端阻一端联联接在一起，我接在一起，我们们称称这这种种联联接接为为星形（星形（丫丫形）形）联联接。接。Ra、Rb

34、、Rbc、Rca四个四个电电阻首尾阻首尾联联接，中接，中间间用用Rab像像桥桥一一样样相互相互联联接，接，这这种种联联接称接称为为桥桥式式联联接。接。丫形联接也常称丫形联接也常称T形联接形联接。三角形、星形、桥三角形、星形、桥式联接为实际电路元件的常见联接方法式联接为实际电路元件的常见联接方法 对外部电路而言，三角形联接的电阻网络可用星形联接的电对外部电路而言，三角形联接的电阻网络可用星形联接的电阻网络取代，反之亦然（即对外部电路而言，下面两图可互换。阻网络取代，反之亦然（即对外部电路而言，下面两图可互换。请记住丫形网络（左图）用请记住丫形网络（左图）用 形网络替换的形网络替换的变换公式变换公

35、式及及 形网络（右图）用丫形网络替换的形网络（右图）用丫形网络替换的变换公式变换公式 电路中没有直接电阻串、电路中没有直接电阻串、并联关系。可通过将并联关系。可通过将 形形电阻网络用丫形网络等电阻网络用丫形网络等效替换后再合并串、并效替换后再合并串、并联电阻后求解（联电阻后求解（详细解详细解答答）。）。例例3 电电路如下路如下图图，已知，已知Ra=Rab=Rbc=4、Rca=8、Rb=Re=5、U=24V请请求求I、Rb 上上电压电压URb？I=2.4A、URb=6V六本课的重点与难点六本课的重点与难点 重点：电阻元件的串并联联接重点：电阻元件的串并联联接 难点：电阻元件的三角形、星型的等效变

36、换难点：电阻元件的三角形、星型的等效变换及应用。及应用。七思考题七思考题 电路如上图，电路如上图，Ra=Rbc=4、Rca=8，电电阻阻Rab上流上流过电过电流流为为0，请请求求Rb的的值值 下下 课课第第4课课 在本次课中，我们将介绍电源元件的使在本次课中，我们将介绍电源元件的使用用上一课回顾上一课回顾一一电源元件的电源元件的 概念 如果一个二端元件对外输出的端电压或电流能如果一个二端元件对外输出的端电压或电流能保持为一个恒定值或确定的时间函数，我们就保持为一个恒定值或确定的时间函数，我们就把这个二端元件称为电源把这个二端元件称为电源。依照电源的输出类型是电压还是电流可分为电压源、电流源。依

37、照电源的输出是否恒定可分为直流电源直流电源、交交流电源流电源。二电压源模型的引入二电压源模型的引入 电压源是使用非常广泛的一种电源模型，如电池电压源是使用非常广泛的一种电源模型，如电池便可用电压源来表示便可用电压源来表示电源是电路的基本部件之电源是电路的基本部件之一，它负责给电路提供能一，它负责给电路提供能量，是电路工作的源动力量，是电路工作的源动力 一个电源可以用两种不同的一个电源可以用两种不同的电路模型来表示，用电压形式电路模型来表示，用电压形式来表示的模型为电压源模型；来表示的模型为电压源模型；用电流形式来表示的模型为电用电流形式来表示的模型为电流源模型流源模型 电压电压源是用源是用电动

38、势电动势E和内阻和内阻R0串串联联来表示来表示电电源的源的电电路模路模型（如左型（如左图图）下面以电压源模型为例介绍电源元件的使用下面以电压源模型为例介绍电源元件的使用 三有载工作分析三有载工作分析将在电子技术中介绍电将在电子技术中介绍电源的实现，在此，更关源的实现，在此，更关心电源驱动电路的能力心电源驱动电路的能力 所谓电源有载工作是指电源所谓电源有载工作是指电源开关闭合，电源与负载接通构开关闭合，电源与负载接通构成电流回路的电路状态成电流回路的电路状态 可通可通过过左左图图示手示手电电筒模型来筒模型来理解理解 电电路的伏安关系如右路的伏安关系如右表征表征电电源的外部特性常源的外部特性常用功

39、率，将上式用功率，将上式各各项项乘乘以以I，则则得到功率平衡式得到功率平衡式 式（式（1-3-4）表明，在一个电路中，电源产生的功率等于）表明，在一个电路中，电源产生的功率等于负载取用的功率与电源内阻消耗的功率的和，我们称之负载取用的功率与电源内阻消耗的功率的和，我们称之为功率平衡（可通过为功率平衡（可通过一个例题一个例题来理解）来理解）用功率表示用功率表示为为：P=PE P式中，式中，P=UI，为电为电源源输输出功率；出功率；PE=EI，为电为电源源产产生功率；生功率；P=R0 I 2，为电为电源内阻消耗功率源内阻消耗功率 手手电电筒筒电电路的伏安关系如右路的伏安关系如右 当当RO=0时时，

40、也就是也就是说说，电电源的内阻等于零源的内阻等于零时时，电电源端源端电压电压U恒等于恒等于电电源源电动势电动势E，是一定，是一定值值，而，而其中的其中的电电流流I由由负载电负载电阻阻确定。我确定。我们们把把这样这样的的电压电压源称源称为为理想理想电压电压源或恒源或恒压压源源 电压电压源是用源是用电动势电动势E和内阻和内阻R0串串联联来来表示表示电电源的源的电电路模型，其数学描述路模型，其数学描述为为四理想电压源四理想电压源理想理想电压电压源具有以下两个基本性源具有以下两个基本性质质：其端其端电压电压U是一定是一定值值，与流，与流过过的的电电流流I的大小无关；的大小无关；流流过过的的电电流是任意

41、的，其数流是任意的，其数值值由与由与电压电压源相源相联联接的外接的外电电路决定路决定实际实际上，理想的上，理想的电压电压源是不存在的源是不存在的五电流源模型五电流源模型一个实际电源除可以用电压一个实际电源除可以用电压源的模型来表示外，还可以源的模型来表示外，还可以用电流源的模型来表示用电流源的模型来表示 电压电压源是用源是用电动势电动势E和内阻和内阻R0串串联联来表示，来表示，电电流源是用流源是用IS 和和U/R0 两条支路的并两条支路的并联联来表示。来表示。电电流源的模型可直流源的模型可直接从接从电压电压源模型中源模型中导导出出 电压电压源是用源是用电动势电动势E和内阻和内阻R0串串联联来来

42、表示表示电电源的源的电电路模型，其数学描述路模型，其数学描述为为 上式两上式两边边除以除以R0，有：，有：U/RO=E/RO-I引入引入电电源的短路源的短路电电流流IS，显显然，然，IS=E/RO，则则上式上式变为变为 这这便是便是电电流源的数学模型，流源的数学模型，电电路如上路如上当当R0=（相当于并（相当于并联联支路支路R0断开），断开），则则I=IS，也就是，也就是说说，负载电负载电流流I固定等于固定等于电电源短路源短路电电流流IS，而其两端的，而其两端的电压电压U则则是是任意的，任意的，仅仅由由负载电负载电阻及阻及电电源短路源短路电电流流IS确定。我确定。我们们把把这样这样的的电电流源

43、称流源称为为理想理想电电流源或恒流源流源或恒流源 电电流源是用流源是用IS 和和U/R0 两条支路的两条支路的并并联联来表示，其数学描述来表示，其数学描述为为六理想电流源六理想电流源理想理想电电流源具有以下两个基本性流源具有以下两个基本性质质：输输出出电电流是一个定流是一个定值值IS，与端，与端电压电压U无关。无关。输输出的出的电压电压是任意的是任意的，其数，其数值值由外由外电电路决定路决定实际实际上，理想的上，理想的电电流源是不存在的流源是不存在的电电源开路源开路时电时电路路电电流流为为零，零，电电源源输输出功率出功率为为零，零，电电子子设备设备没有没有启启动动，电电路路显显然不能工作，因此

44、：然不能工作，因此：开启开启电电路路电电源是源是电电路开始工作的第一步路开始工作的第一步电电源开路是指源开路是指电电源开关断开、源开关断开、电电源的源的端端电压电压等于等于电电源源电动势电动势、电电路路电电流流为为零、零、电电源源输输出功率出功率为为零的零的电电路状路状态态七电源其它知识七电源其它知识1、开路、开路 电源开路用表达电源开路用表达式表示为式表示为 I=0 U=U0=E P=0 电源开路示意图如上图电源开路示意图如上图 电电源短路是一种非常危源短路是一种非常危险险的的电电路状路状态态，巨大的短路，巨大的短路电电流将流将烧烧坏坏电电源源,甚至引起火灾等事故甚至引起火灾等事故电电源短路

45、是指源短路是指电电源两端由于某种原因源两端由于某种原因而直接被而直接被导线联导线联接的接的电电路状路状态态。短路。短路时电时电路的路的负载电负载电阻阻为为零、零、电电源的端源的端电电压为压为零，内部将流零，内部将流过过很大的短路很大的短路电电流流2、短路、短路 电源短路用表达电源短路用表达式表示为式表示为 I=IS=E/R0 U=0 P=0 PE=P=R0I2电源短路示意图如上图电源短路示意图如上图 电源开路电压、短路电流是实际电源的基本参数之一，电源开路电压、短路电流是实际电源的基本参数之一，可通过可通过一个例题一个例题来理解来理解 确定某一元件是电源还是负载有两种方法：确定某一元件是电源还

46、是负载有两种方法：（1）根据电压和电流的实际方向来判别，方法如下：）根据电压和电流的实际方向来判别，方法如下：实际电流是从实际电压方向的实际电流是从实际电压方向的“+”端流出，端流出，U和和I方向相反，则方向相反，则该元件为电源；该元件为电源；实际电流是从实际电压方向的实际电流是从实际电压方向的“+”端流入，端流入，U和和I方向相同，该方向相同，该元件为负载。元件为负载。一般来一般来说说，电电源是作源是作为为提供功率的元件出提供功率的元件出现现的，但是，有的，但是，有时时也可能作也可能作为为吸收功率的元件（作吸收功率的元件（作为负载为负载）出）出现现在在电电路路3、电源与负载的判别、电源与负载

47、的判别可通过可通过一个例题一个例题来理解来理解 （2）根据电压和电流的参考方向来判别，方法如下：）根据电压和电流的参考方向来判别，方法如下：当元件的当元件的U、I方向选得一致时，若方向选得一致时，若P=UI为为正正值值，该该元件是元件是负载负载，反之，反之，为电为电源；源；当元件的当元件的U、I方向选得不一致时，若方向选得不一致时，若P=UI为为正正值值，该该元件是元件是电电源，反之，源，反之，为负载为负载。八本课的重点八本课的重点 重点：电源模型及有载分析第第5课课 在本次课中，在本次课中，我们将介绍电源元件的串介绍电源元件的串并联联接、电流源、电压源相互之间的等并联联接、电流源、电压源相互

48、之间的等效变换及其应用、受控电源等效变换及其应用、受控电源等 课堂小测验课堂小测验当当I1为为1A时，判断条件不充分；当时，判断条件不充分；当I1为为-1A时，时，I3值为正值为正 在右在右图图示示电电路中，假定路中，假定E1=6V、当当I1分分别为别为1A、-1A 时时，请请判断判断I3值为值为正正值还值还是是为负值为负值 额定功率为额定功率为3000W的发电机，只接了一个的发电机，只接了一个1000W的的电炉，请问还有电炉，请问还有2000W的电能到那里去了的电能到那里去了发电机的实际输出功率为发电机的实际输出功率为1000W（实际只输出了（实际只输出了1000W）一电源元件一电源元件 的

49、串并联联接的串并联联接所以：所以：I=（E2+E1）/（R2+R1+RL）U=E2+E1-I（R2+R1）像电阻元件一样，电源元件也存像电阻元件一样，电源元件也存在联接问题。在联接问题。两个两个电压电压源源E1、E2的串的串联联联联接模型如右接模型如右图图 对对右右图电图电路路应应用基用基尔尔霍夫霍夫电压电压定定律有：律有：E2+E1=I（R2+R1）+IRL引入一个等效引入一个等效电压电压源源E，其，其电动势电动势E为为E2+E1，内阻，内阻R0为为R2+R1，用它取代，用它取代电压电压源源E2、E1，其，其电电路如上左路如上左图图 可得出电压源串联联接的结论：可得出电压源串联联接的结论：对

50、负载而言，多个电压源串联可用一个电压对负载而言，多个电压源串联可用一个电压源等效，其电动势为多个电压源电动势的代数源等效，其电动势为多个电压源电动势的代数和、内阻为多个电压源各自内阻的和。和、内阻为多个电压源各自内阻的和。可通过串接电压源提高负载的工作电压。可通过串接电压源提高负载的工作电压。两个两个电压电压源源E1、E2的的并并联联联联接的模型如右接的模型如右图图 求解求解电电路路，有有I2=（E1E2）/（R1+R2）两个具有不同电动势的电压源并联，高电动势的两个具有不同电动势的电压源并联，高电动势的电压源将产生很大的输出电流，低电动势的电压源电压源将产生很大的输出电流，低电动势的电压源将