汽车电工电子技术第一章24847.pptx

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1、电工电子电工电子技术技术吴渝平吴渝平绪绪 论论一、课程的地位和主要内容一、课程的地位和主要内容电工电子技术研究电工技术和电子技术 的理论及其应用的科学技术。电工技术电工技术 （上册）（上册）（电工学）（电工学）电工电子技术电工电子技术电子技术电子技术 （下册）（下册）电路分析基础电路分析基础 磁路与电机磁路与电机 模拟电子技术模拟电子技术 数字电子技术数字电子技术 电路分析基础电路分析基础 直流电路（直流电路（1、2）；暂态分析）；暂态分析 （3）；交流电路（；交流电路（4、5）。）。磁路与电机磁路与电机磁路和变压器（磁路和变压器（6）；电动机（）；电动机（7、8、9）；继电接触器控制（）；继

2、电接触器控制（10）可编程控制器（可编程控制器（11）、供电与安全用电（）、供电与安全用电（12）、电工测量（）、电工测量（13）上册上册模拟电子技术模拟电子技术半导体器件（半导体器件（14）；放大器）；放大器 （15、16）；反馈（）；反馈（17）；直流电源）；直流电源 （18）；电力电子技术（）；电力电子技术（19）数字电子技术数字电子技术组合电路（组合电路（20）；时序电路）；时序电路（21）存储器和可编程器件（存储器和可编程器件（22）、模数转换（）、模数转换（23）、现代通信技术（）、现代通信技术（24）下册下册二、电工电子技术的发展与应用二、电工电子技术的发展与应用现状容量大型化容

3、量大型化器件小型化器件小型化功率电子技术功率电子技术微电子技术微电子技术设计自动化设计自动化EDAEDA技术技术1785年，库仑确定电荷间的作用力；年，库仑确定电荷间的作用力；1826年，欧姆提出年，欧姆提出“欧姆定律欧姆定律”；1831年，法拉第发现电磁感应现象；年，法拉第发现电磁感应现象；1834年，雅可比造出第一台电动机；年，雅可比造出第一台电动机；1864年，麦克斯韦提出电磁波理论；年，麦克斯韦提出电磁波理论；1895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；1904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；194

4、6年，诞生第一台电子计算机；年，诞生第一台电子计算机；1947年，贝尔实验室发明第一只晶体管；年，贝尔实验室发明第一只晶体管；1958年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。：发 展快速发展快速发展原因原因电能电能易转换易转换易传输易传输易控制易控制 计算机检测控制系统原理框图计算机检测控制系统原理框图微微机机传传感感器器伺服伺服机构机构模拟模拟信号信号处理处理功率功率放大放大模数模数转换转换数模数模转换转换数字数字接口接口数字数字接口接口 被被 测测 控控 对对 象象干扰、噪声、漂移、非线性干扰、噪声、漂移、非线性电工电子技术的典型应用电工电子技术的典型应用模

5、拟电模拟电子技术子技术数字电数字电子技术子技术电机电机三、三、如何学好电工电子技术如何学好电工电子技术课程特点：内容多且广、学时相对少课程特点：内容多且广、学时相对少1 1、注意掌握、注意掌握“三基三基”：2 2、注重综合分析与设计、注重综合分析与设计 注重工程化素质培养注重工程化素质培养基本原理、基本分析方法、基本应用基本原理、基本分析方法、基本应用3 3、提高学习效率、培养自学能力、提高学习效率、培养自学能力课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验 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1.11.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分

6、电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分1.21.2 电路模型电路模型电路模型电路模型1.31.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.41.4 欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律1.51.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.61.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.71.7 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算本章要求本章要求本章要求本章要求:1 1.了解电路模型及理想电路元件的意义；了解电路模型及理想电路元

7、件的意义；了解电路模型及理想电路元件的意义；了解电路模型及理想电路元件的意义；2 2.理解电压与电流理解电压与电流理解电压与电流理解电压与电流参考方向参考方向参考方向参考方向的意义；的意义；的意义；的意义；3.3.理解理解理解理解电路的电路的电路的电路的基本定律基本定律基本定律基本定律并能正确应用；并能正确应用；并能正确应用；并能正确应用；4.4.了解电源的有载工作、开路与短路状态，了解电源的有载工作、开路与短路状态，了解电源的有载工作、开路与短路状态，了解电源的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；5

8、.5.掌握掌握掌握掌握分析与计算电路中各点电位分析与计算电路中各点电位分析与计算电路中各点电位分析与计算电路中各点电位的方法。的方法。的方法。的方法。1.1 电路的作用与组成部分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)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合

9、而成。或电路元件按一定方式组合而成。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t t1 1：热端：热端：热端：热端t t2 2：冷端冷端冷端冷端mVt1t2热电偶热电偶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:取用取用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.输电线输电线直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大

10、、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激励：激励：电源或信号源的电压或电流，推动电路工作电源或信号源的电压或电流，推动电路工作;响应响应:由激励所产生的电压和电流由激励所产生的电压和电流;电路分析：电路分析：在电路结构、电源和负载等参数已知的在电路结构、电源和负载等参数已知的条件下，讨论激励和响应之间的关系。条件下，讨论激励和响应之间的关系。1.2 电路模型电路模型 为了便于用数学方法分析电路，将为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化实际电路模型化，用足以反映其

11、电磁性质的理想电路元件或其组合来模用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。电路模型。实际电路实际电路实际器件（电阻器、电容器、实际器件（电阻器、电容器、电感线圈、晶体管、集成电路等）电感线圈、晶体管、集成电路等）电路模型电路模型抽象抽象近似近似理想电路元件（电阻元件、电容元件、理想电路元件（电阻元件、电容元件、电感元件、电源、理想运放等）电感元件、电源、理想运放等）器件建模：器件建模：1.1.保留主要电磁特性保留主要电磁特性2.2.一个器件可由多个元件模型表示一个器件可由多个元件模型表示

12、电路的建模过程电路的建模过程 电池电池是电源元件，其参是电源元件，其参数为电动势数为电动势 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；筒体筒体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。今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，

13、各种电路元电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号表示。表示。表示。表示。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 手电筒由电池、灯泡、开手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。关和筒体组成。S灯管镇流器220V日光灯的点燃过程 闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉光，产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接触使电路接通。灯丝和镇流器中有电流通过。电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U型片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生很高高的

14、自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。2日光灯正常发光日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是障碍电流变化的，这时和镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常发光。1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际

15、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动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)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、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V注意：注意：它们是它们是标量标量，规定方向是为了便于电路的计算。，规定方向是为了便于电路的计算。(2)(2)参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：(1)(1)参考方向参考方向参考方向参考方向IE+_ 在分析与计算电路时，对电量任在分析与计算电路时，对电量任意

16、假定的方向。一种意假定的方向。一种分析方法分析方法。Iab 双下标双下标2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向负载负载负载负载 U U、I I参考方向相同；参考方向相同；参考方向相同；参考方向相同；电源电源电源电源 I I参考方向与参考方向与参考方向与参考方向与E E方向相同。方向相同。方向相同。方向相同。实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考

17、方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。(3)(3)实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流(或电压或电压)值才有正负值才有正负之分。之分。若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。1.4 欧姆定律欧姆定律U、I 参考方向相同时，参

18、考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同，即参考方向相同，即关联参考方向关联参考方向。U=R I U U=RIRI解：解：对图对图(a)有有,U=RI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=R

19、IRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的伏安

20、特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。1.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合,接通电源与负载接通电源与负载接通电源与负载接通电源与负载负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压U U=IRIR （1 1）特征）特征）特征）特征:1.5.1 电源有载工作电源有载工作IR0R EU I 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，在电源有内阻时，在电源有内阻时，I I U U

21、。或或或或 U U=E IRE IR0 0电源的外特性电源的外特性电源的外特性电源的外特性E EU UI I0 0 当当当当 R R0 0R R 时，则时，则时，则时，则U U E E ，表明，表明，表明，表明当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合,接通电源与负载。接通电源与负载。接通电源与负载。接通电源与负载。负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压U=RIU=RI （1 1）特征）特征）特征

22、）特征:1.5.1 电源有载工作电源有载工作 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，在电源有内阻时，在电源有内阻时，I I U U 。或或或或 U=E RU=E Ro oI IUI=EI RUI=EI Ro oI I P P=P PE E P P负载负载负载负载取用取用取用取用功率功率功率功率电源电源电源电源产生产生产生产生功率功率功率功率内阻内阻内阻内阻消耗消耗消耗消耗功率功率功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小

23、的概念负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定电压一定电压一定)。IR0R EU I（2 2）电源与负载的判别）电源与负载的判别）电源与负载的判别）电源与负载的判别根据根据根据根据 U U、I I 的的的的实际方向判别实际方向判别实际方向判别实际方向判别电源：电源：电源：电源：U U、I I 实际方向相反，实际方向相反，实际方向相反，实际方向相反，即电流从即电流从即电流从即电流从U U“+”“+”“+”“+”端流出，端流出，端流出，端流出，（发出功率）

24、（发出功率）（发出功率）（发出功率）；负载：负载：负载：负载：U U、I I 实际方向相同，实际方向相同，实际方向相同，实际方向相同，即电流从即电流从即电流从即电流从U U“+”端流入，端流入，端流入，端流入，（吸收功率）（吸收功率）（吸收功率）（吸收功率）。R U+_IIE+_U+_例例例例1 1：已知：方框代表电源或负载，已知：方框代表电源或负载，已知：方框代表电源或负载，已知：方框代表电源或负载，U U=220V=220V，I I=-1A=-1A试问试问试问试问：哪些方框是：哪些方框是：哪些方框是：哪些方框是电电电电源，哪些是源，哪些是源，哪些是源，哪些是负载负载负载负载？UI+-(a(

25、a)UI+-(b(b)UI-+(c(c)UI-+(d(d)解：解：解：解：(a)(a)电流从电流从电流从电流从“+”“+”流出，故为电源；流出，故为电源；流出，故为电源；流出，故为电源；(b)(b)电流从电流从电流从电流从“+”“+”流入，故为负载；流入，故为负载；流入，故为负载；流入，故为负载；(c)(c)电流从电流从电流从电流从“+”“+”流入，故为负载流入，故为负载流入，故为负载流入，故为负载 ；(d)(d)电流从电流从电流从电流从“+”“+”流出，故为电源。流出，故为电源。流出，故为电源。流出，故为电源。例例例例2 2：已知：已知：已知：已知：U U1 1=9V=9V，I I=-1A=

26、-1A，R R=3=3 求：元件求：元件求：元件求：元件1 1、2 2分分分分别别别别是是是是电电电电源源源源还还还还是是是是负载负载负载负载，并，并，并，并验证验证验证验证 电电电电路功率是否平衡？路功率是否平衡？路功率是否平衡？路功率是否平衡？解：解：解：解：I I1 1R R U U1 1 U U2 22 2因为因为因为因为U U2 2=-=-RIRI+U U1 1=12V=12V所以电流从元件所以电流从元件所以电流从元件所以电流从元件1 1的的的的“+”“+”流入，从元件流入，从元件流入，从元件流入，从元件2 2的的的的“+”“+”流流流流出，出，出，出，故故故故元件元件元件元件1 1

27、为为为为负载负载负载负载，元件元件元件元件2 2为为为为电源电源电源电源。电源产生功率：电源产生功率：电源产生功率：电源产生功率：P P2 2=U U2 2I I=12W=12W负载取用功率：负载取用功率：负载取用功率：负载取用功率：P P1 1+P PR R=U U1 1I I+R R I I2 2=9+3=12W=9+3=12W因为因为P2=P1+PR，所以电路的功率平衡。所以电路的功率平衡。（3 3）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在正常运行时的规定使用

28、值电气设备在正常运行时的规定使用值（4 4）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（轻载）：欠载（轻载）：欠载（轻载）：欠载（轻载）：I I I IN N ，P P I IN N ，P P P PN N (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：额定工作状态：额定工作状态：I I=I IN N ，P P=P PN N (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)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；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

29、全性；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。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。例：例：例：例：灯泡：灯泡：灯泡：灯泡：U UN N=220V=220V，P PN N =60W=60W电阻：电阻：电阻：电阻：R RN N=100=100 ，P PN N =1 W=1 W 特征特征特征特征:开关开关开关开关 断开断开断开断开1.5.2 电源开路电源开路I I=0=0电源端电压电源端电压电源端电压电源端电压(开路电压开路电压开路电压开路电压)负载功率负载功率负载功率负载功率U U =U U0 0=E EP P =0=01.1.开路处的电流等于零；开路处

30、的电流等于零；开路处的电流等于零；开路处的电流等于零；I I =0=02.2.开路处的电压开路处的电压开路处的电压开路处的电压 U U 视电路情况而定。视电路情况而定。视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征:I I+U U有有有有源源源源电电电电路路路路IRoR EU0 电源外部端子被短接电源外部端子被短接1.5.3 电源短路电源短路 特征特征:电源端电压电源端电压负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）U=0 PE=P=IR0P=01.1.1.1.

31、短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；U U =0=02.2.2.2.短路处的电流短路处的电流短路处的电流短路处的电流 I I 视电路情况而定。视电路情况而定。视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征:I+U有有源源电电路路IR0R EU0 2.1 电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换2.1.1 电阻的串联电阻的串联特点特点特点特点:1)1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；两电阻串联

32、时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：R R=R R1 1+R R2 23)3)等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；4)4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R R1 1U U1 1U UR R2 2U U2 2I I+R RU UI I+2)2)各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；应用：应用：应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、

33、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。2.1.2 电阻的并联电阻的并联两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：(3)(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；(4)(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。特点特点特点特点:(1)(1)各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个

34、公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；R RU UI I+I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+(2)(2)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；应用：应用：应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。2.3 电源的两种模型及其等效变换电源的两种模型及其等效变换2.3.1 电压源电压源 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得:U U=E R E R0 0 I I若若若若 R R0 0=0=0理想电压源理想电压源理想

35、电压源理想电压源:U U E EU U0 0=E E 电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性I IU UI IR RL LR R0 0+-E EU U+电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联的电源的串联的电源的串联的电源的串联的电源的电路模型。电路模型。电路模型。电路模型。若若若若 R R0 0 R RL L，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。电流源电流源电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型R R0 0U

36、 UR R0 0U UI IS S+理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源)例例例例2 2：(2)输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ，(3)与恒流源串联的电路电流恒定；与恒流源串联的电路电流恒定；与恒流源串联的电路电流恒定；与恒流源串联的电路电流恒定；(3)(3)恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。特点特点特点特点:(1)(1)内阻内阻内阻内阻R R0 0 =；设设 IS=1

37、0 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电压。后，恒流源对外输出电压。RL当当当当 R RL L=1=1 时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=10 V=10 V当当当当 R RL L=10 =10 时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=100V=100V外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线 IUISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。2.3.3 电压源与电流源的等效变电压源与电流源的等效变换换由左图：由左图：由左图：由左图：U U=E E IRIR0 0由右图：由右图：由右图：由右图：

38、U U=(=(I IS S I I)R R0 0 =I IS SR R0 0 IRIR0 0I IR RL LR R0 0+E EU U+电压源电压源电压源电压源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件:E E =I IS SR R0 0R RL LR R0 0U UR R0 0U UI IS SI I+电流源电流源电流源电流源 等效变换等效变换等效变换等效变换时，两电源的时，两电源的时，两电源的时，两电源的参考方向参考方向参考方向参考方向要一一对应。要一一对应。要一一对应。要一一对应。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之

39、间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只对对对对外外外外电路而言，电路而言，电路而言，电路而言，对电源对电源对电源对电源内部则是内部则是内部则是内部则是不等效的。不等效的。不等效的。不等效的。注意事项：注意事项：例：当例：当例：当例：当R RL L=时，时，时，时，电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻 R R0 0 中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻 R R0 0 中则损耗功率。中则损耗功率

40、。中则损耗功率。中则损耗功率。任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势 E E 和某个电阻和某个电阻和某个电阻和某个电阻 R R 串联的电路，串联的电路，串联的电路，串联的电路，都可化为一个都可化为一个都可化为一个都可化为一个电流为电流为电流为电流为 I IS S 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。R R0 0+E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b+R R0 0E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b例例例例3:3:求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路

41、的等效电源解解:+abU2 5V(a)+abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A2 3 b+(a)a+5V3 2 U+a5AbU3(b)+2.3.4 电源等效变换法电源等效变换法（1 1）分析电路结构，搞清联接关系；分析电路结构，搞清联接关系；分析电路结构，搞清联接关系；分析电路结构，搞清联接关系；（2 2）根据需要进行电源等效变换；根据需要进行电源等效变换；根据需要进行电源等效变换；根据需要进行电源等效变换；（3 3）元件合并化简：元件合并化简：元件合并化简：元件合并化简：电压源串联电压源串联电压源串联电压源串联合并，合并，合并，合并，电流源并联电流源并联电流源并联

42、电流源并联合并，合并，合并，合并，电阻串并联电阻串并联电阻串并联电阻串并联合并；合并；合并；合并；（4 4）重复（重复（重复（重复（2 2）、（）、（）、（）、（3 3）；）；）；）；（5 5）成为简单电路，用欧姆定律或分流公式求解。成为简单电路，用欧姆定律或分流公式求解。成为简单电路，用欧姆定律或分流公式求解。成为简单电路，用欧姆定律或分流公式求解。例例例例4:4:试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法计算计算计算计算2 2 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。解解解解:8V8V+2

43、 2 2 2V V+2 2 I I(d)(d)2 2 由图由图由图由图(d)(d)可得可得可得可得6V6V3 3 +12V12V2A2A6 6 1 1 1 1 2 2 I I(a)(a)2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)4A4A2 2 2 2 2 2 2V2V+I I(c)(c)例例5：解：解：统一电源形式统一电源形式统一电源形式统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中电路中电路中电路中1 1 电阻中的电流。

44、电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A解：解：解：解：I4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3A例例例例6:6:电路如图。电路如图。电路如图。电路如图。U U1 110V10V，I IS S2A2A，R R1 11 1，R R2 22 2，R R3 35 5 ，R R1 1。(1)(1)求求求求电电电电阻阻阻阻R R中的中的中的中的电电电电流流流流I I；(2)(2)计计计计算理想算理想算理想算理想电压电压电压电压源源源源U U1 1中的

45、中的中的中的电电电电流流流流I IU1U1和理想和理想和理想和理想电电电电流源流源流源流源I IS S两两两两端的端的端的端的电压电压电压电压U UISIS；(3)(3)分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。解：解：解：解：(1)(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)(2)由图由图(a)可得：可得：理想电压源中的电流理想电压源中的电流理想电流源两端的电压

46、理想电流源两端的电压IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)IR3各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：两者平衡：两者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：都是电源，发出的功率分别是：1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：支路：支路：两结点之间由元件串联构成的一段电路。两结点之间由元件串联构成的一段电路。两结点之间由元件串联构成的一段电路。两结点之间由元件串联构成的一段电路。一条支路流过一个电流，称为支路

47、电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上导线的联接点。三条或三条以上导线的联接点。三条或三条以上导线的联接点。三条或三条以上导线的联接点。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。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：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3 3 3例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca

48、、（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 I1.6.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)1 1定律定律定律定律 即即即即:入

49、入入入=出出出出 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。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。或或:=0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a：I1+I2=I3或或 I1+I2I3=0 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。电流定

50、律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。2 2推广推广推广推广I=?例例2:广义结点广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。电压的代数和恒等于零。电压的代数和恒等于零。电压的代数和恒等于零。