(精品)《电工电子技术基础》第1章电路基本概念.ppt

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1、电工电子技术电工电子技术1 电工电子学电工电子学电工电子学电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的是一门研究电能在技术领域中应用的技术基础课技术基础课技术基础课技术基础课，它包括：，它包括：，它包括：，它包括：电工技术电工技术电工技术电工技术和和和和电子技术电子技术电子技术电子技术两部分。两部分。两部分。两部分。电工技术：电工技术：电路理论：电路理论：直流、交流、暂态、非正弦。直流、交流、暂态、非正弦。磁路和电机：磁路和电机：变压器、电磁铁、变压器、电磁铁、三相异步电动机及控制。三相异步电动机及控制。电子技术：电子技术：模拟电子

2、线路：模拟电子线路：半导体器件、分离件放大器、半导体器件、分离件放大器、集成运放、电源集成运放、电源数字电路：数字电路：各种门电路、组合电路、各种门电路、组合电路、时序电路及时序电路及555的应用电路。的应用电路。2 电工电子学是研究电工电子学是研究电工技术电工技术和和电子技术电子技术的理论的理论和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应具有具有基础性、应用性基础性、应用性和和先进性先进性。基础基础是指基本理论、基本知识和基本技能。是指基本理论、基本知识和基本技能。应用应用是指课程内容要理论联系实际，建立是指课程内容要理论联系实际，建立系统概念，培

3、养大家分析和解决问题的能力；系统概念，培养大家分析和解决问题的能力；重视实验技能的训练。重视实验技能的训练。先进性先进性是指电工学课程内容和体系随着电是指电工学课程内容和体系随着电工技术和电子技术的发展应不断更新。工技术和电子技术的发展应不断更新。3 17851785年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。18261826年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年

4、欧姆发现了欧姆定律。18311831年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。18341834年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机。18641864年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论。18881888年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了麦克斯韦提出了电磁波理论。麦克斯韦提出了电磁波理论。麦克

5、斯韦提出了电磁波理论。麦克斯韦提出了电磁波理论。18951895年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。4未来的发展是未来的发展是未来的发展是未来的发展是量子工学量子工学量子工学量子工学 18831883年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。19041904年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。

6、年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。19481948年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。19581958年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是0.3um0.3um，可望达到可望达到可望达到可望达到0.01um0.01um（3030个原子的宽度）。个原子的宽度）。个原子的宽度

7、）。个原子的宽度）。5 2 2、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。1 1、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。6第一部分第一部分 电路基础电路基础 电电路路基基础础是是研研究究电电路路基基本本规规律律的的一一门门学学科科，它它是是一一门门具具有有丰丰富富内内容容的的学学科科，它它的的理理论论和和方方法，在其它领域也得到了法，在其它领域也得到了广泛的应用。广泛的应用。已已知知输输出出输输入入的的条条件件，求元件参数和电路结构。求元件参数和电路结构。

8、电路基础：电路基础：电路分析电路分析：电路综合电路综合：已知电路结构、元件参数，已知电路结构、元件参数，求电路中的电流、电压和求电路中的电流、电压和功率。功率。7 1.1 1.1 电路的组成及作用电路的组成及作用一、电路的组成一、电路的组成1电路：电路：电电池池负负载载开关开关为电流流通提供路径的集为电流流通提供路径的集为电流流通提供路径的集为电流流通提供路径的集合体。合体。合体。合体。2组成：组成：（1 1）电源：提供能量。）电源：提供能量。）电源：提供能量。）电源：提供能量。（2 2）负载：消耗能量。）负载：消耗能量。）负载：消耗能量。）负载：消耗能量。（3 3）中间环节：连接电源和负载）

9、中间环节：连接电源和负载）中间环节：连接电源和负载）中间环节：连接电源和负载的导线及控制元件。的导线及控制元件。的导线及控制元件。的导线及控制元件。8 所谓所谓电路模型电路模型就是指一个实际元件在特定的就是指一个实际元件在特定的条件下，所表现的主要的电磁特性，而忽略其次条件下，所表现的主要的电磁特性，而忽略其次要因素，如要因素，如R、L、C等。这种表示的参数，我们等。这种表示的参数，我们称为集总参数。称为集总参数。电电池池负负载载开关开关开关开关+-ER0UR 实际电路都是由一些实际的元器件所组成。实际电路都是由一些实际的元器件所组成。在分析电路时，我们要对实际电路建立数学模型在分析电路时，我

10、们要对实际电路建立数学模型电路模型。电路模型。9 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量 一一.电流电流 电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，简称直流。简称直流。电流的强弱用电流强度来表示，电流的强弱用电流强度来表示，对于恒对于恒定直流，定直流，电流强度电流强度I用单位时间内通过导体截面的

11、电用单位时间内通过导体截面的电量量Q来表示，即来表示，即同理，若电流不是恒定的，即同理，若电流不是恒定的，即10电流的单位是电流的单位是A(安培安培)。在在1秒内通过导体横秒内通过导体横截面的电荷为截面的电荷为1C(库仑库仑)时，其电流则为时，其电流则为1A。计算微小电流时计算微小电流时,电流的单位用电流的单位用mA(毫安毫安)、A(微安）或微安）或nA(纳安），其换算关系为：纳安），其换算关系为：1mA=10-3A，1A=10-6A，1nA=10-9A习惯上，规定正电荷的移动方向表示电流的实习惯上，规定正电荷的移动方向表示电流的实际方向。际方向。在外电路，电流由正极流向负极；在内电在外电路，

12、电流由正极流向负极；在内电路，电流由负极流向正极。路，电流由负极流向正极。11 二.电压 电场力把单位正电荷从电场中点A移到点B所做的功WAB称为A、B间的电压,用UAB表示，即 uAB=若u不随时间变化，即UAB=电压的单位为V(伏特)。如果电场力把1C电量从点A移到点B所作的功是1J(焦耳)，则A与B两点间的电压就是1V.计算较大的电压时用kV(千伏），计算较小的电压时用mV(毫伏）。其换算关系为：12 1kV=103V，1mV=10-3V 电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，即由即由“+”极指向极指向“”极，因此，在电压的方向上电极，因

13、此，在电压的方向上电位是逐渐降低的。位是逐渐降低的。电压总是相对两点之间的电位而言的，电压总是相对两点之间的电位而言的，所以用双所以用双下标表示，一个下标下标表示，一个下标(如如A)代表起点，后一个下标代表起点，后一个下标(如如B)代表终点。电压的方向则由起点指向终点，代表终点。电压的方向则由起点指向终点，有时用有时用箭头在图上标明。箭头在图上标明。13三.电动势 为了维持电路中有持续不断的电流，必须有一种外力，把正电荷从低电位处（如负极B）移到高电位处（如正极A）。在电源内部就存在着这种外力。如图 1.4所示，外力克服电场力把单位正电荷由低电位B端移到高电位A端，所做的功称为电动势，用E表示

14、。电动势的单位也是V。如果外力把1C的电量从点B移到点A，所做的功是1J，则电动势就等于1V。14图 1-4电动势 电动势的方向规定为从低电位指向高电位，即由“”极指向“+”极。15+-ER0UR+-E1R1R-+E2R2I II I一一.电流的参考方向电流的参考方向 电流的实际方向为正电荷的运动方向。电流的实际方向为正电荷的运动方向。（1）为什么要引入参考方向？）为什么要引入参考方向？a）复杂电路很难确定电流的实际方向。复杂电路很难确定电流的实际方向。b）交流电路中，电流本身就是交变的。交流电路中，电流本身就是交变的。（2）参考方向的选择：）参考方向的选择：原则上是任意的，实际和原则上是任意

15、的，实际和 电压的参考方向一起选。电压的参考方向一起选。参考方向的表示方法：参考方向的表示方法：a）箭头；箭头；b）双下标。双下标。电流正负的意义：电流正负的意义：负负表示参考方向和实际方向相反。表示参考方向和实际方向相反。正正表示参考方向和实际方向一致。表示参考方向和实际方向一致。16-4Vc)正负号。正负号。二二.电压和电动势的参考方向电压和电动势的参考方向5V4IL+-Uab11A4V-1Aa)箭头；箭头；b)双下标；双下标；那么，在一个电路中，电流和电压的参考方那么，在一个电路中，电流和电压的参考方向应该怎样选择呢？向应该怎样选择呢？17功率及电源工作状态功率及电源工作状态主要讨论电路

16、中主要讨论电路中电流、电压电流、电压和和功率功率方面的内容。方面的内容。电源有载工作电源有载工作R0EURabcd+-IR0EURabcd+-I 所谓有载工作状态，是指电源与负载相所谓有载工作状态，是指电源与负载相连通，构成一个电流的回路。连通，构成一个电流的回路。E电动势电动势U端电压端电压R0电源内阻电源内阻R负载负载E114AE114A18一、电压与电流一、电压与电流 电源的伏安特性是指电源对电源的伏安特性是指电源对外供电时，其外供电时，其端电压端电压U和流过其和流过其中中电流电流I的关系。此种关系也称的关系。此种关系也称电源的外特性。电源的外特性。U=E-R0IUI0E电源的外特性曲线

17、电源的外特性曲线理想电源的理想电源的外特性曲线外特性曲线U=ER0EURabcd+-I19二功率及功率平衡二功率及功率平衡因为：因为：U=E-R0I所以各项同乘电流后可得功率平衡式：所以各项同乘电流后可得功率平衡式：可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗的功率是平衡的。的功率是平衡的。R0EURabcd+-I式中：式中：P为电源输出功率；为电源输出功率；PE为电源产生功率；为电源产生功率；P为内阻损耗的功率。为内阻损耗的功率。PE=P+P功率的单位是瓦特（功率的单位是瓦特（W W）或千瓦（或千瓦（KWKW）。）。U U =E=E -R-R0 0I I P=

18、PP=PE E-P P I I I I I I20三、电源与负载的判别方法三、电源与负载的判别方法元件元件I+-UP=UI关联方向关联方向0电源电源0负载负载元件元件I-+U非关联方向非关联方向0电源电源0负载负载21例题例题5V4I+-Uab11A4VE ER R0 0R RU U0 0试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。解：解：22 （5）当）当R=RO时，电源输出功率为最大（最时，电源输出功率为最大（最大功率传输）。大功率传输）。几点注意事项：几点注意事项：（1）功率与电压的平方成比，即电压增大）功率与电压的平方成比，即电压增大1倍，倍，P增大

19、增大4倍。倍。（2）P=UI为关联方向的关系式。为关联方向的关系式。（3）在关联方向下功率大于）在关联方向下功率大于0为耗能，小为耗能，小于于0为放能（为放能（电源与负载的判别电源与负载的判别）。）。（4）对于独立电路来说）对于独立电路来说P0。23四额定值与实际值四额定值与实际值 通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流决输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流决输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流决输出的功率

20、也相应增加。即电源输出的功率和电流决定于负载的大小。定于负载的大小。定于负载的大小。定于负载的大小。既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小，既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小，既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小，既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小，是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢？回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。？回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。？回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。？回答是肯定的，这个合适的值就是额定

21、值。各种电气设备的各种电气设备的电压、电流及功率电压、电流及功率都有一个额定都有一个额定值，值，额定值额定值是是标明设备在给定条件下能正常工作而规标明设备在给定条件下能正常工作而规定的正常允许值。定的正常允许值。UN额定电压额定电压IN额定电流额定电流PN额定功率额定功率24特征特征1.4.2电源开路（引伸为支路电流为零）电源开路（引伸为支路电流为零）R0EURabcd+-II=0P=0U=E=U0（开路电压）开路电压）E114BE114B25 特征特征1.4.3 电源短路电源短路R0EURabcd+-IU=0I=IS=E/R0PE=P=R0I2，P=0短路通常是一种短路通常是一种严重事故，应

22、该严重事故，应该尽力预防。尽力预防。26例题例题:求图示电路的电流求图示电路的电流I。I+-+6V4V2 3 6 4 1 I=？下面我们讲解求解电路的另下面我们讲解求解电路的另外一种解题方法。外一种解题方法。电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换27电压源电压源 如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何 电电电电路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间

23、函数，而与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。2 2符号：符号：符号：符号：+-U US SE E+-u uS Se e1 1定义：定义：定义：定义：28注意式中注意式中u与与i为关联方向为关联方向4电源的外特性电源的外特性（1）理想电压源的外特性）理想电压源的外特性（2）有内阻时的外特性）有内阻时的外特性0uSi5功率功率p=ui=0吸收功率吸收功率0释放功率释放功率电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换291.7.31.7.3、理想电压源与电流源的串并联、理想电压源与电流源的串并联、

24、理想电压源与电流源的串并联、理想电压源与电流源的串并联1电压源的串联电压源的串联+-UI+-US1US2US3+-UIUS+-US=US1 US2 US3注意电源的极性注意电源的极性电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换302电压源的并联电压源的并联只有电压源的电压相等时才成立。只有电压源的电压相等时才成立。+-US1US2+-US3电流源的串联电流源的串联只有电流源的电流相等时才成立。只有电流源的电流相等时才成立。ISIS1IS2电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等

25、效变换314电流源的并联电流源的并联+-UIIS1IS2+UIISIS=IS1+IS2注意电流源的极性注意电流源的极性电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换325电流源和电压源的串联电流源和电压源的串联+-UI+-US1US2IS3+-UIIS3+-电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换等效为电流源等效为电流源+-UI+-IS3网络网络336电流源和电压源的并联电流源和电压源的并联+-UIIS1US+-+UIUS+-电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效

26、变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换等效为电压源等效为电压源+-UIUS+-网络网络341.7.4、电压源与电流源的等效变换、电压源与电流源的等效变换R0+-UIISUS=R0IS IS=US/R0 R0+-UI+-US电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换使用注意事项：使用注意事项：（1）理想电源不能变换。）理想电源不能变换。（2）注意参考方向。）注意参考方向。（3）串联时变为电压源，并联时变为电流源。串联时变为电压源，并联时变为电流源。（4）只对外部等效，对内不等效。只对外部等效，对内不等效。35 例：求

27、图示电路中的例：求图示电路中的I。3 3 2 6 4 1 6V2A4V+-I解：解：3 2 6 4 1 6V2A4V+-I3 2 6 4 1 2A4V+-I2A电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换363 2 6 4 1 2A4V+-I2A2 2 4 1 4V+-I4A2 4 1 4V+-I+-2 8V4 1 4V+-I+-4 8V电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换374 4 1 I2A1A2 1 I3A1 I+-2 6VI=2A4 1 4V+-I+-4 8V

28、电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。385网络：指较多元件组成的电路。网络：指较多元件组成的电路。名词解释名词解释+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd 1支路：电路中的每一分支称为支路（流过同支路：电路中的每一分支称为支路（流过同一电流）。流过支路的电流称为一电流）。流过支路的电流称为支路电流支路电流。2结点：支路的交叉称为结点。结点：支路的交叉称为结点。3回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。4网

29、孔：不含支路的回路。网孔：不含支路的回路。391定义：在任一时刻，任一结点上的所有支定义：在任一时刻，任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。路电流的代数和恒为零。即即I=0；或或 I入入=I出出 1.8.2 KCL（电流定律）电流定律）I1+I2-I3=0或或-I1-I2+I3=0也可写成：也可写成：I1+I2 =I3 （入）入）（出）（出）2 2注意正负号的取法注意正负号的取法注意正负号的取法注意正负号的取法（两套符号）（两套符号）（两套符号）（两套符号）+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd403推广到广义结点上使用，任一闭合面。推广到广义结点上使用，任一闭合面。IAIBICIA

30、BIBCICAABCIC=ICA-IBC将三式相加得：将三式相加得：IA+IB+IC=0或或 I=0IA=IAB-ICAIB=IBC-IABIA+IB+IC=0【证明证明】41图图示示电电路路中中，已已知知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。求求I2，I3和和I6。I1R1R2R3I2I3I4I5I6例题例题解：解：I3=I1I5=116=5（mA)I2=I3I4=512=7（mA)I6=I1I2=11(7)=18（mA)I6=I4+I5=12+6=18（mA)424物理意义：物理意义：KCL是电流的连续是电流的连续 性的体现，也是能量守衡的体现。性的体现，也是能量守衡的体现。5KC

31、L对各支路电流施加了约束，对各支路电流施加了约束，而与支路元件的性质无关。而与支路元件的性质无关。qq2q1431定定义义：在在任任一一时时刻刻，沿沿任任一一回回路路内内所所有有支支路路或或元件电压降的代数和元件电压降的代数和恒为零恒为零。1.8.3 KVL（电压定律）电压定律）E=U 2表达式表达式 U=0 +-E1E2R2R1R3I1I2I3cabdE1=I1R1+I3R3E2=I2R2+I3R3E1=I1R1I2R2+E244例题：例题：电路如图所示，已知电路如图所示，已知UAB=5V，UBC=4V，UDA=3V。试求：（试求：（1）UCD；（；（2）UCA+-UABUDAUCDUBCA

32、BCD+-UCA解：解：（2）ABCA不是不是闭合回闭合回路，也可应用路，也可应用KVL求解。求解。（1）UAB+UBC+UCD+UDA=05+（4）+UCD+（3）=0UCD=2VUAB+UBC+UCA=0UCA=1V45 （1）列）列KVL前，要首先选定回路绕行方向，前，要首先选定回路绕行方向，然后再列方程，电压降和回路绕行方向一致取然后再列方程，电压降和回路绕行方向一致取正，否则取负。正，否则取负。（3）KVL对闭合回路中各支路电压施加了约对闭合回路中各支路电压施加了约束，束，它与元件性质无关。它与元件性质无关。3讨论讨论U=E（2）KVL的另一种表达式。的另一种表达式。此时注意正负号的

33、取法。此时注意正负号的取法。4绕行方向的选择：原则上是任意。绕行方向的选择：原则上是任意。46KCL和和KVL是在实验的基础上是在实验的基础上得出的，是分析电路的理论基础，得出的，是分析电路的理论基础，它和欧姆定律一起构成了电路分它和欧姆定律一起构成了电路分析的析的两个两个基本依据基本依据。局部约束方程：局部约束方程：U=RI整体约束方程：整体约束方程：KCL和和KVL471.8.4 电阻的串并联等效变换电阻的串并联等效变换一、电阻的串联一、电阻的串联注意分压公式的使用：注意分压公式的使用：R=R1+R2+R3=RUR1R2R3I+-+-U1RIU-+流过同一电流的电阻称为串联。流过同一电流的

34、电阻称为串联。48注意分流公式的使用注意分流公式的使用二、电阻的并联二、电阻的并联电阻两端为同一电压。电阻两端为同一电压。R1R2U+-II1I2RU+-IG=G1+G249例题例题求图示电路的电流求图示电路的电流I。R12R22R73R56R61R34+U3V-IR44R121+U3V-R73R56R61R342IR73R34562R121+-I3V+I3VR1.5-I=3/1.5=2A50例题例题求图示电路的电流求图示电路的电流I。ER1R2R3R4I解：解：R551例题例题求图示电路的电流求图示电路的电流I。ER1R2R3R4IR5ER1R2R3R4IR552例题例题求图示电路的电流求图

35、示电路的电流I。ER1R2R3R4IR5ER1R2R3R4IR553L个网孔个网孔 支路电流法就是以支路电流为未知支路电流法就是以支路电流为未知支路电流法就是以支路电流为未知支路电流法就是以支路电流为未知量列方程进行求解。量列方程进行求解。量列方程进行求解。量列方程进行求解。如果电路中有如果电路中有b条支路条支路n个结点个结点下面我们就来讨论之下面我们就来讨论之电路如图所示电路如图所示（6）；）；（4）；）；（3）。）。在该电路中共有在该电路中共有I1I6六个未知六个未知支路电流，如何列这六个方程呢？支路电流，如何列这六个方程呢？1.91.9支路电流法（支路电流法（1b法、法、2b法法)US1

36、US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I554US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I5b个方程的列法为：个方程的列法为：据据KCL列（列（n-1）个个设电流流进为正；流出为负设电流流进为正；流出为负 上述上述上述上述4 4个方程只有个方程只有个方程只有个方程只有3 3个是独立的；即个是独立的；即个是独立的；即个是独立的；即n n个结点只能列（个结点只能列（个结点只能列（个结点只能列（n-1n-1）个独立方程。个独立方程。个独立方程。个独立方程。支路电流法支路电流法55 另外另外3个独立方程，可个独立方程，可据据KVL列

37、出。该方程数正列出。该方程数正好等于电路的网孔数。好等于电路的网孔数。R4I4+R2I2+R1I1=US1-US4R5I5+R3I3-R2I2=-US5-US3=US5+US4-US6据据KVL列列 b-（n-1）=L个个网孔网孔1：网孔网孔2：网孔网孔3：列方程时要选列方程时要选择回路的方向择回路的方向R6I6 R5I5 R4I4US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I5支路电流法支路电流法56支路电流法支路电流法据据KVL列列 b-（n-1）=L个个网孔网孔网孔网孔1 1：网孔网孔网孔网孔2 2：网孔网孔网孔网孔3 3：据据KCL列（列（n-1）个个

38、由上可知：由上可知：由上可知：由上可知：R R4 4I I4 4+R+R2 2I I2 2+R+R1 1I I1 1=U=US1S1-U-US4S4（5 5）R R5 5I I5 5+R+R3 3I I3 3-R-R2 2I I2 2=-U=-US5S5-U-US3S3（6 6）R R6 6I I6 6-R-R5 5I I5 5-R-R4 4I I4 4=U=US5S5+U+US4S4-U-US6S6（4 4）US1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I557解题步骤：解题步骤：1选取各支路电流的参考方向，选取各支路电流的参考方向，回路的绕行方向。回路的绕行

39、方向。2据据KCL列出（列出（n-1）个独立方程。个独立方程。3据据KVL列列b-（n-1）外独立方程，外独立方程，一般为网孔数。一般为网孔数。4求解各支路电流及其它各量。求解各支路电流及其它各量。支路电流法支路电流法58注注意意：电电路路中中如如有有电电流流源源时时，则则电电流流源源所所在在支支路路的的电电流流为为已已知知，在在列列方方程程时时可可少少列列相相应应数数量量的的KVL方方程程，且且回回路路方方程程应应避避免免该该电电流流源源支支路。路。IS1US6+-R1R2R3R4R5R6US3US5US4I3I1I6I2I4I5支路电流法支路电流法591.101.10 结点电压法结点电压法

40、 2简简单单方方法法，在在列列方方程程时时，如如能能自自然然满满足足KCL或或KVL，则则在在列列方方程程时时就就可可以以少少列列一一些些方方程程，这这就就是是网网孔孔电流法和电流法和结点电压法结点电压法的由来。的由来。1支路电流法的缺点支路电流法的缺点 如果支路数很大，解题就很麻烦。如果支路数很大，解题就很麻烦。60结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法 结点电压法就是以结点电位为未知量进结点电压法就是以结点电位为未知量进结点电压法就是以结点电位为未知量进结点电压法就是以结点电位为未知量进行求解，它适用于电流源的形式。行求解，它适用于电流源的形式。行求解，它适用于电流源的形式。行求解，它适

41、用于电流源的形式。电路如图所示电路如图所示电路如图所示电路如图所示IS1G1IS6G2G3G5G6IS4Un1Un2Un3 该电路有该电路有该电路有该电路有4 4个结点，选其个结点，选其个结点，选其个结点，选其中的一点为参中的一点为参中的一点为参中的一点为参考点，据考点，据考点，据考点，据KCLKCL可列可列可列可列3 3个独立方个独立方个独立方个独立方程它们分别是：程它们分别是：程它们分别是：程它们分别是：61IS1G1IS6G2G3G5G6IS4Un1Un2Un3I流出流出=I流进流进U Un1n1GG1 1+（U Un1n1-U-Un2n2）GG3 3+（U Un1n1-U-Un3n3）

42、GG6 6=I=IS1S1-I-IS6S6结点结点1：U Un2n2GG2 2+（U Un2n2-U-Un1n1）GG3 3=-I=-IS4S4U Un3n3GG5 5+（U Un3n3-U-Un1n1）GG6 6=I=IS4S4+I+IS6S6Un1、Un2、Un3自自动满足动满足KVL。结点结点2：结点结点3：结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法62（GG1 1+G+G3 3+G+G6 6）U Un1n1-GG3 3U Un2n2-G-G6 6U Un3n3=I=IS1S1-I-IS6S6（GG2 2+G+G3 3）U Un2n2-GG3 3U Un1n1=-I=-IS4S4（GG5

43、5+G+G6 6）U Un3n3-G-G6 6U Un1n1=I=IS4S4+I+IS6S6整理得：整理得：整理得：整理得：U Un1n1GG1 1+（U Un1n1-U-Un2n2）GG3 3+（U Un1n1-U-Un3n3）GG6 6=I=IS1S1-I-IS6S6U Un2n2GG2 2+（U Un2n2-U-Un1n1）GG3 3=-I=-IS4S4U Un3n3GG5 5+（U Un3n3-U-Un1n1）GG6 6=I=IS4S4+I+IS6S6IS1G1IS6G2G3G5G6IS4Un1Un2Un3结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法GG1111=G=G1 1+G+G3 3

44、+G+G6 6GG2222=G=G2 2+G+G3 3GG3333=G=G5 5+G+G6 6GG1212=G=G2121=-G=-G3 3GG2323=G=G3232=0=0I IS11S11=I=IS1S1-I-IS6S663式中：式中：Gkk为结点为结点k的自电导。它是与结点的自电导。它是与结点k相相 连的所有电导之和，连的所有电导之和，恒为正恒为正。G11Un1+G12Un2+G13Un3=IS11G21Un1+G22Un2+G23Un3=IS22G31Un1+G32Un2+G33Un3=IS33整理得：一般表达式：整理得：一般表达式：Gjk=Gkj为结点为结点k与与j之间公共支路的电

45、之间公共支路的电 导之和，导之和，恒为负恒为负，称为互电导。，称为互电导。Isjj为结点为结点j的总电流源。的总电流源。流入为正，流流入为正，流 出为负。出为负。结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法644求各物理量。求各物理量。解题步骤：解题步骤：1选参考点，确定各结点电压。选参考点，确定各结点电压。2确定方程中各项的值。确定方程中各项的值。3列出方程求解结点电压。列出方程求解结点电压。结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法652 2如有电压源时的处理方法如下：如有电压源时的处理方法如下：如有电压源时的处理方法如下：如有电压源时的处理方法如下：（1 1）电流源与电压源的等效变换。）电流源

46、与电压源的等效变换。）电流源与电压源的等效变换。）电流源与电压源的等效变换。（2 2）设流过电压源的电流为）设流过电压源的电流为）设流过电压源的电流为）设流过电压源的电流为I I，然后补充然后补充然后补充然后补充 一个方程。一个方程。一个方程。一个方程。讨论：讨论：1 1本方法适用于电流源本方法适用于电流源本方法适用于电流源本方法适用于电流源结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法663当电路中只有两个结点时，如图所示当电路中只有两个结点时，如图所示+-E1R1I1+-E2R2I2+-E3R3I3R4I4Uab由欧姆定律可得：由欧姆定律可得：U=EI1R1U=E2I2R2U=E3I3R3U=I

47、4R4 I1I2I3I40结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法67+-E1R1I1+-E2R2I2+-E3R3I3R4I4Uab整理得：整理得：该该式式称称为为弥弥尔尔曼曼定定理理，它它是是弥弥尔尔曼曼在在1940年年提提出来的。出来的。结点电压法结点电压法结点电压法结点电压法68 1.11 叠加原理叠加原理1、举例、举例 电路如图所示，试求电路电路如图所示，试求电路IR1RISI+-US解：用戴维宁定理求解解：用戴维宁定理求解UOC=ISR1-USR0=R1R0RI+-UOC69R1RISI/+-USR1RISI/+-US=+R1RISI+-US702 定义：在定义：在线性电路线性电路中

48、，任一支路的电流（或电中，任一支路的电流（或电 压）都是电路中各个电源压）都是电路中各个电源单独作用单独作用时，时，在该支路中产生的电流（或电压）在该支路中产生的电流（或电压）之和之和。4电阻不许更动。电阻不许更动。3讨论：讨论：1适用条件为线性电路，而且只能对电流和适用条件为线性电路，而且只能对电流和 电压叠加，功率不能叠加。电压叠加，功率不能叠加。2所谓某个电源单独作用，就是令其余电所谓某个电源单独作用，就是令其余电 源源 为零。即，为零。即，电压源短路，电流源开路。电压源短路，电流源开路。3注意参考方向注意参考方向叠加原理叠加原理71 例：求图示的例：求图示的U解：解：3A单独作用时单独

49、作用时 3A5 1 6 9V6-+-U9V单独作用时单独作用时=5 1 6 9V6-+-U/+3A5 1 6 6+-U/U/=5VU/=3VU=U/+U/=5+3=8V可否用其它方法求解可否用其它方法求解叠加原理叠加原理724 4 1 I2A1A2 1 I3A1 I+-2 6V4 1 4V+-I+-4 8V1.121.12 戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理诺顿定理诺顿定理戴维宁定理戴维宁定理73戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理1 I+-2 6V+-2 6VUOC=6V2 Req=2 戴维宁定理戴维宁定理4 1 4V+-I+-4 8V741

50、.12.1、戴维宁定理、戴维宁定理（法国电报工程师，（法国电报工程师，1883年发表的论著）年发表的论著）图中：图中：Uoc为开路电压，为开路电压，R0为除源后的等效电阻。为除源后的等效电阻。有源二有源二端网络端网络UIUIR0UOC+-1定义：任何一个含源单口网络，对定义：任何一个含源单口网络，对外电路外电路来来 说总可以用一个说总可以用一个电压源和一电阻的串联电压源和一电阻的串联 支路来等效，这就是戴维宁定理。支路来等效，这就是戴维宁定理。戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理与诺顿定理752Uoc和和R0的求法的求法（1）Uoc的求法（开路电压）。的求法（