第一章电路的基本概念精选文档.ppt

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1、第一章电路的基本概念2023/4/121本讲稿第一页，共五十二页绪论一、电路理论一、电路理论 电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，并用电流（或电荷）、电电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，并用电流（或电荷）、电压（或磁通）等物理量来描述其中的过程。它的目标是计算电路中各元件压（或磁通）等物理量来描述其中的过程。它的目标是计算电路中各元件的端电压和端电流，一般不涉及器件内部的物理过程。先看几个概念：的端电压和端电流，一般不涉及器件内部的物理过程。先看几个概念：1 1、电路：由电气元件（或部件）和传输导线为实现某种功能而连接组成、电路：由电气元件（或部件）和传输导线为实现某种功能而连接组成的电

2、流通路。其研究方向大体可分为以下三类：的电流通路。其研究方向大体可分为以下三类：（1）、电力：研究产生电能和充分利用电能的科学。）、电力：研究产生电能和充分利用电能的科学。（2）、电子：研究新型电子器件及其应用的科学。）、电子：研究新型电子器件及其应用的科学。（3）、无线电：研究通讯（信）、导航、遥控等的一门科学。）、无线电：研究通讯（信）、导航、遥控等的一门科学。电路理论，就是从三电最基本的共性出发，研究电路和磁路的基本规律和电路理论，就是从三电最基本的共性出发，研究电路和磁路的基本规律和分析方法的一门学科。分析方法的一门学科。2023/4/122本讲稿第二页，共五十二页2、集总电路、集总电

3、路 集总元件：外形尺寸远远小于工作频率波长集总元件：外形尺寸远远小于工作频率波长的电路元件。若工作频率的电路元件。若工作频率为为50Hz，则，则为：为：集总参数电路：由集总参数元件组成的电路。集总参数电路：由集总参数元件组成的电路。对音频电路：工作频率对音频电路：工作频率f25kHzf25kHz，最小的波长，最小的波长=12km=12km 对计算机系统：工作频率对计算机系统：工作频率f=500kHzf=500kHz，最小的波长，最小的波长=0.6km=0.6km 对于微波电路，由于对于微波电路，由于=1mm 10cm=1mm 10cm，所以，一般不是集总电路，不宜用我，所以，一般不是集总电路，

4、不宜用我们常用的电路分析方法来分析。们常用的电路分析方法来分析。集总电路的性质：集总电路的性质：流入电流流入电流i i1 1=流出电流流出电流i i2 2 元件两端的电压和电流满足一定的规律元件两端的电压和电流满足一定的规律基尔霍夫电流、电压定律，只适应于集总电路。基尔霍夫电流、电压定律，只适应于集总电路。2023/4/123本讲稿第三页，共五十二页二、电子技术二、电子技术1 1、电子技术：是研究电子器件，电子电路与系统及其应用的一门科学技术。、电子技术：是研究电子器件，电子电路与系统及其应用的一门科学技术。2 2、分类：、分类：（1 1）模拟电子技术：研究模拟信号的放大和处理；）模拟电子技术

5、：研究模拟信号的放大和处理；（2 2）数字电子技术：研究数字信号的逻辑变化。）数字电子技术：研究数字信号的逻辑变化。3 3、电子技术的发展：经历了、电子技术的发展：经历了3 3个时代（个时代（1 1）电子管时代）电子管时代 （2 2）晶体管时代（）晶体管时代（3 3）集成电路时代）集成电路时代IC IC 三、三、本课程的地位和作用本课程的地位和作用 本课程是对高等工科院校非电专业学生进行专业基础教育的技术基础本课程是对高等工科院校非电专业学生进行专业基础教育的技术基础课。通过本课程的学习，使学生掌握电路分析与电子技术方面的基本理论课。通过本课程的学习，使学生掌握电路分析与电子技术方面的基本理论

6、和基本分析方法，了解电路电子技术的应用和发展概况，并受到必要的实和基本分析方法，了解电路电子技术的应用和发展概况，并受到必要的实验技能训练。在培养学生认真严肃的工作作风和创新精神、思维能力、分验技能训练。在培养学生认真严肃的工作作风和创新精神、思维能力、分析和解决实际问题能力等方面具有重要意义。实验课突出能力训练，为学析和解决实际问题能力等方面具有重要意义。实验课突出能力训练，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作奠定一定的基础。习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作奠定一定的基础。2023/4/124本讲稿第四页，共五十二页电子管电子管收音机晶体管集成电路2023/4/1

7、25本讲稿第五页，共五十二页四、课程特点与要求四、课程特点与要求1 1、特点：理论性；实践性，工程性，应用性、特点：理论性；实践性，工程性，应用性2 2、分析方法：定量计算；定性分析，定量估算，实验调整、分析方法：定量计算；定性分析，定量估算，实验调整3 3、学习要求：听，记，做，问、学习要求：听，记，做，问五、参考书目五、参考书目1 1、邱关源，电路（第四版），高等教育出版社、邱关源，电路（第四版），高等教育出版社2 2、康华光，电子技术（模拟、康华光，电子技术（模拟),),高等教育出版社高等教育出版社3 3、童诗白，模拟电子技术，清华大学出版社、童诗白，模拟电子技术，清华大学出版社六、关于

8、考试：六、关于考试：（1 1）上课出勤：）上课出勤：0.20.2（5 5次点名）次点名）（2 2）课后作业：）课后作业：0.30.3（1010次作业）次作业）(3)(3)实验实验:0.5:0.5（4 4）期末考试：）期末考试：0.70.7（一次考试）（一次考试）2023/4/126本讲稿第六页，共五十二页电路理论电路理论第一章第一章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律2023/4/127本讲稿第七页，共五十二页一、实际电路一、实际电路1 1、定义、定义:由电路部件（电阻器，蓄电池等）和电路器由电路部件（电阻器，蓄电池等）和电路器件件(晶体管，集成电路等晶体管，集成电路等)相互连接

9、而成的电流通路装相互连接而成的电流通路装置。具有传输电能或信号，处理信号，控制计算等功置。具有传输电能或信号，处理信号，控制计算等功能。能。如：电力系统中的输电电路、通信系统电路如：电力系统中的输电电路、通信系统电路(电话、收音机、电视机、计算机网络电话、收音机、电视机、计算机网络)、各种机、各种机器设备控制电路等。器设备控制电路等。111 1 电路和电路模型电路和电路模型请看下面的例子请看下面的例子2023/4/128本讲稿第八页，共五十二页 信号发生器的电路结构信号发生器的电路结构2023/4/129本讲稿第九页，共五十二页 电路器件：电阻器、电容器、线圈、变压器、晶电路器件：电阻器、电容

10、器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池。体管、运算放大器、传输线、电池。电阻器电阻器电容器电容器线圈线圈电池电池运算放大器运算放大器晶体管晶体管2023/4/1210本讲稿第十页，共五十二页 实际电路种类繁多、各式各样，但它们是否具有一实际电路种类繁多、各式各样，但它们是否具有一些共同的特点或者规律呢？这些特点或规律又是什么呢些共同的特点或者规律呢？这些特点或规律又是什么呢？我们通过一个简单的例子来进行讨论。？我们通过一个简单的例子来进行讨论。小灯泡电路小灯泡电路2023/4/1211本讲稿第十一页，共五十二页电池电池 产生电能或电信号的部件产生电能或电信号的部件 电源电源灯泡灯泡

11、 消耗电能（转化为其它形式的能量）消耗电能（转化为其它形式的能量）的部件的部件 负载负载开关、导线开关、导线提供电流通路的部件提供电流通路的部件传输环节传输环节实际电路特点：包含：包含：电源、负载、传输环节电源、负载、传输环节2023/4/1212本讲稿第十二页，共五十二页二、理想电路元件和电路模型二、理想电路元件和电路模型 实际电路由实际电气部件组成，种类繁多、千变万化，实际电路由实际电气部件组成，种类繁多、千变万化，非常复杂，给分析研究带来不便。因此，我们构造了一些假非常复杂，给分析研究带来不便。因此，我们构造了一些假想的电气元件来近似代替实际的电气元件，这就是：想的电气元件来近似代替实际

12、的电气元件，这就是：1.1.理想电路元件理想电路元件:元件具有特定的电磁性质并有精确的数学元件具有特定的电磁性质并有精确的数学定义定义作用作用：理想电路元件及其组合可用来模拟或代替实际的电气理想电路元件及其组合可用来模拟或代替实际的电气元件元件几种理想电路元件：电阻电感电容电压源电流源几种理想电路元件：电阻电感电容电压源电流源理想电阻：只消耗电能，可模拟灯理想电阻：只消耗电能，可模拟灯泡、发热器等。比如泡、发热器等。比如R=10R=102023/4/1213本讲稿第十三页，共五十二页理想电感：只贮存磁场能，可模拟电感元件理想电感：只贮存磁场能，可模拟电感元件比如：比如：L=2H L=2H 或或

13、10mH10mH理想电容：只贮存电场能，可模拟电容元件理想电容：只贮存电场能，可模拟电容元件比如：比如：C=100FC=100F理想导线：只传输电流，认为其电阻为理想导线：只传输电流，认为其电阻为0 0。2 2、理想电路模型：由理想元件代替实际元件而组成的电路。、理想电路模型：由理想元件代替实际元件而组成的电路。代替实际的具有一定电阻的电感线圈。代替实际的具有一定电阻的电感线圈。代替实际的具有一定电阻的电容器。代替实际的具有一定电阻的电容器。代替实际的具有内阻的电压源，比如电池等。代替实际的具有内阻的电压源，比如电池等。代替所有纯耗能型负载或电器，比如灯泡、电热器等。代替所有纯耗能型负载或电器

14、，比如灯泡、电热器等。2023/4/1214本讲稿第十四页，共五十二页三、电路模型三、电路模型实际电路实际电路实际电气元件实际电气元件实际导线实际导线(传输环节传输环节)=+电路模型电路模型理想电路元件理想电路元件理想导线理想导线(传输环节传输环节)+=无无损耗导线损耗导线注意：注意：本课程今后所讨论的对象就是本课程今后所讨论的对象就是电路模型电路模型，而非实，而非实 际际电路。为方便起见，并把电路。为方便起见，并把电路模型电路模型简称为简称为电路。电路。实际电路电路模型分析电气特性综合 建模建模电路模型主要任务主要任务本课程研究任务本课程研究任务2023/4/1215本讲稿第十五页，共五十二

15、页结论：1.理想电路元件（简称：元件）是假想的，它可模理想电路元件（简称：元件）是假想的，它可模拟或代替实际元件，电路模型由一些理想电路元件拟或代替实际元件，电路模型由一些理想电路元件用理想导线连结而成。用理想导线连结而成。2.2.研究实际电路必须从先建立研究实际电路必须从先建立电路模型再进行分电路模型再进行分析，而电路模型具有多种形式，应合理选择。析，而电路模型具有多种形式，应合理选择。3.3.今后理想电路元件简称元件，电路模型简称电今后理想电路元件简称元件，电路模型简称电路路2023/4/1216本讲稿第十六页，共五十二页 1-2 电电路的基本物理量路的基本物理量 电流、电压、功率是电路中

16、最基本的物理量，称为电流、电压、功率是电路中最基本的物理量，称为电路变量电路变量，是我们分析计算的主要目标。，是我们分析计算的主要目标。一、电流参考方向一、电流参考方向1.1.实际方向实际方向正电荷运动方向正电荷运动方向但采用实际方向在电路分析中非常不便，原因：但采用实际方向在电路分析中非常不便，原因：(1)(1)电流的实际方向随时变化电流的实际方向随时变化;(2)(2)实际方向往往无法预先确定；实际方向往往无法预先确定；举例说明：举例说明：2023/4/1217本讲稿第十七页，共五十二页2.参考方向参考方向预先假定的一个方向预先假定的一个方向若若i0,则则:i或：或：或：或：iiab实际方向

17、实际方向图图1 14a4ai实际方向实际方向图图1 14b4b若若i0P0，元件吸收功率（电能），元件吸收功率（电能）P0 P0，元件发出功率（电能），元件发出功率（电能）非关联参考方向下：非关联参考方向下：P0P0 P0，元件发出功率（电能），元件发出功率（电能）2023/4/1222本讲稿第二十二页，共五十二页n例题：指出下列各元件是发出还是吸收功率。例题：指出下列各元件是发出还是吸收功率。关联方向关联方向 P0 P0 P0吸收功率吸收功率关联方向关联方向 P0 P0吸收功率吸收功率非关联方向非关联方向 P0 P0 发出功率发出功率2023/4/1223本讲稿第二十三页，共五十二页1-31

18、-3常用元件介绍常用元件介绍 理想线性理想线性二端元件二端元件一、线性电阻（简称电阻）一、线性电阻（简称电阻）R R 1 1、定义：任何时刻，元件两端电压电流服从欧姆定律的元件、定义：任何时刻，元件两端电压电流服从欧姆定律的元件2 2、伏安特性及其曲线、伏安特性及其曲线 在关联参考方向下在关联参考方向下3 3、功率、功率电阻是无源元件，在电路中只能吸收功率。电阻是无源元件，在电路中只能吸收功率。2023/4/1224本讲稿第二十四页，共五十二页4 4、开路、开路 短路短路 开路情况：基本特征是：开路情况：基本特征是：R Rabab=，相当于回路中接入一个，相当于回路中接入一个 R=R=的电阻。

19、如图所示。的电阻。如图所示。短路情况：基本特征是：短路情况：基本特征是：R Rabab=0=0，相当于回路中接入一个，相当于回路中接入一个R=0R=0的电阻，如图所示。的电阻，如图所示。2023/4/1225本讲稿第二十五页，共五十二页当给电容器加上电压源后，电容极板上会聚集电荷当给电容器加上电压源后，电容极板上会聚集电荷q q；当把电源从；当把电源从电容电容器器上移开后，电荷并不消失。上移开后，电荷并不消失。作用：储存电场能。作用：储存电场能。特点：特点：存在一定的电荷量存在一定的电荷量,且且q q+=q_=q_ 电容器电容器两端电压两端电压u u 电荷量电荷量q q 有一定的漏电和介质损耗

20、有一定的漏电和介质损耗2 2、理想电容：、理想电容：认为绝缘电阻为认为绝缘电阻为，即介质损耗即介质损耗=0=0，漏电流，漏电流=0=0的电容。的电容。元件特性：电路物理量电荷元件特性：电路物理量电荷q q与电压与电压u u呈线性关系。呈线性关系。二、电容元件二、电容元件1 1、实际电容器、实际电容器结构结构:两块导电金属板两块导电金属板,用介质绝缘隔开用介质绝缘隔开,引出导线引出导线,形成电容器形成电容器 q=Cq=Cu u2023/4/1226本讲稿第二十六页，共五十二页3 3、伏安特性：在关联参考方向下、伏安特性：在关联参考方向下（1 1）i ic c(t)(t)与与duduc c/dt/

21、dt成正比，即电流和电压的变成正比，即电流和电压的变化率成正比，而与化率成正比，而与t t时刻时刻ucuc本身的大小无关，当本身的大小无关，当d duc/dt/dt发生巨变时，电流很大，当电压不随时间发生巨变时，电流很大，当电压不随时间变化时，电流为零。故电容在直流情况下其两端变化时，电流为零。故电容在直流情况下其两端电压恒定，相当于开路电压恒定，相当于开路.即即电容具有通高频电容具有通高频,阻低阻低频频,通交流隔直流的作用。通交流隔直流的作用。（2 2）u uc c(t)(t)不但与不但与 t t 时刻的电流有关，还与时刻的电流有关，还与t t0 0时刻时刻u uc c(t t0 0)有关，

22、即有关，即电容是记忆元件。电容是记忆元件。表示：用表示：用“C”表示，表示，C为电容常数为电容常数,表征电容器储表征电容器储存能量的能力。存能量的能力。量纲：法拉（量纲：法拉（F）、微法（）、微法（F）、皮法（）、皮法（pF）1F=106 F=1012 pF2023/4/1227本讲稿第二十七页，共五十二页4 4、电容的功率和能量、电容的功率和能量瞬时功率（电容吸收的功率）：瞬时功率（电容吸收的功率）：但电容但电容C C本身并不消耗能量，它只是将吸收的电能转化为电场能存于其中。本身并不消耗能量，它只是将吸收的电能转化为电场能存于其中。电容的储能：电容的储能：研究从研究从t0时刻到时刻到t 时刻

23、的时刻的t 时间内，电容时间内，电容C储存的能量储存的能量W2023/4/1228本讲稿第二十八页，共五十二页说明说明：若取若取t t0 0=0=0时刻时，电容电压时刻时，电容电压u u0 0=0=0，此时电容上无储能，则到，此时电容上无储能，则到t t时刻时电容时刻时电容上的储能即为电容吸收的能量：上的储能即为电容吸收的能量：电容为储能元件，它在某时刻储存的电场能为：电容为储能元件，它在某时刻储存的电场能为：从表达式可以看出从表达式可以看出W(W(t t）只与该时刻的只与该时刻的u uc c（t t）有关，而与电压的建立有关，而与电压的建立过程无关；过程无关；电容为无源元件，其释放出的能量不

24、会大于储存的能量电容为无源元件，其释放出的能量不会大于储存的能量电容是记忆元件，某时刻电容是记忆元件，某时刻t t 的电压的电压u u（t t）不但与不但与t t0 0-t-t时段内的电流有关，时段内的电流有关，而且还与起始时刻而且还与起始时刻t t0 0的电压的电压u(tu(t0 0)有关有关2023/4/1229本讲稿第二十九页，共五十二页例题例题图示电路中，电压图示电路中，电压u u的变化规律如图所示。试画出电容的电流波形。的变化规律如图所示。试画出电容的电流波形。解：注意：电容伏安特性中各解：注意：电容伏安特性中各物理量的量纲要统一。物理量的量纲要统一。00.25ms,0.250.75

25、ms，i(t)=0.4A0.751.25ms，i(t)=0.4A画出电流波形如图。画出电流波形如图。2023/4/1230本讲稿第三十页，共五十二页三、电感元件三、电感元件1 1、实际电感：、实际电感：磁通磁通L：线圈通以电流：线圈通以电流i 后就会产生磁通后就会产生磁通。单位：韦伯，单位：韦伯，1韦伯韦伯=1特斯拉特斯拉米米2磁通链磁通链L：L=N L=L i L的单位：亨利（的单位：亨利（H），毫亨（），毫亨（mH），），1H=1000 mH L为电感系数为电感系数,表征电感线圈储存能量的能力。表征电感线圈储存能量的能力。2 2、理想电感：无电阻、无漏磁损耗，只有一个电感量参数、理想电感：

26、无电阻、无漏磁损耗，只有一个电感量参数L L的电感。的电感。元件特性：电路物理量磁通链元件特性：电路物理量磁通链L L与电流与电流i i呈线性关系。呈线性关系。L L=L=Li iL和和L的方向与的方向与i的方向的方向符合右手螺旋法则。符合右手螺旋法则。根据电磁定律，有根据电磁定律，有2023/4/1231本讲稿第三十一页，共五十二页（1 1）电感两端的电压和电流的变化率成正比，而与）电感两端的电压和电流的变化率成正比，而与t t时刻电流的大小无时刻电流的大小无关，当电流发生巨变时，电压很大，当电流不随时间变化时，电压为零。关，当电流发生巨变时，电压很大，当电流不随时间变化时，电压为零。故电感

27、在直流情况下其两端电压为故电感在直流情况下其两端电压为0 0，相当于短路，即电感具有，相当于短路，即电感具有通低频通低频,阻高频阻高频,通直流阻交流的作用。通直流阻交流的作用。（2)2)电感电流不但与电感电流不但与t t时刻的电流有关，还与时刻的电流有关，还与t t0 0时刻时刻的电流有关的电流有关有有关，即电感是关，即电感是记忆元件。记忆元件。、伏安特性：、伏安特性：（取关联参考方向）（取关联参考方向）2023/4/1232本讲稿第三十二页，共五十二页、电感的功率和储能、电感的功率和储能电感储存的磁场能量：电感储存的磁场能量：在微小时间段在微小时间段t 这是在这是在0t0t时段内电感吸收（即

28、储存）的能量。若时段内电感吸收（即储存）的能量。若t=0t=0时刻电感电流时刻电感电流为为0 0，则，则 t t 时刻电感储存的能量即为：时刻电感储存的能量即为：焦耳（焦耳（J）说明：电感是储能元件，某时刻电感中储存的磁场能只与该时刻电感的电流说明：电感是储能元件，某时刻电感中储存的磁场能只与该时刻电感的电流有关，而与电流的建立过程无关。同时释放出的能量不会大于储存的能量，有关，而与电流的建立过程无关。同时释放出的能量不会大于储存的能量，故为无源元件。故为无源元件。2023/4/1233本讲稿第三十三页，共五十二页例题例题电感流过的电流波形如图所示，试画出相应的电压波形。电感流过的电流波形如图

29、所示，试画出相应的电压波形。解：分段求解解：分段求解2023/4/1234本讲稿第三十四页，共五十二页 例题：已知例题：已知 L L=0.5H,=0.5H,i i(0)=0,(0)=0,u u 的波形如下图所示，试画出的波形如下图所示，试画出i i 的波形的波形。解：解：若：0 t1,u(t)=若：1 t2,若：2 t3,若：k-1 tk,电压电压 u 的变化波形如图的变化波形如图115：2023/4/1235本讲稿第三十五页，共五十二页1.1.电容串联电容串联四四 、电容电感的串并联、电容电感的串并联2.2.电容并联电容并联4.4.电感并联电感并联3.3.电感串联电感串联2023/4/123

30、6本讲稿第三十六页，共五十二页1-41-4电源电源一、电压源一、电压源1 1、理想电压源：两端电压保持特定电压、理想电压源：两端电压保持特定电压u us s，而与流过的电流大小、方向以及，而与流过的电流大小、方向以及外电路负载均无关的电路二端元件，外电路负载均无关的电路二端元件，内阻为内阻为0 0。表示符号为：表示符号为：u us s可以是直流电源，可以是正弦可以是直流电源，可以是正弦电源，也可以是方波、三角波、电源，也可以是方波、三角波、阶梯波等任意波形信号电源。阶梯波等任意波形信号电源。注：符号字母的意义：注：符号字母的意义：字母字母大写：表示直流大写：表示直流不随时间而正负交替，且幅值固

31、定的量。或不随时间而正负交替，且幅值固定的量。或交流信号的有效值。交流信号的有效值。字母字母小写：表示（交流）瞬时值小写：表示（交流）瞬时值方向和幅值均可能随时间而变化的方向和幅值均可能随时间而变化的量。量。有时在不知是直流还是交流，或信号可以是直流也可以是交流信号时有时在不知是直流还是交流，或信号可以是直流也可以是交流信号时,也也用小写表示。因为交流包含直流。用小写表示。因为交流包含直流。2023/4/1237本讲稿第三十七页，共五十二页2 2、特点：、特点：端电压端电压u us s，与电流无关；，与电流无关；端电流取决于外电路。端电流取决于外电路。3 3、实际电压源、实际电压源比如干电池，

32、当电池不足时，内阻比如干电池，当电池不足时，内阻RsRs就变大，使得端电压降低。就变大，使得端电压降低。2023/4/1238本讲稿第三十八页，共五十二页4 4、电路中的两种情况、电路中的两种情况开路：开路：此时此时,i i00，开路电压开路电压 u uococ=u=us s 短路：短路：此时端电压此时端电压 u0，短路电流短路电流 说明说明:(1):(1)u us s 为给定电压源函数，等于恒定值时为直流电压源；为给定电压源函数，等于恒定值时为直流电压源；（2 2）电压与流过的电流无关；）电压与流过的电流无关；（3 3）电压源可以发出能量，也可以吸收能量）电压源可以发出能量，也可以吸收能量

33、（4 4）一般情况下，电压源是不允许短路的）一般情况下，电压源是不允许短路的2023/4/1239本讲稿第三十九页，共五十二页二、电流源二、电流源1 1、理想电流源：端口电流总保持规定值、理想电流源：端口电流总保持规定值i is s，而与端口电压及外电路，而与端口电压及外电路性质无关的二端元件，性质无关的二端元件，内电导为内电导为0 0，或内阻为，或内阻为。表示符号：表示符号：2 2、特点、特点端电流始终保持规定值；端电流始终保持规定值；端电压取决于外电路。端电压取决于外电路。3 3、实际电流源、实际电流源实际电流源的内电导不为实际电流源的内电导不为0 0，或，或RsRs，如下图，如下图:20

34、23/4/1240本讲稿第四十页，共五十二页由于电流源的内阻Rs一般都很大，因此电流源一般不允许开路。因此电流源一般不允许开路。4 4、电路中的两种情况、电路中的两种情况短路：短路：端电流端电流 i=is。端电压为端电压为0。端电流为端电流为0，端电压端电压 u=is Rs，很大。，很大。开路：开路：2023/4/1241本讲稿第四十一页，共五十二页例题例题1 1、求图示电路中的、求图示电路中的U U1 1和和U U2 2。U1=2VU2=3V例题例题2 2、求图示电路中的、求图示电路中的 u uL L 和和 i ic2c2。已知：已知：解：2023/4/1242本讲稿第四十二页，共五十二页三

35、三、受控源受控源1、受控源的概念、受控源的概念在一定的条件下，在一定的条件下，I I c c和和I I b b之间总之间总满足：满足：I I c c=I=I b b 。若在集电极接入合适的负载电阻若在集电极接入合适的负载电阻R R，则相对于，则相对于R R来来说，左端的电路就相当于一个电流源。此电流源说，左端的电路就相当于一个电流源。此电流源无法用独立源来描述，它受无法用独立源来描述，它受I I b b控制。控制。即受控源也称为即受控源也称为“非独立电源非独立电源”，即电源的电压电流为非给定量，而是受，即电源的电压电流为非给定量，而是受电路中其他电压或电流的控制。电路中其他电压或电流的控制。2

36、、受控源的分类、受控源的分类控制量可为：电压（控制量可为：电压（VoltageVoltage）电流（电流（CurrentCurrent）受控源可为：电压源（受控源可为：电压源（Voltage source Voltage source）电流源（电流源（Current source Current source）于是，可组合成四种受控源：于是，可组合成四种受控源：2023/4/1243本讲稿第四十三页，共五十二页电流控的电压源，简写为电流控的电压源，简写为 CCVS CCVSCurrent controlled voltage source.Current controlled voltage

37、source.rr量纲为：欧姆（量纲为：欧姆（）电压控的电压源，简写为电压控的电压源，简写为 VCVS VCVS Voltage controlled voltage Voltage controlled voltage source.source.无量纲无量纲电压控的电流源，简写为电压控的电流源，简写为VCCSVCCS Voltage controlled current source.g Voltage controlled current source.g量纲为：西门子（量纲为：西门子（1/1/）电流控的电流源，简写为电流控的电流源，简写为CCCSCCCSCurrent controll

38、ed current sourceCurrent controlled current source。无量纲无量纲u u1 1、i i1 1 电路其它部分的电压、电流，称为控制量。电路其它部分的电压、电流，称为控制量。,r,g,r,g,为控制系数，是已知量。为控制系数，是已知量。2023/4/1244本讲稿第四十四页，共五十二页例题例题3 3、图示电路，求电流、图示电路，求电流i i 。解：受控源也是电源，应作为电源处理。解：受控源也是电源，应作为电源处理。2023/4/1245本讲稿第四十五页，共五十二页例题例题4、求：电压求：电压u u2 2。解解:+_u2u16Vi15i1+-3+-20

39、23/4/1246本讲稿第四十六页，共五十二页1-51-5基尔霍夫定律基尔霍夫定律一、名词介绍一、名词介绍1 1、支路：流过同一个电流的若干个二端元件的串联组合（或一个二、支路：流过同一个电流的若干个二端元件的串联组合（或一个二端元件）。端元件）。2 2、节点：三条及三条以上支路的交汇点。、节点：三条及三条以上支路的交汇点。3 3回路：若干条支路构成的一个闭合通路。右图电路共有回路：若干条支路构成的一个闭合通路。右图电路共有6 6个回路。个回路。4 4、网孔：对平面电路（任何两条支路都不互相交叉的电路），内部不含支路的、网孔：对平面电路（任何两条支路都不互相交叉的电路），内部不含支路的回路。图

40、中有回路。图中有3 3个网孔。个网孔。5 5、网络：包含元件数较多的电路电路和网络可以通用、网络：包含元件数较多的电路电路和网络可以通用2023/4/1247本讲稿第四十七页，共五十二页二、基尔霍夫电流定律（简称二、基尔霍夫电流定律（简称KCLKCL）1 1、KCLKCL：对于集总电路，任何时刻，对于任意节点，组成该节点的所：对于集总电路，任何时刻，对于任意节点，组成该节点的所有支路电流代数和等于有支路电流代数和等于0 0，即：，即：i i=0=0。流出为正，。流出为正，流入为负。流入为负。或描述为任意时刻对于任意节点或描述为任意时刻对于任意节点i i 出出=i i入入。节点节点1 1：节点节

41、点2 2：2 2、KCLKCL的推广：集总电路中，任意时刻对于任意一个闭合面，总有的推广：集总电路中，任意时刻对于任意一个闭合面，总有i i=0=0，或，或i i 出出=i i入入。2023/4/1248本讲稿第四十八页，共五十二页三、基尔霍夫电压定律（三、基尔霍夫电压定律（KVLKVL）在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路的电压代数和恒在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路的电压代数和恒等于等于0 0，即：，即：u u=0=0。如右下图。如右下图。先规定各支路电压，电压电流取关联参先规定各支路电压，电压电流取关联参考方向；考方向；选回路的绕行方向；选回路的绕行方向；列写列写KV

42、LKVL方程。方程。2023/4/1249本讲稿第四十九页，共五十二页例题例题：四、四、KCLKCL、KVLKVL的意义：的意义：1 1、物理意义：、物理意义：KCLKCL：是通过实验证明的电荷守恒定律。：是通过实验证明的电荷守恒定律。KVL KVL：是基于物理实验证明的电功率守恒定律。：是基于物理实验证明的电功率守恒定律。2 2、数学意义：、数学意义：分析计算电路时，最基本的任务就是求出某支路的电压和电分析计算电路时，最基本的任务就是求出某支路的电压和电流。流。KCLKCL、KVLKVL正好为我们提供了这些变量的代数方程。因此，正好为我们提供了这些变量的代数方程。因此，KCLKCL、KVLK

43、VL为我们提供了分析电路的根本依据。为我们提供了分析电路的根本依据。3 3、说明：、说明：KCLKCL：针对某一节点，或针对某一闭合面。：针对某一节点，或针对某一闭合面。KVL KVL：针对某一回路。：针对某一回路。是拓扑约束是拓扑约束仅与各元件的相互联接有关，与元件性质无关。仅与各元件的相互联接有关，与元件性质无关。对于集总电路，不论元件是线性的还是非线性的，时变的还是非对于集总电路，不论元件是线性的还是非线性的，时变的还是非时变的时变的,KCL,KCL、KVLKVL总成立。总成立。求下图电路中各支路电流和求下图电路中各支路电流和u u3 3，以及电源的功率。，以及电源的功率。2023/4/1250本讲稿第五十页，共五十二页解：解：2 2个节点，个节点，3 3条支路。如图选条支路。如图选l l1 1、l l2 2两个回路。两个回路。设各支路电流分别为设各支路电流分别为i1i1、i2i2、i3i3，参，参考方向如图示。考方向如图示。补充：补充：解得：解得：i i1 1=0.5A =0.5A i i2 2=2.5A2.5A i i3 3=2A =2A u u3 3=13V13V2023/4/1251本讲稿第五十一页，共五十二页作业：作业：12，13，14，16,17,1112023/4/1252本讲稿第五十二页，共五十二页