第一章 电路模型和电路定律精选PPT.ppt

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1、1第1页，本讲稿共53页课件及习题参考答案网址w输入网址：输入网址：http:/w选择选择hotmail(登录）登录）w用户名：用户名：shu-w密码：密码：guhuifen61w选择选择Windowslive-skydrivew选择下载选择下载第2页，本讲稿共53页第一章第一章电路模型和电路定律（电路模型和电路定律（1）3$1.1电路和电路模型电路和电路模型一、电路（一、电路（工程实际电路）例1.电力系统发电机升压变压器降压变压器电动机、电炉等输电线第3页，本讲稿共53页例2.扩音机系统话筒放大电路扬声器第4页，本讲稿共53页w电路作用：能量传输和能量转换；信号处理w电路组成：电源、信号源，

2、中间环节，负载（用电设备）w这里给出两个概念：w 激励：激励：电源和信号源w响应：响应：电路中产生的电流和电压第5页，本讲稿共53页二、电路模型二、电路模型用理想电路元件或其组合取代实际电路元器件和设备所得理想电路。常用理想元件：电阻、电感、电容、电压源、电流源、受控源。三、常用的理想电路元件及其电气图形符号三、常用的理想电路元件及其电气图形符号电 阻（R）电容（C）电感（L）电压源（Us)电流源（Is）受控源，开关第6页，本讲稿共53页实际电路抽象成电路模型的例子灯泡或第7页，本讲稿共53页$1-2电流和电压的参考方向（电流和电压的参考方向（3）8一、电路分析中的几个重要的物理量：一、电路分

3、析中的几个重要的物理量：电量（电量（Q，q）电荷的数量。单位：库仑、库、电荷的数量。单位：库仑、库、C电流（电流（I，i）单位时间流过的电量。单位：安培、安、单位时间流过的电量。单位：安培、安、A电能量（电能量（W）电荷流过元件，元件吸收的能量。单位：电荷流过元件，元件吸收的能量。单位：焦焦、J电压（电压（U，u）电位差。单位电荷从一点移到另一点所电位差。单位电荷从一点移到另一点所吸收的能量吸收的能量电功率（电功率（P，p）单位时间吸收的能量。单位：瓦特、单位时间吸收的能量。单位：瓦特、瓦、瓦、W电路分析中，电路分析中，i,u,p是最常见的三个物理量是最常见的三个物理量第8页，本讲稿共53页二

4、、电流、电压的二、电流、电压的参考方向参考方向电流参考方向：人为假定的电流方向。电压的参考方向：人为假定的电压极性方向。1、电流的参考方向：、电流的参考方向：I02、电压参考方向、电压参考方向：I0U0吸收功率吸收功率p0发出功率发出功率p0,则Us作为负载,吸收能量+-USI2.P=UsI 为 产生电功率，若P0,则Us作为电源工作,释放能量。第26页，本讲稿共53页二二、电流源电流源支路电流为某一恒定值或函数，与端电压无关IsIsUiI=Is27I+u-Is外外电电路路1、直流理想电流源、直流理想电流源2、理想电流源伏安特性、理想电流源伏安特性第27页，本讲稿共53页3、实际直流电流源、实

5、际直流电流源伏安特性：伏安特性：I=Is-U/R0R0IsIIUIsIsR028+U-外外电电路路若外电路等效为负载若外电路等效为负载RL，则端电流，则端电流I：第28页，本讲稿共53页电流源两个重要特性：电流源两个重要特性：29对外电路而言，以对外电路而言，以上两组电路等效上两组电路等效 N1的等效网络不是理想电流源。第29页，本讲稿共53页电流源的功率电流源的功率:1.P=IsU 为吸收电功率，若P0 则Is作为负载工作。2.P=IsU 为产生电功率，若P0 则Is作为电源工作。-U +ISIS+U -第30页，本讲稿共53页$1-9受控电源（受控电源（17）31实际电路中的受控现象：实际

6、电路中的受控现象：三极管IbIcIf+-U他励直流发电机第31页，本讲稿共53页一、受控源一、受控源非独立电源，其大小受电路中其它支路非独立电源，其大小受电路中其它支路电压或电流控制电压或电流控制二、分类二、分类(根据控制量不同分为四类根据控制量不同分为四类）(见18)特性方程电压控制电压源（VCVS）：特性方程电流控制电压源（CCVS）：第32页，本讲稿共53页特性方程电压控制电流源（VCCS）：特性方程电流控制电流源（CCCS）：第33页，本讲稿共53页is5+u1-2i+u2-例例1-1已知已知u2=0.5u1,iS=2A,求求iu1=10Vu2=5Vi=2.5A第34页，本讲稿共53页

7、$1-10基尔霍夫定律（基尔霍夫定律（19）12354123支路支路b=5节点节点n=3回路回路L=635一、支路、节点、回路一、支路、节点、回路支路支路组成电路的每组成电路的每一个两端元件一个两端元件节点节点支路的连接点支路的连接点回路回路由支路构成的闭合路径由支路构成的闭合路径第35页，本讲稿共53页二、二、基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）根据根据KCL：i1-i2+i3=0即即i1+i3=i2i1i2i3例例1-10-136w任一节点上总的流入电流的任一节点上总的流入电流的“代数和代数和”为零为零w节点上总的流入的电流恒等于流出的电流节点上总的流入的电流恒等于流出的电流第36

8、页，本讲稿共53页例例1-10-2三式相加：三式相加：i1+i2+i3=0结论：对于包围结论：对于包围n个节点的闭合面，个节点的闭合面，KCL定律一样成立定律一样成立(如图如图)练习练习1-1637i1i2i3i4i6i5根据根据KCL：节点节点1：i1-i4-i5=0节点节点2：i2+i4-i6=0节点节点3:i3+i6+i5=0第37页，本讲稿共53页例例1-10-4求求I、I、I”10A5AII”2AI根据根据KCL：节点节点1I=10-5=5A节点节点2I”=10-2=8A节点节点3I=5-I”=5-8=-3A节点节点438第38页，本讲稿共53页三、基尔霍夫电压定律（三、基尔霍夫电压

9、定律（KVL）例例1-10-5+u1-+u2-+u3-ab根据根据KVL：U1+U2-U3=0即即U1+U2=U3=Uab39w沿任一回路，所有支路电压沿任一回路，所有支路电压“代数和代数和”恒为零恒为零回路中元件电压降总和等于元件回路中元件电压降总和等于元件“电压升电压升”总和总和任意二个节点间的电压有唯一值，与路径无关任意二个节点间的电压有唯一值，与路径无关第39页，本讲稿共53页例例1-10-6求：求：U解一：根据解一：根据KVL：设闭合回路设闭合回路40+8V-+5V-+U-+20V-ab5+U+8-20=0U=7V解二：解二：根据两节点电压有唯一值，设根据两节点电压有唯一值，设a、b

10、Uab=5+U+8=20第40页，本讲稿共53页例例1-2已知：已知：U1=U3=1V，U2=4V，U4=U5=2V，求：，求：Ux（22页）+u2-+u4-+u3-+ux-+u1-+U6-+u5-123根据根据KVL：411：-U1+U2+U6-U3=02：-U6+U4+U5-Ux=0解出解出Ux=6V若取外围大回路若取外围大回路一个方程可求出一个方程可求出Ux第41页，本讲稿共53页几个几个KCL、KVL综合应用实例：综合应用实例：例例1：已知：已知iS=3A，us=5V，R5，求求Pus、Pis、PR。+-uSiSR-U1+U2-第42页，本讲稿共53页例例2：已知：已知iS=2A，us

11、=5V，R10，求求Pus、Pis、PRiS+-uSRi1i2（吸收）（吸收）（产生）第43页，本讲稿共53页44例例1：已知已知R1=1，R2=2，R3=3，Us1=3V，Us2=1V，求，求R1两端的电压两端的电压U1+uS1-+u1-+us2-R1R2R3根据根据KVL：12I2I3I1U1=0.82V设设I、U参考方向参考方向-U1+U2+Us2=0U3+U1-Us1=0+U3-+U2-KCL：I1+I2-I3=0第44页，本讲稿共53页例例2：已知已知R1=0.5k，R2=1k，R3=2k，Us=10V，ic=50I1，求，求R3两端的电压两端的电压U3+u3-R2R3R11I1I2

12、+uS-Ic根据根据KCL:I2=I1+IC（1）KVL：（回路如图）u3=-IcR3=-50i1*2000=-19.4V45设设I2如图如图-uS+I1R1+I2R2=0(2)IC=50I1(3)得：得：I1=1.94*10-4A第45页，本讲稿共53页例例3求求Us和受控源功率和受控源功率46I+U-+Us-5+4.9v-0.98I0.16第46页，本讲稿共53页i1+Us-+U1-+3U1-47练习练习1-15已知已知Us=10V，i1=2A，R1=4.5,R2=1,求求i2R1i2R2根据根据KVL：第47页，本讲稿共53页结论：结论：求解电阻电路中的求解电阻电路中的I，U，其实就，其

13、实就是根据是根据KCL，KVL、VCR列方程列方程组，然后求解方程组。组，然后求解方程组。对复杂电路直接列方程组求解可能很困难，对复杂电路直接列方程组求解可能很困难，要用后面介绍的由要用后面介绍的由KVL、KCL推出的各推出的各种具体的分析方法种具体的分析方法48第48页，本讲稿共53页习题：习题：1-121-14(2)1-20（b)1-21答案：1-12（a）PR=0.5W(吸收)P1V=0.5W(吸收)Pis=1W(发出)（b）P1=1W(吸收)P2=0.5W(吸收)P1V=0.5W(发出)P2V=1W(发出)1-14(2)图(b)Ucb=-13V1-21 I1=14.94mA U0=5.

14、06V 第49页，本讲稿共53页思考题思考题一、求图示电路中的未知电流。一、求图示电路中的未知电流。第50页，本讲稿共53页二、二、图图示示电电路，求路，求uab图题图题1-4第51页，本讲稿共53页三、三、求图示电路中电压求图示电路中电压U1、U2和电流和电流I，1A+U1-2A112+10V 10V -I+U2-I=1-10/2-2=-6AU1=10+1=11VU2=10-2=8V第52页，本讲稿共53页四、求图示电路受控电压源功率四、求图示电路受控电压源功率5A13+10V 10V -I+2I 2I -2I+3I=10I=2AU受控受控=2*I=4VI受控受控=I+5-2I=3AP=12W（吸收）（吸收）第53页，本讲稿共53页