電路第五版1第一章匯編

1、 二、參考書(shū)目： 1、電路基本理論電路基本理論 狄蘇爾.葛守仁著 人民教育出版社 2、電路及磁路電路及磁路 李翰遜主編 中央廣播電視大學(xué)出版社 三、線索 兩類(lèi)約束： 元件性質(zhì)的約束：VCR(VCR(伏安關(guān)系伏安關(guān)系) ) 電路連接方式的約束：KL(KL(基爾霍夫定律）基爾霍夫定律） 四、學(xué)習(xí)方法： 1、預(yù)習(xí) 2、聽(tīng)講（記筆記記筆記） 3、復(fù)習(xí)、做作業(yè)（獨(dú)立完成獨(dú)立完成） 4、答疑 第一章第一章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律 電路和電路模型電路和電路模型 1-1電阻元件電阻元件1-5 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 1-2電壓源和電流源電壓源和電流源1-6 電功率和能量電功率和

2、能量 1-3受控電源受控電源1-7 電路元件電路元件 1-4基爾霍夫定律基爾霍夫定律1-8 本章目錄本章目錄 1. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向 3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 l 重點(diǎn)重點(diǎn)： 2. 2. 電阻元件和電源元件的特性電阻元件和電源元件的特性 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 1.1.實(shí)際電路實(shí)際電路 功能功能(a) 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換； (b) 信息的傳遞、控制與處理。信息的傳遞、控制與處理。 建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。 由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期 目的連接構(gòu)成的電

3、流的通路。目的連接構(gòu)成的電流的通路。 共性共性 L R s U 反映實(shí)際電路部件的主要電磁反映實(shí)際電路部件的主要電磁 性質(zhì)的理想電路元件及其組合。性質(zhì)的理想電路元件及其組合。 2. 2. 電路模型電路模型 s R 10 BA SE -T w all pl ate 導(dǎo)線導(dǎo)線 電池電池 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) 白熾燈白熾燈 電路圖電路圖 l理想電路元件理想電路元件 有某種確定的電磁性能的理想有某種確定的電磁性能的理想 元件。元件。 l電路模型電路模型 5種基本的理想電路元件：種基本的理想電路元件： 電阻元件：電阻元件：表示消耗電能的元件。表示消耗電能的元件。 電感元件：電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件

4、。表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。 電容元件：電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。 電壓源和電流源：電壓源和電流源：表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成 電能的元件。電能的元件。 l 5種基本理想電路元件有三個(gè)特征：種基本理想電路元件有三個(gè)特征： （ （a a）只有兩個(gè)端子； 只有兩個(gè)端子； （ （b b）可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述； 可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述； （c c）不能被分解為其他元件。 不能被分解為其他元件。 注意 l 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一 定條件下可

5、用同一電路模型表示。定條件下可用同一電路模型表示。 l 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路 模型可以有不同的形式。模型可以有不同的形式。 例例電感線圈的電路模型電感線圈的電路模型 注意 1-2 1-2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁 鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要 關(guān)心的物理量是關(guān)心的物理量是電流電流、電壓電壓和和功率功率。 1.1.電流的參考方向電流的參考方向 t q t q ti t d d

6、lim)( 0 def l電流電流 l電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度 帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng) 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷 l方向方向 規(guī)定正電荷的規(guī)定正電荷的 運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際 方向方向 l單位單位 1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A A（安（安培培）、）、 kA、mA、A 元件元件( (導(dǎo)線導(dǎo)線) )中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能: : 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 A B 實(shí)際方向?qū)嶋H方向 A B 對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變 化時(shí)，電流

7、的實(shí)際方向往往很難事先判斷?；瘯r(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。 問(wèn)題 + - US R S A + - US R1R2 R3R4 a b c d 電流方向電流方向 b bd d？ 電流方向電流方向 d db b？ i l參考方向參考方向 大小大小 方向方向( (正負(fù)）正負(fù)） 電流電流( (代數(shù)量代數(shù)量) ) 任意任意假定假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方 向即為電流的向即為電流的參考方向參考方向。 i 0i 0 參考方向參考方向 u + 參考方向參考方向 u + 0 吸收正功率吸收正功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) ) p0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 ( (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出) ) p0 發(fā)

8、出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) ) l u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向 + + - -i u + + - - i u 例例3-1 求圖示電路中各求圖示電路中各 方框所代表的元件吸方框所代表的元件吸 收或發(fā)出的功率。收或發(fā)出的功率。 已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A 。 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + U6 U5 U4 U3 U2 U1 解解 ）（發(fā)出發(fā)出W2W21 111 IUP 22 1 ( 3) 2W6WPU I （吸吸收

9、收） ）（吸吸收收W16W28 133 IUP ）（吸收吸收W3W) 1()3( 366 IUP 55 3 7 ( 1)W7WPU I （吸吸收收） 44 2 ( 4) 1W4WPU I （吸吸收收） 對(duì)一完整的電路，滿足：對(duì)一完整的電路，滿足：發(fā)出的功率吸收的功率發(fā)出的功率吸收的功率 注意 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + U6 U5 U4 U3 U2 U1 練習(xí)練習(xí)：求圖中各二端網(wǎng)絡(luò)吸收的功率。 A - B I=2A U=5V + (c) A - B U=5V I=-2A + (d) A+ B I=2A U=5V - (a) A+ B I=-2A U=5V

10、- (b) A+ B I=-2A U=5V - (e) 1-4 1-4 電路元件電路元件 是電路中最基本的組成單元。是電路中最基本的組成單元。 1. 1. 電路元件電路元件 5種基本的理想電路元件：種基本的理想電路元件： 電阻元件：電阻元件：表示消耗電能的元件。表示消耗電能的元件。 電感元件：電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。 電容元件：電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。 電壓源和電流源：電壓源和電流源：表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成 電能的元件。電能的元件。 注意 如果表征元件端子特

11、性的數(shù)學(xué)關(guān)系式是線如果表征元件端子特性的數(shù)學(xué)關(guān)系式是線 性關(guān)系，該元件稱(chēng)為線性元件，否則稱(chēng)為非線性性關(guān)系，該元件稱(chēng)為線性元件，否則稱(chēng)為非線性 元件。元件。 2.2.集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路 由集總元件構(gòu)成的電路由集總元件構(gòu)成的電路 集總元件集總元件假定發(fā)生的電磁過(guò)程都集中在假定發(fā)生的電磁過(guò)程都集中在 元件內(nèi)部進(jìn)行。元件內(nèi)部進(jìn)行。 集總條件集總條件 d 集總參數(shù)電路中集總參數(shù)電路中u、i 可以是時(shí)間的函可以是時(shí)間的函 數(shù)，但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)。因此，任何時(shí)刻，流數(shù)，但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)。因此，任何時(shí)刻，流 入兩端元件一個(gè)端子的電流等于從另一端子流入兩端元件一個(gè)端子的電流等于從另一端子流 出的電流；端子間

12、的電壓為確定值。出的電流；端子間的電壓為確定值。 注意 例例 i i z 集總參集總參 數(shù)電路數(shù)電路 兩線傳輸線的等效電路。兩線傳輸線的等效電路。 當(dāng)兩線傳輸線的長(zhǎng)度當(dāng)兩線傳輸線的長(zhǎng)度 l 與電磁波的波長(zhǎng)滿足：與電磁波的波長(zhǎng)滿足： l )(tu + + - - )(ti L C R i i z 分布參分布參 數(shù)電路數(shù)電路 當(dāng)兩線傳輸線的長(zhǎng)度當(dāng)兩線傳輸線的長(zhǎng)度 l 與電磁波的波長(zhǎng)滿足：與電磁波的波長(zhǎng)滿足： l 等效電路為等效電路為： ),(tzu + + + - - ),(tzi ) tz,u(z - - ),(tzzi zL 0 zC 0 zR 0 zR 0 zL 0 zC 0 1-5 1-5

13、 電阻元件電阻元件 2.2.線性時(shí)不變電阻元件線性時(shí)不變電阻元件 l 電路符號(hào)電路符號(hào) R 電阻元件電阻元件 對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可 用用u - i平面上的一條曲線來(lái)描述：平面上的一條曲線來(lái)描述： 0),(iuf i u 任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。 1.1.定義定義 伏安伏安 特性特性 O l u-i 關(guān)系關(guān)系 R 稱(chēng)為電阻，單位：稱(chēng)為電阻，單位： (歐歐 姆姆) 滿足歐姆定律滿足歐姆定律 GuRui iuR l 單位單位 G 稱(chēng)為電導(dǎo)，單位稱(chēng)為電導(dǎo)，單位：S (西西門(mén)子門(mén)子) u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián) 參考方

14、向參考方向 Riu 伏安特伏安特 性曲線性曲線 為一條為一條 過(guò)原點(diǎn)過(guò)原點(diǎn) 的直線的直線 u i O R u i + 如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān) 聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)。聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)。 說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元 件。件。 歐姆定律歐姆定律 只適用于線性電阻只適用于線性電阻( R 為常數(shù)為常數(shù)）。）。 則歐姆定律寫(xiě)為則歐姆定律寫(xiě)為u R i i G u 公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！ 注意 R u i - + 3.3.功率和能量功率和能量 電阻元件在任何時(shí)刻總是吸收功率的。電阻元件在任何

15、時(shí)刻總是吸收功率的。 p u i (R i) i i2 R - u2/ R p u i i2R u2 / R l 功率功率 R u i +- 表明 R u i -+ u i 從從 t0 到到 t 電阻吸收的能量：電阻吸收的能量： t t t t R uipW 00 dd 4.4.電阻的開(kāi)路與短路電阻的開(kāi)路與短路 l 能量能量 l 短路短路 0 0ui 0 R G或或 l 開(kāi)路開(kāi)路 0 0ui 0R G 或或 u i R i u + u + i O O 實(shí)際電阻器實(shí)際電阻器 1-6 1-6 電壓源和電流源電壓源和電流源 l電路符號(hào)電路符號(hào) 1.1.理想電壓源理想電壓源 l定義定義 i S u +

16、 _ 其兩端電壓總能保持定值或一定其兩端電壓總能保持定值或一定 的時(shí)間函數(shù)，其值與流過(guò)它的電的時(shí)間函數(shù)，其值與流過(guò)它的電 流流 i 無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)； 與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。 通過(guò)電壓源的電流由電源及通過(guò)電壓源的電流由電源及 外電路共同決定。外電路共同決定。 l理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系 u i S u 直流電壓直流電壓 源的伏安源的伏安 特性曲線特性曲線 例例 R i - + S u 外電路外電路 R u i S

17、0 ()iR (0)iR 電壓源不能短路！電壓源不能短路！ O + _ i u + _ S u l電壓源的功率電壓源的功率 電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。 iup S 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電）由低電 位向高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作位向高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作 功，電源發(fā)出功率。功，電源發(fā)出功率。 S 0 pu i發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用 物理意義：物理意義： + _ i u + _ S u 電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。 物理意義：物理意義： 電場(chǎng)力作功，電源吸收功率。電場(chǎng)力作功，電源吸收功率。 S 0 pu i吸收功率

18、，充當(dāng)負(fù)載。吸收功率，充當(dāng)負(fù)載。 例例6-1計(jì)算圖示電路各元件的功率。 計(jì)算圖示電路各元件的功率。 解解V5V)510( R u A1A 5 5 R u i R W5W15 2 RipR W10W110 S10 iup V W5W15 S5 iup V 發(fā)出發(fā)出 吸收吸收 吸收吸收 滿足滿足：P（發(fā)發(fā)）P（吸吸） 5R i +_ R u + _ 10V5V - + 其輸出電流總能保持定值或一定的其輸出電流總能保持定值或一定的 時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。 l 電路符號(hào)電路符號(hào) 2.2.理想電流源理想電流源 l 定義

19、定義 u S i + _ l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系 電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú)電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú) 關(guān)；與它兩端電壓的方向、大小無(wú)關(guān)。關(guān)；與它兩端電壓的方向、大小無(wú)關(guān)。 電流源兩端的電壓由電源及外電路共電流源兩端的電壓由電源及外電路共 同決定。同決定。 u i S i 直流電流源的直流電流源的 伏安特性曲線伏安特性曲線 O例例 R u - + S i 外電路外電路 S Riu )0( 0Ru ()uR 電流源不能開(kāi)路！電流源不能開(kāi)路！ 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極 電流與負(fù)載無(wú)

20、關(guān)；光電池在一定光線照射下光電電流與負(fù)載無(wú)關(guān)；光電池在一定光線照射下光電 子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。 實(shí)際電流源的產(chǎn)生：實(shí)際電流源的產(chǎn)生： l 電流源的功率電流源的功率 u + _ S i S uip 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)。電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)。 發(fā)出功率，起電源作用。發(fā)出功率，起電源作用。 S 0pui 電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)。電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)。 u + _ S i 吸收功率，充當(dāng)負(fù)載。吸收功率，充當(dāng)負(fù)載。 S 0pui 1、當(dāng)R增大時(shí)，I2變不變？R兩端的電壓會(huì)不會(huì)變？ 2、當(dāng)R增大時(shí)，U2變不變？ U1變不變？ + - +- R 10V

21、 2V I2 I1 I3 題 1圖 4 題 2圖 思考題思考題 10A 2A R 4 + - U1 U2 + - 實(shí)際電源實(shí)際電源 干電池 鈕扣電池 1. 1. 干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源）干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源） 干電池電動(dòng)勢(shì)為干電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V，僅取決于（糊狀）化學(xué)材料，其，僅取決于（糊狀）化學(xué)材料，其 大小決定儲(chǔ)存的能量，化學(xué)反應(yīng)不可逆。大小決定儲(chǔ)存的能量，化學(xué)反應(yīng)不可逆。 鈕扣電池電動(dòng)勢(shì)為鈕扣電池電動(dòng)勢(shì)為1.35V，用固體化學(xué)材料制成，化學(xué)反，用固體化學(xué)材料制成，化學(xué)反 應(yīng)不可逆。應(yīng)不可逆。 氫氧燃料電池示意圖 2. 2. 燃料電池（化學(xué)電源）燃料電池（化學(xué)電源） 燃料電池電動(dòng)

22、勢(shì)為燃料電池電動(dòng)勢(shì)為1.23V。以氫、氧作為燃料。約。以氫、氧作為燃料。約40%45% 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。 3. 3. 太陽(yáng)能電池（光能電源）太陽(yáng)能電池（光能電源） 一塊太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)為一塊太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)為0.6V。太陽(yáng)光照射到。太陽(yáng)光照射到PN結(jié)上，結(jié)上， 形成一個(gè)從形成一個(gè)從N區(qū)流向區(qū)流向P區(qū)的電流。約區(qū)的電流。約11%的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?故常用太陽(yáng)能電池板。故常用太陽(yáng)能電池板。 一個(gè)一個(gè)50cm2太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)為太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)為0.6V,電流為電流為0.1A。 太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池板

23、 蓄電池示意圖 4. 4. 蓄電池（化學(xué)電源）蓄電池（化學(xué)電源） 電池電動(dòng)勢(shì)為電池電動(dòng)勢(shì)為2V。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度 小于一定值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)低于小于一定值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)低于2V，常需要充電，化學(xué)反應(yīng)可，常需要充電，化學(xué)反應(yīng)可 逆。逆。 直流穩(wěn)壓源直流穩(wěn)壓源 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電 工業(yè)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場(chǎng) 1-7 1-7 受控電源受控電源( (非獨(dú)立源非獨(dú)立源) ) l 電路符號(hào)電路符號(hào) 受控電壓源受控電壓源 1.1.定義定義 受控電流源受控電流源 電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間 函數(shù)，而是受電路

24、中某處的電壓函數(shù)，而是受電路中某處的電壓(或電流或電流)控制的電控制的電 源，稱(chēng)為受控電源。源，稱(chēng)為受控電源。 + 四端元件四端元件 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( CCCS ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u或電流或電流i，受控源，受控源 可分可分四種類(lèi)型：四種類(lèi)型：電壓控制電流源、電壓控制電壓源、電壓控制電流源、電壓控制電壓源、 電流控制電流源、電流控用電壓源。電流控制電流源、電流控用電壓源。 2.2.分類(lèi)分類(lèi) 12 ii 輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分 i1 + _ u2 i2 _ u1 i1 +

25、g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( ( VCCS ) ) 12 gui 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( ( VCVS ) ) 12 uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) gu1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + i1 u1 + _ u2 i2 _ u1 + _ 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( ( CCVS ) ) 12 riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例 bc ii 電路模型電路模型 ib icib ri1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + _ b i c i 3.3.受控源與獨(dú)立源的比較受控源與獨(dú)立源的比較 獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓( (或電流

26、或電流) )由由電源本身電源本身決定，與電決定，與電 路中其他電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓路中其他電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓( (或或 電流電流) )由由控制量控制量決定。決定。 獨(dú)立源在電路中起獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)激勵(lì)”作用，在電路中產(chǎn)作用，在電路中產(chǎn) 生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的 電壓或電流對(duì)另一處的電壓或電流對(duì)另一處的電壓或電流電壓或電流的的控制關(guān)系控制關(guān)系 ，在電路中不能作為，在電路中不能作為“激勵(lì)激勵(lì)”。 例例7-1 求電壓求電壓u2。 解解 A2A 3 6 1 i V4V)610( 65 12 iu 5i1 + _ u2 _

27、i1+ +- 3 u1=6V 1 I 5V + - + - 2 I 1 10I 2 5 AI1 5 5 1 VI1010 1 AI5 2 10 2 WP V 515 5 WP I 50510 1 10 解：解： 有沒(méi)有電流？ 1-8 1-8 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 （KCL）和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( KVL )。它反。它反 映了電路中所有支路電壓和支路電流所遵循映了電路中所有支路電壓和支路電流所遵循 的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定 律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路

28、分律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分 析的基礎(chǔ)。析的基礎(chǔ)。 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1.1.幾個(gè)名詞幾個(gè)名詞 電路中通過(guò)同一電流的分支。電路中通過(guò)同一電流的分支。 元件的連接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。元件的連接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。 b=3 a n=4 b 支路支路 電路中每一個(gè)兩端元件就稱(chēng)電路中每一個(gè)兩端元件就稱(chēng) 為一條支路。為一條支路。 i3 i2 i1 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn) b=5 或三條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng)或三條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng) 為結(jié)點(diǎn)。為結(jié)點(diǎn)。 n=2 注意 兩種定兩種定 義分別用在不同義分別用在不同 的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。 由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。 兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支

29、路兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路 構(gòu)成。構(gòu)成。 對(duì)對(duì)平面電路平面電路，其內(nèi)部不含任，其內(nèi)部不含任 何支路的回路稱(chēng)網(wǎng)孔。何支路的回路稱(chēng)網(wǎng)孔。 l=3 12 3 路徑路徑 回路回路 網(wǎng)孔網(wǎng)孔 網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 注意 2.2.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL) 令流出為令流出為“+”，有：，有： 例例 在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流 出（或流入）該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。出（或流入）該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。 m b ti 1 0)(出入 ii 或

30、或 流進(jìn)流進(jìn) 的電的電 流等流等 于流于流 出的出的 電流電流 1 i 5 i 4 i 3 i 2 i 0 54321 iiiii 54321 iiiii 0 641 iii 例例 0 542 iii 0 653 iii 三式相加得：三式相加得： 0 321 iii KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn) 的任一閉合面。的任一閉合面。 5 i 6 i 4 i 1 i 3 i 2 i 表明 KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中 任意結(jié)點(diǎn)處的反應(yīng)。任意結(jié)點(diǎn)處的反應(yīng)。 KCL是對(duì)結(jié)點(diǎn)處支路電流加的約束，與支路是對(duì)結(jié)點(diǎn)處支路電流加的約束

31、，與支路 上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是 非線性無(wú)關(guān)。非線性無(wú)關(guān)。 KCL方程是按方程是按電流參考方向電流參考方向列寫(xiě)的，與電列寫(xiě)的，與電 流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。 明確 練習(xí)：圖示節(jié)點(diǎn)處有四個(gè)支路電流， 在不同時(shí)刻其中三個(gè)電流的數(shù)值如表中所示。 試填寫(xiě)該表所缺各項(xiàng)。 i1i2 i3 i4 2 255 -1 -5-1-2 -4 0.5 3 -3 1 7 7 實(shí)際流出節(jié)點(diǎn)的 電流 實(shí)際流入節(jié)點(diǎn)的 電流 i1 i2 i3 i4 練習(xí)：圖示節(jié)點(diǎn)處有四個(gè)支路電流， 在不同時(shí)刻其中三個(gè)電流的數(shù)值如表中所示。 試填寫(xiě)該表所缺各項(xiàng)。 i1i2 i3 i4

32、 2 255 -1 -5-1-2 -4 0.5 3 -3 1 7 7 實(shí)際流出節(jié)點(diǎn)的 電流 實(shí)際流入節(jié)點(diǎn)的 電流 i1 i2 i3 i4 1.5 0 2 3 3 4 4 5 5 3 3. .基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 (KVL) m b tu 1 0)(升 降 uu 或或 U3 U1 U2 U4 標(biāo)定各元件電壓參標(biāo)定各元件電壓參 考方向。考方向。 選定回路繞行方向，選定回路繞行方向， 順時(shí)針或逆時(shí)針。順時(shí)針或逆時(shí)針。 在在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一回路，沿任一回路， 所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。 I1 + US1 R1 I4

33、_ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U1US1+U2+U3+U4+US4= 0 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或或 R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4 KVL也適用于電路中任一假想的回路。也適用于電路中任一假想的回路。注意 U3 U1 U2 U4 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ 例例 S21ba UUUU KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒。的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒。 KVL是對(duì)回路中的支路電壓加的約束，與回路是對(duì)回路中的支路電壓加的約束，與回路 各支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性各支路上接的是什

34、么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性 還是非線性無(wú)關(guān)。還是非線性無(wú)關(guān)。 KVL方程是按方程是按電壓參考方向電壓參考方向列寫(xiě)的，與電壓實(shí)列寫(xiě)的，與電壓實(shí) 際方向無(wú)關(guān)。際方向無(wú)關(guān)。 明確 a US b _ _ - + + + U2 U1 練習(xí)：圖中電壓U3的參考極性已確 定，若該電路的兩個(gè)KVL方程分別為： U1-U2-U3=0；-U2-U3+U5-U6=0 試確定U1、U2、U5及U6的極性； 能否進(jìn)一步確定U4的參考極性； 若給定U2=10V，U3=5V，U6=-4V，試確 定其余各電壓。 1 24 3 5 6 + - U3 4. 4. KCL、KVL小結(jié)小結(jié) KCL是對(duì)是對(duì)支路電流支路電流的線性約束，的線性約束，KVL是對(duì)是對(duì)回回