電路及電子學第一章課件

1、1目錄目錄第第 1 1 部分部分 電路分析基礎電路分析基礎2目錄目錄模模 塊塊 1 電路基礎電路基礎第第1 1章章 電路分析基礎電路分析基礎第第2 2章章 暫態(tài)電路分析暫態(tài)電路分析第第3 3章章 交流電路交流電路3目錄目錄第第1 1章章 電路分析基礎電路分析基礎1.1 電路元件電路元件1.2 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.3 疊加定理疊加定理 1.4 等效電源定理等效電源定理 1.5 含受控源電路的分析含受控源電路的分析 4目錄目錄1.1.1 1.1.1 電路及電路模型電路及電路模型 電路是由若干電路元件或設備組成的，能夠傳輸電路是由若干電路元件或設備組成的，能夠傳輸能量、轉換能量；能夠采集電信

2、號、傳遞和處理電信能量、轉換能量；能夠采集電信號、傳遞和處理電信號的有機整體。號的有機整體。 電路的組成：電路的組成：電電 源源信號源信號源負載負載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié) 1.1 電路元件電路元件1.1.電路的組成和作用電路的組成和作用電路電路電流流通的路徑。電流流通的路徑。5目錄目錄手電筒電路中間環(huán)節(jié)：連接電源和負載中間環(huán)節(jié)：連接電源和負載電路的作用：電路的作用：燈泡燈泡電池電池開關電源電源負載負載電源：非電能電源：非電能 電能電能負載：電能負載：電能 非電能非電能電能的輸送和轉換（如電能的輸送和轉換（如電力工程電力工程）信號的傳遞與處理（如信號的傳遞與處理（如信息工程信息工程）6目錄目錄發(fā)電機發(fā)

3、電機升壓升壓變壓變壓器器降壓降壓變壓變壓器器電燈電燈電動機電動機電爐電爐電力系統(tǒng)電路示意圖電力系統(tǒng)電路示意圖輸電線輸電線7目錄目錄中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)負載負載放放大大器器話筒話筒揚聲器揚聲器擴音機電路示意圖擴音機電路示意圖信號源信號源（電源）（電源）8目錄目錄電路系統(tǒng)的概念電路系統(tǒng)的概念 系統(tǒng)是由若干互相關聯(lián)的單元或設備組系統(tǒng)是由若干互相關聯(lián)的單元或設備組成，并具有一定功能的有機整體。成，并具有一定功能的有機整體。)(efr )(te)(tr激勵激勵響應響應 系統(tǒng)中電源（或信號源）的作用稱為系統(tǒng)中電源（或信號源）的作用稱為激勵激勵。 由激勵引起的結果（如某個元件的電流、由激勵引起的結果（如某個元件

4、的電流、電壓）稱為電壓）稱為響應響應。9目錄目錄2 2 理想元件和電路模型理想元件和電路模型將實際電路中的元件用理想元件來表示，構成的電將實際電路中的元件用理想元件來表示，構成的電路圖路圖電路模型電路模型常用的理想元件常用的理想元件RL LE+_Is電阻電阻電感電感電容電容恒壓源恒壓源恒流源恒流源C C+R10目錄目錄 電路模型電路模型US+_RLSRO電路模型是實際電路的科學抽象電路模型是實際電路的科學抽象手電筒電路模型手電筒電路模型 電路元件分類電路元件分類 線性元件線性元件 非線性元件非線性元件 時變元件時變元件 非時變元件非時變元件 有源元件有源元件 無源性元件無源性元件 11目錄目錄

5、UsIRU+_E+_1.1.2 1.1.2 電流、電壓的參考方向電流、電壓的參考方向1. 實際方向?qū)嶋H方向物理量物理量單單 位位實際方向?qū)嶋H方向 - - E + +電流電流 IA, kA,mA,AA, kA,mA,A正電荷定向移動的方向正電荷定向移動的方向電壓電壓 UV, kV,mV,VV, kV,mV,V 電場力作用電場力作用, ,電位降落的方向電位降落的方向電動勢電動勢 EV, kV,mV,VV, kV,mV,V 電源力作用電源力作用, ,電位升高的方向電位升高的方向I+ + U - -12目錄目錄 分析計算電路時，無法事先確定電壓電流分析計算電路時，無法事先確定電壓電流的方向，但列寫方程

6、時必須要確定電壓電流方的方向，但列寫方程時必須要確定電壓電流方向，因此，需要事先人為任意設定電量方向。向，因此，需要事先人為任意設定電量方向。2. 參考方向（假設方向、正方向）參考方向（假設方向、正方向）I = 5AIRab= 5A例例Rab電流方向電流方向a b？電流方向電流方向b a？13目錄目錄注意注意：引入?yún)⒖挤较蚝螅锢砹繛榇鷶?shù)量引入?yún)⒖挤较蚝?，物理量為代?shù)量 若計算結果為正若計算結果為正(I 0)，則實際方向與參考方向則實際方向與參考方向一致；一致；若計算結果為負若計算結果為負(I0)，則實際方向與參考方向相反。則實際方向與參考方向相反。2. 參考方向（假設方向、正方向）參考方向（

7、假設方向、正方向）14目錄目錄I參考方向的表示方法參考方向的表示方法參考極性參考極性abUab 雙下標雙下標箭箭 標標_+USabR參考方向的作用參考方向的作用.便于列寫電路方程便于列寫電路方程關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向.便于確定實際方向便于確定實際方向關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向 U與與 I 的方向一致的方向一致 +_IUabR_IUabR+非關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向 U與與 I 的方向相反的方向相反 U = I RU = -I R15目錄目錄 +_I=3AU=6VabR例例 應用歐姆定律求電阻應用歐姆定律求電阻Ra+_I=-3AU=6VbR +_I=3AU= 6VabR +_I=-3AU= 6

8、VabR 236IUR 236IUR 236IUR 236IUR16目錄目錄（3）應用歐姆定律列寫式子時，式中有）應用歐姆定律列寫式子時，式中有_套正負號。套正負號。列寫公式時，根據(jù)列寫公式時，根據(jù)U、I 的的_ 得得_U、I 的值本身有的值本身有_和和_之分之分（1）分析計算電路時，首先要畫出）分析計算電路時，首先要畫出 ，標出電，標出電 壓、電流的壓、電流的 。（2）參考方向是）參考方向是_設定的。未標參考方向的前設定的。未標參考方向的前 提下，討論電壓、電流的正、負值是提下，討論電壓、電流的正、負值是_ 。問題與討論問題與討論電路圖電路圖參考方向參考方向兩兩參考方向參考方向公式中的正負號

9、公式中的正負號正值正值負值負值沒有意義的沒有意義的人為任意人為任意17目錄目錄A1121V 1 RIU例例試求：當試求：當U 分別為分別為 3V 和和 1V 時的電流時的電流IR解：解：(1) 假定電路各電量的參考方向如圖所示；假定電路各電量的參考方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程：EUUR REURUIRREUUR (3) 數(shù)值計算數(shù)值計算A11233V RIU（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向相反）（實際方向與假設方向相反）18目錄目錄1.1.3 電阻元件電阻元件 電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等。電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等

10、。實物實物iRu Riu1.電壓與電流的基本關系電壓與電流的基本關系Rui iuR R 的單位為歐姆（的單位為歐姆（）（R 常用單位：常用單位： 、k 、M ）（G 常用單位：常用單位： uS 、mS 、S）伏伏 安安 特性特性電阻的倒數(shù)稱為電導，電阻的倒數(shù)稱為電導，用用G表示，單位西門子表示，單位西門子1iGRu19目錄目錄1.1.3 電阻元件電阻元件 電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等。電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等。返回返回20目錄目錄oiu常常數(shù)數(shù) iuR常常數(shù)數(shù) iuRuio線性電阻的線性電阻的伏安特性伏安特性非線性電阻的非線性電阻的伏安特性伏安特性2. 電阻的電阻的伏安

11、特性伏安特性注意注意: 歐姆定律僅適用于線性電阻電路。歐姆定律僅適用于線性電阻電路。21目錄目錄3.電阻元件的功率和能量電阻元件的功率和能量在關聯(lián)參考方向下，電阻元件的功率為在關聯(lián)參考方向下，電阻元件的功率為RuRiuip22 單位為瓦特（單位為瓦特（W）從從t1到到t2的時間內(nèi)，電阻元件吸收的能量為的時間內(nèi)，電阻元件吸收的能量為dtiRwtt221 單位為焦耳（單位為焦耳（J）22目錄目錄1. 理想電壓源和理想電流源理想電壓源和理想電流源理想電壓源（恒壓源）理想電壓源（恒壓源）: RO= 0 時的電壓源時的電壓源.特點特點：(1）輸出電）輸出電 壓壓 U 不變，即不變，即 Uab US ；

12、（2）電源中的電流）電源中的電流 I 由外電路決定。由外電路決定。外特性外特性U = f (I)oIUUS1.1.4 獨立電源元件獨立電源元件IUS+_abURL23目錄目錄（3）恒壓源中的電壓）恒壓源中的電壓 US為為 零時，恒壓源視為短路。零時，恒壓源視為短路。US=0+_（4）與恒壓源并聯(lián)的元件）與恒壓源并聯(lián)的元件對外電路而言對外電路而言為可視為開路。為可視為開路。E+_abR2E+_abR1R2Is24目錄目錄恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_ _ _US恒壓源特性中變化的是：恒壓源特性中變化的是：_I_ 會引起會引起 I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變I 的變化

13、可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是_ 的變化。的變化。大小大小方向方向 0SUI恒壓源兩端恒壓源兩端可否短路可否短路？a+_IUSUabbR問題與討論問題與討論否否 因為因為R = 0 時時25目錄目錄理想電流源理想電流源（恒流源（恒流源): RO= 時的電流源時的電流源. 特點特點：（1）輸出電流）輸出電流 I 不變，不變，即即 I IS 外外特特性性（2）輸出電壓）輸出電壓U由外電路決定由外電路決定。abIUIsRLIUabISo26目錄目錄E+_abR1R2Is（3）恒流源的電流）恒流源的電流 IS為為 零時，恒流源視為開路。零時，恒流源視為開路。（4 4）與恒流源串

14、聯(lián)的元件）與恒流源串聯(lián)的元件對外電路而言對外電路而言為可視為短路。為可視為短路。IS=0abR1Is27目錄目錄恒流源特性中不變的是：恒流源特性中不變的是：_Is恒流源特性中變化的是：恒流源特性中變化的是：_Uab_ 會引起會引起 Uab 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變Uab的變化可能是的變化可能是 _ 的變化，的變化， 或者是或者是 _的變化。的變化。大小大小方向方向 sabIU恒流源兩端恒流源兩端可否開路可否開路？abIUabIsR問題與討論問題與討論否否 因為因為R = 時時28目錄目錄恒壓源中的電流恒壓源中的電流如何決定如何決定？恒流恒流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多

15、少？例例串聯(lián)電流相同。串聯(lián)電流相同。SabUIRU 電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓取決外電路恒流源兩端的電壓取決外電路IUs R_+abUab=?Is解：解：29目錄目錄恒壓源中的電流恒壓源中的電流如何決定如何決定？恒流恒流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少？例例并聯(lián)電壓相同。并聯(lián)電壓相同。SabUU 電壓源中的電流取決外電路電壓源中的電流取決外電路恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓解：解：RUIISS aIUs R_+bUab=?IsIR30目錄目錄 電功率的正負電功率的正負(1)概念概念：(2)公式公式：關聯(lián)參考方向時關聯(lián)參考方向時：IU+P = U I非關聯(lián)

16、參考方向時非關聯(lián)參考方向時：IU+P = -U I負載消耗（吸收）的功率；負載消耗（吸收）的功率；電源產(chǎn)生（提供）的功率。電源產(chǎn)生（提供）的功率。吸收（取用）功率，元件為負載吸收（取用）功率，元件為負載發(fā)出（產(chǎn)生）功率，元件為電源發(fā)出（產(chǎn)生）功率，元件為電源若若 P 0若若 P 0(3)功率的正負功率的正負：31目錄目錄根據(jù)能量守恒定律根據(jù)能量守恒定律電路中的功率平衡電路中的功率平衡P = 0 例例A25515S2S1 RUUIW30215S1S1 IUPW1025S2S2 IUPW205222 RIPR+ IRURUS2US1已知：已知：US1 = 15V，US2 = 5V，R = 5，試求

17、電流，試求電流I 和各和各元件的功率。元件的功率。解：解： 32目錄目錄 已知：已知：U1 = 20V， I1=2A，U2=10V，I2=-1A， U3= -10V，I3 = -3A，試求，試求元件的功率，并說明性質(zhì)元件的功率，并說明性質(zhì)。I3 I2I1U3U2U11423例例元件元件1功率功率 W40220111 IUP元件元件2功率功率 W10)1(10222 IUP元件元件3功率功率 W202)10(133 IUP元件元件4功率功率 W30)3(10324 IUP解：解： 元件元件1、2發(fā)出功率是發(fā)出功率是電源電源，元件，元件3、4吸收功率是吸收功率是負載負載。上述計算滿足。上述計算滿足

18、P = 0 。33目錄目錄OSRU2. 實際電源的兩種電路模型實際電源的兩種電路模型電壓源模型及外特性電壓源模型及外特性oSIRUU IURo越小越小斜率越小斜率越小UIRO+-USRLUSO恒壓恒壓RO=0時，時，U= US外特性外特性34目錄目錄oRUIIabS RO越大越大特性越陡特性越陡電流源模型及外特性電流源模型及外特性外特性外特性ISROabIURLIUIS ROO恒流恒流ISRO=時，時，I= IS35目錄目錄3.3.電源電源( (電路電路) )的三種的三種狀態(tài)狀態(tài) (1).(1).通路通路：電路中有電流和功率的轉換：電路中有電流和功率的轉換 電流：電流：LORREI 電壓：電壓

19、：oIREUab 功率：功率：IURIEIPPPabRERL o2ORLIUabE+_abRo+_RO I RO Uab 通路、開路、短路通路、開路、短路36目錄目錄(2).(2).開路：開路：開路電壓：開路電壓：特點特點：IE+_RoUoabRL+_Uo= E輸出功率輸出功率P = 0 輸出電流輸出電流I = 0有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡oUabo R無源無源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡abUo+_Roab37目錄目錄(3).(3).短路短路：NoSIREI IsUabE+_abRoRLFU特點特點：輸出功率輸出功率P = 0 輸出電壓輸出電壓U = 0短路電流：短路電流：短路保護短路保護: : 熔斷器熔

20、斷器FU工作短接工作短接: :ASR1R238目錄目錄4.4.兩種電源的等效變換兩種電源的等效變換 等效互換的條件：等效互換的條件：對外的電壓電流相等。對外的電壓電流相等。I = IUab = Uab即：即：IRO+-USbaUabUabISabIRO39目錄目錄oooRRRUISs oooRRRIUsS aUS+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabRoIsabI 等效互換公式等效互換公式40目錄目錄+等效變換的注意事項等效變換的注意事項(1) 兩電路兩電路對外等效對外等效，外特性一致。，外特性一致。(2) 兩兩內(nèi)阻相等內(nèi)阻相等（Ro =Ro），所接位置不同。），所接位置不同。(3)

21、 IS流出端對流出端對應應US的正極的正極“+” 。 +aUSbIRo(Ro 、Ro不一定必須是電源的內(nèi)阻。不一定必須是電源的內(nèi)阻。)ISaRobI41目錄目錄（4）兩電路的內(nèi)部不等效兩電路的內(nèi)部不等效，其內(nèi)阻，其內(nèi)阻 的壓降和內(nèi)阻的損耗一般不相等。的壓降和內(nèi)阻的損耗一般不相等。（5）恒壓源和恒流源不能直接等效互換）恒壓源和恒流源不能直接等效互換 條件：條件：恒壓源必須有電阻與其串聯(lián)，恒壓源必須有電阻與其串聯(lián)， 恒流源必須有電阻與其并聯(lián)。恒流源必須有電阻與其并聯(lián)。abIUabIsaUS +bI42目錄目錄 應用舉例應用舉例例例10V+2A3 1 2 I10V+3 1 I2 4V+I=?A121

22、3410 I43目錄目錄1A6 2V+2 3 4A2 2 I+1A3 12V+6 2 2 2 I6VI=?例例44目錄目錄(接上頁接上頁)1A6 2V+2 3 4A2 2 I3A1 2V-+2 2 I+1 3V+2 2V2 I-A2 . 05122123 I45目錄目錄10V+2A2 I討論題討論題?IA32410A72210A5210 III哪哪個個答答案案對對?+10V+4V2 46目錄目錄1.1.5 電路中電位的概念和計算電路中電位的概念和計算電位：電位：參考點：參考點：1.電位的概念電位的概念電路中某點的對電路中某點的對參考點參考點的電壓的電壓零電位點、零電位點、O點、點、“地地”電力

23、工程中以大地為參考點電力工程中以大地為參考點電子線路以輸入、輸出的公共線為參考點電子線路以輸入、輸出的公共線為參考點放大器放大器iuou47目錄目錄bR1R2E2E1+-R3+_acdbR1R2R3a+E1-E2cd設設b b點為參考點點為參考點: :c c點的電位為點的電位為: : Uc = E1d d點的電位為點的電位為: : Ud = -E2電子電路的習慣畫法電子電路的習慣畫法48目錄目錄R1R2+15V-15V 參考電位在哪里參考電位在哪里？R1R215V+-正電源正電源負電源負電源電子電路的習慣畫法電子電路的習慣畫法：電源電壓用電位值給出：電源電壓用電位值給出正電位值表示正電位值表示

24、正電源正電源，電源的，電源的負極接地負極接地。負電位值表示負電位值表示負電源負電源，電源的，電源的正極接地正極接地。15V+-49目錄目錄Ua = 5V a 點電位：點電位：ab1 5AUb 5V b 點電位：點電位：例例試求圖示電路中各點的電位及電壓試求圖示電路中各點的電位及電壓UabUb= 0V b點電位：點電位：Ua = 0V a 點電位：點電位：ab1 5A可見可見:電位與參考點的選擇電位與參考點的選擇有關有關； 電壓與參考點的選擇電壓與參考點的選擇無關無關. Uab = Ua- UbUab = 5VUab = 5V2. 電位計算電位計算50目錄目錄電位與參考點的選擇電位與參考點的選擇

25、有關有關； 電壓與參考點的選擇電壓與參考點的選擇無關無關例例試分別以電路中的試分別以電路中的a、b、c點為參考點點為參考點求電位和電求電位和電壓。壓。注意：注意：電壓等于電位之差。如電壓等于電位之差。如Uab=Ua- Ub+_3V+_6Vabc參考點參考點電位和電壓電位和電壓UaUbUcUabUbcUcaa為參考點參考點0V-3V-9V3V6V-9Vb 為參考點參考點3V0V-6V3V6V-9Vc為參考點參考點9V6V0V3V6V-9V51目錄目錄 1.2 基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)應用于節(jié)點應用于節(jié)點基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)應用于回路

26、應用于回路名詞注釋：名詞注釋：節(jié)點：節(jié)點：三個或三個以上支路的連接點；三個或三個以上支路的連接點；支路：支路：電路中通過同一電流的分支；電路中通過同一電流的分支；回路：回路：電路中任一閉合路徑；電路中任一閉合路徑；網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：單孔回路單孔回路 支路由一個二端元件構成或由多個相互串聯(lián)的二端元件構成52目錄目錄支路：支路：ab、ad、bc、 ; I1 I2 I6 （共（共6條）條）回路：回路：abda、 bcdb、adca、 abca 、 abcda 、abdca、adbca（共（共7 個）個）節(jié)點：節(jié)點：a、 b、c、d (共共4個）個）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1

27、I2I5I6I4-確定電路中的支路、節(jié)點、回路、確定電路中的支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔數(shù)目。網(wǎng)孔數(shù)目。網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：abda、 bcdb、 adca （共（共3 個）個）53目錄目錄1.2.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)I1I2I3I44231IIII 定律的定律的依據(jù)依據(jù)：電荷守恒電荷守恒、電流的連續(xù)性、電流的連續(xù)性或或：04231 IIII1.定律內(nèi)容定律內(nèi)容對任何節(jié)點，在任一瞬間，對任何節(jié)點，在任一瞬間，出出入入II I =0或或：流入取正號，流出取負號。流入取正號，流出取負號。例例流入流入 流出流出 54目錄目錄1.2.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)例例I3E

28、4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-1340III1260III2350III4560III列寫節(jié)點電流方程節(jié)點a節(jié)點b節(jié)點c節(jié)點d有有n個節(jié)點的電路，只有個節(jié)點的電路，只有n-1個是個是獨立的！獨立的！上述四個方程是相關的。上述四個方程是相關的。55目錄目錄廣義節(jié)點廣義節(jié)點 I1+I2=I3I = 0I=?2.定律推廣定律推廣封閉面封閉面例例例例I1I2I3例例IEICIBIE = IB+IC8V9V+_3 4 +_4 6 2 I56目錄目錄1.2.2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL) 在任一瞬間，沿任意閉合回路循行方向繞行一周，在任一瞬間，沿任意閉合

29、回路循行方向繞行一周，例如：例如： 回路回路 a-d-c-a33435544RIEERIRI 電位升電位升電位降電位降或：或：0 U或：或：444553330I REI REI R1.定律內(nèi)容定律內(nèi)容降降升升UU I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-應用基爾霍夫電壓定律列寫電壓關系式時，先要選定回路的繞行方向。當回路內(nèi)每段電壓的參考方向與回路繞行方向一致取正，相反取負。57目錄目錄I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例例1122acUI RI R44455acUI REI R 1122554440I RI RI REI R

30、結論：結論：電路中任意兩點之間電路中任意兩點之間的電壓等于以這兩點為端點的電壓等于以這兩點為端點的路徑各電壓之和，即與路的路徑各電壓之和，即與路徑無關。徑無關。求ac兩點之間的電壓。沿a b c路徑沿a d c路徑由回路abcda有：58目錄目錄SabUIRU 電位升電位升電位降電位降2.定律推廣定律推廣開口電路開口電路 假想的閉合回路假想的閉合回路例例例例RUUIabS 一段有源電路的歐姆定律一段有源電路的歐姆定律IRUUSab RUUIsab IUS+_RabUab+_US+_Ra bUabI+_59目錄目錄R2R1USI+U2U1例例S2122S2111URRRUURRRU 分壓公式分壓

31、公式 例例分流公式分流公式 R2R1UISI2I1S2112S2121IRRRIIRRRI SSRIIRRIRRRRU )/(21S212160目錄目錄1.2.3 基爾霍夫定律的應用基爾霍夫定律的應用(1) 特點：特點：以支路電流為未知量，應用以支路電流為未知量，應用KCL和和KVL 列方程，然后聯(lián)立求解。列方程，然后聯(lián)立求解。(2) 解題步驟：解題步驟： 確定支路數(shù)目（確定支路數(shù)目（b），節(jié)點數(shù)目（），節(jié)點數(shù)目（n），回路或），回路或網(wǎng)孔數(shù)目（網(wǎng)孔數(shù)目（m），標出電流參考方向，對非電源元），標出電流參考方向，對非電源元件的電壓取關聯(lián)參考方向；標出回路環(huán)繞方向。件的電壓取關聯(lián)參考方向；標出回路

32、環(huán)繞方向。由由KCL列（列（ n -1）個節(jié)點的電流方程。）個節(jié)點的電流方程。由由KVL列列m個個（網(wǎng)孔）（網(wǎng)孔）回路的電壓方程?；芈返碾妷悍匠獭４霐?shù)據(jù)，解聯(lián)立方程，求出各代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)立方程，求出各 個支路電流。個支路電流。1.支路電流法支路電流法61目錄目錄例例試用支路電流法試用支路電流法求各支路電流。求各支路電流。解：解：圖示電路，圖示電路， b=3， n=2， m=2。由由KCL列列a點點:0321 III由由KVL列列回路回路1:回路回路2:1S3311URIRI 2S3322URIRI 代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得I1 = 4A，I2 = -1A，I3 = 3

33、A。baI1I2US220V+R1 2 R38 R2 4 +_I312US132V首先假定電流參考方向，并且對非電源元件的電壓取關聯(lián)參考方向；標出回路環(huán)繞方向。62目錄目錄例例試用支路電流法試用支路電流法求各支路電流。求各支路電流。解：解：圖中圖中含恒流源的含恒流源的支路支路， I1= IS = 5A只需列兩個方程。只需列兩個方程。 由由KCL列列a點點SIII 32由由KVL列列回路回路1223 3S0R IR IU代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得I2 = 2A，I3 = -3A。R34R18R21baIS5AI2I3US10VI1+-1注意：注意：恒流源直接連接在兩節(jié)點恒流

34、源直接連接在兩節(jié)點之間時，中含恒流源的支路之間時，中含恒流源的支路時，時， 可減少列方程數(shù)?？蓽p少列方程數(shù)。 列回路方程時，要避開列回路方程時，要避開含恒流源的支路。含恒流源的支路。63目錄目錄討論題討論題A11433 I你能否很快說你能否很快說I1、I2 、I3 、I4 、I5 出結果出結果？A615432 IA7321 III1 +3V4V1 1 +5VI1I2I3I4I5A3134 IA4145 III64目錄目錄支路電流法小結支路電流法小結優(yōu)點：優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的支路電流法是電路分析中最基本的 方法之一。只要根據(jù)方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律基爾霍夫定律 列方程，就能

35、得出結果。列方程，就能得出結果。缺點：缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個電路中支路數(shù)多時，所需方程的個 數(shù)較多，求解顯得十分繁瑣數(shù)較多，求解顯得十分繁瑣 。支路數(shù)支路數(shù) B=4須列須列4個方程式個方程式ab65目錄目錄特點特點 在電路中，先用公式求節(jié)點電壓，在電路中，先用公式求節(jié)點電壓，再求各支路電流。再求各支路電流。2.節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法 支路數(shù)支路數(shù) b=3，節(jié)點，節(jié)點n=2支路電流法須列支路電流法須列3個方程式個方程式 若能先求出若能先求出a、b兩點的電壓兩點的電壓Uab ，再，再求出各個支路電流就容易多了。求出各個支路電流就容易多了。R2R1+-I1-+UabbaR3US2US1I

36、2I366目錄目錄n 在電路的在電路的n個節(jié)點個節(jié)點中中, 任選一個為任選一個為參考點參考點, 把其余把其余(n-1)個個各個節(jié)點對參考點的電壓叫各個節(jié)點對參考點的電壓叫做該節(jié)點的做該節(jié)點的節(jié)點電壓節(jié)點電壓。 以以b節(jié)點為參考節(jié)點為參考點，節(jié)點點，節(jié)點a的電壓叫的電壓叫做做a點點節(jié)點電壓節(jié)點電壓。67目錄目錄 電路中所有支路電壓都可以用節(jié)點電壓來電路中所有支路電壓都可以用節(jié)點電壓來表示。表示。R4支路電壓為：68目錄目錄 對于對于節(jié)點數(shù)目較少節(jié)點數(shù)目較少而支路數(shù)目較多的電路而支路數(shù)目較多的電路用節(jié)點電壓法可以減少運算。用節(jié)點電壓法可以減少運算。69目錄目錄12123200ssIIIIII111

37、11323322122212IURGUIURGUIUURG UU 設以設以節(jié)點節(jié)點3 3為參考點為參考點, , 則節(jié)點則節(jié)點1 1、 2 2的節(jié)點電壓的節(jié)點電壓分別為分別為U U1 1、 U U2 2。將支路電流用節(jié)點電壓表示為。將支路電流用節(jié)點電壓表示為: :根據(jù)根據(jù)KCLKCL，對節(jié)點，對節(jié)點1 1、2 270目錄目錄121221212322SSGGUG UIG UGG UI1111221121122222SSG UG UIG UG UI代入節(jié)點電流方程有：代入節(jié)點電流方程有：整理方程：整理方程：節(jié)點間連接電節(jié)點間連接電阻，稱為互導，阻，稱為互導，總為負?？倿樨?。節(jié)點的自導，節(jié)點的自導，總

38、為正?？倿檎?。Is11、Is22分別為注入節(jié)點的電源電流代數(shù)和，注入為分別為注入節(jié)點的電源電流代數(shù)和，注入為正，流出為負。正，流出為負。71目錄目錄G5i3i4i5i1G1G3i2isG4G21234例例列寫圖示電路節(jié)點列寫圖示電路節(jié)點電壓方程。電壓方程。1511253()sGG uGuG ui1 1123233()0GuGGG uG u5 1323453()0G uG uGGG u72目錄目錄節(jié)點節(jié)點1 120310321SIUGUGGG 節(jié)點節(jié)點2 5520543103SUGUGGGUG 例例列寫圖示電路節(jié)列寫圖示電路節(jié)點電壓方程。點電壓方程。對與電阻串聯(lián)的電壓源，先進行等效，并按對與電阻

39、串聯(lián)的電壓源，先進行等效，并按照約定取符號。照約定取符號。73目錄目錄節(jié)點法分析電路的一般步驟節(jié)點法分析電路的一般步驟1 1、設定參考節(jié)點，確定節(jié)點電壓變量、設定參考節(jié)點，確定節(jié)點電壓變量2 2、列、列n-1n-1個節(jié)點方程，聯(lián)立求解節(jié)點電壓個節(jié)點方程，聯(lián)立求解節(jié)點電壓3 3、由節(jié)點電壓求出電路響應、由節(jié)點電壓求出電路響應74目錄目錄對含有一個節(jié)點的電路對含有一個節(jié)點的電路+I1+R2UabbaR3R1US2US1I2I31abS11RUUI )(ab11S1URIU 2abS22RUUI )(22abS2RIUU 3ab3RUI 設節(jié)點電壓為設節(jié)點電壓為Uab，則則 :321III 節(jié)點節(jié)點

40、a:75目錄目錄代入節(jié)點代入節(jié)點a的電流方程，經(jīng)整理后可得兩的電流方程，經(jīng)整理后可得兩節(jié)點的節(jié)點的節(jié)點電壓公式節(jié)點電壓公式:321III 3ab2abS21S1RURUURUUab 3212S21S1ab111RRRRURUU RRU1S +I1+R2UabbaR3R1US2US1I2I376目錄目錄RRUU1Sab 分母為兩節(jié)點之間各支路的電阻的倒數(shù)和分母為兩節(jié)點之間各支路的電阻的倒數(shù)和 分子為各支路分子為各支路US與本支路與本支路R相除后的代數(shù)相除后的代數(shù)和。當和。當US與與Uab的參考方向一致時取正號，的參考方向一致時取正號，相反時則取負號。（或各支路恒流源相反時則取負號。（或各支路恒流

41、源IS的代的代數(shù)和，一致取負號，相反取正號。）數(shù)和，一致取負號，相反取正號。）節(jié)點電壓公式節(jié)點電壓公式:注意注意：RIS1 等效恒流等效恒流源的電流源的電流77目錄目錄+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3例例試用節(jié)點電壓法試用節(jié)點電壓法求各支路電流。求各支路電流。已知已知US1 = 54V，US2 = 72V，R1 = 3R2 = 6，R3 = 2。解：解：V62161316723541113212S21S1ab RRRRURUU78目錄目錄A1636541aS11 RUUIb+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法應用舉例應用舉例（接上頁）

42、（接上頁）A1366722aS22 RUUIbA3263ab3 RUI79目錄目錄I1U1U3R1R4R3R2I4I3I2AB試求試求A點的電位點的電位及各支路電流。及各支路電流。432133111111RRRRRURUUA 設設UB = 0 V解：解：則：則：例例333111RUUIRUUIAA 4422RUIRUIAA 80目錄目錄RS與恒流源串聯(lián)與恒流源串聯(lián)對外可視為短路對外可視為短路則：則：BR1I2I1E1IsR2ARSSSARRRIREU1112111 ?211111RRIREUSA 試求試求A點的電位。點的電位。例例設設0 BU解：解：81目錄目錄作業(yè)作業(yè)：1-4、1-7、1-9

43、、1-12a、1-14a 、1-15a82目錄目錄1.3 疊加定理疊加定理1. 3.1 定理內(nèi)容：定理內(nèi)容： 含有多個電源的含有多個電源的線性電路線性電路中的電壓或中的電壓或電流，等于電流，等于各各電源單獨電源單獨作用時，對應的電作用時，對應的電壓或電流的壓或電流的代數(shù)和代數(shù)和。線性電路：線性電路：R=常數(shù)常數(shù)去源方法：去源方法：恒壓源短接，恒流源開路恒壓源短接，恒流源開路代數(shù)和：代數(shù)和：以原電路的電壓或電流方向為準，以原電路的電壓或電流方向為準，一致取正號，相反取負號。一致取正號，相反取負號。注意：注意：83目錄目錄=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a) 原電路原電路R23I 2I

44、1I R3R1ISUS=0(b) IS單獨作用電路單獨作用電路2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+-(c) US單獨作用電路單獨作用電路解：解： （1）畫出原電路及各個電源單獨作用的畫出原電路及各個電源單獨作用的電路，并標出各支路電流的參考方向。電路，并標出各支路電流的參考方向。 1.3.2 應用舉例應用舉例例例如圖示如圖示,已知已知US = 9V，IS = 6A，R1 = 6，R2 = 4，R3 = 3。試用疊加原理求各支路中的電流。試用疊加原理求各支路中的電流。84目錄目錄US單獨作用單獨作用：2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+- US單獨作用電路單獨作用電路02 IA1

45、3692131 RRUIISIS單獨作用單獨作用：A426A26363A61331312 IIIIRRRIIISSSR23I 2I 1I R3R1ISUS=0IS單獨作用電路單獨作用電路（2）計算各電源單獨作用時的，各支路的電流。計算各電源單獨作用時的，各支路的電流。 85目錄目錄（3）疊加求出原電路中各支路電流。）疊加求出原電路中各支路電流。 A314A606A312333222111 IIIIIIIII=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a) 原電路原電路R23I 2I 1I R3R1ISUS=0(b) IS單獨作用電路單獨作用電路2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+-(c)

46、 US單獨作用電路單獨作用電路86目錄目錄例例+-10 I4A20V10 10 用疊加原理求用疊加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解解：87目錄目錄1.3.3. 幾點注意幾點注意1. 疊加定理只適用于疊加定理只適用于線性電路線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、（電路參數(shù)不隨電壓、 電流的變化而改變）。電流的變化而改變）。 去電源時，恒壓源短接，恒流源開路，電路的結構去電源時，恒壓源短接，恒流源開路，電路的結構 和其它參數(shù)不變。和其它參數(shù)不變。3. 解題時要標明各支路電流、電壓的正方向。原電解題時要標明各支路電流、電

47、壓的正方向。原電 路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。流的代數(shù)和。即求解過程中各支路的參考方向不變即求解過程中各支路的參考方向不變=+88目錄目錄4. 疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率。如：能用來求功率。如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分 電路的電源個數(shù)可能不止一個。電路的電源個數(shù)可能不止一個。 333 III 設：設：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP 則：則：I3R3=+89目錄目錄例例已知已

48、知： US =1V、IS=1A 時時Uo=0V；US =10 V、IS=0A 時，時，Uo=1V求：求：US =0 V、IS=10A 時時 Uo=?US線性無線性無源網(wǎng)絡源網(wǎng)絡UOIS設設解解：SSOIKUKU21 （1）和（）和（ 2）聯(lián)立求解得）聯(lián)立求解得：1 .01 .021 KKV1 OU) 1 (.01121 KKUO) 2(.101021 KKUO90目錄目錄1.4 等效電源定理等效電源定理 有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡RABU+-IABRU+-I等效電源定理用于化簡復雜電路等效電源定理用于化簡復雜電路有源二端網(wǎng)絡有源二端網(wǎng)絡將有源二端網(wǎng)絡等效為等效電壓源或等效電流源將有源二端網(wǎng)絡等效

49、為等效電壓源或等效電流源有源二端網(wǎng)絡用有源二端網(wǎng)絡用電壓源電壓源替代替代 的方法稱的方法稱戴維寧定理戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡用有源二端網(wǎng)絡用電流源電流源替代的方法稱替代的方法稱諾頓諾頓定定理理91目錄目錄1.4.1 戴維戴維寧寧定理定理1. 定理內(nèi)容定理內(nèi)容 任意一個線性有源二端網(wǎng)絡對外都可等任意一個線性有源二端網(wǎng)絡對外都可等效為等效電壓源。效為等效電壓源。UoRo+_RL戴維寧等效電路戴維寧等效電路ABU+-IRL有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡ABU+-I有源二端網(wǎng)絡有源二端網(wǎng)絡92目錄目錄 有源二端網(wǎng)絡去源后有源二端網(wǎng)絡去源后端口的等效電阻端口的等效電阻Ro等于等等于等效電壓源的內(nèi)阻（去源方效電壓

50、源的內(nèi)阻（去源方法：恒壓源短接，恒流源法：恒壓源短接，恒流源開路。）開路。） 有源二端網(wǎng)絡有源二端網(wǎng)絡端口的開路電壓端口的開路電壓Uo 等于等效電壓源的等于等效電壓源的電動勢電動勢有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡oUAB開路求電壓開路求電壓UooR 無源無源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡AB去源求內(nèi)阻去源求內(nèi)阻Ro93目錄目錄求求: :I = ? ?例例2. 應用舉例應用舉例3 6 4 2 2 AIS+_18VbaIUSR1R2R3R解解: (1) 求開路電壓求開路電壓Uo3 6 2 2 AIS+_18VbaUoUSR1R2R33212oRIURRRUUUUSSbaab V82218636 94目錄目錄 42636

51、3)/(32121321oRRRRRRRRRS(2)求等效內(nèi)阻求等效內(nèi)阻Ro3 6 2 baRoUS=0R1R2R3IS=0(3) 求未知電流求未知電流 IA1448 RRUIoo+_UoRoRI戴維寧等效電路戴維寧等效電路ba4 4 8 V95目錄目錄已知已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 E=10V求：當求：當 R5=10 時，時，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效電路等效電路有源二端有源二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡例例96目錄目錄(1) 求開端電壓求開端電壓UoV2434212 RRRERRREUUUDBADo(2) 求等效內(nèi)電阻求等效內(nèi)電

52、阻 RoUoR1R3+_R2R4EABCDCRoR1R3R2R4ABD4321/RRRRRo =2030 +3020=24 97目錄目錄+_UoRoR5I5戴維寧等效電路戴維寧等效電路R5I5R1R3+_R2R4E原電路原電路(3) 求未知電流求未知電流 I5 24oRV2 oU 105 R時時A059. 01024255 RRUIoo98目錄目錄求：求：U=?_+4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V10VCDEU例例99目錄目錄(1) 求開端電壓求開端電壓UoV954010 EBDECDACoUUUUU此值是所求此值是所求結果結果U嗎？嗎？_A+4 4 50 B+_8V10VCDEU

53、o1A5 100目錄目錄(2)求等效內(nèi)阻求等效內(nèi)阻 RoRo 5754/450oR4 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUo4 4 50 5 101目錄目錄+_UoRo57 9V33 戴維寧等效電路戴維寧等效電路4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU(2) 求解未知電壓求解未知電壓V3 . 33333579 U102目錄目錄1.4.2 諾頓定理諾頓定理= 任意一個線性有源二端網(wǎng)絡對外都可等效為等效電流源。任意一個線性有源二端網(wǎng)絡對外都可等效為等效電流源。有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡SIAB短路求電流短路求電流ISoR 無源無源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡AB去源求內(nèi)阻去源求內(nèi)

54、阻RoABISRo諾頓等效電路諾頓等效電路U+-IRL有源有源二端二端網(wǎng)絡網(wǎng)絡AB有源二端網(wǎng)絡有源二端網(wǎng)絡U+-IRL103目錄目錄方法（方法（1）:開路、短路法開路、短路法+-ROEIS=EROUo=E+-ROEUoEIS=ROERO1.4.3 等效電阻等效電阻Ro的求解方法的求解方法對于實際電源如何確定其內(nèi)阻？104目錄目錄方法（方法（1）:求求 開端電壓開端電壓 Uo 與與 短路電流短路電流 IS開路、短路法開路、短路法有源有源網(wǎng)絡網(wǎng)絡Uo有源有源網(wǎng)絡網(wǎng)絡ISUo=E+-ROE等效等效內(nèi)內(nèi) 阻阻SOOIUR 1.4.3 等效電阻等效電阻Ro的求解方法的求解方法105目錄目錄方法（方法（2

55、）:負載電阻法負載電阻法Uo=E+-ROE1.4.3 等效電阻等效電阻Ro的求解方法的求解方法對于實際電源如何確定其內(nèi)阻？加負載電阻加負載電阻 RL測負載電壓測負載電壓 UL 1LoLooLoLLUURRURRRU106目錄目錄 負載電阻法負載電阻法加負載電阻加負載電阻 RL測負載電壓測負載電壓 UL方法（方法（2）:RLUL有源有源網(wǎng)絡網(wǎng)絡Uo有源有源網(wǎng)絡網(wǎng)絡測開路電壓測開路電壓 Uo 1LoLooLoLLUURRURRRU107目錄目錄 加壓求流法加壓求流法方法（方法（3）:無源無源網(wǎng)絡網(wǎng)絡IU有源有源網(wǎng)絡網(wǎng)絡求電流求電流 I步驟：步驟：有源網(wǎng)絡有源網(wǎng)絡無源網(wǎng)絡無源網(wǎng)絡外加電壓外加電壓 U則則：IURO 108目錄目錄UIR1R2Ro+-R1R2+-E1E2)11(2121RRURURUI 加壓加壓求流求