電路分析基礎(chǔ)第一章電路模型和電路定律ppt課件

1、第一章第一章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律1.1 1.1 電路和電路模型電路和電路模型1.2 1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向1.3 1.3 電功率和能量電功率和能量1.4 1.4 電路元件電路元件1.5 1.5 電阻元件電阻元件1.6 1.6 電容元件電容元件1.7 1.7 電感元件電感元件1.8 1.8 電壓源和電流源電壓源和電流源1.9 1.9 受控電源受控電源1.10 1.10 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.1 1.1 電路和電路模型電路和電路模型一、電路一、電路 電路是電流的通路。電路是電流的通路。 實踐電路是為了完成某種預(yù)期的目的實踐電路是為了完成某種預(yù)期的目

2、的而設(shè)計的而設(shè)計的, ,由電路部件由電路部件( (如電阻器如電阻器, ,蓄電池蓄電池等等) )和電路器件和電路器件( (如晶體管如晶體管, ,集成電路等集成電路等) )相相互聯(lián)接而構(gòu)成的電流通路安裝?；ヂ?lián)接而構(gòu)成的電流通路安裝。放大器放大器揚聲器揚聲器話筒話筒2、傳送和處置信號、傳送和處置信號二、電路的作用二、電路的作用降壓降壓變壓器變壓器發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓變壓器變壓器電燈電燈電動機電動機電爐電爐.輸電線輸電線1、電能的傳輸和轉(zhuǎn)換、電能的傳輸和轉(zhuǎn)換三、電路的組成部分三、電路的組成部分1、電源：、電源：供應(yīng)電能和輸出信號的設(shè)備。供應(yīng)電能和輸出信號的設(shè)備。2、負(fù)載：、負(fù)載：取用電能以及接受和轉(zhuǎn)換

3、信號的設(shè)取用電能以及接受和轉(zhuǎn)換信號的設(shè)備。備。3、中間環(huán)節(jié)：、中間環(huán)節(jié)：聯(lián)接電源和負(fù)載的部分。聯(lián)接電源和負(fù)載的部分。1、鼓勵：、鼓勵：電源或信號源的電壓或電流。電源或信號源的電壓或電流。2、呼應(yīng)：、呼應(yīng)：由于鼓勵在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流。由于鼓勵在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流。3、電路分析：、電路分析：在知電路構(gòu)造和元件參數(shù)的條件下，討論電在知電路構(gòu)造和元件參數(shù)的條件下，討論電路的鼓勵與呼應(yīng)之間的關(guān)系。路的鼓勵與呼應(yīng)之間的關(guān)系。4、電路設(shè)計：、電路設(shè)計： 按照設(shè)計要求或工程的技術(shù)目的自行設(shè)計、按照設(shè)計要求或工程的技術(shù)目的自行設(shè)計、調(diào)試、組裝電路。調(diào)試、組裝電路。四、電路分析和設(shè)計四、電路分析

4、和設(shè)計1、實踐元件：組成實踐電路的元件。、實踐元件：組成實踐電路的元件。2、理想元件：將實踐元件理想化，即在一定條件下、理想元件：將實踐元件理想化，即在一定條件下突出其主要的電磁性質(zhì)，忽略其次要要素。突出其主要的電磁性質(zhì)，忽略其次要要素。理想理想元件元件電阻電阻 R電感電感 L電容電容 C電壓源電壓源電流源電流源3、電路模型：、電路模型：由一些理想電路元件所組成的電路。由一些理想電路元件所組成的電路。五、電路模型五、電路模型1.2 1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 一、問題的引入一、問題的引入思索電路中每個電阻的電流方向思索電路中每個電阻的電流方向5310V9V6恣意指定一個方

5、向作為電流的方向。恣意指定一個方向作為電流的方向。把電流看成代數(shù)量。把電流看成代數(shù)量。假設(shè)電流的參考方向與它的實踐方向一致，假設(shè)電流的參考方向與它的實踐方向一致，那么電流為正值；那么電流為正值；假設(shè)電流的參考方向與它的實踐方向相反，假設(shè)電流的參考方向與它的實踐方向相反，那么電流為負(fù)值。那么電流為負(fù)值。2、參考方向：、參考方向：1、實踐方向：、實踐方向：正電荷運動的方向。正電荷運動的方向。二、電流二、電流3、電流參考方向的表示方法、電流參考方向的表示方法abiabi箭頭常用箭頭常用雙下標(biāo)雙下標(biāo)三、電壓三、電壓1、實踐方向：、實踐方向：高電位指向低電位的方向。高電位指向低電位的方向。2、參考方向：

6、、參考方向：恣意選定一個方向作為電壓的方向。恣意選定一個方向作為電壓的方向。當(dāng)電壓的參考方向和它的實踐方向一致時，當(dāng)電壓的參考方向和它的實踐方向一致時，電壓為正值；電壓為正值；反之，當(dāng)電壓的參考方向和它的實踐方向相反之，當(dāng)電壓的參考方向和它的實踐方向相反時，電壓為負(fù)值。反時，電壓為負(fù)值。u_+正負(fù)號常用正負(fù)號常用abUab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭uab3、電壓參考方向的表示方法：、電壓參考方向的表示方法：Uab=Ua-Ub高電位在前，高電位在前， 低電位在后低電位在后電流的參考方向與電壓電流的參考方向與電壓 的參考方向一致，那么的參考方向一致，那么把電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向，把

7、電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向，否那么為非關(guān)聯(lián)參考方向。否那么為非關(guān)聯(lián)參考方向。元件元件i+_u四、關(guān)聯(lián)參考方向四、關(guān)聯(lián)參考方向(1) “實踐方向是物理中規(guī)定的，而實踐方向是物理中規(guī)定的，而“參考方向那么參考方向那么 是人們在進展電路分析計算時，恣意假設(shè)的。是人們在進展電路分析計算時，恣意假設(shè)的。 (2) 在以后的解題過程中，留意一定要先假定在以后的解題過程中，留意一定要先假定“正方向正方向 (即在圖中闡明物理量的參考方向即在圖中闡明物理量的參考方向)，然后再列方程，然后再列方程 計算。短少計算。短少“參考方向的物理量是無意義的。參考方向的物理量是無意義的。 提示提示五、電五、電 位

8、位Va = 5V a 點電位：點電位：ab15Aab15AVb = -5V b 點電位：點電位：在電路中任選一點，在電路中任選一點， 設(shè)其電位為零用設(shè)其電位為零用 標(biāo)志，此點稱為參考點。其它各點對參考點的標(biāo)志，此點稱為參考點。其它各點對參考點的電壓，便是該點的電位。電壓，便是該點的電位。記為：記為：“VX留意：電位為單下標(biāo)。留意：電位為單下標(biāo)。 比參考點電位高為正，否那么為負(fù)。比參考點電位高為正，否那么為負(fù)。電位的特點：電位值是相對的，參考點選電位的特點：電位值是相對的，參考點選得不同，電路中其它各點的電位也將得不同，電路中其它各點的電位也將隨之改動；隨之改動；電壓的特點：電路中兩點間的電壓值

9、是固電壓的特點：電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不同而改動。定的，不會因參考點的不同而改動。留意：電位和電壓的區(qū)別。留意：電位和電壓的區(qū)別。R1R2+15V-15V 參考電位在哪里？參考電位在哪里？R1R215V+-15V+-a為參考點：為參考點：Va=0Vb=10VUbc=Vb-Vc+ 3V -Vc=Vb-Ubc=10-3=7VVd=3Vb為參考點：為參考點：Va= -10VVb=0VVc=Vb-Ubc =0-3= -3VVd=Vc-Ucd = -7V電位是相對量電位是相對量abcd10V4V661.3 電功率和能量在電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向下在電壓和電流的關(guān)聯(lián)參考方向下,元件元

10、件i+_up(t) = u(t) i(t)當(dāng)當(dāng)p0時，元件吸收電能；時，元件吸收電能； p 0 P 0 時時, , 那么闡明那么闡明 U U、I I 的實的實踐方向一致，此部分電路耗費電功率，為負(fù)載。踐方向一致，此部分電路耗費電功率，為負(fù)載。 所以，從所以，從 P P 的的 + + 或或 - - 可以區(qū)分器件的性質(zhì)，可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載?；蚴请娫矗蚴秦?fù)載。結(jié)結(jié) 論論在進展功率計算時，假設(shè)假設(shè)在進展功率計算時，假設(shè)假設(shè) U U、I I 參考方向一致。參考方向一致。 當(dāng)計算的當(dāng)計算的 P 0 P 0, i0, i0, 元件實踐發(fā)出還是吸收功率?答案：1關(guān)聯(lián)， 非關(guān)聯(lián)2吸收，發(fā)出

11、3實踐發(fā)出，實踐吸收1.4 1.4 電路元件電路元件一、集總電路一、集總電路1、集總電路元件、集總電路元件在任何時辰，流入二端元件的一個端子的在任何時辰，流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個端電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個端子之間的電壓為單值量。子之間的電壓為單值量。當(dāng)構(gòu)成電路的器件以及電路本身的尺寸遠(yuǎn)當(dāng)構(gòu)成電路的器件以及電路本身的尺寸遠(yuǎn)小于電路任務(wù)時的電磁波的波長，或者說電磁小于電路任務(wù)時的電磁波的波長，或者說電磁波經(jīng)過電路的時間可以為是瞬時的，這種理想波經(jīng)過電路的時間可以為是瞬時的，這種理想電路元件稱為集總元件或集總參數(shù)元件。即：電路元件稱為集總元件或集總

12、參數(shù)元件。即：電場和磁場對電路不呵斥影響見電場和磁場對電路不呵斥影響見P13由集總元件構(gòu)成的電路稱為集總電路。由集總元件構(gòu)成的電路稱為集總電路。例如日光燈，例如日光燈，50Hz工頻情況下，工頻情況下，C = f電磁波長為電磁波長為6000公里，日光燈電路為集總電路，公里，日光燈電路為集總電路，同樣的波長對于遠(yuǎn)間隔傳輸線來說，就是非集總電路。同樣的波長對于遠(yuǎn)間隔傳輸線來說，就是非集總電路。再例如收音機，收聽北京音樂臺再例如收音機，收聽北京音樂臺FM97.4MHz，取近似值，取近似值100MHz，電磁波波長，電磁波波長=?=3米米,電路為非集總路。電路為非集總路。2 2、集總電路、集總電路( (了

13、解了解) )補充：電磁波的波速、波長和頻率補充：電磁波的波速、波長和頻率電磁波的波速電磁波的波速c、波長、波長、和頻率、和頻率f的關(guān)系是：的關(guān)系是：c=f。 波速波速c=3108m/s是物理學(xué)中一個很重要的常數(shù)。是物理學(xué)中一個很重要的常數(shù)。 頻率頻率f的單位為：赫茲的單位為：赫茲Hz，還有千赫，還有千赫kHz、兆赫、兆赫MHz，1MHz=103kHz=106Hz。 波長波長的單位為：的單位為：m。 二、電路元件的分類二、電路元件的分類1、按與外部銜接的端子數(shù)目、按與外部銜接的端子數(shù)目 二端元件二端元件 三端元件三端元件 四端元件四端元件2、有源元件、有源元件:能向電路網(wǎng)絡(luò)提供能量的元件能向電路

14、網(wǎng)絡(luò)提供能量的元件 ,發(fā)出發(fā)出功率功率 無源元件無源元件:3、線性元件、線性元件:表征元件特性的代數(shù)關(guān)系是線性關(guān)系表征元件特性的代數(shù)關(guān)系是線性關(guān)系 非線性元件非線性元件4、時變元件：元件參數(shù)隨時間變化、時變元件：元件參數(shù)隨時間變化 時不變元件：元件參數(shù)不隨時間變化時不變元件：元件參數(shù)不隨時間變化在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下u= - iR在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下u=iR1.5 1.5 電阻元件電阻元件一、歐姆定律一、歐姆定律流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。根據(jù)歐姆定律，電阻兩端的電壓和電流之間的根據(jù)歐姆定律，

15、電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫成：關(guān)系可寫成：u=i RRi+_uRi+_u1、定義、定義 : G=1/R2、單位、單位: 電導(dǎo)的單位為電導(dǎo)的單位為S西門子西門子 電阻的單位為電阻的單位為(歐姆歐姆)，計量高電阻時，那么以計量高電阻時，那么以k 和和M 為單位。為單位。三、電阻元件的伏安特性三、電阻元件的伏安特性以電壓和電流為坐標(biāo)，以電壓和電流為坐標(biāo)，畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。畫出電壓和電流的關(guān)系曲線。Oui二、電導(dǎo)二、電導(dǎo)四、電阻元件吸收的電功率四、電阻元件吸收的電功率任何時辰線性電阻元件汲取的電功率任何時辰線性電阻元件汲取的電功率p=ui=i2R=Gu2建議在今后計算中運用建議在今后計

16、算中運用 p=i2R五、兩個特殊情況五、兩個特殊情況1、開路、開路不論線性電阻的端電壓為何值，只需流過它不論線性電阻的端電壓為何值，只需流過它的電流恒為零值，就把它稱為的電流恒為零值，就把它稱為“開路。開路。它相當(dāng)于它相當(dāng)于R=或或G=0。不論流過線性電阻的電流為何值，只需不論流過線性電阻的電流為何值，只需它的的端電壓恒為零值，就把它稱為它的的端電壓恒為零值，就把它稱為“短路。短路。它相當(dāng)于它相當(dāng)于R =0或或G =。2、短路、短路六、非時變電阻六、非時變電阻假設(shè)電阻的伏安特性不隨時間改動，假設(shè)電阻的伏安特性不隨時間改動，那么稱為非時變電阻；那么稱為非時變電阻；否那么稱為時變電阻。否那么稱為時

17、變電阻。 1.6 電壓源和電流源電壓源和電流源 其兩端電壓總能堅持定值或一定的時間函數(shù)，其其兩端電壓總能堅持定值或一定的時間函數(shù)，其值與流過它的電流值與流過它的電流 i 無關(guān)的元件叫理想電壓源。無關(guān)的元件叫理想電壓源。2、電路符號、電路符號一、理想電壓源一、理想電壓源1 1、 定義定義_+Su電壓源特點電壓源特點1電壓電壓u(t)的函數(shù)是固定的，不會因它所聯(lián)接的外電路的的函數(shù)是固定的，不會因它所聯(lián)接的外電路的不同而改動。不同而改動。2電流那么隨與它聯(lián)接的外電路的不同而不同。電流那么隨與它聯(lián)接的外電路的不同而不同。+-SuSU只用來表只用來表示直流示直流Ot)(tust)(tusO既可以表示直流

18、既可以表示直流也可以表示交流也可以表示交流 電源兩端電壓由電源本身決議，電源兩端電壓由電源本身決議， 與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方方 向、大小無關(guān)。向、大小無關(guān)。 經(jīng)過電壓源的電流由電源及外經(jīng)過電壓源的電流由電源及外 電路共同決議。電路共同決議。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ui伏安關(guān)系伏安關(guān)系例例Ri-+Su外外電電路路RuiS )( Ri0)( 0 Ri電壓源不能短路！電壓源不能短路！usl電壓源的功率電壓源的功率電場力做功電場力做功 ， 電源吸收功率。電源吸收功率。1 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)；物理意義

19、：物理意義：+_iu+_Su+_iu+_SuiuPS 電流正電荷電流正電荷 由低電位向由低電位向 高電位挪動，外力抑制電場高電位挪動，外力抑制電場力作功電源發(fā)出功率。力作功電源發(fā)出功率。 iuPS 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用2 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)；物理意義：物理意義： iuPS 吸收功率，充任負(fù)載吸收功率，充任負(fù)載 iuPS 或：或：發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功usus例例5R+_i+_+_10V5V計算圖示電路各元件的功率。計算圖示電路各元件的功率。解解VuR5510 )(ARuiR155 WRiPR5152 WiuPSV1011010 WiuPSV5155

20、 )(發(fā)出發(fā)出發(fā)出發(fā)出吸收吸收滿足：滿足：P發(fā)發(fā)P吸吸uR 實踐電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，假實踐電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，假設(shè)短路，電流很大，能夠燒毀電源。設(shè)短路，電流很大，能夠燒毀電源。usuiOl 實踐電壓源實踐電壓源i+_u+_思索內(nèi)阻思索內(nèi)阻伏安特性伏安特性:iRuuSS一個好的電壓源要求一個好的電壓源要求0SRusRs電池容量電池容量:電池的容量單位電池的容量單位mAh,其含義是其含義是“毫安毫安時，時，1毫安時的概念就是以毫安時的概念就是以1毫安的電流放電能毫安的電流放電能繼續(xù)繼續(xù)1個小時個小時 例如例如:某充電電池標(biāo)有某充電電池標(biāo)有600mAh表示假設(shè)經(jīng)過電池的電流是

21、表示假設(shè)經(jīng)過電池的電流是600mA的時候，的時候，電池能任務(wù)電池能任務(wù)1小時；小時；當(dāng)然假設(shè)經(jīng)過電池的電流是當(dāng)然假設(shè)經(jīng)過電池的電流是100mA的時候，的時候，電池可以任務(wù)電池可以任務(wù)6小時。小時。小知識小知識AA是5號電池，AAA是七號電池,表示型號不同 其輸出電流總能堅持定值或一定其輸出電流總能堅持定值或一定的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無關(guān)的元件叫理想電流源。無關(guān)的元件叫理想電流源。l 電路符號電路符號二二. 理想電流源理想電流源l 定義定義(1) 電流源的輸出電流由電源本身決議，與外電流源的輸出電流由電源本身決議，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)

22、電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān) 電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決議電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決議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ui)(tiS伏安伏安關(guān)系關(guān)系u+_iS例例外外電電路路)( 00 Ru)( Ru電流源不能開路！電流源不能開路！實踐電流源的產(chǎn)生實踐電流源的產(chǎn)生可由穩(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)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。電流等。SRiu Ru-+iSl電流源的功率電流源的功率1 電壓、電流的參考

23、方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；SuiP 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用2 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)；吸收功率，充任負(fù)載吸收功率，充任負(fù)載 uiPS 或：或：發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功SuiP SuiP u+_iSu+_iS例例計算圖示電路各元件的功率。計算圖示電路各元件的功率。解解:AiiS2 Vu5 WuiPSA10522WiuPSV10255 )(發(fā)出發(fā)出發(fā)出發(fā)出滿足：滿足：P發(fā)發(fā)P吸吸+_u+_2A5Vi 實踐電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，假實踐電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，假設(shè)開路，電壓很高，能夠燒毀電源。設(shè)開路，電壓很高，能夠燒毀電源。isui

24、Ol 實踐電流源實踐電流源思索內(nèi)阻思索內(nèi)阻伏安特性伏安特性:SSRuii 一個好的電流源要求一個好的電流源要求: SRu+_iiSRS*恒流源恒流源(IS )兩端電壓由外電路兩端電壓由外電路決議決議IUIsR設(shè)設(shè): IS=1 A R=10 時，時，R=1 時，時，那么那么:例例U =1 VU =10 V恒流源特性小結(jié)恒流源特性小結(jié)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。外電路的改動外電路的改動Uab的變化能夠是的變化能夠是 _ 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

25、向RIUsab 理想恒流源兩端理想恒流源兩端可否被短路？可否被短路？abIUabIsR電壓源中的電流電壓源中的電流如何決議？電流如何決議？電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少？于多少？例例IE R_+abUab=?Is原那么：原那么：Is不能變，不能變，E 不能變不能變。EIRUab電壓源中的電流電壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓10V+-2A2I討論題討論題?IA5210I電源的分類電源的分類電源電源獨立電源獨立電源受控源受控源電壓源的電壓和電流源的電壓源的電壓和電流源的電流電流,不受外電路的影響。不受外電路的影響。作為電源或輸入信號時，作為電源或輸入信號時，在電路

26、中起在電路中起“鼓勵作用。鼓勵作用。受控電壓源的電壓和受控電壓源的電壓和受控電流源的電流不是受控電流源的電流不是給定的時間函數(shù)，而是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某部分的電流受電路中某部分的電流或電壓控制的。或電壓控制的。又稱為非獨立電源。又稱為非獨立電源。1.7 1.7 受控電源受控電源 ( (非獨立源非獨立源) )(controlled source or dependent (controlled source or dependent source)source) 電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某個地方的電壓受電路中某

27、個地方的電壓( (或電流或電流) )控制的電源，稱受控源控制的電源，稱受控源。l 電路符號電路符號+受控電壓源受控電壓源一、受控電源定義一、受控電源定義受控電流源受控電流源(1) (1) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( CCCS ) ( 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 u 或電流或電流i i ，受控源可分，受控源可分四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時，用受控電流源表示?？刂屏渴请娏鲿r，用受控電流源表示。二二. 分類分類四端元件四端元件

28、 i1i1+_u2i2_u1i1+12ii 輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) (2) (2) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( VCCS ) ( VCCS )u1gu1+_u2i2_i1+12gui (3) (3) 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( VCVS ) ( VCVS ) u1u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) ri1+_u2i2_u1i1+-(4) (4) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( CCVS ) ( CCVS )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例bicibcii bi bi c

29、i電電路路模模型型三三. . 受控源與獨立源的比較受控源與獨立源的比較(1) (1) 獨立源電壓獨立源電壓( (或電流或電流) )由電源本身決議，與電路中其它電壓、由電源本身決議，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓電流無關(guān)，而受控源電壓( (或電流或電流) )由控制量決議。由控制量決議。(2) (2) 獨立源在電路中起獨立源在電路中起“鼓勵作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，鼓勵作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路中不能而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路中不能作為作為“鼓勵。鼓勵。例例求：電壓求：電壓u2。解解5i1+_u2_u1=6Vi

30、1+-3 Ai2361 Viu46106512 1.81.8基爾霍夫定律基爾霍夫定律用來描畫電路中各部分電壓或各部分電流間用來描畫電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系，其中包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩的關(guān)系，其中包括基爾霍夫電流和基爾霍夫電壓兩個定律。個定律。名詞注釋名詞注釋結(jié)點結(jié)點(node)：三個或三個以上支路的結(jié)合點：三個或三個以上支路的結(jié)合點支路支路(branch)：電路中每一個分支：電路中每一個分支回路回路(loop)：電路中任一閉合途徑：電路中任一閉合途徑支路數(shù)支路數(shù)b=5結(jié)點數(shù)結(jié)點數(shù)n=3回路數(shù)回路數(shù)l =6R1R2R3R4R5+_+_uS1uS21 1 歐姆定律歐姆定律2

31、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基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律電路的根本定律電路的根本定律1、KCL內(nèi)容：內(nèi)容：在集總電路中，任何時辰，對任一結(jié)點，一切在集總電路中，任何時辰，對任一結(jié)點，一切與之相連支路電流的代數(shù)和恒等于零。與之相連支路電流的代數(shù)和恒等于零。2、KCL公式：公式：0i3、闡明：、闡明：規(guī)定流入結(jié)點的電流前面取規(guī)定流入結(jié)點的電流前面取“+號，號，流出結(jié)點的電流前面取流出結(jié)點的電流前面取“-號。號。電流是流出結(jié)點還是流入結(jié)點按電流的參考方向電流是流出結(jié)點還是流入結(jié)點按電流的參考方向來判別。來判別。二、基爾霍夫電流定律二、基爾霍夫電流定律KCLR1

32、R2R3R4R5+_+_uS1uS21i2i3i5i4i對結(jié)點對結(jié)點a：=0+-任何時辰，流入任一結(jié)點的支路電流等于任何時辰，流入任一結(jié)點的支路電流等于流出該結(jié)點的支路電流流出該結(jié)點的支路電流,即即: i入入=i出出KCL的另一種描畫方法的另一種描畫方法!對結(jié)點對結(jié)點b：=0+- -abi1i2i3i1+i2=i3i3i4i5i3+i4=i5I4=?+-10V335-3A4AI4ABCI1I2I3I5對結(jié)點對結(jié)點B對結(jié)點對結(jié)點CI1=I2+I3I1=10/5=2AI3 = I1 -I2 =2-(-3)=5AI3+I4=I5 I4=I5-I3=4-5=-1A例例I1+I2=I3例例I=0I=?I

33、1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_RKCL對包圍幾個結(jié)點的閉合面也適用。對包圍幾個結(jié)點的閉合面也適用。4、推行方式、推行方式:基爾霍夫電流定律是電荷守恒的表達(dá)?；鶢柣舴螂娏鞫墒请姾墒睾愕谋磉_(dá)。= -3 + 4 -2 = -1A+-10V335-3A4AI4ABCI1I2I3I5I1+I4= I2 +I5 I4= I2 +I5 -I1結(jié)論結(jié)論:流出閉合面的電流等于流入同一閉合面的電流流出閉合面的電流等于流入同一閉合面的電流知知I1=5AI1=5A、I6=3AI6=3A、I7=-8AI7=-8A、I5=9AI5=9A，試計算以下圖所示電路，試計算以下圖所示電路中的電流中的電流I8I8。解

34、：在電路中選取一個封鎖面，如圖中虛線所示，根據(jù)KCL定律可知： -I1-I6+I7-I8=0那么：I8= -I1-I6+I7=-5-3-8A= -16AKCL的運用的運用漏電維護器漏電維護器220V電器電器IiIOIi IO時，時，闡明有漏電出現(xiàn)闡明有漏電出現(xiàn)開關(guān)開關(guān)S立刻翻開，立刻翻開，起到漏電維護的作用。起到漏電維護的作用。漏電漏電維護器維護器SS習(xí)題對圖電路示中，假設(shè)：對圖電路示中，假設(shè)：1R1、R2、R3值不確值不確定；定；2R1=R2=R3。在以上兩種情況下，盡能在以上兩種情況下，盡能夠多地確定其他夠多地確定其他電阻的未知電流。電阻的未知電流。AAARRARRARRiiiiiiRRR

35、131210167743)1(31321321左邊支路的電流為中間支路的電流為值不確定：、在R1=R2=R3時：運用KVLARARARARRARRRRRRRRiiiiiiiiiiRRiRiRi311,31,31043321321321321321321RR解得：小知識小知識基爾霍夫（基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff,1824Gustav Robert Kirchhoff,182418871887）德國物理學(xué)家。）德國物理學(xué)家。18241824年年3 3月月1212日生于柯尼斯堡；日生于柯尼斯堡；18471847年畢業(yè)于柯尼斯堡大學(xué)；年畢業(yè)于柯尼斯堡大學(xué)；18481848

36、年起在柏林年起在柏林大學(xué)任教；大學(xué)任教；1850185018541854年在布累斯勞大學(xué)任臨時教授；年在布累斯勞大學(xué)任臨時教授；1854185418751875年任海德年任海德堡大學(xué)教授；堡大學(xué)教授；18741874年起為柏林科學(xué)院院士；年起為柏林科學(xué)院院士；18751875年重回柏林大學(xué)任理論物理年重回柏林大學(xué)任理論物理學(xué)教授直到學(xué)教授直到18871887年年1010月月1717日在柏林逝世。日在柏林逝世。當(dāng)當(dāng)他他2121歲在柯尼斯堡就讀期間，就根據(jù)歐姆定律總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)電路的兩個歲在柯尼斯堡就讀期間，就根據(jù)歐姆定律總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)電路的兩個定律（基爾霍夫電路定律），發(fā)展了歐姆定律，對電路理論作出了顯

37、著成績定律（基爾霍夫電路定律），發(fā)展了歐姆定律，對電路理論作出了顯著成績。大學(xué)畢業(yè)后，他又著手把電勢概念推廣到穩(wěn)恒電路。長期以來，電勢與電。大學(xué)畢業(yè)后，他又著手把電勢概念推廣到穩(wěn)恒電路。長期以來，電勢與電壓這兩個概念常常被混為一談，當(dāng)時都稱為壓這兩個概念常常被混為一談，當(dāng)時都稱為“電張力電張力”?；鶢柣舴蛎鞔_區(qū)分。基爾霍夫明確區(qū)分了這兩個概念，同時又指出了它們之間的聯(lián)系。了這兩個概念，同時又指出了它們之間的聯(lián)系。在光譜研究中，在光譜研究中，他他與本生合作，開拓出一個新的學(xué)科領(lǐng)域與本生合作，開拓出一個新的學(xué)科領(lǐng)域光譜分析光譜分析，采用這一新方法，發(fā)現(xiàn)了兩種新元素銫（，采用這一新方法，發(fā)現(xiàn)了兩種新

38、元素銫（18601860年）和銣（年）和銣（18611861年）。年）。 他他發(fā)現(xiàn)太陽所含元素與地球上的若干元素相同，促使天體物理學(xué)得到發(fā)發(fā)現(xiàn)太陽所含元素與地球上的若干元素相同，促使天體物理學(xué)得到發(fā)展。他還討論了電報信號沿圓形截面導(dǎo)線的擾動；對惠更斯菲涅耳原理給展。他還討論了電報信號沿圓形截面導(dǎo)線的擾動；對惠更斯菲涅耳原理給出更嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明。出更嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明。1、內(nèi)容：、內(nèi)容：在集總電路中，任何時辰，沿任一回路，回路在集總電路中，任何時辰，沿任一回路，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。2、公式：、公式：0u3、闡明：、闡明：1先恣意指定一個回路的繞行方向；先恣意指

39、定一個回路的繞行方向；2凡支路電壓的參考方向與回路的繞行方向一致凡支路電壓的參考方向與回路的繞行方向一致者，者， 該電壓前面取該電壓前面取“+號，號，(電位由高到低電位由高到低)；3支路電壓的參考方向與回路的繞行方向相反者，支路電壓的參考方向與回路的繞行方向相反者， 該電壓前面取該電壓前面取“-號。號。三、基爾霍夫電壓定律三、基爾霍夫電壓定律KVLKVLR1R2R3R4R5+_+_uS1uS2+-2u4u+-12+ -5u對回路對回路1=0+-對回路對回路2+-+-=0基爾霍夫電壓定律本質(zhì)上是電壓與途徑無關(guān)這一性質(zhì)的反映。基爾霍夫電壓定律本質(zhì)上是電壓與途徑無關(guān)這一性質(zhì)的反映。1i3ii1R1i

40、3R3u2us1u2u3u4u2 =-i1R1 +us1u2 =i3R3 +u4例如：例如： 回路回路 a-d-c-aI3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-I4R4 E4I5R5 I3R3 E3 =0-+-+- KVL定律不僅適用于電路中的詳細(xì)回路，還可定律不僅適用于電路中的詳細(xì)回路，還可以推行運用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬以推行運用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零的代數(shù)和為零 .可運用于回路的部分電路?？蛇\用于回路的部分電路。+-ACu=0+

41、-+= - (-10+15=25V4、推行方式：、推行方式：uAC=?uACuBCuBAuAC=-u B A + u B CuBC=35=15V+-10V335-3A4AI4ABCI1I2I3I5AI25101AI53KCL規(guī)定了電路中任一結(jié)點處電流必需服從的約束關(guān)系，規(guī)定了電路中任一結(jié)點處電流必需服從的約束關(guān)系，KVL那么規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)電壓必需服從的約束關(guān)系。那么規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)電壓必需服從的約束關(guān)系。這兩個定律僅與元件的相互聯(lián)接有關(guān)，這兩個定律僅與元件的相互聯(lián)接有關(guān)，而與元件的性質(zhì)無關(guān)。而與元件的性質(zhì)無關(guān)。3+-10V35-3A4AI4ABCI1I2I3I5四、基爾霍夫定律的

42、性質(zhì)四、基爾霍夫定律的性質(zhì)I1=I2+I3五、兩種約束五、兩種約束1 1、KCLKCL描畫了電路中各支路電流之間的約束關(guān)系描畫了電路中各支路電流之間的約束關(guān)系, ,它們都與電路元件的性質(zhì)無關(guān)它們都與電路元件的性質(zhì)無關(guān), ,只取決于電路的銜接方式只取決于電路的銜接方式, ,稱為銜接方式約束或拓?fù)浼s束稱為銜接方式約束或拓?fù)浼s束. .2 2、電路元件伏安關(guān)系的約束，稱為電路元件約束，此、電路元件伏安關(guān)系的約束，稱為電路元件約束，此約束與電路的銜接方式無關(guān)，只取決于電路元件的性約束與電路的銜接方式無關(guān)，只取決于電路元件的性質(zhì)。質(zhì)。電路的銜接方式約束和電路元件約束，是電路分析的根本根據(jù)！電路的銜接方式約束和電路元件約束，是電路分析的根本根據(jù)！貫穿與本課程的一直。貫穿與本課程的一直。1u3u2u14i2i1i7V-+= - 2 + 7= 5V=1V= - 0.5A受控電流源受控電流源 受控電壓源受控電壓源 i1=1A，求電壓，求電壓u3和電流和電流i2 。u1=2i1=2V