電工學(xué)(少學(xué)時)唐介·第1章直流電路

1、 戴純春戴純春 光電學(xué)院電子教研室光電學(xué)院電子教研室 Email: 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺賬號：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺賬號：2009daichunchun2009daichunchun 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺密碼：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺密碼：123123電工技術(shù)電工技術(shù) 下一章下一章 上一章上一章 返回主頁返回主頁 3 電路就是電流流通的路徑。電路就是電流流通的路徑。 是由某些元、器件為完成一定功能、按一定是由某些元、器件為完成一定功能、按一定 方式組合后的總稱。方式組合后的總稱。S E4+mA 一是實現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換。一是實現(xiàn)能量的輸送和轉(zhuǎn)換。 二是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。二是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。 E 電源：電源：將非電形態(tài)的能

2、量將非電形態(tài)的能量 轉(zhuǎn)換為電能。轉(zhuǎn)換為電能。 負(fù)載：負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換為將電能轉(zhuǎn)換為 非電形態(tài)的能量。非電形態(tài)的能量。 導(dǎo)線等：導(dǎo)線等：起溝通電路和起溝通電路和 輸送電能的作用。輸送電能的作用。S E ES 5 從電源來看，電源本身的電流通路稱為從電源來看，電源本身的電流通路稱為內(nèi)電路內(nèi)電路， 電源以外的電流通路稱為電源以外的電流通路稱為外電路外電路。 當(dāng)電路中的電流是不隨時間變化的直流電流時，當(dāng)電路中的電流是不隨時間變化的直流電流時， 這種電路稱為這種電路稱為直流電路直流電路。 當(dāng)電路中的電流是隨時間按正弦規(guī)律變化的交當(dāng)電路中的電流是隨時間按正弦規(guī)律變化的交 流電流時，這種電路稱為流電流時，這

3、種電路稱為交流電路交流電路。無源網(wǎng)絡(luò)無源網(wǎng)絡(luò)有源網(wǎng)絡(luò)有源網(wǎng)絡(luò)二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)6I電流的實際方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動的方向。電流的實際方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動的方向。 EUS UL 直流電路中：直流電路中： I =Qti =dqdt（A） 7電場力將單位正電荷從電路電場力將單位正電荷從電路的某一點移至參考點時所消的某一點移至參考點時所消耗的電能。耗的電能。參考點的電位為零。參考點的電位為零。I EUS UL 直流電路中電位用直流電路中電位用 V 表示，單位為伏表示，單位為伏特特（V）。）。參考點的選擇：參考點的選擇： 選大地為參考點：選大地為參考點： 選元件匯集的公共端或公共線為參考

4、點：選元件匯集的公共端或公共線為參考點： 83. 電壓電壓電場力將單位正電荷從電路電場力將單位正電荷從電路的某一點移至另一點時所消的某一點移至另一點時所消耗的電能。耗的電能。電壓就是電位差。電壓就是電位差。IUS E UL直流電路中電壓用直流電路中電壓用 U 表示，單位為伏表示，單位為伏特特（V）。）。US 是電源兩端的電壓，是電源兩端的電壓， UL 是負(fù)載兩端的電壓。是負(fù)載兩端的電壓。電源中的局外力（非電場力）將單位正電荷從電源負(fù)極電源中的局外力（非電場力）將單位正電荷從電源負(fù)極移至電源正極時所轉(zhuǎn)換而來的電能稱為電源的移至電源正極時所轉(zhuǎn)換而來的電能稱為電源的電動勢電動勢。電動勢的實際方向：由

5、低電位指向高電位。電動勢的實際方向：由低電位指向高電位。 符號：符號： E 或或 e，單位：，單位：V。9定義：單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。定義：單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的電能。 電源產(chǎn)生的功率：電源產(chǎn)生的功率： PE = E I符號：符號：P（直流電路）。（直流電路）。 單位：單位：W。負(fù)載取用的功率：負(fù)載取用的功率： PL = UL II EUS UL 定義：在時間定義：在時間 t 內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換的電功率稱為電能：電能：W = P t 符號：符號：W（直流電路）。（直流電路）。單位：單位：J。單位轉(zhuǎn)換：千瓦時（單位轉(zhuǎn)換：千瓦時（kWh） 1 千瓦時為千瓦時為 1 度電，度電，1 kWh3.6

6、 106 J。電源輸出的功率：電源輸出的功率： P = US IUS10當(dāng)電源與負(fù)載接通，電路中有當(dāng)電源與負(fù)載接通，電路中有了電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換。了電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換。電路的這一狀態(tài)稱為電路的這一狀態(tài)稱為通路通路。IEUS UL S通路時，電源向負(fù)載輸出電功率，電源這時的狀態(tài)稱通路時，電源向負(fù)載輸出電功率，電源這時的狀態(tài)稱為為有載有載或稱電源處于負(fù)載狀態(tài)?；蚍Q電源處于負(fù)載狀態(tài)。各種電氣設(shè)備在工作時，其電壓、電流和功率都有一各種電氣設(shè)備在工作時，其電壓、電流和功率都有一定的限額，這些限額是用來表示它們的正常工作條件定的限額，這些限額是用來表示它們的正常工作條件和工作能力的，稱為電氣設(shè)備的

7、和工作能力的，稱為電氣設(shè)備的額定值額定值。11S1S2EEL1EL2當(dāng)某一部分電路與電源斷開，當(dāng)某一部分電路與電源斷開，該部分電路中沒有電流，亦無該部分電路中沒有電流，亦無能量的輸送和轉(zhuǎn)換，這部分電能量的輸送和轉(zhuǎn)換，這部分電路所處的狀態(tài)稱為路所處的狀態(tài)稱為開路開路。有有源源電電路路 開路的特點：開路的特點：開路處的電流等于零開路處的電流等于零I0開路處的電壓應(yīng)視電路情況而定開路處的電壓應(yīng)視電路情況而定電源既不產(chǎn)生也不輸出電功率，電源這時的狀態(tài)稱為電源既不產(chǎn)生也不輸出電功率，電源這時的狀態(tài)稱為空載空載。U 視電視電路而定路而定12當(dāng)某一部分電路的兩端用電當(dāng)某一部分電路的兩端用電阻可以忽略不計的導(dǎo)

8、線或開阻可以忽略不計的導(dǎo)線或開關(guān)連接起來，使得該部分電關(guān)連接起來，使得該部分電路中的電流全部被導(dǎo)線或開路中的電流全部被導(dǎo)線或開關(guān)所旁路，這一部分電路所關(guān)所旁路，這一部分電路所處的狀態(tài)稱為處的狀態(tài)稱為短路短路或或短接短接。S1S2電源短路電源短路 短路的特點：短路的特點：短路處的電壓等于零短路處的電壓等于零U0短路處的電流應(yīng)視電路情況而定短路處的電流應(yīng)視電路情況而定I 視電路而定視電路而定有有源源電電路路EL1EL2131、原則上參考方向可任意假定，一經(jīng)假定，不得隨意更改。、原則上參考方向可任意假定，一經(jīng)假定，不得隨意更改。分析電路時，需要事先知道電流和電壓的方向，復(fù)雜電路中的分析電路時，需要事

9、先知道電流和電壓的方向，復(fù)雜電路中的電流和電壓的方向無法事先預(yù)知，這就需要為它們假定一個方電流和電壓的方向無法事先預(yù)知，這就需要為它們假定一個方向，即向，即參考方向或正方向參考方向或正方向2、分析電路之前，必須首先假定參考方向，沒有方向的電流、分析電路之前，必須首先假定參考方向，沒有方向的電流一或電壓值是沒有意義的。一或電壓值是沒有意義的。5、今后，所有電路圖中的方向都是參考方向。、今后，所有電路圖中的方向都是參考方向。3、在參考方向下得到的電流為正值，說明電流的實際方向與、在參考方向下得到的電流為正值，說明電流的實際方向與參考方向相同。參考方向相同。4、在參考方向下得到的電流為負(fù)值，說明電流

10、的實際方向與、在參考方向下得到的電流為負(fù)值，說明電流的實際方向與參考方向相反。參考方向相反。14在分析某一個電路元件的電壓與電流的關(guān)系在分析某一個電路元件的電壓與電流的關(guān)系時，需要將它們聯(lián)系起來選擇，這樣設(shè)定的時，需要將它們聯(lián)系起來選擇，這樣設(shè)定的參考方向稱為參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。II U電電源源負(fù)負(fù)載載 U關(guān)聯(lián)參考關(guān)聯(lián)參考方向相反方向相反關(guān)聯(lián)參考方關(guān)聯(lián)參考方向相同向相同電路分析中的所有公式都是在關(guān)聯(lián)參考方向相同下得到的，電路分析中的所有公式都是在關(guān)聯(lián)參考方向相同下得到的，如果關(guān)聯(lián)參考方向相反，則需在式子前面加一負(fù)號。如果關(guān)聯(lián)參考方向相反，則需在式子前面加一負(fù)號。15理想電路元

11、件理想電路元件理想有源元件理想有源元件理想無源元件理想無源元件電電壓壓源源電電流流源源電電阻阻元元件件電電容容元元件件電電感感元元件件16 US I U US 定值定值USU O I 電壓源的特點：電壓源的特點：輸出電流輸出電流 I 不是定值，與輸出電壓和外電路的情況有關(guān)。不是定值，與輸出電壓和外電路的情況有關(guān)?？商峁┮粋€固定的電壓可提供一個固定的電壓 US ，稱為，稱為源電壓源電壓。輸出電壓輸出電壓 U 恒等于源電壓恒等于源電壓 US ，是由其本身所確定的定值，是由其本身所確定的定值， 與輸出電流和外電路的情況無關(guān)。與輸出電流和外電路的情況無關(guān)。17IS U I IS定值定值ISU O I

12、電流源的特點：電流源的特點：輸出電流輸出電流 I恒恒等于源電流等于源電流 IS ，是由其本身所確定的定值，是由其本身所確定的定值，與輸出電壓和外電路的情況無關(guān)。與輸出電壓和外電路的情況無關(guān)。輸出電壓輸出電壓 U 不是定值，與輸出電流和外電路的情況有關(guān)。不是定值，與輸出電流和外電路的情況有關(guān)。電激電激流流可提供一個固定的電流可提供一個固定的電流 IS ，稱為，稱為源電流源電流。18 當(dāng)電壓源和電流源的電壓和電流實際方向如上圖（相反）當(dāng)電壓源和電流源的電壓和電流實際方向如上圖（相反）時，它們輸出（產(chǎn)生）電功率，起時，它們輸出（產(chǎn)生）電功率，起電源電源作用。作用。 US I U IS U I US

13、I U IS -+ U I 當(dāng)電壓源和電流源的電壓和電流實際方向如上圖當(dāng)電壓源和電流源的電壓和電流實際方向如上圖（相同）（相同）時，它們?nèi)∮茫ㄏ模╇姽β?，起時，它們?nèi)∮茫ㄏ模╇姽β剩鹭?fù)載負(fù)載作用。作用。19 電阻元件電阻元件當(dāng)電路的某一部分只存在電當(dāng)電路的某一部分只存在電能的消耗而沒有電場能和磁能的消耗而沒有電場能和磁場能的儲存，這一部分電路場能的儲存，這一部分電路可用可用電阻元件電阻元件來代替。來代替。 R i u R =ui（ ） 線性電阻與非線性電阻線性電阻與非線性電阻 P = UI = RI2 =U2R 電阻消耗的功率電阻消耗的功率20 電阻圖片電阻圖片水泥電阻水泥電阻線繞電阻線

14、繞電阻碳膜電阻碳膜電阻可變電阻可變電阻壓敏電阻壓敏電阻功率電阻功率電阻21 例例1.5.1在圖示直流電路中，已知在圖示直流電路中，已知 US3 V， IS3 A， R1 。求：。求：(1) 電壓源的電流和電流源的電壓；電壓源的電流和電流源的電壓； (2) 討論電路的功率平衡關(guān)系。討論電路的功率平衡關(guān)系。 R I US IS U解解(1) 由于電壓源與電流源串聯(lián)由于電壓源與電流源串聯(lián)IIS3 A根據(jù)電流的方向可知根據(jù)電流的方向可知UUSRIS ( 3 + 1 3 ) V = 6 V(2) 功率平衡關(guān)系功率平衡關(guān)系電壓源吸收電功率：電壓源吸收電功率：PLUS I( 3 3 ) W = 9 W 電流

15、源發(fā)出電功率：電流源發(fā)出電功率： POU IS( 6 3 ) W = 18 W電阻電阻 R 消耗的電功率：消耗的電功率：PRR IS( 1 32 ) W = 9 W功率平衡：功率平衡： 22 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 ba電路中電路中 3 個或個或 3 個以個以上電路元件的連接點上電路元件的連接點稱為稱為結(jié)點結(jié)點。有有 a、b 兩個結(jié)點兩個結(jié)點 。23 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 ba有有 acb 、adb、aeb 三條支路三條支路 。R1 I1 US1 c R2 I2 US2 dR3 I3 R4 e兩結(jié)點之間的每一條兩結(jié)點之間的每

16、一條分支電路稱為分支電路稱為支路支路。24 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 ba由于電流的連續(xù)性，由于電流的連續(xù)性，流入任一結(jié)點的電流流入任一結(jié)點的電流之和等于流出該結(jié)點之和等于流出該結(jié)點的電流之和。的電流之和。對結(jié)點對結(jié)點 a I1 I2 I3I1 I2 I3 0流入結(jié)點的電流前取正號，流入結(jié)點的電流前取正號，流出結(jié)點的電流前取負(fù)號。流出結(jié)點的電流前取負(fù)號。25 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 ba在電路的任何一個在電路的任何一個結(jié)點上，同一瞬間結(jié)點上，同一瞬間電流的代數(shù)和為零。電流的代數(shù)和為零。對任意波形的電流：對任意波形的電流： i 0

17、 在直流電路中：在直流電路中： I 0 基爾霍夫電流定律不僅適用于電路中基爾霍夫電流定律不僅適用于電路中 任意結(jié)點，而且還可以推廣應(yīng)用于任意結(jié)點，而且還可以推廣應(yīng)用于 電路中任何一個假定的閉合面電路中任何一個假定的閉合面 廣義結(jié)點廣義結(jié)點。 ICIEIBICIBIEICIBIE026 解解 由圖中所示電流由圖中所示電流的參考方向，應(yīng)用基爾霍夫的參考方向，應(yīng)用基爾霍夫電流定律，分別由結(jié)點電流定律，分別由結(jié)點 a、b、c 求得求得I6I4I1 (53 ) A 8 A 例例1.6.1 在圖示部分電路中，已知在圖示部分電路中，已知 I13 A， I45 A， I58 A 。試求。試求 I2 ，I3 和

18、和 I6 。 a I1 I3 I2 I4 I5 I6 cbI2I5I4 8(5 ) A 13 AI3I6I5 (88 ) A 16 A或由廣義結(jié)點得或由廣義結(jié)點得 I3I1I2 (313 ) A 16 A27由電路元件組成的閉由電路元件組成的閉合路徑稱為合路徑稱為回路回路。有有 adbca、aebda 和和 aebca 三個回路三個回路 。 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 bacde R1 I1 US1 R2 I2 US2 bacd R2 I2 US2 R3 I3 R4 badeR1 I1 US1 R3 I3 R4 bace未被其他支路分割的單孔回路稱為未被其他支路分

19、割的單孔回路稱為網(wǎng)孔網(wǎng)孔。 有有 adbca、aebda 兩個網(wǎng)孔兩個網(wǎng)孔 。28由于電位的單值性，由于電位的單值性，從從 a 點出發(fā)沿回路環(huán)點出發(fā)沿回路環(huán)行一周又回到行一周又回到 a 點，點，電位的變化應(yīng)為零。電位的變化應(yīng)為零。對回路對回路 adbca US2U1US1U2 與回路環(huán)行方向一致的電壓前取正號，為壓降。與與回路環(huán)行方向一致的電壓前取正號，為壓降。與回路環(huán)行方向相反的電壓前取負(fù)號回路環(huán)行方向相反的電壓前取負(fù)號 ，為壓升。，為壓升。 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 bacde R1 I1 US1 R2 I2 US2 bacd U1 U2 US2U1US1U

20、2029在電路的任何一個回在電路的任何一個回路中，沿同一方向循路中，沿同一方向循行，同一瞬間電壓的行，同一瞬間電壓的代數(shù)和為零。代數(shù)和為零。對任意波形的電壓對任意波形的電壓 u0在直流電路中：在直流電路中： U0 R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 bacde30 RI E R1 I1 US1 R2 I2 US2 R3 I3 R4 bacde或或 U E U RI E對回路對回路 adbcaR1I1R2I2 E1E2 與回路環(huán)行方向一致的電流、電壓和電動勢前面取正號，與回路環(huán)行方向一致的電流、電壓和電動勢前面取正號， 不一致的前面取負(fù)號。不一致的前面取負(fù)號。 R1 I1

21、E1 R2 I2 E2 R3 I3 R4 bacdeE2 R2I2 +R1I1 E1 031 基爾霍夫電壓定律不僅適用于電路中任一閉基爾霍夫電壓定律不僅適用于電路中任一閉 合的回路，而且還可以推廣應(yīng)用于任何一個合的回路，而且還可以推廣應(yīng)用于任何一個 假想閉合的一段電路。假想閉合的一段電路。將將 a、b 兩點間的電壓兩點間的電壓作為電阻電壓降一樣考作為電阻電壓降一樣考慮進(jìn)去。慮進(jìn)去。 R IUE U R I E 或或 USba或或 R IUUS032 解解 由回路由回路 abcdefaUab + UcdUed + UefE1E2 例例1.6.2在圖示回路中，已知在圖示回路中，已知 E120 V，

22、E210 V，Uab4 V ，Ucd6 V ，Uef 5 V 。試。試求求Ued 和和 Uad 。 R2 E2eaR3 R4 Ucd R1 E1 Uef UabUed bdfc Uad求得求得 Ued Uab + Ucd + Uef E1 + E2 4 + (6 )52010 V 7 V33 由假想的回路由假想的回路 abcdaUab + UcdUadE2 R2 E2eaR3 R4 Ucd R1 E1 Uef UabUed bdfc Uad求得求得 Uad Uab + Ucd + E2 4 + (6 ) 10 V 8 V34 支路電流法解題的一般步驟支路電流法解題的一般步驟R1 E1 R3 R

23、2 E2 R1 E1 R3 R2 E2 (1) 確定支路數(shù)，選擇各確定支路數(shù)，選擇各 支路電流的參考方向。支路電流的參考方向。I1 I2 I3 (2) 確定結(jié)點數(shù)，列出確定結(jié)點數(shù)，列出 獨立獨立的結(jié)點電流方的結(jié)點電流方 程式。程式。 n 個結(jié)點只能列出個結(jié)點只能列出 n1 個個 獨立的結(jié)點方程式。獨立的結(jié)點方程式。結(jié)點結(jié)點 a : I1I2I3 0結(jié)點結(jié)點 b : I1I2I3 0只有只有1 1個方程是獨立的個方程是獨立的35(3) 確定余下所需的方程式數(shù)，確定余下所需的方程式數(shù)， 列出獨立列出獨立 的回路電壓方程式。的回路電壓方程式。R1 E1 R3 R2 E2 I1 I2 I3 ab左網(wǎng)孔

24、左網(wǎng)孔 : R1I1 R3I3 E1 右網(wǎng)孔右網(wǎng)孔 :R2I2 R3I3 E2(4) 解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。解聯(lián)立方程式，求出各支路電流的數(shù)值。R1I1 R3I3 E1I1 I2 I3 0R2I2 R3I3 E2求出：求出：I1、 I2 和和 I3。36 解解 選擇各支路電流的選擇各支路電流的參考方向和回路方向如圖參考方向和回路方向如圖R4 R3 R1 US1 R2 US2 例例1.7.1在圖示電路中，已知在圖示電路中，已知 US112 V ， US212 V ，R11 ， R22 ， R32 ， R44 。求各支路電。求各支路電流流 。 I1 I2 I3 I4 上結(jié)點上結(jié)點 I

25、1I2I3 I4 0 左網(wǎng)孔左網(wǎng)孔 R1I1R3I3US10 中網(wǎng)孔中網(wǎng)孔 R1I1 R2I2US1US2 0 右網(wǎng)孔右網(wǎng)孔 R2I2R4I4US2037 代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù)R4 R3 R1 US1 R2 US2I1 I2 I3 I4 I1I2I3 I4 0I12I3120I1 2I21212 02I24I4120 I14 A， I22 A， I34 A， I42 A38是否能少列是否能少列一個方程一個方程?N=2 B=3支路電流未知數(shù)少一個：支路電流未知數(shù)少一個：支路中含有恒流源的情支路中含有恒流源的情況況例例6A12VI+-2 4 I1I1+6=I解得解得： I = 4A I1 = -2A2

26、I1+4 I =12KCLKVL39支路電流法的優(yōu)缺點支路電流法的優(yōu)缺點優(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)KCL、KVL、 歐姆定律列方程，就能得出結(jié)果。歐姆定律列方程，就能得出結(jié)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，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。手算時，適用于支路數(shù)較少的電路。手算時，適用于支路數(shù)較少的電路。40 疊加定理疊加定理是分析線性電路最基本的方是分析線性電路最基本的方 法之一。法之一。在含有多個有源元件的線性電路中，任在含有多個有源元件的線性電路中，任一支路

27、的電流和電壓等于電路中各個有一支路的電流和電壓等于電路中各個有源元件分別單獨作用時在該支路產(chǎn)生的源元件分別單獨作用時在該支路產(chǎn)生的電流和電壓的代數(shù)和。電流和電壓的代數(shù)和。41R1 I1 R2 I2 IS US由支路電流法可得由支路電流法可得I2 =USR1R2R1ISR1R2R1I1 R2I2 USI1 IS I2 0I1= I2 ISR1(I2 IS) R2I2 US( R1 R2) I2 R1 IS US證明證明：42R1 R2 R1 R2 R1 I1 R2 I2 IS US US USIS IS I2 =USR1R2 USIS IS USI1 I2 I1 I2 I2 =USR1R2R1I

28、SR1R2I2 =R1ISR1R2 = I2 I2 43+-10 I4A20V10 10 I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解解：例例電路如圖所電路如圖所示，用疊加示，用疊加原理求原理求I=？44ER1R3R2R4UIS如圖所示電路，已知：如圖所示電路，已知：E=12V，IS=10AR1= R2 = R3 = R4 =1 用疊加原理計算用疊加原理計算U = =？解：解：原圖化為：原圖化為：R3R2ER1R4U +R1R3R2R4ISU U =101/21=5VU =12/4=3VU = U + U =8V例例45應(yīng)用疊加定理

29、要注意的問題應(yīng)用疊加定理要注意的問題1.疊疊加定理只適用于線性電路中電壓電流的計加定理只適用于線性電路中電壓電流的計算，算，不能計算功率不能計算功率；2.疊疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。 不作用的恒壓源應(yīng)短路，即令不作用的恒壓源應(yīng)短路，即令E=0； 不作用的恒流源應(yīng)開路，即令不作用的恒流源應(yīng)開路，即令 Is=0。=+I3R3則：則：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP+= 333 III+= 設(shè)：設(shè)：464. 運(yùn)用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分運(yùn)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

30、能不止一個。電路的電源個數(shù)可能不止一個。=+3. 首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電首先要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。原電 路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電 流的代數(shù)和。流的代數(shù)和。47 例例1.8.1在圖示電路中，已知在圖示電路中，已知 US10 V ，IS2 A ，R14 ，R21 ，R35 ，R43 。試用疊加定。試用疊加定理求通過電壓源的電流理求通過電壓源的電流 I5 和電流源兩端的電壓和電流源兩端的電壓 U6 。 R2 USI2 U6IS R1 I1 R4 I4 R3 I3 I5 48 解解電壓源單獨作用時電壓源單獨作用

31、時 R2 USI2 U 6R1 R4 I4 R3 I5 = I2 I4I5 =USR1R2USR3R4=10411053()A = 3.25 A=I2 I4U6 R2R4 = 1.75 V=10411053()1 3 VR2 USI2 U6IS R1 I1 R4 I4 R3 I3 I5 49R2 I2 U6IS R1 R4 I4 R3 I5 R2 I2 U6IS R1 I1 R4 I4 R3 I3 R2 USI2 U6IS R1 I1 R4 I4 R3 I3 I5 電流源單獨作用時電流源單獨作用時 = I2I4I5 =R1R1R2ISR3R3R4IS50電流源單獨作用時電流源單獨作用時 =I2

32、 I4+U6 R2R4R2 I2 U6IS R1 R4 I4 R3 I5 = I2I4I5 =R1R1R2ISR3R3R4IS=441()A = ( 1.61.25 ) A= 0.35 A 2553 2= ( 1 1.6 + 3 1.25 ) V = 5.35 V最后求得最后求得 = I5I5I5 = ( 3.250.35 ) A = 3.6 A= U6 U6+U6 = (1.75 + 5.35 ) V = 3.6 V51 等效電源定理等效電源定理是將有源二端網(wǎng)絡(luò)用一個等效是將有源二端網(wǎng)絡(luò)用一個等效 電源代替的定理。電源代替的定理。有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)R1 R2 IS US對對 R2 而言

33、，有源二端網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于其電源。在對外部而言，有源二端網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于其電源。在對外部等效的條件下可用一個等效電源來代替。等效的條件下可用一個等效電源來代替。R0 UeS 戴維寧戴維寧等效電源等效電源R0 IeS 諾頓等諾頓等效電源效電源52戴維寧定理戴維寧定理有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RUeSRo+_R注意：注意：“等效等效”是指對端口外是指對端口外（R）等效等效有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源模型等效。 53等效電壓源的內(nèi)阻等于有源等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變的輸入電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變無源網(wǎng)絡(luò)的原則是：恒壓源無源網(wǎng)絡(luò)的

34、原則是：恒壓源短路，恒流源開路）短路，恒流源開路）等效電壓源的電動勢等效電壓源的電動勢（E）等于有源二端等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開端電壓網(wǎng)絡(luò)的開端電壓U0C0C有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)OCUab相應(yīng)的相應(yīng)的無源無源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)ab有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RabUeSR0+_RabOCUUeS= =ab0RR = = 54戴維寧定理的應(yīng)用戴維寧定理的應(yīng)用應(yīng)用戴維寧定理分析電路的步驟：應(yīng)用戴維寧定理分析電路的步驟：1將待求支路劃出，其余部分就是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)；將待求支路劃出，其余部分就是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)；2求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；求有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；3求有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻；求有源二端網(wǎng)

35、絡(luò)的等效內(nèi)阻；4畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路；畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路；5將待求支路接入有源二端網(wǎng)絡(luò)，由此電路計算待求量；將待求支路接入有源二端網(wǎng)絡(luò)，由此電路計算待求量；55等效電源定理中等效電阻的求解方法等效電源定理中等效電阻的求解方法求簡單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用求簡單二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用串、并聯(lián)串、并聯(lián)的方法的方法即可求出。如前例：即可求出。如前例：CRoR1R3R2R4ABD4321/RRRRRo+ += =56不能用簡單不能用簡單 串串/ /并聯(lián)并聯(lián)方法方法 求解，求解，怎么辦？怎么辦？求某些二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用串、并聯(lián)求某些二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻時，用串、并聯(lián)的方法則不行。如下

36、圖：的方法則不行。如下圖：ARoCR1R3R2R4BDR057求求 開端電壓開端電壓 UoC 與與 短路電流短路電流 ISC開路、短路法開路、短路法有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)UoC有源有源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ISC+-ROUeSISC=UeSROUoC=UeS+-ROUeSSCOCoIUR = =等效等效內(nèi)內(nèi) 阻阻UoCISC=RO58求如圖所示單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。求如圖所示單口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。例例oc1223Vu= +=o1236R = += （1 1）先求）先求開路開路電壓電壓 （2 2）再求單口的等效電阻。）再求單口的等效電阻。將單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有獨立電源置零將單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有獨立電源置零（3 3）畫出

37、戴維南等效電路畫出戴維南等效電路解解:59求：求：U=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU例例601）求開路電壓）求開路電壓Uo_+4 4 50 AB+_8V10VCDEUo1A5 此值是所求此值是所求結(jié)果嗎？結(jié)果嗎？V954010=-+=+=EBDECDACoUUUUU4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU612）求輸入電阻）求輸入電阻 RoRo =+=5754/450oR4 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUo4 4 50 5 62+_ERo57 9V33 =57oRV9=oUE3）畫等效電路）畫等效電路4）求解未知電壓）求

38、解未知電壓V3 . 33333579=+=U63例、電路如圖，求通過電阻例、電路如圖，求通過電阻R3的電流的電流I3 。I310 + +- -2 5 8 2 4 40V+ +- -40VR38 a10 + +- -2 2 4 40V+ +- -40VbUoc2 2、求開路電壓、求開路電壓I1=+=02440401IV40oc=U解：解：1、移去待求支路、移去待求支路648 a10 2 2 4 bReqab+ +- -5 6.33 40VI33 3、求等效電阻、求等效電阻=+=33. 6568eqR=+=53. 3533. 6403I8 a10 + +- -2 2 4 40V+ +- -40Vb

39、4、將待求支路接入等效電路，將待求支路接入等效電路，由此電路計算待求量由此電路計算待求量II310 + +- -2 5 8 2 4 40V+ +- -40VR365ISC R1 IS US(a)有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)(b)諾頓等效電源諾頓等效電源R0 IeS 等效電流源的電激流等效電流源的電激流IeS等于二端網(wǎng)絡(luò)的端口短等于二端網(wǎng)絡(luò)的端口短路電流路電流 ISC 。并聯(lián)電阻的阻值與戴維寧等效電。并聯(lián)電阻的阻值與戴維寧等效電阻相等。阻相等。66 例例1.9.1圖示電路中，已知圖示電路中，已知 US6 V ，IS3 A ，R11 ，R22 。試用等效電源定理求通過。試用等效電源定理求通過 R2 的

40、電流的電流。 R1 R2 IS US 解解 利用等效電源定理利用等效電源定理解題的一般步驟如下：解題的一般步驟如下： （1） 將待求支路提出，使將待求支路提出，使剩下的電路成為有源二端網(wǎng)絡(luò)。剩下的電路成為有源二端網(wǎng)絡(luò)。R1 IS US 有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)67 （2） 求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓開路電壓 UOC 。R1 IS US 有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò) UOC根據(jù)根據(jù) KVL 求得求得UOC US +R1IS（6+1 3）V 9 V （3） 求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻等效電阻R O。用除源等效法求得用除源等效法求得R0R11 (4) 求待求電流求待求

41、電流 I2 =UeSR0 + R2 =912 A = 3 A 68 （2） 求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流短路電流 ISC 。根據(jù)根據(jù) KCL 求得求得ISC =USR1+IS =61+3 A = 9 A()R1 IS US 有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)ISC （3） 求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻等效電阻R O。用除源等效法求得用除源等效法求得R0R11 R0 =UOCISC =99 = 1 (4) 求待求電流求待求電流 I2 =R0R0 + R2 IeS =112 9 A = 3 A運(yùn)用諾頓定理運(yùn)用諾頓定理69 諾頓等效電源諾頓等效電源R0 IeS R0 UeS 戴

42、維寧等效電源戴維寧等效電源戴維寧等效電源和諾頓等效電源既然都可以用戴維寧等效電源和諾頓等效電源既然都可以用來等效代替同一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，因而在對外來等效代替同一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，因而在對外等效的條件下，相互之間可以等效的條件下，相互之間可以等效變換等效變換。等效變換的公式為等效變換的公式為IeS =UeSR0變換時內(nèi)電阻變換時內(nèi)電阻 R0 不變，不變，IeS 方向應(yīng)由方向應(yīng)由 UeS 的負(fù)極流向正極。的負(fù)極流向正極。70111REI =333REI =R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?例例求求 I=？71IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1