電工電子技術(shù)第一章

1、1電工電子技術(shù)2緒緒 論論1. 1.課程的地位、作用和任務(wù)課程的地位、作用和任務(wù) 4. 4.課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)3. 3.主要教學(xué)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容6. 6.如何學(xué)好這門課程如何學(xué)好這門課程2. 2.電工電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用電工電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用5. 5.課程安排課程安排31. 1. 課程的地位、作用和任務(wù)課程的地位、作用和任務(wù) 高等學(xué)校非電類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課高等學(xué)校非電類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課通過對(duì)電路基本理論、基本分析方法、常用電子器件、通過對(duì)電路基本理論、基本分析方法、常用電子器件、基本單元電路及其系統(tǒng)的分析和實(shí)驗(yàn)基本單元電路及其系統(tǒng)的分析和實(shí)驗(yàn), ,使學(xué)生獲得電工電使學(xué)生獲得電工電子技術(shù)的基

2、本知識(shí)、基本理論和基本技能。為后續(xù)課程子技術(shù)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能。為后續(xù)課程（檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、自動(dòng)控制等）的學(xué)習(xí)及在本（檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、自動(dòng)控制等）的學(xué)習(xí)及在本專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 掌握基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。掌握基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。具有能夠繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)新發(fā)展的能力，以具有能夠繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)新發(fā)展的能力，以 及將所學(xué)知識(shí)用于本專業(yè)的能力。及將所學(xué)知識(shí)用于本專業(yè)的能力。 建立起系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新建立起系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新 意

3、識(shí)，意識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。提倡快樂學(xué)習(xí)！學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。提倡快樂學(xué)習(xí)！4 電工電子技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之電工電子技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之“無(wú)孔不入無(wú)孔不入”，應(yīng)用廣泛！，應(yīng)用廣泛！2. 2. 電工電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用電工電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用電工電子技術(shù)的應(yīng)用電工電子技術(shù)的應(yīng)用53. 3. 主要教學(xué)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容第第1 1模塊：電路基礎(chǔ)理論模塊：電路基礎(chǔ)理論電路的基本定律與分析方法；電路的暫態(tài)分析；交流電路；電路的基本定律與分析方法；電路的暫態(tài)分析；交流電路；三相電路三相電路第第2 2模塊：模擬電子技術(shù)模塊：模擬電子技術(shù)常用半導(dǎo)體器件；基本放大電路；集成運(yùn)

4、算放大器及其常用半導(dǎo)體器件；基本放大電路；集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用；電力電子技術(shù)應(yīng)用；電力電子技術(shù)第第3 3模塊：數(shù)字電子技術(shù)模塊：數(shù)字電子技術(shù)門電路與組合邏輯電路；觸發(fā)器與時(shí)序邏輯電路門電路與組合邏輯電路；觸發(fā)器與時(shí)序邏輯電路6*第第4 4模塊：模塊：EDAEDA技術(shù)技術(shù)電子電路的仿真（電子電路的仿真（Multisim）第第5 5模塊：電氣控制技術(shù)模塊：電氣控制技術(shù)鐵心線圈與變壓器；異步電動(dòng)機(jī)；直流電動(dòng)機(jī)和控制電機(jī)鐵心線圈與變壓器；異步電動(dòng)機(jī)；直流電動(dòng)機(jī)和控制電機(jī) ；繼電接觸控制系統(tǒng)；可編程控制器繼電接觸控制系統(tǒng)；可編程控制器 及應(yīng)用及應(yīng)用74. “4. “電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)

5、課程的特點(diǎn) 內(nèi)容多（豐富）內(nèi)容多（豐富）技術(shù)更新快技術(shù)更新快實(shí)踐性強(qiáng)實(shí)踐性強(qiáng)應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛課時(shí)少，難度大。課時(shí)少，難度大。 本課是非電專業(yè)一切電類后續(xù)課程（檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原本課是非電專業(yè)一切電類后續(xù)課程（檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、自動(dòng)控制等）的基礎(chǔ)。對(duì)以后的學(xué)習(xí)深造和工作有至關(guān)理、自動(dòng)控制等）的基礎(chǔ)。對(duì)以后的學(xué)習(xí)深造和工作有至關(guān)重要的作用。重要的作用。85. 5. 課程安排課程安排 總學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)： 72學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 作作 業(yè)：業(yè)： 考考 試：試：考察所學(xué)知識(shí)的手段考察所學(xué)知識(shí)的手段期中考試期中考試期末考試期末考試9 善于總結(jié)，獨(dú)立完成作業(yè)，多練多問；善于總結(jié)，獨(dú)立完成作業(yè)，多練多問；習(xí)題習(xí)題做好

6、預(yù)習(xí)，認(rèn)真聽講，理解概念，注意方法，做好預(yù)習(xí)，認(rèn)真聽講，理解概念，注意方法，舉一反三；舉一反三； 課堂課堂理論聯(lián)系實(shí)際，勤于動(dòng)腦，大膽動(dòng)手，用足時(shí)間。理論聯(lián)系實(shí)際，勤于動(dòng)腦，大膽動(dòng)手，用足時(shí)間。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6. 6. 如何學(xué)好這門課程如何學(xué)好這門課程10教教 材材 及及 參參 考考 書書教材：教材：參考書：參考書：電工學(xué)（上、下）秦曾煌主編電工學(xué)（上、下）秦曾煌主編 高等教育出版社高等教育出版社電路原理于歆杰等主編電路原理于歆杰等主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社模擬電子技術(shù)基本教程華成英主編模擬電子技術(shù)基本教程華成英主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社數(shù)字電子技術(shù)基本教程閻石主編數(shù)字電子技術(shù)基本教

7、程閻石主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分，數(shù)字部分）康華光主編電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分，數(shù)字部分）康華光主編 高等教育出版社高等教育出版社電工電子技術(shù)電工電子技術(shù) 第第2 2版版徐淑華徐淑華 主編主編 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社12電路的基本定律與電路的基本定律與分析方法分析方法 第第1 1章章131.1 電路的基本概念電路的基本概念 1.2 電路的基本定律電路的基本定律1.3 電路的分析方法電路的分析方法電路的基本定律與分析方法電路的基本定律與分析方法 第第1章章14l理解物理量的參考方向的概念。理解物理量的參考方向的概念。l掌握各種理想電路元件的伏安特性。掌握各種理想

8、電路元件的伏安特性。l掌握基爾霍夫定律。掌握基爾霍夫定律。l能夠正確使用支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法列寫電路方程。能夠正確使用支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法列寫電路方程。l掌握電源等效變換、疊加原理、等效電源定理。掌握電源等效變換、疊加原理、等效電源定理。l理解電位的概念，掌握電位的計(jì)算。理解電位的概念，掌握電位的計(jì)算。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)151 1、電路的作用：實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換、電路的作用：實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)把其他形式的能把其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能量轉(zhuǎn)化成電能 升壓升壓變壓器變壓器輸電線輸電線 降壓降壓變壓器變壓器用用戶戶電能的傳輸電能的傳輸把電能轉(zhuǎn)化成其把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量他

9、形式的能量1.1.1 電路的組成及作用電路的組成及作用1.1 電路的基本概念電路的基本概念16放大器將輸入的信號(hào)放大放大器將輸入的信號(hào)放大揚(yáng)聲器由揚(yáng)聲器由放大后的放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)作用是傳遞和處理信號(hào)。電路的另一個(gè)作用是傳遞和處理信號(hào)。例如：擴(kuò)音機(jī)電路。例如：擴(kuò)音機(jī)電路。擴(kuò)音機(jī)的主要組成部分是放大器。擴(kuò)音機(jī)的主要組成部分是放大器。放放大大器器話筒將聲音話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)轉(zhuǎn)換成微微弱電信號(hào)弱電信號(hào)電路工作電源電路工作電源17電源電源電源電源負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)EIU+_2 2、 電路的組成電路的組成18電源（或信號(hào)源）：電源（或信號(hào)源）：提供電

10、能（或信號(hào)）的部分；提供電能（或信號(hào)）的部分；負(fù)負(fù) 載：載：吸收或轉(zhuǎn)換電能的部分；吸收或轉(zhuǎn)換電能的部分；中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：連接和控制電源和負(fù)載的部分；連接和控制電源和負(fù)載的部分；電路中各部分在正常工作時(shí)，必須工電路中各部分在正常工作時(shí)，必須工作在作在額定狀態(tài)額定狀態(tài)！即電源、負(fù)載、導(dǎo)線！即電源、負(fù)載、導(dǎo)線等都有相應(yīng)的等都有相應(yīng)的額定值額定值。注意注意！191.1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向電流和電壓的電流和電壓的正方向正方向：實(shí)際正方向?qū)嶋H正方向假設(shè)正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H正方向：實(shí)際正方向：物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。電流電流I電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E電壓電壓U正方

11、向正方向物理量物理量單位單位正電荷移動(dòng)的方向正電荷移動(dòng)的方向電源驅(qū)動(dòng)正電荷的方向電源驅(qū)動(dòng)正電荷的方向電位降落的方向電位降落的方向低電位低電位高電位高電位高電位高電位低電位低電位A, kA, mA, AV, kV, mV, VV, kV, mV, V20物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法IRUabE+_abu_+正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，高電位在前， 低電位在后低電位在后） 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭uab+-RI12321假設(shè)正方向（參考方向）假設(shè)正方向（參考方向）在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理在復(fù)雜電路中

12、難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？量的實(shí)際方向，電路如何求解？問題的提出問題的提出電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？E1ABRE2IR22(1) 在解題前先任意設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；在解題前先任意設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向； 若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致；若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致； 若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反； 若未標(biāo)參考方向，則結(jié)果的正、負(fù)無(wú)意義！若未標(biāo)參考方向，則結(jié)果的正、負(fù)無(wú)意義！(2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān) 系的

13、代數(shù)表達(dá)式；系的代數(shù)表達(dá)式；(3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：假設(shè)正方向（參考方向）的應(yīng)用假設(shè)正方向（參考方向）的應(yīng)用注意注意！23例例1已知已知：E=2V, R=1求求： 當(dāng)當(dāng)U 分別為分別為 3V 和和 1V 時(shí)時(shí)，求求IR的大小和方向的大小和方向?解解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程： EUUR+=REURUIRR-=EUUR-= E RabUIRUR+-(3) 數(shù)值數(shù)值 計(jì)算計(jì)算A112-3 3V=RIUA-112-1 1V=RIU（實(shí)際方向與參（實(shí)際方向與參考方向一致）考方向一致）（

14、實(shí)際方向與參（實(shí)際方向與參考方向相反）考方向相反）24(4) 為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上習(xí)慣上把把 I 與與 U 的方向的方向 按相同方向假設(shè)。稱為按相同方向假設(shè)。稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用于僅適用于U, I參考方向一致的情況。參考方向一致的情況。(2) “實(shí)際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的，而是物理中規(guī)定的，而“參考方向參考方向”則則 是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。任意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中，注意一定要在以后的解題過程中，注意一定要先假定先假定“正方向正方向” (即在圖中表明物理

15、量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列方程然后再列方程 計(jì)算計(jì)算。缺少。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無(wú)意義的的物理量是無(wú)意義的. 歸納歸納25RIURR= IRURab假設(shè)假設(shè): 與與 的方向一致的方向一致RIRURIURR-= IRURab例例2假設(shè)假設(shè): 與與 的方向相反的方向相反RIRU（關(guān)聯(lián)參考方向）（關(guān)聯(lián)參考方向）261.1.3 能量與功率能量與功率aIRUb設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U ,流入此流入此 部分電部分電路的電流為路的電流為 I， 則這部分電路消耗的功率為則這部分電路消耗的功率為:P = U I功率的概念功率的概念單位單位: W

16、, kW, mW負(fù)載負(fù)載若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為和電流為 I的的實(shí)際方向一致實(shí)際方向一致 ,則該元件則該元件吸收功率吸收功率,為為負(fù)載負(fù)載;電源電源若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為和電流為 I的的實(shí)際方向相反實(shí)際方向相反 ,則該元件則該元件發(fā)出功率發(fā)出功率,為為電源電源。27在在 U、 I 為關(guān)聯(lián)參考方向的前提下：為關(guān)聯(lián)參考方向的前提下： IRUab或或IRUab則吸收功率則吸收功率為負(fù)載為負(fù)載若若 P = UI 0若若 P = UI 0IUab+-根據(jù)能量守衡關(guān)系根據(jù)能量守衡關(guān)系P（吸收吸收）= P（發(fā)出發(fā)出）則發(fā)出功率則發(fā)出功率為電源為電源28根據(jù)根據(jù)

17、電壓和電流的實(shí)際方向電壓和電流的實(shí)際方向判斷器件的性質(zhì)，或是判斷器件的性質(zhì)，或是電源電源，或是，或是負(fù)載負(fù)載。當(dāng)元件上的當(dāng)元件上的U、I 的實(shí)際方向一致，則此元件消耗電功率，的實(shí)際方向一致，則此元件消耗電功率，為為負(fù)載負(fù)載。當(dāng)元件上的當(dāng)元件上的U、I 的實(shí)際方向相反，則此元件發(fā)出電功率，的實(shí)際方向相反，則此元件發(fā)出電功率，為電源為電源。實(shí)際方向根據(jù)實(shí)際方向根據(jù)參考方向和計(jì)算結(jié)果的正、負(fù)參考方向和計(jì)算結(jié)果的正、負(fù)得到。得到。電源與負(fù)載的判斷電源與負(fù)載的判斷根據(jù)根據(jù) P 的的 + 或或 - 可以可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電電源，源，或是或是負(fù)載。負(fù)載。在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)，在進(jìn)行功率

18、計(jì)算時(shí)，如果假設(shè)如果假設(shè) U、I 正方向一致。正方向一致。當(dāng)當(dāng)P 0 時(shí)時(shí), 說明說明 U，I 實(shí)際方向一致，電路消耗電功率，實(shí)際方向一致，電路消耗電功率，為為負(fù)載負(fù)載。當(dāng)當(dāng)P 0U、I采用關(guān)聯(lián)參考方向：采用關(guān)聯(lián)參考方向：A吸收功率，是負(fù)載吸收功率，是負(fù)載（2）I=-1A: P=UI=-5w，P0A發(fā)出功率，是電源發(fā)出功率，是電源例例330AABV+_+若：電壓表和電流表均正偏，判斷若：電壓表和電流表均正偏，判斷A、B誰(shuí)是誰(shuí)是電源，誰(shuí)是負(fù)載電源，誰(shuí)是負(fù)載IAIBUA：電壓和電流的實(shí)際方向相反，是電源：電壓和電流的實(shí)際方向相反，是電源B：電壓和電流的實(shí)際方向相同，是負(fù)載：電壓和電流的實(shí)際方向相同

19、，是負(fù)載例例431負(fù)載電阻負(fù)載電阻1.1.4 電源的工作狀態(tài)電源的工作狀態(tài)1.有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài)+-SER0RLIU電源電源電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻電路電流電路電流:0LEIRR電源端電壓電源端電壓:0IREU 電路功率電路功率:02RIEIUI 電源外特性電源外特性:IUE0PPPE 功率平衡功率平衡32伏安特性的斜率與伏安特性的斜率與R0有關(guān)有關(guān)， R0越小，斜率越小。越小，斜率越小。R0 RL時(shí)，時(shí)，U 隨負(fù)載的隨負(fù)載的變動(dòng)很小，受負(fù)載的影響變動(dòng)很小，受負(fù)載的影響很小，電源帶負(fù)載能力強(qiáng)很小，電源帶負(fù)載能力強(qiáng)電源的內(nèi)阻越小，帶負(fù)載電源的內(nèi)阻越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。能力越強(qiáng)。

20、（1）滿載工作：輸出額定的）滿載工作：輸出額定的I、U、P。（2）輕載工作：輸出的）輕載工作：輸出的P 低于額定值。低于額定值。（3）超載工作：輸出的）超載工作：輸出的P 高于額定值。高于額定值。不允許不允許+-SER0RLIUIUE033 額定值：額定值：各種電氣設(shè)備的電壓、電流、功率都有一各種電氣設(shè)備的電壓、電流、功率都有一個(gè)額定值。分別用個(gè)額定值。分別用UN，IN，PN來(lái)表示。來(lái)表示。對(duì)對(duì)負(fù)載負(fù)載來(lái)講：來(lái)講：額定值指負(fù)載正常工作時(shí)的額定值指負(fù)載正常工作時(shí)的條件及消耗的功率限額。條件及消耗的功率限額。 負(fù)載必須額定工作負(fù)載必須額定工作（例：（例：220v，40w的白熾燈）。的白熾燈）。34

21、對(duì)對(duì)電源電源來(lái)講：額定值指電源向來(lái)講：額定值指電源向負(fù)載提供的負(fù)載提供的 電流、電壓和功率的限額電流、電壓和功率的限額。 通常在銘牌或說明書中標(biāo)出通常在銘牌或說明書中標(biāo)出 注意使用時(shí)不要超過額定值。注意使用時(shí)不要超過額定值。以電壓源為例：以電壓源為例：R2+_ER0R1R0 0I總總R3負(fù)載增加，負(fù)載增加， I總總、P總總增加增加電源輸出的電流、功率電源輸出的電流、功率取決于負(fù)載的大小。取決于負(fù)載的大小。352. 2.電源開路電源開路+-SER0IU0I = 0U=U0=EP = 03. 3.電源短路電源短路U = 0+-ER0ISU0REIS （空載，（空載，RL=）外電路被短路（外電路被短

22、路（ RL =0）電源短路容電源短路容易燒壞電源易燒壞電源，因此電源，因此電源使用中通常使用中通常接入接入熔斷器熔斷器P=0（輸出功率）（輸出功率）PE =I2 R0 （電源消耗的功率）（電源消耗的功率）36理理想想電電壓壓源源理理想想電電流流源源電電阻阻元元件件 R電電感感元元件件 L電電容容元元件件C理理想想受受控控源源理想電路元件模型理想電路元件模型 對(duì)電路中的每個(gè)元器件特性建立元件模型；對(duì)電路中的每個(gè)元器件特性建立元件模型； 把所有元器件的元件模型按照原電路結(jié)構(gòu)連接起把所有元器件的元件模型按照原電路結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，形成電路的模型；來(lái)，形成電路的模型；1.1.5 理想電路元件理想電路元件3

23、7伏伏 - 安安 特性特性iuRiuui1. 電阻電阻 R（常用單位常用單位： 、k 、M ）constiuR 線性線性電阻電阻非線性非線性電阻電阻constiuR iRu 38消耗能量消耗能量吸收功率吸收功率RURIUIP22 電阻元件是耗能元件電阻元件是耗能元件 tuidtW0（W）單位單位：P（W），）， t（s） ，W（J） P（kW），），t（h），）， W（kWh）392.電感電感 L（單位單位：H, mH, H）單位電流產(chǎn)生的磁鏈單位電流產(chǎn)生的磁鏈線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)磁通磁通理想電感元件：理想電感元件：ui 即即：L i = N iNL 40lSNL2線圈線圈面積面積線圈線圈長(zhǎng)度長(zhǎng)度

24、導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率電感和電感和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系參數(shù)的關(guān)系線性電感線性電感:L=Const (如如:空心電感空心電感 不變不變)非線性電感非線性電感 : L = Const (如如:鐵心電感鐵心電感 不為常數(shù)不為常數(shù))ui 線圈線圈匝數(shù)匝數(shù)41電感中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電感中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eui ee 的方向的方向：與電流方向一致與電流方向一致與磁通符合右螺旋法則與磁通符合右螺旋法則e 的大小的大?。篸tdiLdtdNe42電感中電流、電壓的關(guān)系電感中電流、電壓的關(guān)系當(dāng)當(dāng) Ii (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdi0u所以所以,在直流電路中電感相當(dāng)于短路在直流電路中電感相當(dāng)于短路.ueiLdtdiLdtdNe eu

25、 dtdiLu udtLi1直流電直流電路中，路中，電感中電感中的電流的電流是否為是否為0？43電感是一種電感是一種儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件, 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的磁場(chǎng)磁場(chǎng)能量為：能量為：電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能dtdiLu 20021LiLidiuidtWtiL 221LiWL ？電感中的電流是直流時(shí)電感中的電流是直流時(shí), 儲(chǔ)儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量是否為存的磁場(chǎng)能量是否為0？否！否！221LIWL 443.電容電容 C單位電壓下存儲(chǔ)的電荷單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位單位：F, F, pF）ui電容符號(hào)電容符號(hào)有極性有極性無(wú)極性無(wú)極性+q = CuuqC 45云母電容器云母電容器薄膜電容器薄膜電容器瓷片電容器瓷片電容器46

26、電解電容器電解電容器47dsC極板極板面積面積板間板間距離距離介電介電常數(shù)常數(shù)電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電容線性電容:C=Const ( 不變不變)非線性電容非線性電容:C = Const ( 不為常數(shù)不為常數(shù))uiC48dtduCdtdqi電容上電流、電壓的關(guān)系電容上電流、電壓的關(guān)系當(dāng)當(dāng) Uu (直流直流) 時(shí)時(shí),0dtdu0i所以所以,在直流電路中電容相當(dāng)于開路。在直流電路中電容相當(dāng)于開路。uiCq = CudtduCi idtCu1直流電直流電路中，路中，電容兩電容兩端的電端的電壓是否壓是否為為0？49電容是一種電容是一種儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件, 儲(chǔ)存的儲(chǔ)存的電場(chǎng)電場(chǎng)能量為：

27、能量為：電容的儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能dtduCi 20021CuCuduuidtWtuC 221CuWC ？電容兩端的電壓是直流時(shí)電容兩端的電壓是直流時(shí), 儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量是否為儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量是否為0？否！否！221CUWC 50無(wú)源元件小結(jié)無(wú)源元件小結(jié) LCRu，i關(guān)關(guān) 系系能量能量?jī)?chǔ)放儲(chǔ)放dtduCi dtdiLu iRu 221CuWC 221LiWL tuidtW051R1UR2當(dāng)當(dāng)U為直流電壓時(shí)，計(jì)算電感和電容的電壓、為直流電壓時(shí)，計(jì)算電感和電容的電壓、電流和儲(chǔ)能。電流和儲(chǔ)能。例例4UR1R2LCiLuC221LLLIW 221CCCUW 21RRUIL ，0 LU，0 CI，212*RRRU

28、UC ，524、理想電壓源、理想電壓源 :定義：定義：電壓總是保持某個(gè)給定的時(shí)間函數(shù)，電壓總是保持某個(gè)給定的時(shí)間函數(shù)， 與通過它的電流無(wú)關(guān)。與通過它的電流無(wú)關(guān)。特點(diǎn)特點(diǎn)：(1）輸出電）輸出電 壓是固定的，不會(huì)因?yàn)橥怆娐返膲菏枪潭ǖ?，不?huì)因?yàn)橥怆娐返?不同而不同。不同而不同。（2）電源中的電流由外電路決定。）電源中的電流由外電路決定。53IE+_abUab電路模型電路模型:IE+_abUab或者或者恒壓源：恒壓源：如果理想電壓源的電壓如果理想電壓源的電壓u(t)恒等于常恒等于常數(shù)數(shù)U（u(t)=U），則稱為恒壓源。），則稱為恒壓源。伏安特性伏安特性IUabE伏安特性：伏安特性：U=EI=E/RL

29、54恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決定設(shè)設(shè): E=10VIE+_abUab2 R1當(dāng)當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí)：同時(shí)接入時(shí)： I=10AR22 當(dāng)當(dāng)R1接入時(shí)接入時(shí) ： I=5A則：則：例例555REI 恒壓源特性中不變的是：恒壓源特性中不變的是：_E恒壓源特性中變化的是：恒壓源特性中變化的是：_I_ 會(huì)引起會(huì)引起 I 的變化。的變化。外電路的改變外電路的改變+_I理想電壓源特性小結(jié)理想電壓源特性小結(jié)EUababR56理想電壓源的應(yīng)用理想電壓源的應(yīng)用:（1）如果令一個(gè)理想電壓源的電壓）如果令一個(gè)理想電壓源的電壓E=0，則，則此電壓源相當(dāng)于短路，即：此電壓源相當(dāng)于短路，即：理想電

30、壓源置零相理想電壓源置零相當(dāng)于短路。當(dāng)于短路。（2）與理想電壓源并聯(lián)的支路電壓受理想電）與理想電壓源并聯(lián)的支路電壓受理想電壓源的約束。壓源的約束。（3）電壓源中電流的實(shí)際方向既可以從電壓的）電壓源中電流的實(shí)際方向既可以從電壓的高電位流向低電位，也可以從低電位流向高電高電位流向低電位，也可以從低電位流向高電位，電源在電路中位，電源在電路中 不一定起電源的作用。不一定起電源的作用。57+_10v5v1 +_5v10v的恒壓源：電流從低電位流向高電位。的恒壓源：電流從低電位流向高電位。 起電源的作用起電源的作用5v的恒壓源：電流從高電位流向低電位。的恒壓源：電流從高電位流向低電位。 起負(fù)載的作用起負(fù)

31、載的作用585、理想電流源、理想電流源 :定義：定義：通過的電流與兩端的電壓大小無(wú)關(guān)的通過的電流與兩端的電壓大小無(wú)關(guān)的 理想元件理想元件。（2）電源兩端的電壓由外電路決定。）電源兩端的電壓由外電路決定。特點(diǎn)特點(diǎn) （1）元件中的電流是固定的，不會(huì)因?yàn)椋┰械碾娏魇枪潭ǖ?，不?huì)因?yàn)橥怆娐返牟煌煌Ｍ怆娐返牟煌煌ｋ娐纺Ｐ停弘娐纺Ｐ停篴bIUabIs59IUabIS伏伏安安特特性性恒流源：恒流源：若理想電流源的電流恒等于常數(shù)若理想電流源的電流恒等于常數(shù) 則稱為恒流源。則稱為恒流源。伏安特性：伏安特性：I=ISU=ISRL60恒流源兩端電壓由外電路決定恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè)設(shè)

32、: IS=1 A R=10 時(shí)時(shí)， U =10 V R=1 時(shí)時(shí)， U =1 V則則:例例6與理想電流源串聯(lián)的元件，電流受電流源的約束與理想電流源串聯(lián)的元件，電流受電流源的約束61+_10v2AR求：求：R= 1 和和R= 10 兩兩種情況下的種情況下的UIs，并判斷，并判斷恒流源的電路性質(zhì)。恒流源的電路性質(zhì)。取關(guān)聯(lián)參考方向：取關(guān)聯(lián)參考方向：當(dāng)當(dāng)R=1 ， UIs =10-2R=8v當(dāng)當(dāng)R=10 ，UIs =10-2R=-10v是負(fù)載是負(fù)載是電源是電源例例762恒壓源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量E+_abIUabUab = E

33、（常數(shù)常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)影響。無(wú)影響。IabUabIsI = Is （常數(shù)常數(shù)）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)外電路負(fù)載對(duì) I 無(wú)影響。無(wú)影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定63電壓源中的電流電壓源中的電流如何決定如何決定？電流電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少于多少？原則原則：Is不能變，不能變，E 不能變。不能變。E-Uab=恒壓源

34、中的電流恒壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓IE _+abUab=?Is例例8與理想電壓源并聯(lián)的電路（器件），其兩端電壓等于理與理想電壓源并聯(lián)的電路（器件），其兩端電壓等于理想電壓源的電壓；與理想電流源串聯(lián)的電路（器件），想電壓源的電壓；與理想電流源串聯(lián)的電路（器件），其電流等于理想電流源的電流。其電流等于理想電流源的電流。64+_10v2AR求：求：R= 1 和和R = 10 兩種情兩種情況下的況下的UIs，并判斷恒流源的，并判斷恒流源的電路性質(zhì)，驗(yàn)證功率平衡。電路性質(zhì)，驗(yàn)證功率平衡。取關(guān)聯(lián)參考方向：取關(guān)聯(lián)參考方向：當(dāng)當(dāng)R=1 ， UIs = 10 - 2R = 8 V

35、當(dāng)當(dāng)R=10 ，UIs =10 - 2R = - 10 V是負(fù)載是負(fù)載是電源是電源例例9+ UIS -P發(fā)發(fā)=2 1020WP吸吸=2 (10)-20W 實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出20WP吸吸=22 1040W10v電壓源：電壓源：2A電流源：電流源：10 R： 功率平衡功率平衡！656、理想受控源、理想受控源在電路中起電源作用，但其電壓或在電路中起電源作用，但其電壓或電流受電路其他部分控制的電源。電流受電路其他部分控制的電源。受控源受控源電壓控制受控源電壓控制受控源電流控制受控源電流控制受控源受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源壓控電壓源：壓控電壓源：VCVS流控電壓源：流控電壓源：VCCS壓控電

36、流源：壓控電流源：CCVS流控電流源：流控電流源：CCCS66理想受控源的分類理想受控源的分類壓控電流源壓控電流源12 UgI U1I212 UgI 流控電流源流控電流源12 III2I112 II壓控電壓源壓控電壓源U1+-U2 U1m=U2+- U1m=U2流控電壓源流控電壓源I1+-U2 I1r=U2+- I1r=U267獨(dú)立源和受控源的異同獨(dú)立源和受控源的異同相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路 提供電壓或電流。提供電壓或電流。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電能量提供的，其大小、方向和電路能量提供的，其大小

37、、方向和電路中的電壓、電流無(wú)關(guān)；中的電壓、電流無(wú)關(guān)； 受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電 路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不 能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制 量決定。量決定。68實(shí)際的電路，都可以用電路模型表示。實(shí)際的電路，都可以用電路模型表示。例如，實(shí)際電源的電路模型為例如，實(shí)際電源的電路模型為又如：日光燈的電路模型為又如：日光燈的電路模型為 鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器RLRL燈管燈管電流源電流源ROIS電壓源電壓源ROE+ - - 或或RLRL1.1.6 電路模型電路模型69歐姆定律歐姆定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍

38、夫電流定律（基爾霍夫電流定律（KCL） 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（KVL）1.2 電路的基本定律電路的基本定律70RUI注意注意：用用歐姆定律列方程時(shí)，一定要在歐姆定律列方程時(shí)，一定要在 圖中標(biāo)明正方向。圖中標(biāo)明正方向。IRU IRUIRURUIRUI1.2.1 歐姆定律歐姆定律711.2.2 基爾霍夫定律基爾霍夫定律名詞解釋：名詞解釋：節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路：支路：電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)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：回路中無(wú)支路時(shí)稱網(wǎng)孔回路中無(wú)支路時(shí)稱網(wǎng)孔描述電路中各部分電壓或各部分電流間的描述電

39、路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系關(guān)系,其中包括電流和電壓兩個(gè)定律。其中包括電流和電壓兩個(gè)定律。72支路支路：ab、ad、 . （共共6條條）回路回路：abda、 bcdb、 . （共共7 個(gè)個(gè)）節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：a、 b、 . (共共4個(gè)個(gè)）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網(wǎng)孔網(wǎng)孔：abda、 bcdb adca （共共3 個(gè)個(gè)）731. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電對(duì)任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為流?；蛘哒f，在任一瞬間

40、，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為 0。 I = 0即即：aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1對(duì)對(duì)a節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：321III 或：或：0321 III設(shè)流入節(jié)點(diǎn)取設(shè)流入節(jié)點(diǎn)取“+”，流出節(jié)點(diǎn)取，流出節(jié)點(diǎn)取“-”。74KCL還適用于電路的任意封閉面。還適用于電路的任意封閉面。I1+I2 + I3=0基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展基爾霍夫電流定律的擴(kuò)展證明：證明：I1I2I3abcIbcIabIcacaabIII 1a:abbcIII 2b:bccaIII 3c:0321 bccaabbccaabIIIIIIIII75I=0I=?E2E3E1+_RR1R+_+_R例例10例例11計(jì)算圖示電路中的未知電流計(jì)

41、算圖示電路中的未知電流 I 。I2A-3A4A解：解：2 - 3 - 4 - I=0I= 2 - 3 - 4=-5A利用擴(kuò)展的利用擴(kuò)展的KCL列方程：列方程：762. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)對(duì)電路中的任一回路，沿任意方向循行一周，其電位對(duì)電路中的任一回路，沿任意方向循行一周，其電位升等于電位降。或，電壓的代數(shù)和為升等于電位降。或，電壓的代數(shù)和為 0?；芈坊芈?a-d-b-c-a電位升電位升電位降電位降即即：0U或：或：aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd122211ERIERI 0122211 ERIERI77列寫列寫KVL方程的步驟：方程的步驟：標(biāo)出回路中各段

42、電壓和電流的參考方向；選定一個(gè)標(biāo)出回路中各段電壓和電流的參考方向；選定一個(gè)回路方向；回路方向；沿回路巡行一周，若電壓（電流）與回路方向一沿回路巡行一周，若電壓（電流）與回路方向一致，取正；致，取正； 相反，取負(fù)；相反，取負(fù)；aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd回路回路 a-b-c-a013311 ERIRI回路回路 a-b-d-a023322 ERIRI78RIUEab電位升電位升電位降電位降E+_RabUabIKVL也適合于開口電路。也適合于開口電路。基爾霍夫電壓定律的擴(kuò)展基爾霍夫電壓定律的擴(kuò)展79A11433I求求：I1、I2 、I3 能否很快說出結(jié)果能否很快說出結(jié)果？A615

43、432IA7321III1 +-3V4V1 1 +-5VI1I2I3例例12801.3 電路的分析方法電路的分析方法電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，電路中電路分析通常是已知電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，電路中的基本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律。的基本物理量。分析的依據(jù)是電路的基本定律。對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過串、并聯(lián)關(guān)系即可求解。如E+-RRRRRRRE+-R81對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅對(duì)于復(fù)雜電路（如下圖）僅 通過串、并聯(lián)無(wú)法求解，通過串、并聯(lián)無(wú)法求解，必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。必須經(jīng)過一定的解題方法，才能算出結(jié)果。 E4E3-+R3R6R4R5

44、R1R2I2I5I6I1I4I3+_如如：82未知未知：各支路電流：各支路電流解題思路：解題思路：根據(jù)電路的基本定律，列節(jié)點(diǎn)根據(jù)電路的基本定律，列節(jié)點(diǎn) 電流和電流和回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。回路電壓方程，然后聯(lián)立求解。1.3.1 支路電流法支路電流法已知已知：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)83關(guān)于獨(dú)立方程式的討論關(guān)于獨(dú)立方程式的討論問題問題：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時(shí)，可以列出多少個(gè)獨(dú)立的時(shí)，可以列出多少個(gè)獨(dú)立的KCL、KVL方程？方程？aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE13條支路；條支路；2個(gè)節(jié)點(diǎn)；個(gè)節(jié)點(diǎn)；3個(gè)回路，個(gè)回

45、路，2個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔KCL方程：方程：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：0321 III節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：0321 IIIKVL方程：方程：獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 1 個(gè)個(gè)#1：13311ERIRI 23322ERIRI #2：#3：212211EERIRI 獨(dú)立方程只有獨(dú)立方程只有 2 個(gè)個(gè)84設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小小 結(jié)結(jié)獨(dú)立的獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程節(jié)點(diǎn)電流方程有有 (N -1) 個(gè)個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的回路電壓方程回路電壓方程有有 (B -N+1)個(gè)個(gè)則：則：（一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)）（一般為網(wǎng)孔個(gè)數(shù)）獨(dú)立電流方程：獨(dú)立電流方程：個(gè)個(gè)獨(dú)立電壓方程：獨(dú)立電

46、壓方程：個(gè)個(gè)85用支路電流法解題步驟用支路電流法解題步驟1. 對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流對(duì)每一支路假設(shè)一未知電流（I1IB）；）；4. 解聯(lián)立方程組，得解聯(lián)立方程組，得 I1IB 。2. 列列N-1個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程；個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程；3. 列列 B -（N-1）個(gè)回路（取網(wǎng)孔）電壓方程；）個(gè)回路（取網(wǎng)孔）電壓方程；設(shè)：電路中有設(shè)：電路中有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路86節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)a：列列3個(gè)獨(dú)立個(gè)獨(dú)立KCL方程方程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)c：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)b：節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù) N=4支路數(shù)支路數(shù) B=6例例12列列3個(gè)獨(dú)立個(gè)獨(dú)立KVL方程（網(wǎng)孔）方程（網(wǎng)孔）0143 III0261 III0352 IIIbacdE4E3-

47、+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_4446611ERIRIRI 0665522 RIRIRI43554433EERIRIRI 電壓、電流方程聯(lián)立求得電壓、電流方程聯(lián)立求得：I1I687是否能少列是否能少列一個(gè)方程一個(gè)方程?N=2 B=3支路電流未知數(shù)少一個(gè)：支路電流未知數(shù)少一個(gè)：支路中含有恒流源的情支路中含有恒流源的情況況例例136A12VI+-2 4 I1I1+6=I解得解得： I = 4A I1 = -2A2I1+4 I =12KCLKVL88支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)支路電流法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：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)

48、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(diǎn)：缺點(diǎn)：電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè)電路中支路數(shù)多時(shí)，所需方程的個(gè) 數(shù)較多，求解不方便。數(shù)較多，求解不方便。手算時(shí)，適用于支路數(shù)較少的電路。手算時(shí)，適用于支路數(shù)較少的電路。89理想電路元件理想電路元件電阻電阻R： iRu UIP 電感電感L： dtdiLu 2LLi21W 在直流電路中，電感元件相當(dāng)于短路在直流電路中，電感元件相當(dāng)于短路電容電容C： dtduCi 2CCu21W 在直流電路中，電容元件相當(dāng)于斷路在直流電路中，電容元件相當(dāng)于斷路復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)理想電壓源：理想電壓源：U=E I取決于外電

49、路取決于外電路理想電壓源的置零相當(dāng)于短路理想電壓源的置零相當(dāng)于短路理想電流源：理想電流源：I=IS U取決于外電路取決于外電路理想電流源的置零相當(dāng)于斷路理想電流源的置零相當(dāng)于斷路90電路基本定律電路基本定律歐姆定律：歐姆定律：U=IR基爾霍夫定律：基爾霍夫定律：KCL: I=0（應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)或封閉面）應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)或封閉面）KVL: U=0（應(yīng)用于回路或部分回路）應(yīng)用于回路或部分回路）91復(fù)習(xí)支路電流法復(fù)習(xí)支路電流法已知已知：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)（：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)（N個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，B個(gè)支路個(gè)支路）未知未知：各支路電流：各支路電流（I1IB）解題步驟解題步驟：（1 1）假設(shè)各支路電流的參考方向；假設(shè)各支路

50、電流的參考方向；（2 2）列列N-1個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程；個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程；（3 3）列列 B -（N-1）個(gè)回路（取網(wǎng)孔）電壓方程；）個(gè)回路（取網(wǎng)孔）電壓方程；（4 4）解聯(lián)立方程組，得解聯(lián)立方程組，得 I1IB 。注意注意： 支路中含有恒流源的情況，列回路電壓方程時(shí)支路中含有恒流源的情況，列回路電壓方程時(shí) 避開含恒流源的支路，或增加恒流源上的電壓避開含恒流源的支路，或增加恒流源上的電壓 變量。變量。92未知：未知：各節(jié)點(diǎn)電壓各節(jié)點(diǎn)電壓已知：已知：電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)節(jié)點(diǎn)電壓：節(jié)點(diǎn)電壓：任意選擇電路中的某個(gè)任意選擇電路中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)與此參其他節(jié)點(diǎn)與此參考節(jié)點(diǎn)

51、之間的電壓考節(jié)點(diǎn)之間的電壓稱為節(jié)點(diǎn)電壓。稱為節(jié)點(diǎn)電壓。1.3.2 1.3.2 節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法93解題思路：解題思路：（1 1）指定支路電流的參考方向）指定支路電流的參考方向（2 2）除參考節(jié)點(diǎn)外，對(duì)其余節(jié)點(diǎn)列）除參考節(jié)點(diǎn)外，對(duì)其余節(jié)點(diǎn)列 KCLKCL方程。方程。 （3 3）用節(jié)點(diǎn)電壓來(lái)表示支路電流，）用節(jié)點(diǎn)電壓來(lái)表示支路電流， 代入代入KCLKCL方程中，求解。方程中，求解。 （4 4）根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓求解電路中其他）根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓求解電路中其他 參數(shù)。參數(shù)。 94例例 用節(jié)點(diǎn)電壓法求解用節(jié)點(diǎn)電壓法求解Uab+_E1E2R1R2R3I1I2I3ab以以b點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，對(duì)a點(diǎn)列點(diǎn)

52、列KCLI1+I2+I3 =0用節(jié)點(diǎn)電壓用節(jié)點(diǎn)電壓Uab表示支路電流：表示支路電流：I1= (E1Uab)/R1 I2= (E2Uab)/R2 I3=-Uab/R3 代入代入KCL方程中：方程中：0RUREUREU3ab22ab11ab 節(jié)點(diǎn)電壓：節(jié)點(diǎn)電壓：3212211abR1R1R1REREU 95+_E1E2R1R2R3節(jié)點(diǎn)電壓：節(jié)點(diǎn)電壓：3212211abR1R1R1REREU ab結(jié)論：結(jié)論：（1）分母各項(xiàng)總為正，等于與該節(jié)點(diǎn)相連的各支）分母各項(xiàng)總為正，等于與該節(jié)點(diǎn)相連的各支 路的電阻的倒數(shù)和。路的電阻的倒數(shù)和。（2）分子各項(xiàng)可為正，也可為負(fù)。當(dāng)與該節(jié)點(diǎn)相連）分子各項(xiàng)可為正，也可為負(fù)

53、。當(dāng)與該節(jié)點(diǎn)相連的支路包含電壓源，的支路包含電壓源，電壓源的電壓與節(jié)點(diǎn)電壓一致電壓源的電壓與節(jié)點(diǎn)電壓一致時(shí)，為正時(shí)，為正，反之，為負(fù)。若該支路包含電流源，反之，為負(fù)。若該支路包含電流源，電電流源的電流流入節(jié)點(diǎn)給正流源的電流流入節(jié)點(diǎn)給正，相反為負(fù)。，相反為負(fù)。96ISR1R2R3+_Eab例例以以b為參考結(jié)點(diǎn)：為參考結(jié)點(diǎn)：3213sabR1R1R1REIU 例例2 AO3 4 4 -4v+6v-8vAO3 4 4 2 _+4v_+8v+_6v4/14/13/12/14/83/62/4UAO 971.電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換伏安特性伏安特性實(shí)際電壓源模型實(shí)際電壓源模型oIR

54、EUIUEUIRO+-E1.3.3 電源等效變換法電源等效變換法內(nèi)阻內(nèi)阻串！串！E/RO開路點(diǎn)開路點(diǎn)短路點(diǎn)短路點(diǎn)I U 98實(shí)際電流源模型實(shí)際電流源模型ISROUIoSRUII-=并！并！伏安特性伏安特性IUIS ISRO開路點(diǎn)開路點(diǎn)短路點(diǎn)短路點(diǎn)I U 內(nèi)阻內(nèi)阻99兩種電源的等效互換兩種電源的等效互換 等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等。等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等。I = I Uab = Uab即：外特性一致即：外特性一致IRO+-EbaUabISabUabI RO100ooosRRREIRRRIEooosaE+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 101等效變

55、換的注意事項(xiàng)等效變換的注意事項(xiàng)（1 1）“等效等效”是指是指“對(duì)外對(duì)外”等效（等效互等效（等效互換前后對(duì)外伏換前后對(duì)外伏-安特性一致），對(duì)內(nèi)不等安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。效。例如例如： 時(shí)時(shí)LRIsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量中不消耗能量RO中則消耗能量中則消耗能量0IIEUUabab對(duì)內(nèi)不等效對(duì)內(nèi)不等效對(duì)外等效對(duì)外等效102(2) 注意轉(zhuǎn)換前后注意轉(zhuǎn)換前后 E 與與 Is 的方向的方向aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObIE與與IS方方向一致向一致！103(3)(3) 恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓源和恒流源不能等效互換abIUabI

56、saE+-bI恒壓源和恒流源伏安特性不同！恒壓源和恒流源伏安特性不同！(4)(4) 在進(jìn)行等效變換時(shí)，與恒壓源串聯(lián)的電阻在進(jìn)行等效變換時(shí)，與恒壓源串聯(lián)的電阻和與恒流源并聯(lián)的電阻可以作為其內(nèi)阻處理。和與恒流源并聯(lián)的電阻可以作為其內(nèi)阻處理。 104(5) 串聯(lián)的恒壓源可以合并，并聯(lián)的恒串聯(lián)的恒壓源可以合并，并聯(lián)的恒流源可以合并。流源可以合并。8V6V4V6V4A2A1A3A105利用電源的等效變換分析電路利用電源的等效變換分析電路變變換換合合并并簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化電路電路1、所求支路所求支路不得參與變換；不得參與變換；2、與恒壓源并聯(lián)的元件、與恒流、與恒壓源并聯(lián)的元件、與恒流源串聯(lián)的元件對(duì)源串聯(lián)的元件對(duì)外電

57、路外電路不起作用。不起作用。106111REI 333REI R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?例例12求求 I=？107IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I108454RRREEIdd+RdEd+R4E4R5I-ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3 4432132131/RIERRRRRRRIIESdd10910V+-2A2 I?IA32410A72210A5210III哪哪個(gè)個(gè)答答案案對(duì)對(duì)?+-10V+-4V2 例例131101.3.4 1.3.4 疊加定理疊加定理在多個(gè)電源同時(shí)作用的在多個(gè)電源同時(shí)作

58、用的線性電路線性電路中，任何支路的電流或中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。的代數(shù)和。概念概念線性電路：線性電路：電路中不含有任何非線性元件電路中不含有任何非線性元件 電源的單獨(dú)作用：電源的單獨(dú)作用：電路中每次只保留一個(gè)電源作用，其余電源均置零。電路中每次只保留一個(gè)電源作用，其余電源均置零。電壓源置零指把理想電壓源短路，電流源置零指把電壓源置零指把理想電壓源短路，電流源置零指把理想電流源斷路，但是要保留各自的內(nèi)阻理想電流源斷路，但是要保留各自的內(nèi)阻。111+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電

59、路原電路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2單獨(dú)作用單獨(dú)作用+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1單獨(dú)作用單獨(dú)作用IIIIII III333222111 112IIIIII III333222111 +I2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_I2I1AE1+_R1R2I3R3I1 =E1R1 +R2 R3R2 + R3R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1=I1 =- E2R2 +R1 R3R1 + R3R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 -E2=I2R1I1R2AE2I3R3+_113 III111 I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3

60、 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E2114證明證明：利用支路電流法求解利用支路電流法求解 I1 + I2 = I3I1 R1 + I3 I3 = E1I2R2 + I3 I3 = E2解得解得：I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E2BR1E1R2AE2I3R3+_+_（以以I1為例為例）I1I2115+-10 I4A20V10 10 I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解解：例例14電路如圖所電路如圖所