(完整版)電工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)PPT課件

1、電工基礎(chǔ)歡迎學(xué)習(xí)授課教師：李 楊模塊一 認(rèn)識(shí)電路任務(wù)一 建立電路模型任務(wù)二 識(shí)別和檢測(cè)電路元件任務(wù)三 分析電路任務(wù)一 建立電路模型知識(shí)目標(biāo)1、了解電路、電路的基本組成及各部分的作用，建立簡(jiǎn)單電路模型；2、理解電路的基本物理量意義，掌握其計(jì)算方法。能力目標(biāo)1、能夠正確使用常用電工儀表。2、會(huì)簡(jiǎn)單電路基本物理量測(cè)量。1、通過(guò)講解電工技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及本課程在今后學(xué)習(xí)和工作中的重要重要，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；2、幫助學(xué)生建立專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度與職業(yè)意識(shí)。 情感目標(biāo)任務(wù)一 建立電路模型知識(shí)鏈接一 電路與電路模型想一想1.你能舉出哪些用電的例子？它們用的是什么電？2.談?wù)勀銓?duì)電路的認(rèn)

2、識(shí)，你認(rèn)為什么是電路？電路有什么用？ 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。 看一看想一想以上兩幅圖中電路的作用一樣的嗎？若不同，你能說(shuō)出它們的區(qū)別嗎？(1) 實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 (2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐.輸電線小結(jié)思 考大家都見過(guò)用過(guò)手電筒吧，那么手電筒電路由哪幾部分組成？燈泡的亮與不亮由誰(shuí)控制？各部分的作用是什么呢？電源:提供電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用2. 電路的組成部分負(fù)載:取用電能的裝置2. 電路的組成部分電源: 提供電能的裝置負(fù)載: 取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分

3、配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐.輸電線直流電源直流電源: 提供能源信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號(hào)源: 提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話筒 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。畫一畫試畫出手電筒的電路圖。3、電路模型和電路元件負(fù)載電源開關(guān)連接導(dǎo)線電源負(fù)載中間環(huán)節(jié)電路模型SRL+ UIUS+_R0實(shí)體電路白熾燈的電路模型可表示為： 實(shí)際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復(fù)雜，采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR R L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場(chǎng)的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因

4、素大大于產(chǎn)生磁場(chǎng)的因素，因此L 可以忽略。 理想電路元件是實(shí)際電路器件的理想化和近似，其電特性單一、確切，可定量分析和計(jì)算。白熾燈電路RC+ US電阻元件只具耗能的電特性電容元件只具有儲(chǔ)存電能的電特性理想電壓源輸出電壓恒定，輸出電流由它和負(fù)載共同決定理想電流源輸出電流恒定，兩端電壓由它和負(fù)載共同決定L電感元件只具有儲(chǔ)存磁能的電特性IS理想電路元件分有無(wú)源和有源兩大類無(wú)源二端元件 有源二端元件 電路的工作狀態(tài)及電氣設(shè)備的額定值議一議1.結(jié)合生活事例，請(qǐng)大家討論一下電路的有幾種工作狀態(tài)？分別有什么特點(diǎn)？2.一般電器上標(biāo)注的數(shù)字，比如一個(gè)燈泡上標(biāo)注的“220V 60W”，是什么含義？1.電路的三種工

5、作狀態(tài)I = US(RSRL)（1）通路 U RLS USRS（2）開路US USRSRLUI = US/RS（3）短路RLS USRSIU=USIRSII = 0U=USU=02. 電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備長(zhǎng)期、安全工作條件下的最高限值稱為額定值。 電氣設(shè)備的額定值是根據(jù)設(shè)計(jì)、材料及制造工藝等因素，由制造廠家給出的技術(shù)數(shù)據(jù)。1. 額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2. 額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)： I IN ，P IN ，P PN (設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)： I = IN ，P = PN (經(jīng)濟(jì)合理安全可靠) 知識(shí)鏈接二 電路的基本物理量及相互關(guān)系 你知

6、道的電路的基本物理量有哪些？你對(duì)它們的認(rèn)識(shí)有多少？談?wù)勀愕恼J(rèn)識(shí)。（1）電流i dqdt=（1-1）I Q t=（1-2） 電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表征，定義式為：大小、方向均不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為：議一議 電流的國(guó)際單位制是安培【A】，較小的單位還有毫安【mA】和微安【A】等，它們之間的換算關(guān)系為：1A=103mA=106A=109nA 在電工技術(shù)分析中，僅僅指出電流的大小是不夠的，通常以正電荷運(yùn)動(dòng)的方向作為電流的實(shí)際方向。RLUS+_R0如果事先不知道電流的實(shí)際方向怎么辦？abi方向？abiabi假設(shè)一個(gè)方向或者電流的參考方向：任意假設(shè)的電流的方向。參考方

7、向的表示方法：（1）箭頭法（2）雙下標(biāo)法abiIab 或Iab（ab）參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：i 0，參考方向與實(shí)際方向一致i 0，參考方向與實(shí)際方向一致u 0，參考方向與實(shí)際方向相反注意：在求電壓、電流之前必須事先規(guī)定好參考方向，否則求出的值無(wú)意義，并且電路中電流、電壓參考方向一旦標(biāo)定，在整個(gè)分析計(jì)算過(guò)程中就不允許再變更。2、電位什么是電位呀？誰(shuí)能告訴我呢？Va = +5V a 點(diǎn)電位：ab15Aab15A例例Vb = - 5V b點(diǎn)電位： 在電路中任選一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，電路中其它各點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓即為該點(diǎn)的電位，用符號(hào)“V”表示，單位為伏特（V）。 找一找電位有什么特點(diǎn)？電位的正負(fù)說(shuō)明什么

8、？電壓與電位有什么區(qū)別嗎？?jī)烧哂钟惺裁搓P(guān)系嗎？ 電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于該兩點(diǎn)電位差。 區(qū)別電壓：任意兩點(diǎn)之間，絕對(duì)值， 不隨參考點(diǎn)的改變而改變電位：某一點(diǎn)和參考點(diǎn)之間，相對(duì)值， 隨參考點(diǎn)的改變而變化 聯(lián)系 引入電位的概念后，電壓的方向即由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。想一想 電位參考點(diǎn)的選擇 通常假設(shè)參考點(diǎn)的電位為零，用接地符號(hào)“ ”表示。 參考點(diǎn)的選擇是任意的，一般在電子線路中選擇很多線路的交匯處，或者常常選擇電源的一個(gè)極作為參考點(diǎn)；在工程技術(shù)中選擇大地、機(jī)殼作為參考點(diǎn)。例1 求右圖中a、b、c三點(diǎn)的電位。 顯然，電路圖中O點(diǎn)為參考點(diǎn)。根據(jù)電壓與電位的關(guān)系求各點(diǎn)電位。解例2 電

9、路如下圖所示，分別以A、B為參考點(diǎn)計(jì)算C和D點(diǎn)的電位及UCD。10 V2 +5 V+3 BCDIA以A點(diǎn)為參考電位時(shí)I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以B點(diǎn)為參考電位時(shí)VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V* 電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓；*電路中各點(diǎn)的電位隨參考點(diǎn)選的不同而改變，但是任意兩點(diǎn)間的電壓不變。解練習(xí): P15 習(xí)題1 6.圖1-32 結(jié)論(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中 各點(diǎn)的電位也將隨之改變；(2)電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)

10、因參考 點(diǎn)的不同而變，即與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。作用：借助電位的概念可以簡(jiǎn)化電路作圖bca204A610AU290VU1140V56Ad+90V205+140V6cdab檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果下圖電路中若選定C為參考點(diǎn)，當(dāng)開關(guān)斷開和閉合時(shí)，判斷各點(diǎn)的電位值。求下圖電路中開關(guān)S閉合和斷開時(shí)B點(diǎn)的電位。試述電壓和電位的異同，若電路中兩點(diǎn)電位都很高，則這兩點(diǎn)間電壓是否也很高？+A24V-BCDS+12VA26K4V-12VBS4K2K（3）關(guān)聯(lián)方向和非關(guān)聯(lián)方向aI元件UbaI元件Ub自學(xué)什么是關(guān)聯(lián)方向，什么是非關(guān)聯(lián)方向？學(xué)一學(xué) 日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KWh=1KVAh（4

11、）電能電能：在一段時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)用電器時(shí)電源所做的功，用W表示。式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時(shí)，電功W為焦耳【J】1度電能做些什么呢？1000W的電爐加熱1小時(shí)；100W的電燈照明10小時(shí)；40W的電燈照明25小時(shí)?；蛩阋凰阋慌_(tái)電暖氣的額定電壓為220V，額定功率為800W，每天使用3小時(shí)，電價(jià)是0.48元/度，求每月（以30天計(jì)）應(yīng)付多少電費(fèi)？課后拓展 家用電表是每家必用的，請(qǐng)大家查找資料了解電表的面板表面上有哪些信息。（5）電功率 電工技術(shù)中，單位時(shí)間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。電功率用“P ”表示：或國(guó)際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】 電功率反映了電路元器件

12、能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。 通常情況下，用電器的實(shí)際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實(shí)際功率小于額定功率時(shí)，用電器實(shí)際功率達(dá)不到額定值，當(dāng)實(shí)際功率大于額定功率時(shí)，用電器易損壞。 額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。功率總是大于零的嗎？ 功率與電流、電壓的關(guān)系 下圖中，用方框代表某一電路元件，其電壓、電流如圖中所示，求圖中各元件的功率。U、I關(guān)聯(lián)時(shí)：p = uiU、I非關(guān)聯(lián)時(shí)：p = - ui+5V3A+5V3A+-5V3A+-5V3A（1）（2）（3）（4）p0時(shí)為吸收功率p 0時(shí)為發(fā)出功率 電源與負(fù)載的判斷p 0，吸收功率，消耗能量，即為負(fù)載p 0，發(fā)出功率，釋放能量

13、，即為電源 為什么功率會(huì)有正有負(fù)的呢？功率的正負(fù)又說(shuō)明什么呢？想一想想想 練練1、某用電器的額定值為“220V，100W”，此電器正常工作10小時(shí)，消耗多少焦耳電能？合多少度電？2、一只標(biāo)有“220V，60W”的電燈，當(dāng)其兩端電壓為多少伏時(shí)電燈能正常發(fā)光？正常發(fā)光時(shí)電燈的電功率是多少？若加在燈兩端的電壓僅有110伏時(shí)，該燈的實(shí)際功率為多少瓦？額定功率有變化嗎？ 3600000J，1度電220V，60W；15W，不變。右下圖電路，若已知元件吸收功率為20W，電壓U=5V，求電流I。+UI元 件 分析：由圖可知UI為關(guān)聯(lián)參考方向，因此: 舉例2：右下圖電路，若已知元件中電流為I=100A，電壓U=

14、10V，求電功率P，并說(shuō)明元件是電源還是負(fù)載。+UI元 件 解：UI非關(guān)聯(lián)參考，因此:元件吸收功率，說(shuō)明元件是負(fù)載。I為負(fù)值，說(shuō)明它的實(shí)際方向與圖上標(biāo)示的參考方向相反。練習(xí): P15 習(xí)題1 1.圖1-27檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？為何要引入?yún)⒖挤较?？參考方向和?shí)際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？何謂電路模型？理想電路元件與實(shí)際元器件有何不同？如何判斷元件是電源還是負(fù)載？ 學(xué)好本課程，應(yīng)注意抓好四個(gè)主要環(huán)節(jié)：提前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽課、及時(shí)復(fù)習(xí)、獨(dú)立作業(yè)。還要處理好三個(gè)基本關(guān)系：聽課與筆記、作業(yè)與復(fù)習(xí)、自學(xué)與互學(xué)。任務(wù)二 識(shí)別和檢測(cè)電路元件知識(shí)目標(biāo)了解電阻、電容、電感等電路元器件的外觀、分類

15、、應(yīng)用、識(shí)別、檢測(cè)和特性。能力目標(biāo)會(huì)使用萬(wàn)用表，并對(duì)電路元件分類和簡(jiǎn)單測(cè)量。1、培養(yǎng)學(xué)生具有實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度與工作作風(fēng)。2、樹立學(xué)生良好的安全生產(chǎn)意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和效益意識(shí)。情感目標(biāo)任務(wù)二 識(shí)別和檢測(cè)電路元件知識(shí)鏈接一 萬(wàn)用表的使用 基本用途：測(cè)量電壓、電流、電阻 分類：指針式、數(shù)字式1、指針式萬(wàn)用表的基本結(jié)構(gòu)2、萬(wàn)用表的使用DT890型數(shù)字萬(wàn)用表的面板圖1-顯示器 2開關(guān)3電容插口 4電容調(diào)零器 5插孔6選擇開關(guān) 7hFE插口1. 電阻元件R線性電阻元件伏安特性0UI（1）伏安關(guān)系 如果電阻元件上的電壓、電流關(guān)系呈線性變化，伏安曲線如圖所示，即為線性電阻。線性電阻遵循歐姆定律：該式

16、表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。 電阻產(chǎn)品實(shí)物圖 電阻元件符號(hào)知識(shí)鏈接二 電路元件特性（2）功率若電阻的電壓與電流為關(guān)聯(lián)方向，則電阻的功率為：p=uiu=Ri若電阻的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)方向，則電阻的功率為：p= uiu= Ri綜上可得線性電阻的功率計(jì)算公式： 由于電阻的功率恒大于零，因此電阻元件主要特性為消耗能量，即通過(guò)電流發(fā)熱。（3）特性【解】對(duì)圖(a)有, U = IR例：求出下圖電路中的電阻R。對(duì)圖(b)有, U = IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A練習(xí): P15 習(xí)題1 2.圖1-28L 對(duì)線性電感元件而言，任一瞬時(shí)，其電壓和電流的關(guān)系為微分(或積分)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，

17、即： 電感產(chǎn)品實(shí)物圖 電感元件符號(hào) 顯然，只有電感元件上的電流發(fā)生變化時(shí)，電感兩端才有電壓。因此，我們把電感元件稱為動(dòng)態(tài)元件。電感元件可以儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，其儲(chǔ)存的磁能為：（1）電感元件2. 電感元件和電容元件（2） 電容元件 對(duì)線性電容元件而言，任一瞬時(shí)，其電壓、電流的關(guān)系也是微分(或積分)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，即：電容元件的工作方式就是充放電。C 電容產(chǎn)品實(shí)物圖 電容元件符號(hào) 因此，只有電容元件的極間電壓發(fā)生變化時(shí)，電容支路才有電流通過(guò)。電容元件也是動(dòng)態(tài)元件，它可以儲(chǔ)存電場(chǎng)能量，其儲(chǔ)存的電能為：3. 電源元件 任何電源都可以用兩種電源模型來(lái)表示，輸出電壓比較穩(wěn)定的，如發(fā)電機(jī)、干電池、蓄電池等通常用電壓源

18、模型(理想電壓源和一個(gè)電阻元件相串聯(lián)的形式)表示：柴油機(jī)組汽油機(jī)組蓄電池 各種形式的電源設(shè)備圖 輸出電流較穩(wěn)定的：如光電池或晶體管的輸出端等通常用電流源模型(理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻相并聯(lián)的形式)表示。US+_R0ISR0（1）獨(dú)立電源2、電流源實(shí)際電壓源模型實(shí)際電流源模型1、電壓源理想電壓源的外特性0UI電壓源模型的外特性0UI理想電壓源和實(shí)際電壓源模型的區(qū)別實(shí)際電壓源模型輸出端電壓I 理想電壓源內(nèi)阻為零，因此輸出電壓恒定； 實(shí)際電源總是存在內(nèi)阻的，因此實(shí)際電壓源模型電路中的負(fù)載電流增大時(shí)，內(nèi)阻上必定增加消耗，從而造成輸出電壓隨負(fù)載電流的增大而減小。因此，實(shí)際電壓源的外特性稍微向下傾斜。 US

19、USR0URL 理想電流源的內(nèi)阻 R0I(相當(dāng)于開路)，因此內(nèi)部不能分流，輸出的電流值恒定。理想電流源的外特性0IU電流源模型的外特性0IUU+_RLR0ISI實(shí)際電流源模型 實(shí)際電流源的內(nèi)阻總是有限值，因此當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，內(nèi)阻上分配的電流必定增加，從而造成輸出電流隨負(fù)載的增大而減小。即實(shí)際電流源的外特性也是一條稍微向下傾斜的直線。理想電流源和實(shí)際電流源模型的區(qū)別（2）受控源定義：源電壓或源電流受電路中另一處的電壓或電流控制，這類電源稱為受控電源。若源電壓(流)與控制電壓(流)成正比關(guān)系。則此類受控源稱為線性受控源?；疽螅赫莆帐芸仉娫吹母拍睢⒎N類和它們的特性。（a）VCVS（b）CCVS（c

20、）VCCS（d）CCCS+U1U2U1I1=0I2I1=0U2=U1+U1=0U2I1I1I2U1=0U2=I1+U2gU1I1=0I2U1I1=0I2=U1U1=0+U2I1I1I2U1=0I2=I1注：各個(gè)控制系數(shù)都是常量，具有不同的量綱；同時(shí)，受控源屬于有源元件，它有兩個(gè)端口，又屬二端元件。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果+Li=0uL=0C1. uL=0時(shí)，WL是否為0？ic=0時(shí)，WC是否為0？2.畫出圖中電感線圈在直流情況下的等效電路模型？3. 電感元件在直流時(shí)相當(dāng)于短路， L 是否為零？電容元件在直流時(shí)相當(dāng)于開路，C是否為零？4. 理想電源和實(shí)際電源有何區(qū)別？理想電源之間能否等效互換？實(shí)際電源模型的

21、互換如何？10V+2A2II = ?哪個(gè)答案對(duì)？問(wèn)題與討論階段練習(xí)1、有時(shí)歐姆定律可以寫成 ，說(shuō)明此時(shí)電阻是負(fù)的，對(duì)嗎？2、下圖所示電路，求電壓U或電流I。abR=2I= 2A+UabR=2I+U=6V不對(duì)，符號(hào)只是代表方向，有負(fù)號(hào)說(shuō)明U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向U、I為關(guān)聯(lián)參考方向U=IR=( 2)2= 4VU、I為關(guān)聯(lián)參考方向U=IR6= 2I I=3A3、下圖所示電路，求各電源的功率，并說(shuō)明是吸收功率還是發(fā)出功率。2A+5V2A+5V2A+5V2A+5V4、有一只額定值為5W、500的線繞式電阻，求其額定電流IN和UN；如果將它接到10V電源上，求其實(shí)際消耗的功率。10W吸收功率10W發(fā)出功率

22、10W吸收功率10W發(fā)出功率IN =0.1A，UN=50V實(shí)際消耗功率為0.2W任務(wù)三 分析電路知識(shí)目標(biāo) 掌握歐姆定律、基爾霍夫定律等電路基本定律；熟練掌握簡(jiǎn)單電阻電路的計(jì)算；掌握支路電流分析法；理解并掌握電源等效變換；掌握戴維寧定理及其等效變換。能力目標(biāo) 會(huì)分析復(fù)雜直流電路。1、培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣和能力。2、使學(xué)生初步形成分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，提高全面素質(zhì)，形成綜合職業(yè)能力打下基礎(chǔ)。情感目標(biāo)任務(wù)三 分析電路 請(qǐng)大家仔細(xì)觀察自己實(shí)驗(yàn)四記錄的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有何規(guī)律？E1/VE2/VI1/mAI2/mAI3/mAUAB/VUBC/VUAC/V12129121210總結(jié)規(guī)律+_1

23、00200300E1E2I1I2I3ABCDEFI1=I2+I3 (KCL)UAB+UBC=UAC(KVL)?支路（Branch）：一個(gè)或幾個(gè)二端元件首尾相接中間沒有分岔，使各元件上通過(guò)的電流相等。支路中各處電流相等，稱為支路電流。（m）結(jié)點(diǎn) (Node）：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。（n）回路 (Loop）：電路中的任意閉合路徑。（l）網(wǎng)孔：其中不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R3知識(shí)鏈接一 基爾霍夫定律及其應(yīng)用例支路：共 ？條回路：共 ？個(gè)節(jié)點(diǎn)：共 ？個(gè)6條4個(gè)網(wǎng)孔：？個(gè)7個(gè)有幾個(gè)獨(dú)立回路就有幾個(gè)網(wǎng)孔abcdI3I1I2I

24、5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_獨(dú)立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。2、基爾霍夫第一定律（KCL） 基爾霍夫定律包括結(jié)點(diǎn)電流定律和回路電壓兩個(gè)定律，是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律。 基爾霍夫電流定律是將物理學(xué)中的“液體流動(dòng)的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中，它指出：任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式：I1I2I3I4aI1 + I2 I3 I4 = 0 若以指向結(jié)點(diǎn)的電流為正，背離結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，則根據(jù)KCL，對(duì)結(jié)點(diǎn) a 可以寫出：整理為：I2= I1+ I3+ I4解：求左圖示電路中電流I1、I2。例：I1I2+10 +(12)=0 I2=1A 4+7+I1=

25、0 I1= 3A 7A4AI110A-12AI2其中I1得負(fù)值，說(shuō)明它的實(shí)際方向與參考方向相反。212V+_16V+_155結(jié)點(diǎn)？支路？I=？基爾霍夫電流定律的推廣I=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR廣義節(jié)點(diǎn)電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點(diǎn)3、基爾霍夫第二定律（KVL） 基爾霍夫電壓定律是用來(lái)確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律。 回路電壓定律依據(jù)“電位的單值性原理”，它指出： 任一瞬間，沿任一回路參考繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：U=0然后根據(jù)： U = 0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U

26、1U2U4得：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4電阻壓降可得KVL另一形式：IR=US電源壓升先標(biāo)繞行方向根據(jù) U=0對(duì)回路#1列KVL方程電阻壓降#1#2例電源壓升#3即電阻壓降等于電源壓升此方程式不獨(dú)立省略！對(duì)回路#2列KVL常用形式對(duì)回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式，是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊，顯然給解題帶來(lái)一定方便。圖示電路KVL獨(dú)立方程為KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗?duì)假想

27、回路列 KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UA UB UAB = 0UAB = UA UB US IR U = 0U = US IR對(duì)假想回路列 KVL：或?qū)懽髦R(shí)鏈接二 支路電流法、結(jié)點(diǎn)電位法一、支路電流法例：圖示電路，已知R1=4，R2=20 ，R3=3 ，R4=3 ，求電阻R4中的電流I4。【解】電路含有4個(gè)結(jié)點(diǎn)、6條支路，根據(jù)圖中各支路電流、電壓的參考方向，列寫結(jié)點(diǎn)a、b、c的KCL方程：結(jié)點(diǎn)a：結(jié)點(diǎn)b：結(jié)點(diǎn)c：+-5V1AR1R2R3R4I4I2I3I1IE+-UA+-5VR1R234I4I2I3I1abcdIE+-UA以支路電流為變量列寫6-4+1=3個(gè)回路

28、KVL方程：回路abca：回路adba：回路bdcb：解上述方程組，得工程上要必須給出一定精度數(shù)值，不允許只給出分?jǐn)?shù)結(jié)果求最后結(jié)果。+5V1AR1R2R3R4I4I2I3I1IE+-UA+-5VR1R234I4I2I3I1abcdIE+-UA 支路電流法是一種基本的電路分析方法，直接從兩類約束(元件特性約束和基爾霍夫定律)出發(fā)，以支路電流為分析的基本變量，通過(guò)兩類約束列寫關(guān)于支路電流的代數(shù)方程組，求解得到支路電流后通過(guò)元件特性，再確定各支路電壓。I1I2I3363+_12V+_9V課堂練習(xí)：右圖所示電路，用支路電流法求各支路電流。支路電流分析法雖然可以用于任意電路的分析，但從我們分析的實(shí)例可見

29、，對(duì)于一個(gè)并不很復(fù)雜的電路，用支路電流法列出的方程數(shù)也是相當(dāng)多，解方程組的工作量太大。支路電流法的另一個(gè)存在問(wèn)題是，我們可以方便地列出獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)KCL方程，但要找出B-N+1個(gè)獨(dú)立的回路來(lái)列寫?yīng)毩⒌幕芈稫VL方程卻相對(duì)困難。因此，我們必須尋找更加方便實(shí)用的電路分析方法。小 結(jié)二、結(jié)點(diǎn)電位法一種更為方便實(shí)用的電路分析方法結(jié)點(diǎn)電位法：利用元件特性將支路電壓和電流聯(lián)系起來(lái)，支路電流可以用支路電壓來(lái)表示。每條支路都接在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間，因此，支路電壓可以表示為結(jié)點(diǎn)電位的差。參考結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)電壓（各結(jié)點(diǎn)對(duì)參考結(jié)點(diǎn)的電壓）支路電壓支路電流R1R2R3R4R5US1US2US3US5R6abcd+結(jié)點(diǎn)電位方程具有如

30、下規(guī)律：結(jié)點(diǎn)a結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)c1. Gjj 稱為結(jié)點(diǎn)j的自電導(dǎo)，它是所有連接到該結(jié)點(diǎn)j的支路電導(dǎo)之和。2. Gjn(nj) 稱為結(jié)點(diǎn)j與結(jié)點(diǎn)n之間的互電導(dǎo)，它是連接在結(jié)點(diǎn)j與n間的支路電導(dǎo)之負(fù)值，如果兩個(gè)非參考結(jié)點(diǎn)之間沒有支路相聯(lián)或只有純電源(理想、受控)支路相連，則互電導(dǎo)為0。一般情況有Gik= Gki。3. IjS 為電路中流進(jìn)結(jié)點(diǎn)j 的電源支路電流(包括受控電源)之和。對(duì)于電壓源形式的電源模型，應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髟葱问降碾娫茨Ｐ?，以便于列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程。每個(gè)結(jié)點(diǎn)的方程具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu) (對(duì)結(jié)點(diǎn)j )：結(jié)點(diǎn)電位法分析過(guò)程：1.選取參考結(jié)點(diǎn)；其它結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)1N-1；將含源支路轉(zhuǎn)化為電流源與電導(dǎo)并聯(lián)的形式(

31、熟練后可不轉(zhuǎn)化)。2.對(duì)參考結(jié)點(diǎn)以外的其它各個(gè)結(jié)點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程：Gj1V1+Gj2V2+GjjVj+GjN-1VN-1=Ijs j=1, 2, , N-13.聯(lián)立求解上面的N-1個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓方程，求出結(jié)點(diǎn)電位V1，V2，, VN-14.根據(jù)各個(gè)支路的聯(lián)接位置，利用結(jié)點(diǎn)電壓求出所需的支路電壓；根據(jù)支路的特性確定支路電流。 圖示電路含有5個(gè)結(jié)點(diǎn)，8條支路。如果用支路電流法求解要解8個(gè)聯(lián)立方程。試用結(jié)點(diǎn)電位法求解電源功率。結(jié)點(diǎn)1：(1+0.1+0.1)V1-V2- 0.1V4=1結(jié)點(diǎn)2：-V1+(1+1+0.5)V2-0.5V3=-0.5結(jié)點(diǎn)3：-0.5V2+(0.5+0.5+0.25)V3-0.

32、25V4=0.5結(jié)點(diǎn)4：-0.1V1-0.25V3+(0.1+0.25+0.25)V4=0V1=1.2267V , V2=0.4239V , V3=0.6659V , V4=0.4819V10101124240.5A1A12345例解計(jì)算電源功率：P1A= -1U1= -1.2267W，P0.5A=0.5U23= 0.5 (V2-V3) = -0.121W練 習(xí)用結(jié)點(diǎn)電壓法求圖示電路中電阻R3的功率。已知電路元件參數(shù)為R1R2R3R4USIS1IS21. 設(shè)定參考結(jié)點(diǎn)，對(duì)非參考結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)2. 列結(jié)點(diǎn)方程組：結(jié)點(diǎn)1:結(jié)點(diǎn)2:3. 解方程4. 計(jì)算功率分析知識(shí)鏈接三 等效變換法+UI內(nèi)電路 二端網(wǎng)絡(luò)

33、的概念 具有兩個(gè)端鈕與外電路相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)（電路），也稱單口網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否包含電源，分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。端口電壓端口電流外電路 等效電路的概念 當(dāng)兩個(gè)二端電路的端口電壓、電流關(guān)系完全相同時(shí)，則對(duì)外部電路來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)二端電路互為等效電路。 等效電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然不同，但對(duì)外電路而言，它們的作用完全相同，也就是說(shuō)，“等效”只是針對(duì)二端電路以外的電路而言的，是對(duì)外等效，對(duì)于互相等效的兩個(gè)電路部分內(nèi)部的工作一般是不等效的。靈活運(yùn)用等效電路關(guān)系，往往可以大大減輕電路分析的工作量。1、電阻的串并聯(lián)等效電阻的串聯(lián)等效串聯(lián)連接：在電路中，如果兩個(gè)二端元件首尾相連（且聯(lián)接處無(wú)其它元件端點(diǎn)聯(lián)接，

34、即中間無(wú)分叉），流過(guò)同一個(gè)電流，稱這兩個(gè)元件串聯(lián)。R1R2IUU1U2R等效UI電阻串聯(lián)等效可推廣到N個(gè)電阻串聯(lián)，N個(gè)電阻串聯(lián)等效為一個(gè)電阻，等效電阻值為各串聯(lián)電阻值的總和。串聯(lián)各電阻中通過(guò)的電流相同。電阻串聯(lián)分壓公式：電阻的并聯(lián)等效 并聯(lián)：電路中，兩元件同接在兩個(gè)相同結(jié)點(diǎn)之間，具有相同的 電壓，稱為并聯(lián)。R等效UI電阻并聯(lián)等效可推廣到N個(gè)電阻并聯(lián)，N個(gè)電阻并聯(lián)等效為一個(gè)電阻，等效電阻值的倒數(shù)為各并聯(lián)電阻值的倒數(shù)之和，即等效電導(dǎo)值為各并聯(lián)電導(dǎo)值的總和。R2R1UII1I2并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同。電阻并聯(lián)分流公式：電阻的混聯(lián)分析舉例解： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1

35、R2R3R4R5R6ab由a、b端向里看， R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點(diǎn)之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個(gè)電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點(diǎn)不再有結(jié)點(diǎn)，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。 電阻混聯(lián)電路的等效電阻計(jì)算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點(diǎn)，然后分別把兩兩結(jié)點(diǎn)之間的電阻進(jìn)行串、并聯(lián)簡(jiǎn)化計(jì)算，最后將簡(jiǎn)化的等效電阻相串即可求出。 分析： 電阻星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換R1R2R3Y形聯(lián)接R12R31R23形聯(lián)接等 效解例求下圖所示各電阻單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab 。 由a、b端向里看， 這幾個(gè)電阻很難判別出是串聯(lián)還是并聯(lián)的關(guān)系，但是可以上方的三個(gè)電阻是形聯(lián)接，考慮可以將其等效變

36、換為Y形聯(lián)接來(lái)化簡(jiǎn)電路。ab23522abR1R222R3等效電路練一練課本53頁(yè)習(xí)題2 9、10（b）理想電壓源串聯(lián)等效2、理想電源的串并聯(lián)等效+US1US2ab+USabISab理想電流源并聯(lián)等效等效等效IS1abIS2IS等效電壓源電壓：注：串聯(lián)電壓源與等效電壓源參考方向一致為“+”，不一致為“”。等效電流源電壓：注：并聯(lián)電流源與等效電流源參考方向一致為“+”，不一致為“”。電壓源可以并聯(lián)嗎？電壓源可以并聯(lián)，不過(guò)有條件：必須極性相同，電壓值相等。電流源可以串聯(lián)嗎？電流源可以串聯(lián)，不過(guò)有條件：必須極性相同，電流值相等。+USRUI或+USISUI等效為+USUI外電路內(nèi)電路內(nèi)電路內(nèi)電路IS

37、+US+U或ISR+U內(nèi)電路內(nèi)電路等效為+UIS外電路內(nèi)電路理想電壓源并聯(lián)等效理想電流源串聯(lián)等效Us = Is R0內(nèi)阻改并聯(lián)Is = UsR0 兩種電源模型之間等效變換時(shí)，電壓源的電壓值和電流源的電流值遵循歐姆定律的數(shù)值關(guān)系，但注意變換過(guò)程中內(nèi)阻不變。bIR0Uab+_US+_aIS R0US bIR0Uab+_a 等效互換的原則：當(dāng)外接負(fù)載相同時(shí)，兩種電源模型對(duì)外部電路的電壓、電流相等。內(nèi)阻改串聯(lián)3、兩種實(shí)際電源模型的等效變換課堂練習(xí)：課本53頁(yè)習(xí)題7 在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路中，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)果的代數(shù)和。內(nèi)容：計(jì)算功率時(shí)不能應(yīng)用疊加原理

38、！I =II+=IR1+R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時(shí)應(yīng)視為開路IR1+R2US+IR1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路知識(shí)鏈接四 疊加定理12V+_7.2V電源單獨(dú)作用時(shí)：用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理: I2 = I2 + I2=1+(1)=0例BAI237.2V+_212V+_612V電源單獨(dú)作用時(shí)： 解BA37.2V+_26I2I2用疊加定理求：I= ?I = I+ I= 2+（1）=1A“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使原恒流源處開路。例+-I4A20V101010I4A101010+-I20V10101020V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：4A電流源

39、單獨(dú)作用時(shí)：應(yīng)用疊加定理要注意的問(wèn)題1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。 2. 疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3. 解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)求功 率，即功率不能疊加。如：5. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè) 分支電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。 設(shè)：則：R3I3=+檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果說(shuō)明疊加定理的適用范圍，它是否僅適用于直流電路而不適用于交流電路的分析和計(jì)算？從疊加定理的學(xué)習(xí)中，可以掌握哪些基本分析方法？電流和電壓可以應(yīng)用疊加定理進(jìn)行分析和計(jì)算，功率為什么不行？想一想RL()1002003005106201KU(V)-2-2.8-3.2