電子電工技術(shù)基礎(chǔ)

1、電子電工技術(shù)基礎(chǔ)第1頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五第1章 電路分析基礎(chǔ)第2章 正弦交流電路第3章 三相交流電路第4章 磁路與變壓器第5章 異步電動(dòng)機(jī)及其控制第一篇 電工技術(shù)基礎(chǔ)第二篇第2頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 理解電流、電壓參考方向的問題；掌握基爾霍夫定律及其具體應(yīng)用；了解電氣設(shè)備額定值的定義；熟悉電路在不同工作狀態(tài)下的特點(diǎn)；深刻理解電路中電位的概念并能熟練計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第1章 電路分析基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要點(diǎn)第二篇第3頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五1.1 電路分析基礎(chǔ)知識1.2 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)

2、1.3 基本電路元件和電源元件1.4 電路定律及電路基本分析方法1.5 電路中的電位及其計(jì)算方法1.6 疊加定理1.7 戴維南定理第1章 電路分析基礎(chǔ)第二篇第4頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五1.1 電路分析基礎(chǔ)知識1、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體原子核 原子核中有質(zhì)子和中子，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電。 繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的電子帶負(fù)電。自然界物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：電子正電荷負(fù)電荷=原子結(jié)構(gòu)中：原子核 導(dǎo)體的外層電子數(shù)很少且距離原子核較遠(yuǎn)，因此受原子核的束縛力很弱，極易掙脫原子核的束縛游離到空間成為自由電子，即導(dǎo)體的特點(diǎn)就是內(nèi)部具有大量的自由電子。原子核 半導(dǎo)體的外層電子數(shù)一般為4個(gè)，其

3、導(dǎo)電性界于導(dǎo)體和絕緣體之間。原子核 絕緣體外層電子數(shù)通常為8個(gè)，且距離原子核較近，因此受到原子核很強(qiáng)的束縛力而無法掙脫，我們把外層電子數(shù)為8個(gè)稱為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中不存在自由電子，因此不導(dǎo)電。第5頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 當(dāng)外界電場的作用力超過原子核對外層電子的束縛力時(shí)，絕緣體的外層電子同樣也會掙脫原子核的束縛成為自由電子，這種現(xiàn)象我們稱為“絕緣擊穿”。絕緣體一旦被擊穿，就會永久喪失其絕緣性能而成為導(dǎo)體。1、絕緣體是否在任何條件下都不導(dǎo)電？2、半導(dǎo)體有什么特殊性？ 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性雖然介于導(dǎo)體和絕緣體之間，但半導(dǎo)體在外界條件發(fā)生變化時(shí)，其導(dǎo)電能力將大大增強(qiáng)；若在

4、純凈的半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)后，其導(dǎo)電能力甚至?xí)黾由先f乃至幾十萬倍，半導(dǎo)體的上述特殊性，使它在電子技術(shù)中得到了極其廣泛地應(yīng)用。第6頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五負(fù)載：2、電路的組成與功能電路 由實(shí)際元器件構(gòu)成的電流的通路。電路組成電源：電路中提供電能的裝置。如發(fā)電機(jī)、蓄電池等。在電路中接收電能的設(shè)備。如電動(dòng)機(jī)、電燈等。中間環(huán)節(jié)：電源和負(fù)載之間不可缺少的連接、控制和保護(hù)部件，如連接導(dǎo)線、開關(guān)設(shè)備、測量設(shè)備以及各種繼電保護(hù)設(shè)備等。第7頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 電路可以實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中：電子技術(shù)中： 電路可以實(shí)現(xiàn)電信

5、號的傳遞、存儲和處理。電路的功能第8頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五3、電路模型和電路元件電源負(fù)載實(shí)體電路中間環(huán)節(jié) 與實(shí)體電路相對應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的電路圖，稱為實(shí)體電路的電路模型。電路模型負(fù)載電源開關(guān)連接導(dǎo)線SRL+ UIUS+_R0第9頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五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)生磁場的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生磁場的因素，因此L 可以忽略。 理想電路元件是實(shí)際電路器件的理

6、想化和近似，其電特性惟一、精確，可定量分析和計(jì)算。白熾燈電路第10頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五RC+ US電阻元件只具耗能的電特性電容元件只具有儲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電感元件只具有儲存磁能的電特性IS理想電路元件分有無源和有源兩大類無源二端元件 有源二端元件 第11頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 必須指出，電路在進(jìn)行上述模型化處理時(shí)是有條件的。前提是：實(shí)際電路中各部分的基本電磁現(xiàn)象可以分別研究，并且相應(yīng)的電磁過程都集中在電路元件內(nèi)部進(jìn)行，這種電路

7、稱為集總參數(shù)元件的電路。 集總參數(shù)元件的特征1. 在元件中所發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行，其次要因素可以忽略的理想化電路元件。如前面提到的無源電路元件R，只具有耗能的電特性；L只具有儲存磁場能量的電特性；C只具有儲存電場能量的電特性。2.對于集總參數(shù)元件，任何時(shí)刻，從元件一端流入的電流，恒等于從元件另一端流出的電流，并且元件兩端的電壓值是完全確定的。 第12頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五4. 電路中的電壓、電流及其參考方向（1）電流 電流的國際單位制是安培【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：i dqdt=（1-1）1A=103

8、mA=106A=109nAI Q t=（1-2） 電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成電流。計(jì)量電流大小的物理量稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流。定義式為：若電流的大小、方向均不隨時(shí)間變化，則表達(dá)式為： 在電工技術(shù)的問題分析中，僅僅指出電流的大小是不夠的，通常規(guī)定以正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膮⒖颊较?。?3頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五直流情況下（2）電壓 高中物理學(xué)中對電壓的定義：電場力把單位正電荷從電場中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。表達(dá)式為：注意：物理量用小字表示變量，用大寫表示恒量。 電壓的國際單位制是伏特【V】，常用的單位還有毫伏【mV】和千伏【KV】等，它們之間的換算關(guān)系為：1V=

9、103mV=103KV 電工技術(shù)的問題分析中，通常規(guī)定電壓的參考正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。 從工程應(yīng)用的角度來講，電路中的電壓是產(chǎn)生電流的根本原因；在數(shù)值上，電壓等于電路中兩點(diǎn)電位的差值。第14頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五（3）電流、電壓的參考方向 對電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：列寫電路方程式之前，首先要在電路中標(biāo)出電流、電壓的參考方向。電路圖上電流、電壓參考方向的標(biāo)定，原則上任意假定，但一經(jīng)選定，在整個(gè)分析計(jì)算過程中，這些參考方向就不允許再變更。aI電源元件Ub非關(guān)聯(lián)參考方向aI負(fù)載元件Ub關(guān)聯(lián)參考方向 實(shí)際電源上的電壓、電流方向總是非關(guān)聯(lián)的，

10、實(shí)際負(fù)載上的電壓、電流方向是關(guān)聯(lián)的。因此，假定某元件是電源時(shí)，應(yīng)選取非關(guān)聯(lián)參考方向，假定某元件是負(fù)載應(yīng)選取關(guān)聯(lián)參考方向。第15頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 在電路圖上預(yù)先標(biāo)出電壓、電流的參考方向，目的是為解題時(shí)列寫方程式提供依據(jù)。因?yàn)椋挥袇⒖挤较驑?biāo)定的情況下，方程式各電量前的正、負(fù)號才能確定。I 為什么要在電路圖中預(yù)選標(biāo)出參考方向？例如 +USR0RI 設(shè)參考方向下US=100V，I=5A，則說明電源電壓的實(shí)際方向與參考方向一致；電流為負(fù)值說明其實(shí)際方向與圖中所標(biāo)示的參考方向相反。 參考方向一經(jīng)設(shè)定，在分析和計(jì)算過程中不得隨意改動(dòng)。方程式各量前面的正、負(fù)號均應(yīng)依據(jù)

11、參考方向?qū)懗觯娏康恼鎸?shí)方向是以計(jì)算結(jié)果和參考方向二者共同確定的。第16頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五思考 回答1.在電路分析中，引入?yún)⒖挤较虻哪康氖鞘裁矗?.應(yīng)用參考方向時(shí)，你能說明“正、負(fù)”、“加、減”及“相同、相反”這幾對詞的不同之處嗎？ 電路分析中引入?yún)⒖挤较虻哪康氖牵簽榉治龊陀?jì)算電路提供方便和依據(jù)。 應(yīng)用參考方向時(shí)，“正、負(fù)”是指在參考方向下，電壓、電流數(shù)值前面的正負(fù)號，如某電流為“5A”，說明其實(shí)際方向與參考方向相反，某電壓為“100V”，說明該電壓實(shí)際方向與參考方向一致；“加、減”指參考方向下電路方程式中各量前面的加、減號；“相同”是指電壓、電流為關(guān)聯(lián)

12、參考方向，“相反”指的是電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。 第17頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 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=1KVAh5. 電能、電功率和效率（1）電能 電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進(jìn)行的。因此，電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。電功：式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時(shí)，電功W為焦耳【J】1度電的概念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)。第18頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 電功率是用來表示電流做功快慢的物理量。 用電器正常工作時(shí)的電壓

13、叫額定電壓，在額定電壓下的電功率叫做額定功率。（2）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：國際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】 實(shí)際加在用電器兩端的電壓叫實(shí)際電壓，在實(shí)際電壓下的電功率叫實(shí)際功率。 只有在實(shí)際電壓恰好與額定電壓相等時(shí)，實(shí)際功率才等于額定功率。第19頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 提高電能效率能大幅度節(jié)約投資。據(jù)專家測算，建設(shè)1千瓦的發(fā)電能力，平均在7000元左右；而節(jié)約1千瓦的電力，大約平均需要投資2000元，不到建設(shè)投資的1/3。通過提高電能效率節(jié)約下來的電力還不需要增加煤等一次性資源投入，更不

14、會增加環(huán)境污染。（3）效率 電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)客觀上存在損耗，在工程應(yīng)用中，常把輸出功率與輸入功率的比例數(shù)稱為效率，用“”表示： 所以，提高電能效率與加強(qiáng)電力建設(shè)具有相同的重要地位，不僅有利于緩解電力緊張局面，還能促進(jìn)資源節(jié)約型社會的建立。 第20頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五想想 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？ 3、

15、某電阻接在6伏的直流電源上，已知某1分鐘單位時(shí)間內(nèi)通過該電阻的電量為3個(gè)庫侖，求在這1分鐘內(nèi)電阻上通過的電流和電流所做的功各為多少？3A，1080J3600000J，1度電220V，60W；15W，不變。第21頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五檢驗(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挤较颍繀⒖挤较蚝蛯?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)。第22頁，共62頁

16、，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五1.2 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)1. 電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備長期、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)。2. 電路的三種工作狀態(tài)（a）開路U=USI0S USRSRL U=USIRS U=0IUS/RSIUS(RSRL)（b）通路S USRSRLS USRSRL（c）短路第23頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五右下圖電路，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

17、路，若已知元件中電流為I=100A，電壓U=10V，求電功率P，并說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:元件吸收正功率，說明元件是負(fù)載。第24頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果1. 電源外特性與橫軸相交處的電流=？電流工作狀態(tài)？2. 該電阻允許加的最高電壓=？允許通過的最大電流=？3.額定電流為100A的發(fā)電機(jī)，只接了60A的照明負(fù)載，還有40A電流去哪了？4.電源的開路電壓為12V,短路電流為30A,則電源的US=?RS=？UI0U0I=?“1W、100”第25頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五1.3 基本電路

18、元件和電源元件1. 電阻元件R線性電阻元件伏安特性0ui 由電阻的伏安特性曲線可得，任一瞬時(shí)，電阻元件上電壓和電流的關(guān)系為即時(shí)對應(yīng)關(guān)系，即：因此，電阻元件稱為即時(shí)元件。即時(shí) 電阻產(chǎn)品實(shí)物圖 電阻元件圖符號元件上的電壓、電流關(guān)系遵循歐姆定律。電阻元件通過電流就要發(fā)熱，消耗的能量為：第26頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五2. 電感元件L線性電感元件韋安特性0i 對線性電感元件而言，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，即： 顯然，只有電感元件上的電流 電感產(chǎn)品實(shí)物圖 電感元件圖符號發(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。動(dòng)態(tài)元件可以

19、儲能，儲存的磁能為：第27頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五3. 電容元件線性電容元件庫伏特性0qu 對線性電容元件而言，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 電容元件圖符號因此，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。電容元件也是動(dòng)態(tài)元件，其儲存的電場能量為：第28頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五4. 電源元件 任何電源都可以用兩種電源模型來表示，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

20、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第29頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五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S USR0URL U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)際電壓源總是存在內(nèi)阻的，因此當(dāng)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。即實(shí)際電壓源的外特性應(yīng)是一條稍微向下傾斜的直線，如右圖所示。第30頁，共62頁，2022年，5月20

21、日，4點(diǎn)27分，星期五 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+_RLR0IISI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)別第31頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五兩種電源之間的等效互換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)，電壓源的數(shù)和電流源的數(shù)值遵循歐姆定律的數(shù)值關(guān)系，但變換過程中內(nèi)阻不變

22、。bIR0Uab+_US+_aIS R0US bIR0Uab+_a 等效互換的原則：當(dāng)外接負(fù)載相同時(shí)，兩種電源模型對外部電路的電壓、電流相等。內(nèi)阻改串聯(lián)第32頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五檢驗(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)際電源模型的互換如何？第33頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五10V+2A

23、2II = ?哪個(gè)答案對？問題與討論第34頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五1.4 電路定律及電路基本分析方法RUIR2R1UII1I2R1R2IUU1U2電阻的串聯(lián)電阻的并聯(lián)等效電路串聯(lián)各電阻中通過的電流相同。并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同。如果兩個(gè)串聯(lián)電阻有：R1R2，則RR1如果兩個(gè)并聯(lián)電阻有：R1R2，則RR21、電阻的串聯(lián)與并聯(lián)第35頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五電阻的混聯(lián)計(jì)算舉例解： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab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)

24、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)簡化計(jì)算，最后將簡化的等效電阻相串即可求出。 分析：第36頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五2、電路名詞支路：一個(gè)或幾個(gè)二端元件首尾相接中間無分岔，使各元件上通過的電流相等；支路連接于電路中兩點(diǎn)之間。(m)結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。（n）回路：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+_

25、US2R2R3第37頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五例支路：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)網(wǎng)眼就有幾個(gè)網(wǎng)孔abcdI3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_電路中的獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)為n-1個(gè)，獨(dú)立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。第38頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五3、基爾霍夫電流定律（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，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)

26、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，對結(jié)點(diǎn) a 可以寫出：第39頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五例：解：求左圖示電路中電流i1、i2。i1i4i2i3整理為： i1+ i3= i2+ i4可列出KCL：i1 i2+i3 i4= 0例：i1i2+10 +(12)=0 i2=1A 4+7+i1= 0 i1= 3A 7A4Ai110A-12Ai2其中i1得負(fù)值，說明它的實(shí)際方向與參考方向相反。第40頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五基氏電流定律的推廣I=?I1I2I3例例

27、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)第41頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五4、基爾霍夫電壓定律（KVL） 基爾霍夫電壓定律是用來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_U3U1U2U4得：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+

28、R2I2+R3I3+R4I4=US1US4電阻壓降可得KVL另一形式：IR=US電源壓升先標(biāo)繞行方向第42頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五根據(jù) U=0對回路#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！對回路#2列KVL常用形式對回路#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，顯然給解題帶來一定方便。圖示電路KVL獨(dú)立方程為第43頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧?/p>

29、回路列 KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UA UB UAB = 0UAB = UA UB US IR U = 0U = US IR對假想回路列 KVL：或?qū)懽鞯?4頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果10K10當(dāng)這兩個(gè)電阻相串或相并時(shí)，等效電阻R？I2I33KA41K2K10mA6mAA5A4=？ A5 =？212V+_16V+_155Iab并聯(lián)：R10串聯(lián)：R10KA4=13mAA5=3mA結(jié)點(diǎn)n=2支路b=5Uab=0 I=0結(jié)點(diǎn)？支路？Uab=？I=？第45頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五5、負(fù)載獲得最大功

30、率的條件 一個(gè)實(shí)際電源產(chǎn)生的功率通常分為兩部分，一部分消耗在電源及線路的內(nèi)阻上，另一部分輸出給負(fù)載。如何使負(fù)載上獲得最大功率呢？RLSUSIR0 用左圖所示的閉合電路來分析。 電工技術(shù)中一般考慮的是如何提高電源的利用率問題，而電子技術(shù)中則希望負(fù)載上得到的功率越大越好。電路中通過的電流為：負(fù)載上獲得的功率為：第46頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五由此式能看出負(fù)載上獲得最大功率的條件嗎？*R0=RL 把上式加以整理可得：電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻相等稱為阻抗匹配。晶體管收音機(jī)的輸出變壓器就是利用這一原理使喇叭上獲得最大功率的。RLSUSIR0負(fù)載上的最大功率為：第47頁，共62頁，

31、2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五Va = +5V a 點(diǎn)電位：ab15Aab15A例例1.5 電路中的電位及其計(jì)算方法1、電位 電位實(shí)際上就是電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓，電壓常用雙下標(biāo)，而電位則用單下標(biāo)，電位的單位也是伏特V。 電位具有相對性，規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零電位。因此，相對于參考點(diǎn)較高的電位呈正電位，較參考點(diǎn)低的電位呈負(fù)電位。Vb = - 5V b點(diǎn)電位：第48頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五12V例求開關(guān)S打開和閉合時(shí)a點(diǎn)的電位值。12V6K4K20K12VS 解畫出S打開時(shí)的等效電路：baSbadc6K4Kc20K12V 顯然，開關(guān)S打開時(shí)相當(dāng)于一個(gè)閉

32、合的全電路，a點(diǎn)電位為：S閉合時(shí)的等效電路：6K4K20K12V12VbacS閉合時(shí)，a點(diǎn)電位只與右回路有關(guān)，其值為：dd第49頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五例電路如下圖所示，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 解以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

33、而改變，但是任意兩點(diǎn)間的電壓不變。第50頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五 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。1.6 疊加定理內(nèi)容：計(jì)算功率時(shí)不能應(yīng)用疊加原理！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)視為短路第51頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五12V+_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+_6

34、12V電源單獨(dú)作用時(shí)： 解BA37.2V+_26I2I2第52頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五用疊加定理求：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電流源單獨(dú)作用時(shí)：第53頁，共62頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)27分，星期五應(yīng)用疊加定理要注意的問題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