電路組成及分析方法

電路組成及分析方法第1頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》主編：陳新龍第2頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章電路的組成及其分析方法本章從電路的組成及其分類出發(fā)，介紹了電路模型的概念、求解電路模型的基本定律、電阻元件、電源元件的聯(lián)接方式及其特點；在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步介紹電路分析的常用方法：如等效變換、支路電流、結(jié)點電壓、疊加原理、戴維寧定理與諾頓定理等。

第3頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月一．引言本教材分兩篇給大家介紹電工電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識，以使讀者對其有初步了解二十一世紀(jì)是一個信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的時代。新時代的工科生應(yīng)掌握必要的電工電子技術(shù)方面的知識第1課第4頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．電路的引入

將實際元件理想化，在一定條件下突出其主要電磁性質(zhì)，忽略其次要性質(zhì)，這樣的元件所組成的電路稱為實際電路的電路模型（簡稱電路）

實際電氣設(shè)備包括電工設(shè)備、聯(lián)接設(shè)備兩個部分。手電筒便是一個電氣設(shè)備；它包括電池、筒體、開關(guān)和小燈泡電池、小燈泡為電工設(shè)備；筒體、開關(guān)為聯(lián)接設(shè)備將電池視為內(nèi)阻為R0，電動勢為E的電壓源；忽略筒體，開關(guān)視為理想開關(guān)；小燈泡視為電阻。則手電筒模型如圖第5頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

電路理論不是研究實際電路的理論，而是研究由理想元件構(gòu)成的電路模型的分析方法的理論。常見元件圖形符號如下：

通過建立實際電路的模型，可利用電路理論求解電路各部分的電壓和電流，從而求出待求問題。第6頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．電壓和電流的方向

電流I、電動勢E、電壓U是電路的基本物理量，是具有方向的物理量

必須首先理解電壓、電流的方向（或稱為極性）并在電路中標(biāo)注，才能寫出電路方程

電壓、電流是客觀存在的物理現(xiàn)象，有實際方向和參考方向之分。實際方向：電流的方向為正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的相反方向

端電壓的方向規(guī)定為高電位端（即“+”極）指向低電位端（即“-”極），即為電位降低的方向。

電源電動勢的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由低電位端（“-”極）指向高電位端（“+”極），即為電位升高的方向第7頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月雖然電壓電流的方向是客觀存在的，然而，常常難以直接判斷其方向

常可任意選定某一方向作為其參考方向（電路中所標(biāo)的電壓、電流、電動勢的方向一般均為參考方向）電流的參考方向用箭頭表示；

電壓的參考方向一般用極性“+”、“-”來表示，也可用雙下標(biāo)表示。如Uab表示其參考方向是a指向b，a點參考極性為“+”，b點參考極性為“-”。

選定電壓電流的參考方向是電路分析的第一步，只有參考方向選定以后，電壓電流之值才有正負(fù)。當(dāng)實際方向與參考方向一致時為正，反之，為負(fù)。關(guān)聯(lián)參考方向:電流與電壓的參考方向一致.

實例:第8頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電源端電壓U與電動勢E

的區(qū)別電源端電壓表示電場力在外電路將正電荷由高電位點（正極）移向低電位點（負(fù)極）做功的能力。電動勢表示電源力將電源內(nèi)部的正電荷從低電位點（負(fù)極）移向高電位點（正極）做功的能力。若不考慮電源內(nèi)損耗，則電源電動勢在數(shù)值上與它的端電壓相等，但實際方向相反。即：E=-U

第9頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月參考方向在復(fù)雜電路中，特別是交流電路中，會遇到如何確定電流或電壓的方向問題，如下圖電路。參考方向是任意假定的電流或電壓的方向，并不一定是它們的實際方向。參考方向僅僅是計算電流或電壓值和確定其實際方向的依據(jù)：計算結(jié)果的絕對值表示電流或電壓的大小，正值和負(fù)值可以判定它們的實際方向。電路中所標(biāo)的電壓、電流、電動勢的方向一般均為參考方向第10頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電流、電壓參考方向的表示規(guī)則：參考方向是任意假定的電流（或電壓）的方向。

如下圖（a）、（b）、（c）、（d）所示，電流或電壓的方向，不是a到b，就是b到a，你可以任意選定一個方向。

若電流（或電壓）的計算值為正，表示實際方向與參考方向相同，見圖（a）、（c）。

若電流（或電壓）的計算值為負(fù)，表示實際方向與參考方向相反，見圖（b）、（d）。

第11頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)注方法

電流參考方向用箭頭實線表示，箭頭方向即電流參考方向。

電壓參考極性用"+-"號表示，"+"號為高電位，"-"號為低電位，由高電位指向低電位的方向是電壓的參考方向。

文字?jǐn)⑹鰰r,多用字母加雙下標(biāo)表示參考方向。例如，用Uab表示。第12頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向

當(dāng)電壓與電流參考方向一致時，稱為關(guān)聯(lián)參考方向；若不一致，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。

一般選擇關(guān)聯(lián)參考方向，原因？第13頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月注意問題

電流、電壓的實際方向是客觀存在的，與參考方向的設(shè)置無關(guān)。參考方向假定的電流、電壓的方向，是計算的唯一依據(jù)，一經(jīng)選定，在電路計算中就要以此為標(biāo)準(zhǔn)，不能隨意變動。在不注明參考方向時，電流、電壓的正負(fù)值均無意義。對同一電流或電壓，若參考方向選擇不同，計算結(jié)果應(yīng)只差一個負(fù)號。

第14頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題 P6：1-2-11-2-2第15頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月四．基爾霍夫電流定律理解了電路模型以后，可以利用歐姆定律分析求解簡單電路

(實例P7:1-3-1)還應(yīng)理解分析與計算電路最基本的定律：基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電流定律表述如下：在任一瞬時，流向某一結(jié)點的電流之和等于由該結(jié)點流出的電流之和，即在任一瞬時，一個結(jié)點上電流的代數(shù)和恒等于零，這便是基爾霍夫電流定律幾個概念

支路：電路中的每一分支稱為支路，一條支路流過同一個電流，稱為支路電流。[圖釋]

結(jié)點：電路中三條或三條以上的支路相聯(lián)接的點稱為結(jié)點第16頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示電路共有三個電流，因此有三條支路,分別由ab、acb、adb構(gòu)成。圖示電路共有兩個結(jié)點a和b

acb、adb兩條支路中含有電源，稱為有源支路；ab支路不含電源，稱為無源支路對圖示結(jié)點，其流入該結(jié)點的電流之和應(yīng)該等于由該結(jié)點流出的電流之和，即：

I3=I1+I2第17頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫電流定律通常應(yīng)用于結(jié)點，但也可以應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面可見，任一瞬時，通過任一閉合面的電流的代數(shù)和恒等于0在圖示電路中，有：

IA+IB+IC=0

（請注意IA、IB、IC均為流入電流.驗證?）實例:P9:1-3-2動筆：P11：1、2第18頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月五．基爾霍夫電壓定律

分析與計算電路最基本的定律還有：基爾霍夫電壓定律

基爾霍夫電壓定律表述如下：在任一瞬時，沿任一回路循行方向（順時針方向或逆時針方向），回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，這便是基爾霍夫電壓定律。

回路的概念：回路是一個閉合的電路上圖中，E1、R1、R3構(gòu)成一個回路；R3、R2、E2也構(gòu)成一個回路

第19頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月回路可分為許多段，在左圖中，E1、R1、R2、E2構(gòu)成一個回路，可分為E1、R1、R2、E2四個電壓段?；芈冯妷宏P(guān)系為：U1+U4

-U2

-U3

=0（正負(fù)號有何規(guī)律？）即：ΣU=0（假定電位降為正）從b點出發(fā)，依照虛線所示方向循行一周，其電位升之和為U2+U3，電位降之和為U1

+U4

；

回路中各段電壓的代數(shù)和為零，這便是基爾霍夫電壓定律第20頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月基爾霍夫電壓定律不僅可應(yīng)用于回路，也可以推廣應(yīng)用于回路的部分電路對想象回路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，有

UAB=UA–UB

在左圖示電路中，我們想象A、B兩點存在一個如圖示方向的電動勢，其端電壓為UAB，則UA、UB、UAB構(gòu)成一個回路這便是基爾霍夫電壓定律的推廣應(yīng)用實例:P10:1-3-3動手：P11：3、4、5、6P42：1、2、3、4第21頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月六．小結(jié)

重點：電路模型、基爾霍夫定律第22頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第2課

在本次課中，我們將在本次課中，我們將介紹電阻元件的串聯(lián)、并聯(lián)第23頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．電阻元件的聯(lián)接概述對于復(fù)雜電路，純粹用基爾霍夫定律分析過于困難需要根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點去尋找分析與計算的簡便方法

電阻元件是構(gòu)成電路的基本元件之一，采用不同的聯(lián)接方法，電路的結(jié)構(gòu)便不一樣，其分析方法也就可能不同。在實際使用中，電阻元件的聯(lián)接方式主要有：串聯(lián)聯(lián)接、并聯(lián)聯(lián)接、三角形聯(lián)接、星形聯(lián)接、橋式聯(lián)接方式等。第24頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．電阻元件的串聯(lián)聯(lián)接如果電路中有兩個或更多個電阻一個接一個地順序相聯(lián)，并且在這些電阻上通過同一電流，則這樣的聯(lián)接方法稱為電阻串聯(lián)（如右圖）兩個電阻R1、R2串聯(lián)可用一個電阻R來等效代替，這個等效電阻R的阻值為R1+R2

（即右上圖可用右下圖等效）(N個R呢?)串聯(lián)是電阻元件聯(lián)接的基本方式之一，也是其它元件聯(lián)接的基本方式之一第25頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電阻串聯(lián)的物理連接特征為電阻一個接一個地順序相聯(lián)電阻串聯(lián)的應(yīng)用很多。例如在負(fù)載額定電壓低于電源電壓的情況下，可根據(jù)需要與負(fù)載串聯(lián)一個電阻以分壓串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比，電阻R1、R2上的電壓如右電阻串聯(lián)的幾點結(jié)論兩個電阻R1、R2串聯(lián)可用一個電阻R來等效代替，等效電阻R的阻值為R1+R2第26頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月四．電阻元件的并聯(lián)聯(lián)接如果電路中有兩個或更多個電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間，則這樣的聯(lián)接方法稱為電阻并聯(lián)（如右圖）兩個電阻R1、R2并聯(lián)可用一個電阻R來等效代替（這個等效電阻R的阻值的倒數(shù)為（1/R1+1/R2），即右上圖可用右下圖等效(N個R呢?)第27頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電阻并聯(lián)的物理連接特征為兩個或更多個電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間一般負(fù)載都是并聯(lián)使用的。各個不同的負(fù)載并聯(lián)時，它們處于同一電壓下，任何一個負(fù)載的工作情況基本不受其它負(fù)載的影響并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比，電阻R1、R2上的電流如右電阻并聯(lián)的幾點結(jié)論兩個電阻R1、R2并聯(lián)可用一個電阻R來等效代替（其阻值的倒數(shù)為（1/R1+1/R2）第28頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月通過合并串并聯(lián)電阻簡化電路是分析電路的基本方法之一，下面我們通過幾個例題來理解其應(yīng)用用電阻R23

等效替換R2、R3

（這種變換對電阻R1而言是等效的，對R2、R3而言是不等效的）；再用電阻R等效替換R1、R23

，可求I。例1電路如右圖，已知R1=4Ω、R2=R3=8Ω，U=4V請求I、I1、I2、I3

幾個例題

R=2Ω、I=U/R=2A、I1=1A、I2=I3=0.5A1/R=1/R1+1/R2+1/R3?(可驗證前面的結(jié)論)第29頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

可通過合并串、并聯(lián)電阻求出總等效電阻從而求出電流I并根據(jù)分流公式求出I7

（。

例2電路如下圖，請求I、I7？I=2A、I7=1A實戰(zhàn)：P18：1、3P42：6第30頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月五．電阻元件的三角形、星形與橋式聯(lián)接不要求第31頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第3課

在本次課中，我們將介紹電源元件的使用及其模型第32頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月一．電源元件的概念如果一個二端元件對外輸出的端電壓或電流能保持為一個恒定值或確定的時間函數(shù)，我們就把這個二端元件稱為電源。依照電源的輸出類型是電壓還是電流可分為電壓源、電流源。依照電源的輸出是否恒定可分為直流電源、交流電源。第33頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．電壓源模型的引入

電壓源是使用非常廣泛的一種電源模型，如電池便可用電壓源來表示電源是電路的基本部件之一，它負(fù)責(zé)給電路提供能量，是電路工作的源動力一個電源可以用兩種不同的電路模型來表示，用電壓形式來表示的模型為電壓源模型；用電流形式來表示的模型為電流源模型

電壓源是用電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)來表示電源的電路模型（如左圖）

下面以電壓源模型為例介紹電源元件的使用

第34頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．有載工作分析所謂電源有載工作是指電源開關(guān)閉合，電源與負(fù)載接通構(gòu)成電流回路的電路狀態(tài)

可通過左圖示手電筒模型來理解

電路的伏安關(guān)系如右第35頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月表征電源的外部特性常用功率，將上式各項乘以I，則得到功率平衡式

式（1-3-4）表明，在一個電路中，電源產(chǎn)生的功率等于負(fù)載取用的功率與電源內(nèi)阻消耗的功率的和，我們稱之為功率平衡（實例P20:1-5-2）用功率表示為：P=PE

–

ΔP式中，P=UI，為電源輸出功率；PE=EI，為電源產(chǎn)生功率；ΔP=R0I2，為電源內(nèi)阻消耗功率手電筒電路的伏安關(guān)系如右第36頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)RO=0時，也就是說，電源的內(nèi)阻等于零時，電源端電壓U恒等于電源電動勢E，是一定值，而其中的電流I由負(fù)載電阻確定。我們把這樣的電壓源稱為理想電壓源或恒壓源電壓源是用電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)來表示電源的電路模型，其數(shù)學(xué)描述為四．理想電壓源理想電壓源具有以下兩個基本性質(zhì)：其端電壓U是一定值，與流過的電流I的大小無關(guān)；流過的電流是任意的，其數(shù)值由與電壓源相聯(lián)接的外電路決定實際上，理想的電壓源是不存在的Why?第37頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月五．電流源模型一個實際電源除可以用電壓源的模型來表示外，還可以用電流源的模型來表示電壓源是用電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)來表示，電流源是用IS

和U/R0

兩條支路的并聯(lián)來表示。電流源的模型可直接從電壓源模型中導(dǎo)出

電壓源是用電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)來表示電源的電路模型，其數(shù)學(xué)描述為上式兩邊除以R0，有：U/RO=E/RO-I引入電源的短路電流IS，顯然，IS=E/RO，則上式變?yōu)?/p>

這便是電流源的數(shù)學(xué)模型，電路如上第38頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)R0=∞（相當(dāng)于并聯(lián)支路R0斷開），則I=IS，也就是說，負(fù)載電流I固定等于電源短路電流IS，而其兩端的電壓U則是任意的，僅由負(fù)載電阻及電源短路電流IS確定。我們把這樣的電流源稱為理想電流源或恒流源

電流源是用IS

和U/R0

兩條支路的并聯(lián)來表示，其數(shù)學(xué)描述為六．理想電流源理想電流源具有以下兩個基本性質(zhì)：輸出電流是一個定值IS，與端電壓U無關(guān)。輸出的電壓是任意的，其數(shù)值由外電路決定實際上，理想的電流源是不存在的:Why?第39頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電源開路時電路電流為零，電源輸出功率為零，電子設(shè)備沒有啟動，電路顯然不能工作，因此：開啟電路電源是電路開始工作的第一步電源開路是指電源開關(guān)斷開、電源的端電壓等于電源電動勢、電路電流為零、電源輸出功率為零的電路狀態(tài)七．電源其它知識

1、開路電源開路用表達(dá)式表示為

I=0U=U0=EP=0

電源開路示意圖如上圖

第40頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電源短路是一種非常危險的電路狀態(tài)，巨大的短路電流將燒壞電源,甚至引起火災(zāi)等事故電源短路是指電源兩端由于某種原因而直接被導(dǎo)線聯(lián)接的電路狀態(tài)。短路時電路的負(fù)載電阻為零、電源的端電壓為零，內(nèi)部將流過很大的短路電流2、短路電源短路用表達(dá)式表示為

I=IS=E/R0

U=0P=0

PE=ΔP=

R0I2電源短路示意圖如上圖

電源開路電壓、短路電流是實際電源的基本參數(shù)之一，可通過一個例題來理解(實例:P221-5-3)第41頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月確定某一元件是電源還是負(fù)載有兩種方法：（1）根據(jù)電壓和電流的實際方向來判別，方法如下：實際電流是從實際電壓方向的“+”端流出，U和I方向相反，則該元件為電源；實際電流是從實際電壓方向的“+”端流入，U和I方向相同，該元件為負(fù)載。一般來說，電源是作為提供功率的元件出現(xiàn)的，但是，有時也可能作為吸收功率的元件（作為負(fù)載）出現(xiàn)在電路3、電源與負(fù)載的判別實例:P231-5-4第42頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）根據(jù)電壓和電流的參考方向來判別，方法如下：當(dāng)元件的U、I方向選得一致時，若P=UI為正值，該元件是負(fù)載，反之，為電源；當(dāng)元件的U、I方向選得不一致時，若P=UI為正值，該元件是電源，反之，為負(fù)載。第43頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月額定值是電子設(shè)備的重要參數(shù)，電子設(shè)備在使用時必須遵循電子設(shè)備使用時的額定電壓、電流、功率及其它正常運(yùn)行必須保證的參數(shù)，這是電子設(shè)備的基本使用規(guī)則額定值是制作廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而對電壓、電流、功率及其它正常運(yùn)行必須保證的參數(shù)規(guī)定的正常允許值4、額定值與實際值當(dāng)然，實際電子設(shè)備受實際線路、其它負(fù)載等各種實際因素的影響，電壓、電流、功率等實際值不一定等于其額定值，但為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行及使用效率，它們的實際值必須與其額定值相差不多且一般不可超過其額定值。

(實例:P241-5-5練習(xí)：P27：1、3、4、5、6)第44頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月八．本課的重點

重點：電源模型及有載分析第45頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第四課

在本次課中，我們將介紹電源元件的串并聯(lián)聯(lián)接、電流源、電壓源相互之間的等效變換及其應(yīng)用等第46頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月一．電源元件的串并聯(lián)聯(lián)接所以：

I=（E2+E1）/（R2+R1+RL）

U=E2+E1-I（R2+R1）像電阻元件一樣，電源元件也存在聯(lián)接問題。兩個電壓源E1、E2的串聯(lián)聯(lián)接模型如右圖

對右圖電路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律有：

E2+E1=I（R2+R1）+IRL引入一個等效電壓源E，其電動勢E為E2+E1，內(nèi)阻R0為R2+R1

，用它取代電壓源E2、E1，其電路如上左圖

第47頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月可得出電壓源串聯(lián)聯(lián)接的結(jié)論：對負(fù)載而言，多個電壓源串聯(lián)可用一個電壓源等效，其電動勢為多個電壓源電動勢的代數(shù)和、內(nèi)阻為多個電壓源各自內(nèi)阻的和?？赏ㄟ^串接電壓源提高負(fù)載的工作電壓。第48頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩個電壓源E1、E2的并聯(lián)聯(lián)接的模型如右圖

求解電路（后面），有I2=（E1–E2）/（R1+R2）

兩個具有不同電動勢的電壓源并聯(lián)，高電動勢的電壓源將產(chǎn)生很大的輸出電流，低電動勢的電壓源將流入很大的電流。一般情況下，它將超過電源本身的承受能力，從而毀壞電源。因此，一般情況下，不同電壓源不能相互并聯(lián)第49頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月電流源相互聯(lián)接的特點：對負(fù)載而言，多個電流源并聯(lián)可用一個電流源等效，其短路電流為多個電流源短路電流的代數(shù)和、內(nèi)阻為分別多個電流源內(nèi)阻的并聯(lián)電阻。可通過并聯(lián)電流源提高負(fù)載的工作電壓。一般情況下，不同電流源不能相互串聯(lián)。第50頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．電壓源與電流源的等效變換的引入對負(fù)載電阻RL而言，無論是用電壓源表示的電源還是用電流源表示的電源，其負(fù)載特性是相同的

對負(fù)載電阻RL而言，電壓源與電流源，相互間是等效的，可以進(jìn)行等效變換。

第51頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．電壓源與電流源的等效變換的公式

令電流源的短路電流IS=E/RO，則電壓源、電流源負(fù)載特性相同。電壓源是用電動勢E和內(nèi)阻R0串聯(lián)來表示電源的電路模型，其數(shù)學(xué)描述為電流源是用IS

和U/R0

兩條支路的并聯(lián)來表示，其數(shù)學(xué)描述為電壓源向電流源轉(zhuǎn)換時，內(nèi)阻RO不變，電源的短路電流IS=E/RO

電流源向電壓源轉(zhuǎn)換時，內(nèi)阻RO不變，電源的電動勢

E=RO

IS第52頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例2.2.1】有一直流發(fā)電機(jī)，E=250V，R0=1Ω，負(fù)載電阻RL=24Ω，請用電源的兩種模型分別計算負(fù)載電阻上電壓U和電流I，并計算電源內(nèi)部的損耗和內(nèi)阻上的壓降電壓源與電流源的相互轉(zhuǎn)換對外部負(fù)載RL是等效的。

畫出電路如左圖

求解左圖（a），有：

求解左圖（b），有：

第53頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

電壓源與電流源的相互轉(zhuǎn)換對外部負(fù)載RL是等效的，但對電源內(nèi)部，是不等效的。

圖（a）內(nèi)阻上的壓降和內(nèi)部的損耗為：ΔU=IR0=10×1=10VΔP0=I2R0=102×1=100W圖（b）內(nèi)阻上的壓降和內(nèi)部的損耗為：第54頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月可適當(dāng)?shù)乩秒妷涸?、電流源的等效變換改變電路結(jié)構(gòu)從而產(chǎn)生直接電源串并聯(lián)關(guān)系

【例2.2.2】請計算右圖中2Ω電阻上的電流I可將左邊2V電壓源等效變換為電流源如上圖1A電流源與2A電流源并聯(lián)，可用一個電流源等效取代如左上圖左上圖中，有兩個電流源?？蓪⑺鼈兎謩e等效變換為電壓源如右上圖求解上圖，有

I=5/3A

練習(xí)：P30：1、2、3、4第55頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月受控電源可分為控制端（輸入端）和受控端（輸出端）兩個部分。如果控制端不消耗功率，受控端滿足理想電壓源（或電流源）特性，這樣的受控電源稱為理想受控電源。電壓源（或電流源）的輸出電壓（或電流）不受外部電路的控制，我們稱它為獨立電源。四．受控電源

1、受控電源的概念電壓源的輸出電壓和電流源的輸出電流受電路中其它部分的控制，這種電源稱為受控電源。第56頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月五．本課的重點

重點：電源兩種模型的等效變換難點：受控電源第57頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第五課

在本次課中，我們將介紹支路電流法與結(jié)點電壓法第58頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月一．上一課回顧電壓源E2沒有串聯(lián)負(fù)載，內(nèi)阻為零，故不可以

在下圖中，假定電路各參數(shù)如下：E1=6V，E2=4V，R1=R2=4Ω，R3=2Ω，在求解R3上的電流時可否將電壓源E1，E2分別變換為電流源以后合并并聯(lián)電流源從而求解出最終結(jié)果，為什么？

第59頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．支路電流法的引入當(dāng)列出全部的結(jié)點和回路方程時，有些方程不獨立。選擇獨立方程的原則如下：對n個結(jié)點、m條支路的電路，可列出n-1個獨立的結(jié)點電流方程和m-n+1個獨立的回路電壓方程。對復(fù)雜電路，通過合并串并聯(lián)電阻、電源等效變換等手段，依舊不能有效簡化電路，因此，必須尋求其它求解電路的方法以支路電流作為電路的變量，應(yīng)用基爾霍夫電流定律和電壓定律分別對結(jié)點和回路建立求解電路的方程組，通過求解方程組求出各支路電流并求出電路其它參數(shù)的分析方法便是支路電流法第60頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月圖中共有3個支路和2個結(jié)點對結(jié)點a應(yīng)用基爾霍夫電流定律，對abC、abd兩個回路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，可列出如下三個方程：

130=20I1+5I380=5I2+5I3I1+I2=I3

【例1】在右圖中，E1=130V、E2=80V、R1=20Ω、R2=5Ω、R3=5Ω，請求各支路電流？

I1=4A、I2=6A、I3=10A共同動手：P44：21、22第61頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．結(jié)點電壓法的引入其結(jié)點間電壓如下：

支路電流法是求解電路的基本方法，但隨著支路、結(jié)點數(shù)目的增多將使求解極為復(fù)雜

對右圖示兩個結(jié)點、多個支路的復(fù)雜電路第62頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)用結(jié)點電壓公式解題步驟如下：1、在電路圖上標(biāo)出結(jié)點電壓、各支路電流的參考方向；2、根據(jù)式(1-7-2)求出結(jié)點電壓注意：在用式(1-7-2)求出結(jié)點電壓時，電動勢的方向與結(jié)點電壓的參考方向相同時取正值，反之，取負(fù)值，最終結(jié)果與支路電流的參考方向無關(guān)。若電路圖中結(jié)點數(shù)目多于兩個，則式(1-7-2)不可直接使用，可列出聯(lián)立方程或變換到兩個結(jié)點求解。3、對各支路應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，可求出各支路電流；4、求解電路的其它待求物理量。第63頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月選定結(jié)點間電壓參考方向為U方向，根據(jù)式(1-7-2)，有

【例2】在右圖中，E1=130V、E2=80V、R1=20Ω、R2=5Ω、R3=5Ω，請求支路電流I3？第64頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月四．電位的引入電路中某一點的電位是指該點與電路參考電位點（一般情況下，假定電路參考電位點的電位為零）間的電壓值在電路分析中，利用電位概念，在具體畫電路圖時，我們可以不畫電源，而在各端標(biāo)以該點的電位。假定b點為參考電位點，為零電位，引入電位后，左圖可簡化為下圖若a點為參考點呢？見P34若參考點為c或d呢？動手：P43：16第65頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月五．運(yùn)用結(jié)點電壓公式求解三結(jié)點電路若電路圖中結(jié)點數(shù)目多于兩個，則式(1-7-2)不可直接使用將第三個結(jié)點斷開，用電位取代該電路塊，可用式(1-7-2)列出方程。將另一個結(jié)點斷開，用電位取代該電路塊，可用式(1-7-2)列出另一個方程。

求解方程組可求出各結(jié)點間電壓第66頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例3】計算下圖所示的電路中A點和B點電位。C點為參考點（VC=0

）引入電位VA，可列出BC結(jié)點間電壓方程；引入電位VB，可列出AC結(jié)點間電壓方程；方程組如上

VA=10VVB=20V若三結(jié)點以上電路呢？動手：P35：3、5P44：28第67頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月八．本課的重點重點：結(jié)點電壓法九．思考題

請列出下圖示電路的結(jié)點電壓公式第68頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月第六課

在本次課中，我們將介紹疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理。第69頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月一．上一課回顧（-3/16A）請計算下圖示電路I4的值第70頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月二．疊加原理在左圖中，我們假定要求電流I1

對于線性電路，任何一條支路的電流（或電壓），都可看成是由電路中各個電源（電壓源或電流源）分別作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。這便是疊加原理

可用式1-7-2求出結(jié)點電壓后再求電流I1。第71頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月顯然，左圖為線性電路，考慮電源E1單獨作用：將電壓源E2短路，電路如下圖

考慮電源E2單獨作用

分別求解上面的兩個電路再運(yùn)用疊加原理可求I1+第72頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩個電壓源相互并聯(lián)并給負(fù)載供電的電路如右圖

請計算兩個電壓源相互并聯(lián)并給負(fù)載供電時電源內(nèi)阻上的電流先考慮E1單獨作用：將E2短路，電路如上圖考慮E2單獨作用：將E1短路，電路如上圖一般情況下，負(fù)載電阻都遠(yuǎn)大于電壓源內(nèi)阻，所以，在分析電路時可將負(fù)載視為開路求解左上圖，有求解右上圖，有+第73頁，課件共81頁，創(chuàng)作于2023年2月三．戴維寧定理利用等效電源求解電路的理論