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1、第一章 电路的基本概念、基本定律和基本分析方法1. 1. 电路一般由电路一般由电源、负载和中间环节组成。组成。一、基本概念2、电路的工作状态：开路、短路、有载工作状态。有载工作状态。3、电路中物理量的正方向参考正方向：在分析计算时，对电量人为规定的方向。电路的实际方向：由电路中的参考方向并结合物理量的正负便可确定其实际方向 和极性。规定正方向的情况下欧姆定律的写法I与U的方向一致（关联参考方向）U = IRI与U的方向相反（非关联参考方向）U = IR电功率的判断：IUP=若电流的实际流向由电源正级流向负极，吸收功率或消 耗功率（起负载作用）若电流的实际流向由电源负级流向正极，输出功率或产生功
2、率（起电源作用）P吸= UI = 5(-1) = -5 W例 U = 5V， I = - 1A+IU+IU例 U = 4V， I = - 2AP吸= -UI = -4(-2) = 8W如题2图所示，元件A吸收功率为12W，则其两端电压U 为：D A 、3V ； B、3V ； C 、6V ； D 、6 题2图所示元件A的功率为： B A、吸收功率10W ； B、提供功率10W ； C、吸收功率20W ； D、提供功率20W16 基尔霍夫定律（克希荷夫定律，克氏定律）用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括克氏电流定律和克氏电压定律两个定律。名词注释：节点：三个或三个以上支路的联结点
3、支路：电路中每一个分支回路：电路中任一闭合路径(一) 克氏电流定律对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间 ，一个节点上电流的代数和为 0。 I1I2I3 I4克氏电流定律的依据：电流的连续性 I =0即：例 或：流入为正流出为负电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例I1+I2=I3例I=0克氏电流定律的扩展I=? I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R广义节点(二) 克氏电压定律对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位降等于电位升。或，电压的代数和为 0。例如： 回路#1 13311URIRI=+电位降电位升即：#1aI1I2
4、U2+-R1R3R2 +_I3bU1对回路#2： #223322URIRI=+电位升电位降对回路#3： 12211URIRI=+U2电位降电位升#3第3个方程不独立电位降为正电位升为负注意： 1、列KCL、KVL方程时，要先在电路图上标出电流、 电压或电动势的参考方向！2、列KVL方程时，还需先（顺时针或逆时针）选定 循行方向！写出下图中个图的电压平衡方程式。解：左1图：IR+Us+U=0左2图：IR-Us+U=0左3图：-IR+Us+U=0左4图：-IR-Us+U=01.电压源23 电源模型的等效变换主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。理想电压源 （恒压源） IUS+_abUab伏安
5、特性IUabUS特点：(1）无论负载电阻如何变化，输出电 压不变（2）电源中的电流由外电路决定，输出功率可以无穷大恒压源中的电流由外电路决定设: U=10VIU+ _abUab 2R1当R1 、R2 同时接入时： I=10AR2 2例当R1接入时 ： I=5A则：RS越大 斜率越大电压源模型伏安特性IU USUIRS +-USRLU = US IRS当RS = 0 时，电压源模型就变成恒压源模型由理想电压源串联一个电阻组成RS称为电源的内阻或输出电阻理想电流源 （恒流源)特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流 IS； abIUabIsIUabIS伏 安 特 性（2）输出电压由外电路决定
6、。2. 电流源恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设: IS=1 AR=10 时， U =10 VR=1 时， U =1 V则:例ISRSabUabIIsUabI外特性 电流源模型RSRS越大 特性越陡I = IS Uab / RS由理想电流源并联一个电阻组成当 内阻RS = 时，电流源模型就变成恒流源模型【 A 】题4图所示电路中，通过电压源上的电流I为：A、0A ； B、1A ； C、-5A ； D、5A+-U题4图所示电路中,5A电流源的端电压U为多少伏：30V【A 】题5图所示电路中，4电阻上电流I为：A、0 A ； B、1A ； C、2A ； D、4A【D 】题四图所示电路中，电流源
7、两端电压U为： A、0V ； B、10V ； C、40V ； D、40V 3.两种电源模型的等效互换 等效互换的条件：当接有同样的负载时，对外的电压电流相等。I = I Uab = Uab即：IRS +-UbaUabISabUabI RS等效互换公式 IRS + -U baUab()RIRIRIIUSSsSsab =I = I Uab = Uab若Uab = U IRS 则U IRS = RIRISSsU = ISRSRS = RS UabISabIRS例：电压源与电流源的等效互换举例I2 + -10V baUab5AabI10V / 2 = 5A25A 2 = 10VU = ISRSRS =
8、 RS IS = U / RS等效变换的注意事项 “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏-安特性一致），对内不等效。(1)IsaRSbUabI RLaUS+ -bIUabRS RLIS = US / RSRS = RS 注意转换前后 US 与 Is 的方向(2)aUS+ -bI RSUS+-bIRSaIsaRSbIaIsRS bI(3)恒压源和恒流源不能等效互换abIUab IsaUS+-bI(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RS和 RS不一定是电源内阻。例例2:2: 试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法 计算计算2 2
9、电阻中的电流。电阻中的电流。解解: : 8V8V+ + 2 22 2V V+ +2 2I I(d)(d)2 2由图由图(d)(d)可得可得6V6V3 3+ + + + 12V12V2A2A 6 61 11 1 2 2I I(a)(a)2A2A3 31 12 22V2V+ + I I2A2A6 61 1(b)(b)4A4A2 22 22 22V2V+ + I I(c)(c)例3 试计算1电阻中的电流 I 。解：+ 6V4V2A36241I2A362A24A+ 8V241A2A423AI1由分流公式：I 2A+ 8V21. 1. 在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路在图中标出各支路电流的参
10、考方向，对选定的回路标出回路循行方向。标出回路循行方向。 2. 2. 应用应用 KCL KCL 对结点对结点列出列出 ( ( n n1 )1 )个独立的结点电流个独立的结点电流方程。方程。 3. 3. 应用应用 KVL KVL 对回路对回路列出列出 b b( ( n n1 )1 ) 个个独立的回路独立的回路电压方程电压方程（通常可取通常可取网孔网孔列出列出） 。 4. 4. 联立求解联立求解 b b 个方程，求出各支路电流。个方程，求出各支路电流。b ba a+ + E E2 2R R2 2+ + R R3 3R R1 1 E E1 1I I1 1I I3 3I I2 2对结点对结点 a a：
11、例例1 1 ：1 12 2I I1 1+ +I I2 2 I I3 3=0=0 对网孔对网孔1 1：对网孔对网孔2 2：I I1 1 R R1 1 + +I I3 3 R R3 3= =E E1 1I I2 2 R R2 2+ +I I3 3 R R3 3= =E E2 2支路电流法的解题步骤支路电流法的解题步骤: :2-5 节点电位方程的推导过程设：则：各支路电流分别用VA表示为 ：33RVIA=2A 2RVUI2=11 1RVUIA=44 4RUVIA=）（I1AR1R2 +-+U1U2R3R4+-U4I2I3I4C431III+=节点电流方程：A点：2I+VA将各支路电流代入A节点电流方
12、程，然后整理得：2211321111 RU RU RRRVA+= +41 R+44 RUVA = 2211 RU RU+44 RU321111 RRR+41 R+将VA代入各电流方程，求出I1I4I1AR1R2 +-+U1U2R3R4+-U4I2I3I4CVA = 2211 RU RU+44 RU321111 RRR+41 R+找出列节点电位方程的规律性R5IS1IS2+IS1 IS2串联在恒流源中的 电阻不起作用如果并联有恒 流源支路，节 点电位方程应 如何写？节点电位方程有何规律性？A点节点电流方程：I1+I2-I3-I4+IS1-IS2=02-6 叠加原理在多个电源同时作用的线性电路中，
13、任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。概念:+BI2R1I1U1R2AU2I3 R3+ _+ _原电路I2R1I1R2ABU2I3 R3 +_U2单独作用+ _AU1BI2R1I1R2I3 R3U1单独作用叠加原理“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是将此恒 流源去掉，使电路开路。“恒压源不起作用”或“令其等于0”，即是将此恒 压源去掉，代之以导线连接。应用叠加定理要注意的问题1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予考虑的
14、恒流源应予以开路，即令 Is=0。3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。=+4. 迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率，即功率不能叠加。如：5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。设：则：I3R3=+例3：求I1 、 I2之值。1A1A 11+-1V1V I2I1ABCD采用叠加原理1A1A 11+-1V1V I2I1ABCD使所有恒流源不起作用I1 = I2 =0 A1A1A 11+-1V1V I2I1ABCD采用叠加原理使所有恒压源不起作用A，DB，C1I1I21A1A1I1=
15、1AI2= 1AI1 = I2 =0 AI1=1A，I2= 1AI1=1A， I2= 1A等效电源定理的概念有源二端网络用电源模型替代，称为等效电源定理。有源二端网络用电压源模型替代 - 戴维南定理有源二端网络用电流源模型替代- 诺顿定理一 戴维南定理有源二端网络RUSRS +_R注意：“等效”是指对端口外等效，即R两端 的电压和流过R电流不变有源二端网络可以用电压源模型等效,该等效 电压源的电压等于有源二端网络的开端电压；等效 电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络 的输入电阻。 等效电压源的内阻等于有源 二端网络相应无源二端网络 的输入电阻。（有源网络变 无源网络的原则是：电压源 短路，电流源断路）等效电压源的电压 （US ）等于有源二端网络的开端电压U ABO有源二端网络RABOSUU =有源二端网络ABOUABABUSRS + _RAB相应的 无源 二端网络ABRAB=RS（1）、线性含源单口网络的化简应用（2）、求某一条支路的响
