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1、电 工 学,任课教师: 虞爱娟,手机号码:13867857971,办公室: 10107,第 1 章 电路分析基础,1.1 电路的基本概念,1.2 基尔霍夫定律,1.3 支路电流法,1.4 叠加原理,1.5 理想电压源和理想电流源,1.6戴维宁定理,返 回,基本要求,分析与思考题,练习题,第1章 电路分析基础,1.1电路的基本概念,返回,下一页,上一页,第 1 章 电路分析基础,下一节,11,举例：,1.1电路的基本概念,一.电路的组成及功能,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,电源：,负载：,连接导线：,电路：由电源、负载及中间环节等元器件组成的总体， 是电流流通的闭合路径
2、。,电路的功能：,电能和其他形式能量之间的转换。,第一，电能量的传输、分配和转换。,第二，电信号的传送、转换和运算等。,二.电路元件和电路模型,电路元件：电路中的电源、负载等器件,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,电源元件：提供电能,无源元件：不能提供电能,电路模型：将实际电路中的元器件按其主要物理性质分别用理想中电路元件来表示时所构成的电路图。,今后讨论的对象就是由理想元件组成的电路模型。,理想电源元件,理想无源元件,复习：,电压；电动势；电位；电流,一、电路的主要物理量及欧姆定律：,二、例题：,欧姆定律,3、求图3所示电路的a、b两端的等效电阻,。,三.电路的工作状态
3、,（一）通路,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,电路的状态通路,电源的状态有载,电路中的参考点,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,Ucc,Va=UCC=6V Vb=UccRBIB=0.6V Vc=UccRCIC=4V,电路中的参考方向,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,在复杂的直流电路中，电压和电流的实际方向往往是无法预知的，且可能是待求的；而在交流电路中，电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。这时只能给它们假定一个方向作为电路分析和计算时的参考，这些假定的方向称为参考方向或正方向。,关联参考方向,三.
4、电路的工作状态,电路有3种工作状态：通路、开路、短路。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,端电压：电源的输出电压 电源外特性：电源的端电压与电流的关系 理想电源：如果电源的内阻为零，则电源的端电压等于电动势，其值不随电流而变。电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能力，称为电气设备的额定值。,（一）通路,电路电流：,电源端电压：,负载消耗功率：,端电压,电源的外特性,（二）开路,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,电路电流：,电源端电压：,（开路电压或空载电压）,（三）短路,短路电流：
5、,电源端电压：,四.电功率和电能,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,电气设备在单位时间内消耗的电能称为电功率。用P表示。,直流电路 ：,s,s,1.2 基尔霍夫定律,基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，又分为：,基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.2基尔霍夫定律,（一）基尔霍夫电流定律（KCL）,基尔霍夫电流定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,24a25,1.2基尔霍夫定律,（一）基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律的推广应用,基尔霍夫电流定律,第 1 章
6、 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,IC+ IBIE0,1.2基尔霍夫定律,（一）基尔霍夫电流定律（KCL）,例题：图示的部分电路中，已知I13A，I45A，I58A，试 求I2、I3和I6。,基尔霍夫电流定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.2基尔霍夫定律,（二）基尔霍夫电压定律（KVL）,基尔霍夫电压定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.2基尔霍夫定律,（二）基尔霍夫电压定律（KVL）,基尔霍夫电流定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.2基尔霍夫定律,（二）基尔霍夫
7、电压定律（KVL）,基尔霍夫电压定律的推广应用,基尔霍夫电流定律,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,RIUE 或 RIUUs 0,1.2基尔霍夫定律,（二）基尔霍夫电压定律（KVL）,基尔霍夫电流定律,例题：在图示回路中，已知E120V，E210V，Uab4V，Ucd=-6V，Uef5V，试求Ued和Uad。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,31,1.3 支路电流法,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,（1）确定支路数，选择各支路电流的参考方向。,支路数为3,（2）确定结点数，列出独立的结点电流方程式。,
8、结点数为n,则可列出n-1个独立的结点方程式,（3）确定余下所需的方程式数，列出独立的回路电压方程式。,（4）解联立方程式，求出各支路电流的数值。,1.3 支路电流法,例题：在图示电路中，已知US112V，US212V，R11， R22， R32， R44， 求各支路电流。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,分析与思考:,(1)列独立的回路方程式时，是否一定要选用网孔?,答：不一定。只要满足每次所选回路中至少有一条以前未用过的新支路即可。,下一题,上一题,返回分析与思考题集,(2)如果电路中含有理想电流源，理想电流源的电流已知，而电压是未知的，怎么办?,答：选回路
9、时避开含理想电流源支路，这样既可减少一个未知数，从而少列一个方程式，又不会引入新的未知数理想电流源的电压。,1.4叠加原理,原理内容,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,在含有多个电源的线性电路中，任一支路的电流和电压等于电路中各个电源分别单独作用时在该支路中产生的电流和电压的代数和。,叠加原理只适用于线性电路,1.4 叠加原理,使用要领,1、当考虑某一电源单独作用时，应令其他电源中US0，IS0，即应将其他理想电压源短路、其他理想电流源开路。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.4 叠加原理,使用要领,2、最后叠加时要注意各个电源单
10、独作用时的电流和电压分量的参考方向是否与总的电流和电压的参考方向一致，一致时前面取正号，不一致时前面取负号。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.4 叠加原理,使用要领,3、叠加原理只能用来分析和计算电流和电压，不能用来计算功率。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.4 叠加原理,原理正确性的验证,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.4 叠加原理,例题：图示电路中已知US10V，IS2A，R14， R21， R35， R43， 试用叠加原理求通过理想电压源的电流I5和理想电流源两端的电压U6。,第
11、1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,解：,理想电压源单独作用时,1.4 叠加原理,例题：图示电路中已知US10V，IS2A，R14， R21， R35， R43， 试用叠加原理求通过理想电压源的电流I5和理想电流源两端的电压U6。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,解：,理想电流源单独作用时,1.4 叠加原理,例题：图示电路中已知US10V，IS2A，R14， R21， R35， R43， 试用叠加原理求通过理想电压源的电流I5和理想电流源两端的电压U6。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,解：,二源共同作用时
12、,分析与思考:,（1）利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各处的电压和电流随电源电压或电流成比例的变化?,答：可以。比如电路中若理想电压源的电动势加倍，可相当于两个具有原来电动势的理想电压源串联。则根据叠加原理，电路中各处的电压、电流均应为二个原值相加即原值的二倍。,下一题,上一题,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,一.理想电压源 若电源的端电压是一个定值，它与电流的大小无关，这样的电源称为理想电压源。图中所示为电压与电流的关系特性，称为伏安特性或外特性,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页
13、,下一节,上一节,理想电压源的特点 （1）电源的电压是一个定值， （2）与输出电流无关，输出电流与外电路有关 （3）理想电压源能输出任意大小的电流而保持端电压不变,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,二.理想电流源 若电源的电流是一个定值，它与电源两端的电压无关，这样的电源称为理想电流源。,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,理想电流源的特点 （1）电源的电流是一个定值， （2）与电源两端的电压无关，端电压由外电路决定,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础
14、,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,三.实际电源的模型 实际电源可以用电压源的形式表示，也可以用电流源的形式表示。,实际电压源模型,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,三.实际电源的模型,实际电流源模型,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,四.实际电源两种模型的等效变换实际电源可以模拟为理想电压源与内阻串联的形式，也可以模拟为理想电流源与内阻并联的形式。同一个实际电源的两种形式所反映的外特性是相同的，这两种形式之间必然可以等效变换。,（a）,(b),1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节
15、,上一节,四.实际电源两种模型的等效变换等效变换的条件注意事项： 1.等效变换时，对外电路的电压和电流的大小和方向都不变。 2.理想电压源与理想电流源不能互换。 3.等效变换是对外电路等效，对电源内部并不等效。,1.5 理想电压源和理想电流源,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,四.实际电源两种模型的等效变换 例题（略），书本P21 解题技巧： 1.与理想电压源并联的电阻，使其开路； 2.与理想电流源串联的电阻，使其短路。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.6 戴维宁定理,二端网络：有两个出线端的电路，二端网络中含有电源时称为有源二
16、端网络。 戴维宁定理：任何线性有源二端网络可以用一个理想电压源US0和内阻R0相串联的支路来等效。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,1.6 戴维宁定理,1.6 戴维宁定理,解题步骤： 1、将待求支路提出，使剩下的电路成为有源二端网络。 2、求出有源二端网络的开路电压。 3、用等效电压源代替有源二端网络。 4、由简化的电路求出待求电流。,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,例题：图示电路中已知US18V，US25V， IS3A，R12， R25，R32，R48，试用戴维宁定理求通过R4的电流。,第 1 章 电路分析基础,返回,下一页,上一页,下一节,上一节,教学基本要求,1、了解电路的作用和组成。 2、了解电路的通路、开路和短路状态；了解电源的有载、空载和短路状态。理解额定值、负载大小和电功率的概念。 3、了解电路模型的概念。理解理想电阻元件的耗能特性、理想电压源的恒压特性和理想电流源的恒流特性。 4、理解电路的基尔霍夫定律并能正确应用。 5、掌握用支路电流法、叠加定理和戴维宁定理分析电路的方法。,
