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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页同学们好同学们好！下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 5.2 结点电压法结点电压法结点电压的概念：结点电压的概念：结点电压的概念：结点电压的概念： 任选电路中某一结点为零电位参考点任选电路中某一结点为零电位参考点任选电路中某一结点为零电位参考点任选电路中某一结点为零电位参考点( (用用用用 表示表示表示表示) )，其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。其他各结点对参考点的电压，称为结点电压。 结点电压的参考方向从结点指向参考结点
2、。结点电压的参考方向从结点指向参考结点。结点电压的参考方向从结点指向参考结点。结点电压的参考方向从结点指向参考结点。结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。结点电压法：结点电压法：结点电压法：结点电压法：以结点电压为未知量，列方程求解。以结点电压为未知量，列方程求解。以结点电压为未知量，列方程求解。以结点电压为未知量，列方程求解。 在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律在求出结点电压后，可应用基尔霍
3、夫定律或欧姆定律在求出结点电压后，可应用基尔霍夫定律或欧姆定律求出各支路的电流或电压。求出各支路的电流或电压。求出各支路的电流或电压。求出各支路的电流或电压。b ba aI I2 2I I3 3E E+ + I I1 1R R1 1R R2 2I IS SR R3 3 在左图电路中只含在左图电路中只含在左图电路中只含在左图电路中只含有两个结点，若设有两个结点，若设有两个结点，若设有两个结点，若设 b b 为参考结点，则电路为参考结点，则电路为参考结点，则电路为参考结点，则电路中只有一个未知的结中只有一个未知的结中只有一个未知的结中只有一个未知的结点电压。点电压。点电压。点电压。下一页下一页总目
4、录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2个结点的个结点的个结点的个结点的结点电压方程的推导：结点电压方程的推导：设：设：Vb = 0 V 结点电压为结点电压为 U，参参考方向从考方向从 a 指向指向 b。2. 应用欧姆定律求各支路电流应用欧姆定律求各支路电流 ：1. 用用KCL对结点对结点 a 列方程：列方程： I1 I2 + IS I3 = 0E1+I1R1U+baE2+I2ISI3E1+I1R1R2R3+U下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页将各电流代入将各电流代入将各电流代入将各电流代入KCLKCL方程则有：方程则有：方程则有：方程则有：整理得：整理得：整理
5、得：整理得：注意：注意：注意：注意：(1)(1) 上式上式上式上式仅适用于两个结点的电路。仅适用于两个结点的电路。仅适用于两个结点的电路。仅适用于两个结点的电路。(2) (2) 分母是各支路电导之和分母是各支路电导之和分母是各支路电导之和分母是各支路电导之和, , 恒为正值；恒为正值；恒为正值；恒为正值； 分子中各项可以为正，也可以可负。分子中各项可以为正，也可以可负。分子中各项可以为正，也可以可负。分子中各项可以为正，也可以可负。当当当当E 和和 IS与结点电压的参考方向相反时取正号（即压与结点电压的参考方向相反时取正号（即压与结点电压的参考方向相反时取正号（即压与结点电压的参考方向相反时取
6、正号（即压降时），相同时则取负号。而与各支路电流的参考方降时），相同时则取负号。而与各支路电流的参考方降时），相同时则取负号。而与各支路电流的参考方降时），相同时则取负号。而与各支路电流的参考方向无关。向无关。向无关。向无关。2 2个结点的个结点的个结点的个结点的结点电压方程的推导：结点电压方程的推导：结点电压方程的推导：结点电压方程的推导：即结点电压方程：即结点电压方程：即结点电压方程：即结点电压方程：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例: : 计算电路中计算电路中计算电路中计算电路中A A、B B 两点的电位。两点的电位。两点的电位。两点的电位。C C点为参考
7、点。点为参考点。点为参考点。点为参考点。I I3 3A AI I1 1B B5 5 5 5 + + 15V15V1010 1010 1515 + +- -65V65VI I2 2I I4 4I I5 5C CI I1 1 I I2 2 + + I I3 3 = 0= 0I I5 5 I I3 3 I I4 4 = 0= 0解：解：解：解：(1) (1) 应用应用应用应用KCLKCL对结点对结点对结点对结点A A和和和和 B B列方程列方程列方程列方程(2) (2) 应用欧姆定律求各电流应用欧姆定律求各电流应用欧姆定律求各电流应用欧姆定律求各电流(3) (3) 将各电流代入将各电流代入将各电流代
8、入将各电流代入KCLKCL方程，整理后得方程，整理后得方程，整理后得方程，整理后得5 5V VA A V VB B = 30= 30 3 3V VA A + 8+ 8V VB B = = 130130解得解得解得解得: : V VA A = 10V= 10V V VB B = 20V= 20V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1. 1. 非线性电阻的概念非线性电阻的概念非线性电阻的概念非线性电阻的概念线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比。线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正
9、比。 线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。线性电阻值为一常数。U UI IO O2.7非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：非线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。电阻两端的电压与通过的电流不成正比。 非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。非线性电阻值不是常数。U UI IO O线性电阻的线性电阻的线性电阻的线性电阻的伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性半导体二极管的半导体二极管的半导体二极管的半导体二极管的伏安特性伏安特性伏安特
10、性伏安特性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法非线性电阻元件的电阻表示方法静态电阻静态电阻静态电阻静态电阻（直流电阻）：（直流电阻）：（直流电阻）：（直流电阻）：动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）动态电阻（交流电阻）Q Q电路符号电路符号电路符号电路符号 静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解静态电阻与动态电阻的图解I IU UO OU UI I I I U UR R等于工作点等于工作点等于工作点等于工作点 Q Q 的电压的电压的
11、电压的电压 U U 与电流与电流与电流与电流 I I 之比之比之比之比 等于工作点等于工作点等于工作点等于工作点 Q Q 附近电压、附近电压、附近电压、附近电压、电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限电流微变量之比的极限下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2. 非线性电阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法条件：具备非线性电阻的伏安特性曲线条件：具备非线性电阻的伏安特性曲线条件：具备非线性电阻的伏安特性曲线条件：具备非线性电阻的伏安特性曲线解题步骤解题步骤解题步骤解题步骤: :(1) (1) 写出作用于
12、非线性电阻写出作用于非线性电阻写出作用于非线性电阻写出作用于非线性电阻 R R 的有源二端网络的有源二端网络的有源二端网络的有源二端网络 （虚线框内的电路）的负载线方程。（虚线框内的电路）的负载线方程。（虚线框内的电路）的负载线方程。（虚线框内的电路）的负载线方程。U U = = E E U U1 1 = = E E I I R R1 1I+_R1R+_EU1+_下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2) (2) 根据负载线方程在非线性电阻根据负载线方程在非线性电阻根据负载线方程在非线性电阻根据负载线方程在非线性电阻 R R 的伏安特性曲线的伏安特性曲线的伏安特性曲线的伏
13、安特性曲线 上画出有源二端网络的负载线。上画出有源二端网络的负载线。上画出有源二端网络的负载线。上画出有源二端网络的负载线。E EU UI IQ QU UI IO O(3) (3) 读出非线性电阻读出非线性电阻读出非线性电阻读出非线性电阻R R的伏安特性曲线与有源二端网络的伏安特性曲线与有源二端网络的伏安特性曲线与有源二端网络的伏安特性曲线与有源二端网络 负载线交点负载线交点负载线交点负载线交点 Q Q 的坐标（的坐标（的坐标（的坐标（U U，I I）。）。）。）。对应不同对应不同对应不同对应不同E E和和和和R R的情况的情况的情况的情况E EI IO OU U非线性电阻电路的图解法非线性电
14、阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法非线性电阻电路的图解法 负载线方程：负载线方程：负载线方程：负载线方程：U U = = E E I I R R1 1负载线负载线负载线负载线下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3. 3. 复杂非线性电阻电路的求解复杂非线性电阻电路的求解复杂非线性电阻电路的求解复杂非线性电阻电路的求解+ +_ _E E1 1R R1 1R RI I+ +_ _I IS SR R2 2+ +_ _E ER R0 0R RI I+ +_ _有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络等效电源等效电源等效电源等效电源 将非线性电阻将非线性电阻将非线性电阻将
15、非线性电阻 R R 以外的有源二端网络应用戴维宁定以外的有源二端网络应用戴维宁定以外的有源二端网络应用戴维宁定以外的有源二端网络应用戴维宁定理化成一个等效电源，再用图解法求非线性元件中的理化成一个等效电源，再用图解法求非线性元件中的理化成一个等效电源，再用图解法求非线性元件中的理化成一个等效电源，再用图解法求非线性元件中的电流及其两端的电压。电流及其两端的电压。电流及其两端的电压。电流及其两端的电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第3章章 电路的暂态分析电路的暂态分析3.2 3.2 换路定则与初始值的确定换路定则与初始值的确定换路定则与初始值的确定换路定则与初始值
16、的确定3.33.3一阶电路暂态过程的分析方法一阶电路暂态过程的分析方法一阶电路暂态过程的分析方法一阶电路暂态过程的分析方法3.4 3.4 一阶电路的几种常见响应一阶电路的几种常见响应一阶电路的几种常见响应一阶电路的几种常见响应3.1 3.1 电感元件与电容元件电感元件与电容元件电感元件与电容元件电感元件与电容元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页教学要求：教学要求：教学要求：教学要求： 稳定状态：稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程：暂态过程：暂态过程：暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡
17、过程。电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。 1. 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状 态响应、全响应的概念，以及时间常数的物态响应、全响应的概念，以及时间常数的物态响应、全响应的概念，以及时间常数的物态响应、全响应的概念，以及时间常数的物 理意义。理意义。理意义。理意义。 2. 2. 掌握换路定则及初始值的求法。掌握换路定则及初始值的求法。掌握换路定则及初始值的求法。掌握换路定则及初
18、始值的求法。 3. 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。掌握一阶线性电路分析的三要素法。掌握一阶线性电路分析的三要素法。掌握一阶线性电路分析的三要素法。第第3章章 电路的暂态分析电路的暂态分析下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电阻元件。电阻元件。描述消耗电能的性质描述消耗电能的性质根据欧姆定律根据欧姆定律:即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系线性电阻线性电阻线性电阻线性电阻 金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的导电性能有关导电性能有关，表达式为：表达式为：表明电能全部消耗在电阻上，转换
19、为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。电阻的能量电阻的能量Ru+_3.1 电感元件与电容元件电感元件与电容元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 描述线圈通有电流时产生磁场、描述线圈通有电流时产生磁场、描述线圈通有电流时产生磁场、描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。储存磁场能量的性质。储存磁场能量的性质。储存磁场能量的性质。1. 1. 物理意义物理意义物理意义物理意义电感电感:( H、mH)线性电感线性电感线性电感线性电感: : L L为常数为常数为常数为常数
20、; ; 非线性电感非线性电感非线性电感非线性电感: : L L不为常数不为常数不为常数不为常数3.1.1 电感元件电感元件电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)u +-线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。的导磁性能等有关。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页自感电动势：自感电动势：自感电动势：自感电动势：2. 2. 自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定自感电动势方向的判定(1) 自感电动势的参考方向自感电动势的参考方向规
21、定规定规定规定: :自感电动势的参考方向与电流参考方向相同自感电动势的参考方向与电流参考方向相同自感电动势的参考方向与电流参考方向相同自感电动势的参考方向与电流参考方向相同, , 或与磁通的参考方向符合或与磁通的参考方向符合或与磁通的参考方向符合或与磁通的参考方向符合右手螺旋定则。右手螺旋定则。右手螺旋定则。右手螺旋定则。+-eL+-L电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号S 线圈横截面积（线圈横截面积（m2） l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2) 自感电动势瞬时
22、极性的判别自感电动势瞬时极性的判别 0 0 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页( (3 3) ) 电感元件储能电感元件储能电感元件储能电感元件储能根据基尔霍夫定律可得：根据基尔霍夫定律可得：将上式两边同乘上将上式两边同乘上 i ，并积分，则得：并积分，则得：即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。源放还能量。磁场能磁场能磁场能磁场能下一页下一页总目录
23、总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.1.2 电容元件电容元件 描述电容两端加电源后，其两个极板描述电容两端加电源后，其两个极板描述电容两端加电源后，其两个极板描述电容两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质上分别聚集起等量异号的电荷，在介质上分别聚集起等量异号的电荷，在介质上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量的性质。中建立起电场，并储存电场能量的性质。中建立起电场，并储存电场能量的性质。中建立起电场，并储存电场能量的性质。电容：电容：uiC+_电容元件电容元件电容元件电容元件电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的电容器的电容与极板的尺寸及其间介
24、质的介电常数等关。介电常数等关。S 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数介电常数（F/m） 当电压当电压u变化时，在电路中产生电流变化时，在电路中产生电流:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电容元件储能电容元件储能将上式两边同乘上将上式两边同乘上 u，并积分，则得：并积分，则得：即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。能量。电场能电场能电场能电场能根据：根据：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页作业P53: 2.5.2 P60: 2-11 （第八讲结束）
