《电路PPT课件第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路PPT课件第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程名称：课程名称：电路分析基础电路分析基础A学时学时:56学分：学分：3.5任课教师：郜志峰任课教师：郜志峰适用专业：适用专业：电子、信息、电气类各专业电子、信息、电气类各专业课程性质：课程性质：电类专业必修的技术基础课电类专业必修的技术基础课课程的地位、任务：课程的地位、任务：电电路路分分析析基基础础是是电电路路理理论论的的入入门门课课程程，是是电电类类各各专专业业的的技技术术基基础础课课。它它将将着着重重阐阐述述线线性性非非时时变变电电路路的的基基本本概概念念、基基本本规规律律和和基基本本分分析析方方法法，为为后后继继课课程程打打下下牢牢固固的的电电路路分分析析的的基基础础，是是电电类类
2、各各专专业业本本科科生生的的核核心心课课程程之之一一。通通过过本本课课程程的的学学习习，学学生生不不但但能能获获得得电电路路分分析析的的基基本本知知识识，而而且且可可以以在在抽抽象象思思维维能能力力，分分析析计计算算能能力力，总总结结归归纳纳能能力力和和实实验验操操作作能能力力诸诸方方面面得得到到提提高高。本本课课程程的先修课程是的先修课程是高等数学高等数学和和大学物理大学物理。参考书：参考书：1、李瀚荪，吴锡龙、李瀚荪，吴锡龙，电路分析基础，电路分析基础(第第4版版)学习指导，学习指导，高等教育出版社，高等教育出版社，2006.122、周守昌主编，电路原理，高等教育出版社，、周守昌主编，电路
3、原理，高等教育出版社，1999.94、所用教材每章末所列参考书目。、所用教材每章末所列参考书目。作业要求：作业要求：1、在认真复习的基础上，独立完成作业。、在认真复习的基础上，独立完成作业。2、作业要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。、作业要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。3、邱关源主编、邱关源主编,电路电路(第第4版版)，高等教育出版社，高等教育出版社，1999.6第一章第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系集总参数电路中电压、电流的约束关系1.1电路及集总电路模型电路及集总电路模型1.2电路变量，电流，电压及功率电路变量，电流，电压及功率1.3基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.4
4、电阻元件电阻元件1.5电压源电压源1.6电流源电流源1.8分压公式和分流公式分压公式和分流公式1.7受控源受控源1.9两类约束，两类约束，KCL、KVL方程的独立性方程的独立性1.10支路分析支路分析(1)(1)能量的传输与转换能量的传输与转换负载负载电源电源中间环节中间环节发电机发电机发电机发电机升压升压升压升压变压器变压器变压器变压器输电线输电线降压降压降压降压变压器变压器变压器变压器电灯电灯电灯电灯电动机电动机电动机电动机电路的作用可分为两大方面：电路的作用可分为两大方面：(2)(2)信号的传递与处理信号的传递与处理放放放放大大大大器器器器话筒话筒扬声器扬声器信号源信号源负载负载话筒把声
5、音话筒把声音（信息）（信息）电信号电信号扬声器把扬声器把电信号电信号 声音声音（信息）（信息）1-1电路及集总电路模型电路及集总电路模型一、一、电路电路若干个电气设备或电子器件按照一定的方式连接若干个电气设备或电子器件按照一定的方式连接起来构成电流的通路，称为起来构成电流的通路，称为电路电路。二、二、集总假设、元件模型集总假设、元件模型 、集总假设集总假设：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的波长时，可将器件所反映的物理现象分别进行研究，即用三种基波长时，可将器件所反映的物理现象分别进行研究，即用三种基本元件表示器件的三种物理现象，这就是本元件表示器件
6、的三种物理现象，这就是集总假设集总假设。 采用集总假设的条件：采用集总假设的条件：实际电路的尺寸远小于电路使用时其实际电路的尺寸远小于电路使用时其最高工作频率所对应的波长。最高工作频率所对应的波长。例如，我国电力系统供电的频率为例如，我国电力系统供电的频率为50Hz，对应的波长为，对应的波长为 =6106m=6000kmcf3108m/s50Hz对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言，其对于以此为工作频率的实验室电气电子设备而言，其尺寸远尺寸远小于小于这一这一波长，可以按集总电路处理。波长，可以按集总电路处理。但是，对于远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电但是，对于远距离输电线来说
7、，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能按集总电路来处理，而要用分布参数表征。路分布的现象，不能按集总电路来处理，而要用分布参数表征。集总参数电路集总参数电路为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下，常为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下，常忽略实际电气部件的次要因素而突出其主要电磁性质，忽略实际电气部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它抽象为把它抽象为理想电路元件理想电路元件。理想电路元件理想电路元件是指只显示单一电磁现象，并且可以是指只显示单一电磁现象，并且可以用数学方法精确定义的用数学方法精确定义的电路元件。常见的电路元件。常见的理想电路元件理想电路元件是电阻、电感、电容、理
8、想电压源、理想电流源。是电阻、电感、电容、理想电压源、理想电流源。. .理想元件（集总元件）理想元件（集总元件） 电阻元件：电阻元件：只表示消耗电能的元件只表示消耗电能的元件 电容元件：电容元件：只表示储存电场能量的元件只表示储存电场能量的元件 电感元件：电感元件：只表示储存磁场能量的元件只表示储存磁场能量的元件 .3.实际元件的模型实际元件的模型 一个实际元件在某种条件下都可以抽象出它的模一个实际元件在某种条件下都可以抽象出它的模型。有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想型。有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想电路元件构成，有些实际元件的模型比较复杂，要用电路元件构成，有些实际元件
9、的模型比较复杂，要用几种理想电路元件来构成。几种理想电路元件来构成。i例如：一个白炽灯在有电流通过时例如：一个白炽灯在有电流通过时RRL 消耗电消耗电能能（电阻性）（电阻性） 产生产生磁场磁场储存磁场能量储存磁场能量（电感性）（电感性） 忽略忽略L L三三.电路模型电路模型 : 由集总（理想）元件构成的电路叫电路由集总（理想）元件构成的电路叫电路模型模型. .电路分析电路分析所研究的是所研究的是电路模型电路模型而不是实际电路。而不是实际电路。电源负载连接导线电路实体电路实体SUS电路模型电路模型RSRL+_电路分析理论所研究的对象都是由电路分析理论所研究的对象都是由理想电路元件理想电路元件组成
10、组成的实际电路的的实际电路的电路模型电路模型。 电路分析电路分析：给定电路结构及电路参数，求各部分的给定电路结构及电路参数，求各部分的电压、电流称为电压、电流称为电路分析电路分析。一、电流的参考方向一、电流的参考方向电流的参考方向：电流的参考方向：电流的参考方向：电流的参考方向：预先假定的方向，用箭头表示，也称预先假定的方向，用箭头表示，也称预先假定的方向，用箭头表示，也称预先假定的方向，用箭头表示，也称正方向正方向正方向正方向 根据所设方向进行计算，根据所设方向进行计算，根据所设方向进行计算，根据所设方向进行计算， 如果求出如果求出如果求出如果求出 i i00，则，则，则，则 真实方向与参考
11、方向一致真实方向与参考方向一致真实方向与参考方向一致真实方向与参考方向一致 如果求出如果求出如果求出如果求出 i i00 ，则，则，则，则 真实方向与参考方向相反真实方向与参考方向相反真实方向与参考方向相反真实方向与参考方向相反在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在图上标出，按所标参考方向进行
12、计算。图上标出，按所标参考方向进行计算。图上标出，按所标参考方向进行计算。图上标出，按所标参考方向进行计算。不设参考方向，不设参考方向，不设参考方向，不设参考方向，算出的结果没有意义。算出的结果没有意义。算出的结果没有意义。算出的结果没有意义。算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方向，但不要把参考方向改为真实方向。向，但不要把参考方向改为真实方向。向，但不要把参考方向改为真实方向。向，但不要把参考方向改为真实方向。i1-2电路变量，电流，电压及功率电路变量，电流，电压及功率
13、1.定义：单位正电荷由定义：单位正电荷由a点移动到点移动到b点所获得或失去的能点所获得或失去的能量，即为量，即为 a, b两点之间的电压。两点之间的电压。2.电压参考极性：与电流一样，电压也需要电压参考极性：与电流一样，电压也需要参考极性参考极性： u(t)=dw/dq若若a点电位低，点电位低，b点电位高，则点电位高，则正电荷正电荷获得能量。获得能量。若若a点电位高，点电位高，b点电位低，则点电位低，则正电荷正电荷失去能量。失去能量。用用用用+ +，- -号表示，号表示，号表示，号表示， + 号表示高电位，号表示高电位，号表示高电位，号表示高电位， - - 表示低电位。表示低电位。表示低电位。
14、表示低电位。u uab指指指指ab的电压降的电压降的电压降的电压降 按所设按所设参考极性参考极性进行计算进行计算如果求出如果求出uab0，则，则真实极性与参考极性一致。真实极性与参考极性一致。如果求出如果求出uab0)0时，时，时，时， 电路元件吸收功率电路元件吸收功率电路元件吸收功率电路元件吸收功率p p( (t t)0)0时，时，时，时， 电路元件放出功率电路元件放出功率电路元件放出功率电路元件放出功率四、功率四、功率功率功率功率功率 p p( (t t)=)=d dw w/ /d dt t= =u ud dq q/ /d dt t= =uiuiiu+-ab在关联参考方向下在关联参考方向下
15、 p(t)=ui在非关联参考方向下在非关联参考方向下 p(t)=ui基尔霍夫定律具有普遍的适用性，适用于由各种不同元基尔霍夫定律具有普遍的适用性，适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电压和电流。件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电压和电流。1.3 1.3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律是基尔霍夫定律是集总集总电路的基本定律，是电路分电路的基本定律，是电路分析理论中最基本、最重要的一个定律。析理论中最基本、最重要的一个定律。基尔霍夫定律又分为电流定律和电压定律。基尔霍夫定律又分为电流定律和电压定律。分别分别是集总电路中电流和电压遵循的基本规律，是分析集是集总电路中电流和电压
16、遵循的基本规律，是分析集总电路的基本依据。总电路的基本依据。abcdi1i2i3+-+-+-+uS1uS2u1u2R1R2R31.3.1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（1 1）. .支路支路：任何一个二端元件称为一条支路。如图任何一个二端元件称为一条支路。如图中有中有ab,ac,ad,bc,bd共共5 5条支路。条支路。（2 2）. .节点节点：两条或两条以上支路的连接点。如两条或两条以上支路的连接点。如图中有图中有a,b,c,d共共4 4个节点。个节点。1 1、支路和节点、支路和节点注意注意：两个虚线框中，：两个虚线框中，a,b各为一个节点。各为一个节点。基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（
17、KirchhoffsCurrentLaw，简称，简称KCL）KCL是是电荷守恒法则电荷守恒法则电荷守恒法则电荷守恒法则的反映，的反映，或者说是或者说是电流连续性原理电流连续性原理电流连续性原理电流连续性原理的反映。的反映。例如对图中的节点例如对图中的节点a而言而言ci1+-+-uS1u1R1i3R3abdi2+-+uS2u2R2由于电流的连续性，流入任由于电流的连续性，流入任一节点的电流之和必定等于一节点的电流之和必定等于流出该节点的电流之和。流出该节点的电流之和。i1+i2=i3或改写为或改写为i1+i2i3=0即，如果流入节点的电流前面取正号，流出节点的电流即，如果流入节点的电流前面取正号
18、，流出节点的电流前面取负号，那么该节点上电流的代数和就等于零。前面取负号，那么该节点上电流的代数和就等于零。显然上述结论适用于任何电路的任何节点，而且对任显然上述结论适用于任何电路的任何节点，而且对任意波形的电流来说，这一结论在任一瞬间也是适用的意波形的电流来说，这一结论在任一瞬间也是适用的。KCL可表述为可表述为:在电路的任何一个节点上在电路的任何一个节点上,同同一瞬间电流的代数和等于零。一瞬间电流的代数和等于零。用公式表示用公式表示,即即 i=0在直流电路中为在直流电路中为 I=0、KCL的推广应用的推广应用KCL可推广应用于电路可推广应用于电路中的任何一个中的任何一个假定的闭合面假定的闭
19、合面。i1ABCi2IAIBICi3例如对右图所示电路例如对右图所示电路i1+i2i3=0或或 i=0由于闭合面具有与结点相同由于闭合面具有与结点相同的性质，因此称为的性质，因此称为广义节点广义节点。关于关于KCL的几点说明：的几点说明：(1)KCL阐明了电路中与任一节点有关的各电流之间阐明了电路中与任一节点有关的各电流之间的关系，其反映的是电流连续性原理。的关系，其反映的是电流连续性原理。集总参数集总参数集总参数集总参数电路中的节点不能聚集电荷，有多少电荷流入就电路中的节点不能聚集电荷，有多少电荷流入就电路中的节点不能聚集电荷，有多少电荷流入就电路中的节点不能聚集电荷，有多少电荷流入就必须有
20、多少电荷流出。必须有多少电荷流出。必须有多少电荷流出。必须有多少电荷流出。 (2)KCL具有普遍适用性。既适用于任一瞬时任何变具有普遍适用性。既适用于任一瞬时任何变化的电流，也适用于由各种不同元件构成的电路。化的电流，也适用于由各种不同元件构成的电路。此定律与元件性质无关，是对支路电流所加的约束。此定律与元件性质无关，是对支路电流所加的约束。此定律与元件性质无关，是对支路电流所加的约束。此定律与元件性质无关，是对支路电流所加的约束。(3)KCL不仅适用于任一节点，而且还适用于电路中不仅适用于任一节点，而且还适用于电路中任何一个假定的闭合面（广义节点）。任何一个假定的闭合面（广义节点）。(4)应
21、用应用KCL列任一结点的电流方程时，一定要先在列任一结点的电流方程时，一定要先在电路图上标出电流的参考方向。电路图上标出电流的参考方向。I1I3I4I209A若I1I22AI48A 求：I309I382（）I319AKCL电流的参考方向与实际方向相反I1I2I3I4例例:解解:得到得到:例例1：在图示电路中，已知：在图示电路中，已知 I1=2A， I2=-1A，I6=4A， 求未知电流求未知电流 I3，I4， I5。DBACI4I5I6I2I1I3对节点对节点A列列KCL方程方程设电流流出为正设电流流出为正解：解：I1-I2+I3=0I3=-I1+I2=-2+(-1)=-3AI3的真实方向与参
22、考方向相反的真实方向与参考方向相反I4=I3=-3A对节点对节点C列列KCL方程方程I2-I4+I5-I6=0I5=-I2+I4+I6=-(-1)+(-3)+(4)=2A真实方向与参考方向相同。真实方向与参考方向相同。也可用节点也可用节点B求：求：-I1-I5+I6=0I5=-I1+I6=(-2)+(4)=2A解后总结：解后总结： 注意两套符号注意两套符号: 括号前的符号括号前的符号取决于参考方向相对于节点的关系。取决于参考方向相对于节点的关系。设流出为正，流入为负，是列方程出现的符号。设流出为正，流入为负，是列方程出现的符号。 括号里的符号括号里的符号是电流本身的符号，反映真实方向和是电流本
23、身的符号，反映真实方向和参考方向的关系，正的相同，负的相反。参考方向的关系，正的相同，负的相反。 求出的值无论正负，都不要把参考方向改成真实求出的值无论正负，都不要把参考方向改成真实方向。方向。请认真体会相关概念，解题规范。多加练习！请认真体会相关概念，解题规范。多加练习！1 1、回路和网孔、回路和网孔回路回路：由电路元件组成的闭合路径称为：由电路元件组成的闭合路径称为回路回路。如上图中有如上图中有adbca、abda和和abca三个回路。三个回路。网孔网孔：未被其它支路分割的单孔回路称为未被其它支路分割的单孔回路称为网孔网孔。如上图中有如上图中有adbca和和abda两个网孔。两个网孔。ab
24、cdi1i2i3+-+-+-+uS1uS2u1u2R1R2R31.3.2基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KirchhoffsVoltageLaw，简称，简称KVL）KVL反映的是反映的是电位单值性原理电位单值性原理电位单值性原理电位单值性原理（能量守恒）（能量守恒）（能量守恒）（能量守恒）cI1+-+-US1U1R1I3R3abdI2+-+US2U2R2例如对图中的回路例如对图中的回路adbca而言而言,由于由于电位的单值性电位的单值性电位的单值性电位的单值性, ,若从若从若从若从a点出点出点出点出发发发发, ,沿回路环行一周又回到沿回路环行一周又回到沿回路环
25、行一周又回到沿回路环行一周又回到a点点点点, ,电位的变化应等于零。电位的变化应等于零。电位的变化应等于零。电位的变化应等于零。US2U2+U1US1=0即，如果与回路环行方向一致的电压前面取正号，与回即，如果与回路环行方向一致的电压前面取正号，与回路环行方向相反的电压前面取负号，那么该回路中各电路环行方向相反的电压前面取负号，那么该回路中各电压的代数和就等于零。压的代数和就等于零。显然上述结论适用于任何电路的任一回路，而且对任显然上述结论适用于任何电路的任一回路，而且对任意波形的电压来说，这一结论在任一瞬间也是适用的意波形的电压来说，这一结论在任一瞬间也是适用的。KVLKVL可表述为可表述为
26、可表述为可表述为:在电路的任何一个回路中，沿同一方向循在电路的任何一个回路中，沿同一方向循在电路的任何一个回路中，沿同一方向循在电路的任何一个回路中，沿同一方向循行行行行, ,同一瞬间电压的代数和等于零。同一瞬间电压的代数和等于零。同一瞬间电压的代数和等于零。同一瞬间电压的代数和等于零。用公式表示用公式表示,即即 u=0在直流电路中为在直流电路中为 U=02、KVL的推广应用的推广应用KVL可推广应用于任何一个可推广应用于任何一个假定闭合的一段电路。假定闭合的一段电路。例如对右图所示电路例如对右图所示电路uS+Riu=0或或u=uS+Ri+-uSi+-uRab例：已知已知求：求：U2=？E1=
27、5V，电压的实际方向与参考方向相反E2=3VU3=8V，U1=2V，U2E2U3+E1+U1=0U2(3)8+5+(2)=0KVL解：应用解：应用KVLU2=2VE2U3E1U1U2eabdc+关于关于KVL的几点说明的几点说明：(1)KVL阐明了电路中与任一回路有关的各电压之间阐明了电路中与任一回路有关的各电压之间的关系，其反映的是电位单值性原理。或者说的关系，其反映的是电位单值性原理。或者说此此 定律反映了能量守恒原理，单位正电荷从定律反映了能量守恒原理，单位正电荷从 A点出点出 发绕行一周回到发绕行一周回到A点得到或失去的能量为零。点得到或失去的能量为零。(2)KVL具有普遍适用性。既适
28、用于任一瞬时任何变具有普遍适用性。既适用于任一瞬时任何变化的电压，也适用于由各种不同元件构成的电路。化的电压，也适用于由各种不同元件构成的电路。KVL与元件性质无关，是对支路电压所加的约束。与元件性质无关，是对支路电压所加的约束。 (3)KVL不仅适用于电路中任一闭合的回路，而且还不仅适用于电路中任一闭合的回路，而且还可以推广应用于任何一个假定闭合的一段电路。可以推广应用于任何一个假定闭合的一段电路。(4)应用应用KVL时应注意时应注意,首先选定回路的循行方向首先选定回路的循行方向,规定规定参考方向参考方向与回路循行方向一致的电压前面取正号与回路循行方向一致的电压前面取正号,与与回路循行方向相
29、反的电压前面取负号。回路循行方向相反的电压前面取负号。 此定律反映了能量守恒原理，单位正电荷从此定律反映了能量守恒原理，单位正电荷从A点出发点出发绕行一周回到绕行一周回到A点得到或失去的能量为零。点得到或失去的能量为零。KVL与元件性质无关，是对支路电压所加的约束。与元件性质无关，是对支路电压所加的约束。 回路电压方程回路电压方程 = = =nkuk10u3u5u1u4u2A从从A点出发，沿顺时针方向点出发，沿顺时针方向（也可相反），电压降取正，（也可相反），电压降取正，电压升取负。电压升取负。u1+u2-u3+u4-u5=0这五个电压线性相关。如果只有一个未知电压，未知电压可求。这五个电压线
30、性相关。如果只有一个未知电压，未知电压可求。V：V：例：例：求图示电路中的求图示电路中的U1、U2、U3解题中需要注意的问题解题中需要注意的问题两套符号：两套符号：一是参考极性与绕行方向的关系，遇电压降取正，一是参考极性与绕行方向的关系，遇电压降取正，电压升取负，即括号前的符号。电压升取负，即括号前的符号。二是数值本身的符号，即括号里的符号，反映电二是数值本身的符号，即括号里的符号，反映电压参考极性与真实极性关系。压参考极性与真实极性关系。求出的值无论正负，都不要把电压参考方向改成求出的值无论正负，都不要把电压参考方向改成真实方向。真实方向。12v6vU2U32vU1U1-(6)-(2)=0U
31、1=6+2=8VU3-(6)-(12)=0U3=6+12=18VU2+U3-U1=0U2=-U3+U1=-(18)+(8)=-10V或：或：U2=2V+(-12V)=-10V 线性电阻：电阻的伏安特性曲线是一条经过坐标原点的直线线性电阻：电阻的伏安特性曲线是一条经过坐标原点的直线。 非时变电阻非时变电阻：电阻的伏安特性曲线不随时间变化。电阻的伏安特性曲线不随时间变化。 线性非时变电阻线性非时变电阻：其伏安特性曲线是一条不随时间变化的且经其伏安特性曲线是一条不随时间变化的且经过坐标原点的直线。过坐标原点的直线。欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律 u u= =RiRi电压电流关系电压电流关系电压电流
32、关系电压电流关系 VCRVCR (voltagecurrentrelation)(voltagecurrentrelation)元件约束元件约束元件约束元件约束线性电阻对原点对称且具有双向性。线性电阻对原点对称且具有双向性。线性电阻对原点对称且具有双向性。线性电阻对原点对称且具有双向性。电导电导电导电导 G G= =1/R1/R ，单位：西门子，单位：西门子，单位：西门子，单位：西门子(S)(S)ui0=iR开路开路ui0=0=Ru短路短路 uiR对于线形非时变电阻，关联参考方向对于线形非时变电阻，关联参考方向1-4 电阻元件电阻元件若在若在dt时间内，由时间内，由a点转移到点转移到b点的正电
33、荷为点的正电荷为dq，且由，且由a到到b为电压降为电压降u，则正电荷失去的能量为，则正电荷失去的能量为 dw=udqp p( (t t)0)0时，时，时，时， 电路元件吸收功率电路元件吸收功率电路元件吸收功率电路元件吸收功率p p( (t t)0)0时，时，时，时， 电路元件放出功率电路元件放出功率电路元件放出功率电路元件放出功率功率功率功率功率功率功率 p p( (t t)=)=d dw w/ /d dt t= =u ud dq q/ /d dt t= =uiuiiu+-ab在关联参考方向下在关联参考方向下 p(t)=ui在非关联参考方向下在非关联参考方向下 p(t)=ui 电阻的功率阻的功
34、率 正正电阻阻的的电压电流的真流的真实方向方向总是一致的是一致的，所所以以p总是大于零的，是大于零的，正正电阻是耗阻是耗能能元件。元件。RURIIUP22=直流直流iu+-ab在关联参考方向下在关联参考方向下 p(t)=ui在非关联参考方向下在非关联参考方向下 p(t)=ui1-5 电压源电压源 理想电压源理想电压源的端电压为定值或一定的时间函数，与的端电压为定值或一定的时间函数，与流过的电流无关，流过它的电流的大小由外电路决定。流过的电流无关，流过它的电流的大小由外电路决定。 uiUs(t1）0t1时刻的伏安特性时刻的伏安特性+Us,us-电压源的符号电压源的符号Us 理想电压源和电阻元件的
35、串联组合可以构成实际电压理想电压源和电阻元件的串联组合可以构成实际电压源的模型。源的模型。电源是向源是向电路提供能量的有源元件，作路提供能量的有源元件，作为电路的路的输入，也入，也称为称为激励。激励。电源分源分为为电压源和源和电流源。流源。理想电源元件理想电源元件当实际电源本身的功率损耗可以忽略不计当实际电源本身的功率损耗可以忽略不计,即电源内阻即电源内阻可以忽略不计可以忽略不计,这种电源便可以用一个理想电源元件来表示这种电源便可以用一个理想电源元件来表示.理想电压源理想电压源(恒压源恒压源)+_+_USU=定值定值I图形符号图形符号UIUSO伏安特性伏安特性特点特点:输出电压输出电压U为定值
36、为定值,与外电路无关。与外电路无关。U=US输出电流输出电流I不是定值不是定值,由外电路决定。由外电路决定。(a)凡是与恒压源并联的元件，其两端的电压均凡是与恒压源并联的元件，其两端的电压均等于恒压源的电压，即等于恒压源的电压，即U=US。(b)当与恒压源并联的元件的量值变化时（不应当与恒压源并联的元件的量值变化时（不应短路），不会影响电路其余部分的电压和电流短路），不会影响电路其余部分的电压和电流，仅影响该元件自身和恒压源的电流。仅影响该元件自身和恒压源的电流。+_+_USU=USIR1R2I1I2关于恒压源的几点结论：关于恒压源的几点结论：注意：不同的恒压源元件是不允许直接并联的，注意：不
37、同的恒压源元件是不允许直接并联的，某个恒压源串联电阻后可以与恒压源并联。某个恒压源串联电阻后可以与恒压源并联。+_+_US=US1+US2I(c)多个恒压源串联时，可合并成一个等效的多个恒压源串联时，可合并成一个等效的恒压源恒压源。+_+US1US2I等效等效多个串联恒压源合并时，应考虑每个恒压源多个串联恒压源合并时，应考虑每个恒压源的参考方向的参考方向。 理想电流源提供一定值的电流或一定时间函数的理想电流源提供一定值的电流或一定时间函数的电流，与端电压无关。理想电流源两端电压的值由外电流，与端电压无关。理想电流源两端电压的值由外电路决定。电路决定。电流源和流源和电阻的并阻的并联可以构成可以构
38、成实际电流源的模型。流源的模型。 iuis(t1）0t1时刻的伏安特性时刻的伏安特性is,Is电流源的符号电流源的符号1-6 电流源电流源理想电流源理想电流源(恒流源恒流源)+_ISUI=定值定值UI图形符号图形符号O伏安特性伏安特性特点特点:输出电流输出电流I为定值为定值,与外电路无关。与外电路无关。I=IS输出电压输出电压U不是定值不是定值,由外电路决定。由外电路决定。IS(a)凡是与恒流源串联的元件，其电流均等于恒凡是与恒流源串联的元件，其电流均等于恒流源的电流，即流源的电流，即I=IS。(b)当与恒流源串联的元件的量值变化时（不应当与恒流源串联的元件的量值变化时（不应开路），不会影响电
39、路其余部分的电压和电流开路），不会影响电路其余部分的电压和电流，仅影响该元件自身和恒流源的电压。仅影响该元件自身和恒流源的电压。IR1R2+_ISU关于恒流源的几点结论：关于恒流源的几点结论：注意：不同的恒流源元件是不允许串联的注意：不同的恒流源元件是不允许串联的(c)多个恒流源并联时，可合并成一个等效多个恒流源并联时，可合并成一个等效的恒流源。的恒流源。等效等效IS1IS=IS1+IS2IS2II多个并联恒流源合并时，应考虑每个恒流源多个并联恒流源合并时，应考虑每个恒流源的参考方向的参考方向。理想电源元件的两种工作状态理想电源元件的两种工作状态(1)起电源作用起电源作用当恒压源或恒流源的电压
40、和电流的当恒压源或恒流源的电压和电流的实际方向实际方向与下图中与下图中的参考方向的参考方向相同相同时，它们时，它们输出输出电功率，起电功率，起电源电源作用。作用。+_+_USU=定值定值I+_ISUI=定值定值恒压源恒压源恒流源恒流源+_(2)起负载作用起负载作用当恒压源或恒流源的电压或电流的某一个的当恒压源或恒流源的电压或电流的某一个的实际方向实际方向与与上图中的参考方向上图中的参考方向相反相反时时,它们它们取用取用电功率电功率,起起负载负载作用作用.U例例电路如图，试列出外环回路的电路如图，试列出外环回路的KVL方程方程解：解：U+_IR1R2+_ISUSR3注意：电流源元件两端是有电压的
41、注意：电流源元件两端是有电压的R1IS+US+R3IU=0 例例 图示电路中图示电路中I=0，求求US及及3 电阻消耗的功率（电阻消耗的功率（5 5分）分）解：解： I1=ISI=2AP=R1I12=322=12WI+_2AUS2 3 R2R1ISI1US=R2I+R1I1=32=6V 例例 试判断上例中试判断上例中US和和IS是起电源作用还是起负载作用，是起电源作用还是起负载作用，并验证功率平衡关系。并验证功率平衡关系。因因I=0，US既不起电源作用，亦不起负载作用既不起电源作用，亦不起负载作用解：解：因功率为负值，可判断因功率为负值，可判断IS起电源作用起电源作用因因 I=0，R2不消耗功
42、率，可见满足不消耗功率，可见满足功率平衡关系。功率平衡关系。PIs=USIS=62=12W受控源受控源受控源受控源：电压源的电压或电流源的电流受电路中：电压源的电压或电流源的电流受电路中其它部分的电压或电流控制。其它部分的电压或电流控制。受控源受控源的类型的类型1.电压控制电压源电压控制电压源VCVS3.电流控制电压源电流控制电压源CCVS控制量有控制量有控制量有控制量有电压电压电流电流受控量有受控量有受控量有受控量有电压电压电流电流2.电压控制电流源电压控制电流源VCCS4.电流控制电流源电流控制电流源CCCS独立电源独立电源独立电源独立电源：电压源的电压或电流源的电流是独立存：电压源的电压
43、或电流源的电流是独立存在的，与电路中其它部分的电压或电流无关。在的，与电路中其它部分的电压或电流无关。一一.受控源的类型和符号受控源的类型和符号 1-7 受控源受控源受控源：受电路中其它支路的电压或电流控受控源：受电路中其它支路的电压或电流控制的电压源或电流源。制的电压源或电流源。电压放大器电压放大器+u1-+-u2=u1u1+u1-+-一一.受控源的类型和符号受控源的类型和符号电压控制电压源电压控制电压源VCVS理想情况下理想情况下，电压控制支路是开路的，控制支路是开路的，电流控制支路是短路的流控制支路是短路的本课程讨论本课程讨论的是的是线性受控源性受控源，即，即上述四种受控源上述四种受控源
44、的参数的参数,r ,g,都是常数都是常数电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1i2u2+-电流控制电压源电流控制电压源 CCVS +u1-+-ri1i1+u2i2-电压控制电流源电压控制电流源 VCCS +u1-gu1i1+-i2u2电流控制电流源电流控制电流源 CCCS +u1-ai1u2+-i1i2一一.受控源的类型和符号受控源的类型和符号二二. 独立源与受控源的区独立源与受控源的区别3.受控源均为受控源均为四端四端耦合器件耦合器件3.独立源均为独立源均为二端二端元件元件2.受控源不能作为电路的受控源不能作为电路的输入，它只不过是电子器件输入，它只不过是电子器件电路模型
45、的组成部分。电路模型的组成部分。2.独立源在电路中均作独立源在电路中均作为电路的输入，称为为电路的输入，称为激激励励，它在电路中产生的，它在电路中产生的电压电流称为电压电流称为响应响应。1.受控电压源的端口电压、受控电压源的端口电压、受控电流源的端口电流受控电流源的端口电流不是不是定值，而是受其它支路电压定值，而是受其它支路电压或电流的控制，即是与控制或电流的控制，即是与控制电路电压，电流相关的。电路电压，电流相关的。1.电压源的电压、电压源的电压、电电流源的电流流源的电流是一定值，是一定值，或是确定的时间的函数，或是确定的时间的函数，与外电路无关。与外电路无关。受控源受控源独立源独立源电压控
46、制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1i2u2+-电流控制电压源电流控制电压源 CCVS +u1-+-ri1i1+u2i2-电流控制电流源电流控制电流源 CCCS +u1-ai1u2+-i1i2电压控制电流源电压控制电流源 VCCS +u1-gu1i1+-i2u2三三. . 受控源的伏安特性受控源的伏安特性受控电压源伏安特性曲线受控电压源伏安特性曲线u2=x1u2=x2u2=x3u2i2 受控电流源伏安特性曲线受控电流源伏安特性曲线i2i2=x1u2i2=x2i2=x3电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1-+-u1i1i2u2+-电流控制电压源电流控制电压源 CCVS +
47、u1-+-ri1i1+u2i2-电流控制电流源电流控制电流源 CCCS +u1-ai1u2+-i1i2电压控制电流源电压控制电流源 VCCS +u1-gu1i1+-i2u2四四. . 受控源功率受控源功率p(t)=u1i1+u2i2=u2i2(因因u1、i1中中总总有一个有一个为零）零）例例求图示电路中受控源提供的电流求图示电路中受控源提供的电流2I及每个元件的功率。及每个元件的功率。 P P11= =I32 2 x1 1 =(-1) =(-1)2 2 x1=11=1W解：解： 1+2I+2=0I=( 2+1)/2= 0.5A受控源提供的电流受控源提供的电流2I=2( 0.5)= 1A2V+1
48、V-+-12I1I2II3I2故故I3= 1AI1=I+I3= 1.5AI2=I1+2I= 1.5-1= 2.5AP1V= 1VI1= 1 ( 1.5)=1.5W（1V电压源消耗功率，起负载作用）电压源消耗功率，起负载作用）P2V=2VI2=2( 2.5)= 5W（1V电压源提供功率，起电源作用）电压源提供功率，起电源作用）P控控= 2V2I= 4( 0.5)=2W(负载负载)P2=2I2 =2( 0.5)2=0.5W因因2I=1I3按最大回路，由按最大回路，由KVL满足功率平衡关系满足功率平衡关系电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序相联，并且在这些电阻
49、中通过相联，并且在这些电阻中通过同一电流同一电流同一电流同一电流，则这样，则这样的联接方法称为电阻的串联。的联接方法称为电阻的串联。串联电阻串联电阻分压公式分压公式等效电阻等效电阻R=R1+R2RUI+R1R2UIU2U1+U2=UR1+R2R2电阻的串联及串联电阻分压公式电阻的串联及串联电阻分压公式电阻的串联及串联电阻分压公式电阻的串联及串联电阻分压公式1-8 分压公式和分流公式分压公式和分流公式电阻的串阻的串联及分及分压公式公式串串联电阻：若干个阻：若干个电阻流阻流过同一个同一个电流叫串流叫串联，这些些电阻叫阻叫串串联电阻，串阻，串联电阻的阻的总电阻阻值等于各个等于各个电阻阻值相加。相加。
50、u=R1i+R2i+Rni =(R1+R2+Rn)i =Ri R=R1+R2+RnR1RnR2+u-i分压公式：分压公式：+u1-+u-R1R2R3u2+-分压电路分压电路)(32132RRRuRu+ + +=)()(32132RRRuRRu1+ + + +=)(uRRkRuRkuk=电阻的并联及并联电阻分流公式电阻的并联及并联电阻分流公式并联电阻并联电阻分流公式分流公式I1=IR1+R2R2电路中两个或更多个电阻联接在两个公共的电路中两个或更多个电阻联接在两个公共的结点之间，则这样的联接法称为电阻的并联。在结点之间，则这样的联接法称为电阻的并联。在各个并联支路各个并联支路(电阻电阻)上受到上
51、受到同一电压同一电压同一电压同一电压。I2=IR1+R2R1IR2R1I1I2U+UR+I+R=R1R2R1R2等效电阻等效电阻电阻的并阻的并联: 若干个承受同一个电压的电阻是并联电阻。若干个承受同一个电压的电阻是并联电阻。nGGGG+ + + +=L21nuGuGuG+ + += =L21niiii+ + + +=L21nuGuGGG=+ + + += =L21)( 并并联电导可作成分流可作成分流电路路请看右面特例：ik=Gku=Gki G=(Gk G)iR=R1R R2 2/ /( (R1+R2)i1=iR R2 2/ /( (R1+R2)i2=iR1/ /( (R1+R2)i1i2iR1
52、R2电阻的并联及分流公式电阻的并联及分流公式并并联电阻的阻的总电导等于各个等于各个电导相加相加GnG2G1i1i2in+u-i分流公式分流公式分流公式分流公式电路中电位的计算电路中电位的计算R1abcdR2E1E2R32、电位、电位电路中某一点的电位值电路中某一点的电位值是指由这一点到是指由这一点到参考点参考点参考点参考点的电压。的电压。电位的大小与参考点的选择有关电位的大小与参考点的选择有关I31、参考点的电位规定为零、参考点的电位规定为零。电路的参考点可以任意选取电路的参考点可以任意选取,但只有一个。工程上，一般但只有一个。工程上，一般选机壳、大地或元件的公共选机壳、大地或元件的公共端作参
53、考点，也称为端作参考点，也称为“地地”，用用“”表示。表示。电位的单值性电位的单值性：参考点一经选定，：参考点一经选定，电路中各点的电位就是唯一确定值电路中各点的电位就是唯一确定值电路中的参考点电路中的参考点电路中的参考点电路中的参考点R1abcdR2E1E2R3Va=E1Vc=E2Vb=I3R3I3若以若以d为参考点，为参考点，则各点电位为：则各点电位为：dabcR1R2R3+E+E1 1 E E2 2简简化化电电路路3、电压、电压电路中某两点间的电压电路中某两点间的电压(电位差电位差)是一定的是一定的,与参与参考点的选择无关考点的选择无关4、简化电路的画法、简化电路的画法电路中电位的计算电
54、路中电位的计算 例例 电路如图所示电路如图所示, ,分别以分别以A、B为参考点为参考点计算计算C和和D点的电位及点的电位及C C和和D D两点之间的电压。两点之间的电压。2 10V+5V+3 BCD 解解 以以A为参考点为参考点II=10+53+2=3AVC=3A3 =9VVD=3A2 =6V以以B为参考点为参考点VD=5VVC=10V结论：结论：电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但是任意两点间的电压不变。但是任意两点间的电压不变。UCD=VCVD=15VA1-9
55、两类约束，两类约束，KCL与与KVL方程的独立性方程的独立性一一. 两类约束：两类约束：:01= = = =niiKCL节点电流方程节点电流方程0:1= = = =nuuKVL回路电压方程回路电压方程拓扑约束拓扑约束 根据两类约束可列出足够的方程，以求出所需的根据两类约束可列出足够的方程，以求出所需的电压、电流。电压、电流。VCR ( 元件的伏安特性元件的伏安特性 ) 元件约束元件约束 本课程的基本结构可归结为：一个假设（集总假本课程的基本结构可归结为：一个假设（集总假设），两类约束（拓扑约束和元件约束），三大基本设），两类约束（拓扑约束和元件约束），三大基本方法（叠加、分解和变换域方法）。方
56、法（叠加、分解和变换域方法）。二二. 2b法法 设一个电路有设一个电路有b条支路，条支路，n个节点，个节点，m个网孔。个网孔。如果以支路电流和支路电压为变量列方程组求解如果以支路电流和支路电压为变量列方程组求解,理论上需要列理论上需要列2b个方程。个方程。 若以支路电压和支路若以支路电压和支路电流为变量，理论上要列电流为变量，理论上要列12个方程才可解。个方程才可解。如如图所示所示电路有路有6条支条支路，路，4个个节点，点，3个网孔。个网孔。+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R2先由先由KCL列方程，设电流流出节点为正，流入为负列方程，
57、设电流流出节点为正，流入为负节点节点1i1+i5+is=0节点节点2-i1+i2+i3=0节点节点3-i2+i4-is=0节点节点4-i5-i3-i4=0 因为每个电流均为从一个节点流出，流入另一个节因为每个电流均为从一个节点流出，流入另一个节点，所以在上列四个方程中，每个电流均出现两次，一次点，所以在上列四个方程中，每个电流均出现两次，一次为正，一次为负。故四个方程线性相关，不独立。其中任为正，一次为负。故四个方程线性相关，不独立。其中任一个方程都可由其他三个方程相加减得出。一个方程都可由其他三个方程相加减得出。如果去掉一个，如果去掉一个，例如去掉第四个，剩下三个方程线性无关，是独立的。例如
58、去掉第四个，剩下三个方程线性无关，是独立的。 可以证明，对于可以证明，对于 n个节点的电路，根据个节点的电路，根据KCL可以列出可以列出n1个独立方程。个独立方程。此电路可列出三个独立方程。此电路可列出三个独立方程。+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R2再由再由KVL列方程，按列方程，按3个网孔列电压方程个网孔列电压方程左网孔左网孔u1+u3-us=0上网孔上网孔u1+u2-u6=0右网孔右网孔u2+u4-u3=0 还可以再选其他回路列方程，但列出的方程都还可以再选其他回路列方程，但列出的方程都可以由上面三个方程相加减得出。可以由上面三
59、个方程相加减得出。 可以证明，对于具有可以证明，对于具有m个网孔的平面电路，由个网孔的平面电路，由KVL可列出可列出m个独立的回路电压方程。个独立的回路电压方程。+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R2根据根据KCL，KVL可列可列6个方程，还缺个方程，还缺6个，另由支个，另由支路路VCR理论上可列出理论上可列出6个方程个方程u1=R1i1u2=R2i2u3=R3i3u4=R4i4us和和is已知，可少列已知，可少列2个方程个方程此电路理论上共可列出此电路理论上共可列出12个方程，这种方法称为个方程，这种方法称为2b法法 2b法是电路分析
60、方法的基础，但方程数太多。如法是电路分析方法的基础，但方程数太多。如果以果以支路电流支路电流或或支路电压支路电压为变量，列方程求解，共列为变量，列方程求解，共列b个即可解。个即可解。+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R21. 支路电流法支路电流法以支路电流为求解变量列方程组求解称为支路电流法以支路电流为求解变量列方程组求解称为支路电流法。 如图所示，由如图所示，由KCL列出列出3个独立方程，而由个独立方程，而由KVL列列出的出的3个回路电压方程，方程中的电压由电流表示个回路电压方程，方程中的电压由电流表示i1+i5+is=0-i1+i2
61、+i3=0-i2+i4-is=0R1i1+R3i3-us=0R1i1+R2i2-u6=0R2i2+R4i4-R3i3=0由上述方程组可解出支路电流，进而求解支路电压。由上述方程组可解出支路电流，进而求解支路电压。1-10 支路电流法和支路电压法（支路电流法和支路电压法（1b法）法）+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R22. 支路电压法支路电压法 以支路电压为求解变量列方程组求解，支路电流由以支路电压为求解变量列方程组求解，支路电流由支路电压表示。支路电压表示。u1+u3-us=0u1+u2-u6=0u2+u4-u3=0u1/R1+i5+
62、is=0-u1/R1+u2/R2+u3/R3=0-u2/R2+u4/R4-iS=0由上述方程组可解出支路电压，进而求解支路电流。由上述方程组可解出支路电压，进而求解支路电流。+u6-1234i5i3i4i2i1+u1-+u2-us+-u3+-u4+-isR4R3R1R2节点和支路节点和支路节点节点：电路中：电路中3个或个或3个以上元件的联结点称为个以上元件的联结点称为节点节点。如上图中有如上图中有a、b两个结点。两个结点。支路支路：连接两个结点之间的电路称为连接两个结点之间的电路称为支路支路。如图中有如图中有acb,adb,ab三条支路。三条支路。每一条支路中通过的是同一电流。每一条支路中通过
63、的是同一电流。abcdI1I2I3+-+-+-+US1US2U1U2R1R2R3支路电流法支路电流法 支路电流法是以支路电流为求解对象支路电流法是以支路电流为求解对象, ,直接应用直接应用KCLKCLKCLKCL和和和和KVLKVLKVLKVL列出所需方程组列出所需方程组, ,而后解出各支路电流。而后解出各支路电流。I2I1I3R R1 1+ + R R2 2R R3 3+ + U US2S2U US1S1 首先确定支路数首先确定支路数b，假定各支路电流的参考方向；假定各支路电流的参考方向；为求支路电流为求支路电流I1、I2、I3需需3个独立方程。个独立方程。支路电流法支路电流法凡不能用电阻串
64、并联等效化简的电路，称为复杂电路。凡不能用电阻串并联等效化简的电路，称为复杂电路。支路电流法支路电流法是计算复杂电路最基本的方法。是计算复杂电路最基本的方法。A AI I2 2I I1 1I I3 3+ + R R1 1R R2 2R R3 3+ + E E2 2U U1 1I IS1S1例例1用支路电流法列出求解各支路电流所需的联用支路电流法列出求解各支路电流所需的联立方程组（设各元件参数，包括立方程组（设各元件参数，包括IS1均为已知量）。均为已知量）。解解本电路有本电路有I1、I、I个未知量，个未知量，需列写个独需列写个独立方程式。立方程式。结点结点A:I1I2IS1I3回路回路1:E2
65、U1I1R1I2R2=回路回路2:I2R2+I3R3E2=1 12 2注意：注意：列写回路电压方程时，不要选择含有电流源列写回路电压方程时，不要选择含有电流源的回路。因电流源两端的电压是未知的。的回路。因电流源两端的电压是未知的。例：例：求图示电路中的求图示电路中的U1、U2、U3解题中需要注意的问题解题中需要注意的问题两套符号：两套符号：一是参考极性与绕行方向的关系，遇电压降取正，一是参考极性与绕行方向的关系，遇电压降取正，电压升取负，即括号前的符号。电压升取负，即括号前的符号。二是数值本身的符号，即括号里的符号，反映电二是数值本身的符号，即括号里的符号，反映电压参考极性与真实极性关系。压参
66、考极性与真实极性关系。求出的值无论正负，都不要把电压参考方向改成求出的值无论正负，都不要把电压参考方向改成真实方向。真实方向。12v6vU2U32vU1U1-(6)-(2)=0U1=6+2=8VU3-(6)-(12)=0U3=6+12=18VU2+U3-U1=0U2=-U3+U1=-(18)+(8)=-10V或：或：U2=2V+(-12V)=-10VU1R1R3I1bI3R4R5E2I2acdI5I4I6支路支路b=6,结点结点n=4,网孔网孔m=3有有m=b(n1)R2KCL:a:I1I2+I5=0b:I2+I3I4=0c:I1I3+I6=0KVL:I:R2I2+R4I4+R5I5=U1:R
67、3I3+R4I4=E2:R1I1+R3I3R2I2=0求解量：支路电流求解量：支路电流I1I6解方程组，得解方程组，得I1I6支路电流法支路电流法U1R1R3I1bI3R4R5E2I2acdI5I4I6若若U1=15V，E2=10V，R1=1 ，R2=4 ，R3=2 ，R4=4 ，R5=1 求得求得求得求得 I I11=2A2A，I I22=1A1A，I I33=1A1A，I I44=2A2A，I I55=3A3A，I I6 6=-1A1AR2验证验证：用功率平衡方程式验证结果：用功率平衡方程式验证结果 I2R=4+4+2+16+9=35WP1=U1I5=153=45W正确正确支路电流法支路电
68、流法问题问题：请判断：请判断U1和和E2是产是产生功率还是吸收功率生功率还是吸收功率可由实际方向判断可由实际方向判断U1产生产生功率，功率，E2吸收功率。吸收功率。P2=E2I6=10(1)=10W主要内容：主要内容：1.基本概念：集基本概念：集总假假设、电路及路及电路模型、路模型、电路路变量量（电流、流、电压、功率、功率）、独立、独立电源、受控源、源、受控源、参考方向及关参考方向及关联参考方向。参考方向。第一章小结第一章小结集总参数电路中电压、电流的约束关系集总参数电路中电压、电流的约束关系2.基本定律：基基本定律：基尔尔霍夫定律，欧姆定律。霍夫定律，欧姆定律。4.基本基本方法方法：支路电流
69、法支路电流法，支路电压法支路电压法。3.基本基本公式公式：串联电阻的分压公式串联电阻的分压公式，并联电阻并联电阻的分流公式的分流公式。第一次作业：第一次作业：1-31-61-101-13第二次作业第二次作业:1-161-211-231-241-29第三次作业第三次作业:1-301-321-331-36第第1章作业章作业学号在学号在2006至至2006之间的同学，请交上周的作业。之间的同学，请交上周的作业。学号的序列数大于学号的序列数大于2006的同学，请交上周的作业。的同学，请交上周的作业。例例1.求各支路电流和求各支路电流和1A电流源的功率电流源的功率。请判断电流源请判断电流源和电压源是产生
70、功率还是吸收功率。和电压源是产生功率还是吸收功率。解：解：利用支路电流法利用支路电流法P1A=USIS=91=9W2I1+2I2=10I1+IS=I2I2=3AI1=2AUS=3IS+2I2=31+23=9V1AUS+2 2 3 10V+I1I2ISP10V=UVI1=102=20W可判断出电流源和电压源均是产生功率。可判断出电流源和电压源均是产生功率。例例2.列出求各支路电流所需联立方程组。列出求各支路电流所需联立方程组。解：解：3个独立的个独立的KCL方程，方程，R1R2R3R4ISabcdE+I1I2+I5=0I1+I3IS=0I2I4+IS=02个网孔的个网孔的KVL方程。方程。R2I
71、2+R4I4E=0R1I1+R3I3+E=0I1I2I4I3I5 I I11 I I2 2+ +I I5 5 =0=0+ +I I11+ + I I3 3 I IS S =0=0 R R1 1I I1 1+R R3 3I I33= E EI2I4+IS=0R2I2+R4I4=E或：或：R1I1+R2I2+R4I4+R3I3=0注意：列写注意：列写回路电压方回路电压方程时，不要程时，不要选择含有电选择含有电流源的回路流源的回路 R R4 4I I44+R R3 3I I3 3=0=0解：解：3个独立的个独立的KCL方程方程R1R2R3R4ISabcdE+I1I2+I5=0I1+I3IS=0I2I
72、4+IS=02个网孔的个网孔的KVL方程方程+USR2I2+R4I4=ER1I1+R3I3=EI1I2I4I3I5 R R4 4I I44+R R3 3I I3 3+U US S=0=0（去掉）（去掉）例例2.列出求各支路电流所需联立方程组。列出求各支路电流所需联立方程组。解：解：UAB=1620=14V在电路分析中，应该灵活应用各种分析方法在电路分析中，应该灵活应用各种分析方法UDB=UDA+UAB=3014=16V+5 4 6 30VUIS+20V1AIABCDI I1 1I I2 2则则IS=I1+I=4+1=5AI2=IS+1=5+1=6AU=UBA+UAC=UABI25=16V则则P
73、S=ISU=5(16)=80W（产生功率）（产生功率）I1=UDB/4=16/4=4A例例3.电路中若电路中若I=1A，试求，试求IS及该电流源的功率及该电流源的功率PS。1.实际电压源模型实际电压源模型开路开路 i=0uoc=uS 短路短路u=0uS-RSiSC=0 u=uSRSi u=uSRSiuuS0i两种实际电源模型的等效变换。（参看教材第四章第两种实际电源模型的等效变换。（参看教材第四章第两种实际电源模型的等效变换。（参看教材第四章第两种实际电源模型的等效变换。（参看教材第四章第5 5节）节）节）节） RS=uS/iSC=uOC/iSC可用来求内阻可用来求内阻+uS_+u_iRS2.
74、实际电流源模型实际电流源模型3.两种实际电源模型的等效变换两种实际电源模型的等效变换 开路开路 is uoc/Rs=0 短路短路isc=is Rs =uoc/is=uoc/isc 可用来求内阻可用来求内阻 i=iS-u/RS i=iSu/RSiiS0u u=uS-RSi +uS_+u_iRSu i=iS-u/R S iS+_iR SuiS+_iRSR实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型和实际电流源模型的外特性是相实际电压源模型和实际电流源模型的外特性是相同的
75、。因此两种模型相互间可以等效变换。同的。因此两种模型相互间可以等效变换。uS=iSRS内阻改并联内阻改并联iS=uSRS内阻改串联内阻改串联ibuSuRSRL+_+_aiuRLRS+iSRSuab i=iSu/RSiiS0u u=uSRSiuuS0i实际电压源与实际电流源模型的等效变换关系仅实际电压源与实际电流源模型的等效变换关系仅是对外电路而言，至于电源内部则是不等效的。是对外电路而言，至于电源内部则是不等效的。注意注意注意注意理想电压源与理想电流源不能等效变换理想电压源与理想电流源不能等效变换变换前后变换前后uS和和iS的的方向方向方向方向实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源
76、模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换实际电压源模型与实际电流源模型的等效变换uS=iSRS内阻改并联内阻改并联iS=uSRS内阻改串联内阻改串联ibuSuRSRL+_+_aiuRLRS+iSRSuab例例1用电源等效变换方法求图示电路中电流用电源等效变换方法求图示电路中电流I3。+_+_I390V140V20 5 6 解解I36 25A4 I3=10A由并联电阻由并联电阻分流公式得分流公式得20 5 =4 20 7A5 I36 18A例例2用电源等效变换的方法求图示电路中电流用电源等效变换的方法求图示电路中电流I。+_I25V6A3 5 1 +_25V解解+_I25V6A3 5 5A5 3 6AI11A3 I5 解：解：UOC=8/21=3V例例求电流求电流I。R0=2/2=1 +4 2 1V+2AI I4V4 2 7 9 5 +2 1V+2A2 2I I4V2 2 +2 1V+2 2I I4V2 2 +4VabI=3/6=0.5AUOC2(R0+RL)注意注意注意注意：不能将被求支路不能将被求支路不能将被求支路不能将被求支路变换到电源内部变换到电源内部变换到电源内部变换到电源内部
