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1、第一章第一章 基尔霍夫定律及电路元件基尔霍夫定律及电路元件主要主要电路路变量：量：电流流i、电压u、电荷荷q、磁、磁链。一、一、电流流1、 定定义：荷：荷电质点的有序运点的有序运动构成构成电流流 电流的大小用流的大小用电流流强度表示度表示单位：位：A，mA，A 方向：正方向：正电荷运荷运动的方向的方向1. 1 电电流、流、电压电压及其参考方向及其参考方向 1.1 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向元件元件(导线)中中电流流流流动的的实践方向有践方向有时很很难判判别: 电流的流的实践方向：践方向：(a) 复复杂电杂电路路？(b) 交交变电变电流流电电路路ii0tT/2T电流流实践与箭践
2、与箭头方向一方向一样电流流实践与箭践与箭头方向相反方向相反2、电电流的参考方向：流的参考方向：为为分析方便，人分析方便，人为为恣意假定一个方向恣意假定一个方向为电为电流的参考方向流的参考方向1.1 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向i 0i 0U 0，实践吸收 p0，实践发出 p0，实践吸收 单位：位：J J 二、二、电电能能 非关联：表示“发出的功率 例例1.1 1.1 ：求各元件：求各元件发出或吸收的功率出或吸收的功率a：关联，b：非关联，c：关联，p=3A-6V= -18W 0吸收功率吸收功率18Wp=3A6V=18W 0发出功率出功率18W 1.3 基尔霍夫电流定律KCL 集
3、中参数电路受2类约束： 构造约束：由电路的联接性质决议-基尔霍夫定律 元件约束：由元件性质决议 一、一、电路构造路构造 1 1、支路：、支路： 每个二端元件每个二端元件为为一条支路一条支路 或流或流过过同一同一电电流的一段流的一段电电路路 2 2、节节点：点： 假假设设干支路的干支路的联联接点接点b=7 6 n=5 4 1.3 基尔霍夫电流定律KCL3. 3. 途径：依次由不同支路和途径：依次由不同支路和节节点构成的通路点构成的通路4. 4. 回路：回路：闭闭合的途径合的途径 l =7 l =7 方向：方向：顺时针顺时针、逆、逆时针时针5. 5. 平面平面电电路：路： 可画在同一个平面上，可画
4、在同一个平面上， 且除且除节节点外各支路都不相交点外各支路都不相交 非平面非平面电电路：路： 1.3 基尔霍夫电流定律KCL 6. 网孔：平面电路的单孔回路 即内部或外部不含任何支路，多指内网孔 7. 短路：支路电压恒等于零不论电流为任何有限值 8. 开路：支路电流恒等于零不论电压为任何有限值 也称断路 m=3 1.3 1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCLKCL二、基二、基尔霍夫霍夫电流定律流定律KCLKCL1 1、 定律：定律： 在集中参数在集中参数电路中，任一路中，任一时辰流出或流入辰流出或流入 任一任一节点的点的电流代数和等于零。流代数和等于零。 公式：公式： 通常通常规定：假
5、定：假设 参考方向流出参考方向流出节电，前面取，前面取“+“+号；号； 假假设流入流入节点那么取点那么取“-“-号号 1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL2. 表述方式表述方式2：. . 1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL 3、表述方式、表述方式3： 推行，推行，节节点点 广广义节义节点点 假想的假想的闭闭合合边边境境 对对于于闭闭合合边边境境S：验证验证： 闭闭合合边边境内各境内各节节点的点的KCL方程相加：方程相加： n + n 4、阐阐明：明：1 KCL定律适用于集中参数定律适用于集中参数电电路，与元件性路，与元件性质质无关无关2 对对含含n个个节节点点电电路，恣意
6、路，恣意n-1个个节节点点KCL方程独立方程独立1.3 基尔霍夫电流定律KCL例例1.2 ：求未知支路电流；假设只求：求未知支路电流；假设只求i4和和i5有何简便方法。有何简便方法。n1:n2:n3:n4:n5:s1:s2:s1s21.4 1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)(KVL) 1、定律内容：、定律内容： 集中参数集中参数电电路中，任一路中，任一时时辰、沿任一回路各支路辰、沿任一回路各支路电电 压压的代数和的代数和为为零。零。 公式：公式： 通常通常规规定：定： 假假设设 参考方向与回路方向一参考方向与回路方向一样样，前面取，前面取“+号；号； 假假设设相反那么取相反那么
7、取“-号号 1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)2、 表述方式表述方式2： l1: 或l2: l3: 1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL) 3 3、表述方式、表述方式3 3： 推行：回路推行：回路 广广义义回路回路 跨越空跨越空间间的假想回路的假想回路 对对于广于广义义回路回路验证验证：端：端电压电压与途径无关，与途径无关， l1: u1 = u2 + u5 l1: u1 = u2 + u5 l3: u1 = u2 + u6 + u7 l3: u1 = u2 + u6 + u7lk1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL) 4 4、阐阐明：明： 1 1 KV
8、LKVL定律适用于集中参数定律适用于集中参数电电路，与元件性路，与元件性质质无关无关 2 2 对对于含于含b b个支路、个支路、n n个个节节点的平面点的平面电电路，其全部网路，其全部网 孔的孔的KVLKVL方程方程b-n+1b-n+1个是独立的。个是独立的。 共有共有b-n+1b-n+1个独立回路个独立回路 独立回路的独立回路的选选取：取： a) a) 每个回路至少有一条其它回路没有的支路每个回路至少有一条其它回路没有的支路 充分非必要条件充分非必要条件 b) b) 全部网孔全部网孔 充分非必要条件充分非必要条件 例例1.3：求未知支路电压。：求未知支路电压。1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫
9、电压定律(KVL)v基基尔霍夫定律霍夫定律v 是是对于集中参数于集中参数电路的构造路的构造约束，与束，与电路元路元件件v 性性质无关。无关。vKCL是是对与与节点相点相连的支路的支路电流的流的约束；束；v KVL是是对回路中所包含的回路中所包含的电压的的约束束1.4 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)1.5 电阻元件电阻元件一、根本概念一、根本概念1 1、n n端元件：端元件：n n个端子的元件个端子的元件2 2、端口：、端口：进、出同一、出同一电流的两个端子称流的两个端子称为一端口。一端口。 二端元件也称二端元件也称为一端口元件一端口元件3 3、电阻元件阻元件 电阻器阻器 固定电阻器
10、固定电阻器 可变电阻器可变电阻器 1.5 1.5 电阻元件电阻元件3 3、电电阻元件：阻元件： 元件元件电电磁特性由磁特性由电压电压、电电流关系表征流关系表征 二、二、线线性二端性二端电电阻：阻：1 1、定、定义义：端口：端口电压电压与与电电流成正比的二端元件，流成正比的二端元件， 即符合欧姆定律即符合欧姆定律 VCRVCR 。2 2、符号：、符号：1.5 电阻元件电阻元件3 3、电电磁特性：端口磁特性：端口u -iu -i关系特性关系特性 关关联联， 端口特性方程：端口特性方程： 端口特性曲端口特性曲线线：过过原点直原点直线线， R0,位于位于、象限象限 R0, R0,那么那么p0,p0,实实践吸收，无源元件，耗能元件践吸收，无源元件，耗能元件 R0, R0,那么那么p0,p0,实实践践发发出，有源元件出，有源元件 吸收能量：吸收能量：
