第-1-章--电路及其分析方法.ppt

本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.1.1.理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；2.2.理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；3.3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解 电功率和额定值的意义；电功率和额定值的意义；电功率和额定值的意义；电功率和额定值的意义；4.4.会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。5.5.5.5.了解用经典法和三要素法分析暂态过程。了解用经典法和三要素法分析暂态过程。第第 1 章章 电路及其分析方法电路及其分析方法第第1页页/共共137页页1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 (1)(1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用 电路电路是电流的通路，是为了某种需要由电工是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。设备或电路元件按一定方式组合而成。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线第第2页页/共共137页页2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线第第3页页/共共137页页直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源负载负载信号源信号源:提供信息提供信息2.2.电路的电路的电路的电路的组成部分组成部分组成部分组成部分放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等第第4页页/共共137页页i 实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。等，它们的电磁性质是很复杂的。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，R R L 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 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理理想电路元件（想电路元件（R、L、C）。3.3.电路模型电路模型电路模型电路模型第第5页页/共共137页页电源负载连接导线电路实体电路实体电路模型电路模型 用用理想理想电路元件组成的电路，称为实际电路的电路元件组成的电路，称为实际电路的电路模型电路模型。SER+R0开关例：手电筒例：手电筒例：手电筒例：手电筒第第6页页/共共137页页1.2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V第第7页页/共共137页页(2)(2)参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：(1)(1)参考方向参考方向参考方向参考方向I 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_+R0E3V注意：注意：在参考方向选定后在参考方向选定后,电流电流(或电压或电压)值才有正负之分。值才有正负之分。第第8页页/共共137页页实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。3.3.实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系I=0.28A I =0.28AU+R0E3VU+例例:电路如图所示。电路如图所示。2.8V 2.8V(3)(3)参考方向的应用参考方向的应用参考方向的应用参考方向的应用 电路计算电路计算电子测量电子测量 在电路图中所标电压、电流、电动势的方向，在电路图中所标电压、电流、电动势的方向，一般均为参考方向。一般均为参考方向。第第9页页/共共137页页欧姆定律欧姆定律U、I 参考方向相同时参考方向相同时U U、I I 参考方向相反时参考方向相反时参考方向相反时参考方向相反时RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：(1)式前的正负号由式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；(2)U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考方向值本身的正负则说明实际方向与参考方向 之间的关系。之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=I R U U=IRIR第第10页页/共共137页页图图(b)中若中若 I=2 A，R=3 ，则，则 U=3 (2)=6 V欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。表达式表达式 =RUIU、I 参考方向相同参考方向相同U=RIU、I 参考方向相反参考方向相反电流的参考方向电流的参考方向与实际方向相反与实际方向相反 图图(a)或或图图(b)RUI+IRU+图图(c)RUI电压与电流参电压与电流参考方向相反考方向相反 返回返回第第11页页/共共137页页EI IU1.3 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.电压与电流电压与电流R0RabcdR+R0I=EER0I电源的外特性曲线电源的外特性曲线当当 R0 R 时，时，则则 U E说明电源带负载能力强说明电源带负载能力强IUO+_+_UU=RI 或或 U=E R0I 1.3.1 电源有载工作电源有载工作(1)电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。(2)在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。第第12页页/共共137页页1.3.1电源有载工作电源有载工作2.功率与功率平衡功率与功率平衡UI=EI R0I2 P=PE P 电源产电源产生功率生功率内阻消内阻消耗功率耗功率电源输电源输出功率出功率功率的单位：瓦功率的单位：瓦 特特(W)或千瓦或千瓦(kW)电源产电源产生功率生功率=负载取负载取用功率用功率+内阻消内阻消耗功率耗功率功率功率平衡式平衡式EI IUR0Rabcd+_+_(3)电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的电流和功率增加负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定电压一定)。第第13页页/共共137页页 U、I 参考方向不同，参考方向不同，P=-UI 0，负载负载；P=-UI 0，电源电源。U、I 参考方向相同，参考方向相同，P=UI 0，负载负载；P=UI 0，电源电源。(1)(1)根据根据根据根据 U U、I I 的的的的实际方向判别实际方向判别实际方向判别实际方向判别(2)(2)根据根据根据根据 U U、I I 的的的的参考方向判别参考方向判别参考方向判别参考方向判别电源：电源：U、I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”端流出，端流出，（发出功率）（发出功率）负载：负载：U、I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“-”端流出。端流出。（吸收功率）（吸收功率）3.电源与负载的判别电源与负载的判别第第14页页/共共137页页3.电源与负载的判别电源与负载的判别 例例 1 已知：图中已知：图中 UAB=3 V，I=2 A 解解 P=UI=(2)3=6 W求：求：N 的功率，并说明它是电源的功率，并说明它是电源还是负载。还是负载。因为此例中电压、电流的参考方向相同因为此例中电压、电流的参考方向相同而而 P 为负值，所以为负值，所以 N 发出功率，是电源。发出功率，是电源。想一想，若根据电压电流想一想，若根据电压电流的实际方向应如何分析？的实际方向应如何分析？NABI第第15页页/共共137页页 已知已知U=220V，I=-1A，试问下图方框哪些是电源，试问下图方框哪些是电源，哪些是负载？哪些是负载？【课堂练习课堂练习】第第16页页/共共137页页例例:已知已知:电路中电路中U=220V，I=5A，内阻，内阻R01=R02=0.6。求求:(1)电源的电动势电源的电动势E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2；(2)说明功率的平衡关系。说明功率的平衡关系。R01E1UI+R02E2+解：解：(1)对于电源对于电源 U=E1-U1=E1-IR01 即即 E1=U+IR01 =220+5 0.6=223V U=E2+U2=E2+IR02 即即 E2=U-IR01=220-5 0.6=217V(2)由上面可得，由上面可得，E1=E2+IR01+IR02 等号两边同时乘以等号两边同时乘以 I，则得，则得 E1 I=E2 I+I2R01+I2R02代入数据有代入数据有 223 5=217 5+52 0.6+5+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。第第17页页/共共137页页4.额定值与实际值额定值与实际值电气设备不在额定条件下运行的危害：电气设备不在额定条件下运行的危害：不能充分利用设备的能力；不能充分利用设备的能力；降低设备的使用寿命甚至损坏设备。降低设备的使用寿命甚至损坏设备。额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值。电气设备在正常运行时的规定使用值。1.额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2.额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。注意：注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其电气设备工作时的实际值不一定都等于其额定值，要能够加以区别。额定值，要能够加以区别。第第18页页/共共137页页 例：例：一只一只220V,60W的白炽灯的白炽灯,接在接在220V的电源上，试求的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。如果电压下工作时的电阻。如果每晚工作每晚工作3h(小时小时)，问一个月消耗多少电能，问一个月消耗多少电能?解解:通过电灯的电流为通过电灯的电流为电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载欠载欠载(轻载轻载轻载轻载)：I IN，P IN，P PN (设备易损坏设备易损坏设备易损坏设备易损坏)额定工作状态：额定工作状态：I=IN，P=PN (经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠)第第19页页/共共137页页在在220V电压下工作时的电阻电压下工作时的电阻一个月用电一个月用电W=Pt=60W(3 30)h =0.06kW 90h =5.4kW.h例：例：一只一只220V,60W的白炽灯的白炽灯,接在接在220V的电源上，试求通的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。如果每电压下工作时的电阻。如果每晚工作晚工作3h(小时小时)，问一个月消耗多少电能，问一个月消耗多少电能?解解:通过电灯的电流为通过电灯的电流为第第20页页/共共137页页1.3.2 电源开路电源开路 电源开路时的特征电源开路时的特征I=0U=U0=E P=0当开关断开时，电源则处于开路当开关断开时，电源则处于开路(空载空载)状态。状态。EI IU0R0Rabcd+_+_1.开路处的电流等于零，开路处的电流等于零，I =02.开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征:I+U有有源源电电路路第第21页页/共共137页页 电流过大，将烧毁电源！电流过大，将烧毁电源！1.3.3 电源短路电源短路U=0I=IS=E/R0P=0 PE=P=R0IS2 电源短路时的特征电源短路时的特征 当电源两端由于某种原因连在一起时，电源则被短路。当电源两端由于某种原因连在一起时，电源则被短路。为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断路器，用以保护电路。为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断路器，用以保护电路。短路电流短路电流短路电流短路电流（很大）（很大）（很大）（很大）IRRo E1.短路处的电压等于零，短路处的电压等于零，U =02.短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征:I+U有有源源电电路路第第22页页/共共137页页【课堂讨论】观察黄昏灯的亮度与深夜灯的亮度有什么区别，观察黄昏灯的亮度与深夜灯的亮度有什么区别，观察黄昏灯的亮度与深夜灯的亮度有什么区别，观察黄昏灯的亮度与深夜灯的亮度有什么区别，为什么？为什么？为什么？为什么？当灯丝烧断后再重新连接在一起后，观察电灯的当灯丝烧断后再重新连接在一起后，观察电灯的当灯丝烧断后再重新连接在一起后，观察电灯的当灯丝烧断后再重新连接在一起后，观察电灯的 亮度有什么区别，为什么？亮度有什么区别，为什么？亮度有什么区别，为什么？亮度有什么区别，为什么？在远距离输电时，为什么采取高压输电？在远距离输电时，为什么采取高压输电？在远距离输电时，为什么采取高压输电？在远距离输电时，为什么采取高压输电？第第23页页/共共137页页结点结点 电路中三条或三条电路中三条或三条 以上支路连接的点以上支路连接的点支路支路 电路中的每一分支电路中的每一分支回路回路 由一条或多条支路由一条或多条支路 组成的闭合路径组成的闭合路径如如 acb ab adb如如 abca adba adbca 1.4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律如如 ab+_R1E1+_E2R2R3I1I2I3cadb网孔：网孔：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。第第24页页/共共137页页例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca、（共（共（共（共6 6条）条）条）条）回路：回路：回路：回路：abdaabda、abcaabca、adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）结点结点结点结点：a a、b b、c c、d d (共共共共4 4个）个）个）个）网孔：网孔：网孔：网孔：abdabd、abcabc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）adbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1第第25页页/共共137页页1 1定律定律定律定律 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。电流。即即即即:入入入入=出出出出 实质实质:电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。或或:=0对结点对结点 a：I1+I2=I3或或 I1+I2I3=0ba E2R2 R3R1E1I1I2I3在任一瞬间，流向某一结点电流的代数和等于零。在任一瞬间，流向某一结点电流的代数和等于零。1.4.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)第第26页页/共共137页页 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。闭合面。闭合面。闭合面。2 2推广推广推广推广I=?例例:I=0IA+IB+IC=02+_+_I5 1 1 5 6V12VIAIBICAIBCIABACBIC广义结点广义结点第第27页页/共共137页页 若以流向结点的电流为负，若以流向结点的电流为负，背向结点的电流为正，则根据背向结点的电流为正，则根据KCL，结点，结点 a 可以写出可以写出I1I2I3I4aI1 I2+I3+I4=0 例例 1 上图中若上图中若 I1=9 A，I2=2 A，I4=8 A，求，求 I3。9 (2)+I3+8=0 解解 把已知数据代入结点把已知数据代入结点 a 的的KCL方程式，有方程式，有式中的正负号由式中的正负号由 KCL KCL 根据电流方向确定根据电流方向确定由电流的参考方向与实际方向是否相同确定由电流的参考方向与实际方向是否相同确定 I3 电流为负值，是由于电流电流为负值，是由于电流参考方向与实际方向相反所致。参考方向与实际方向相反所致。I3=19 A 第第28页页/共共137页页1.4.2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律用来确定回路中各段电压之基尔霍夫电压定律用来确定回路中各段电压之间的关系。间的关系。1 1定律定律定律定律 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2：E1=I1 R1+I3 R3I2 R2+I3 R3=E21 12 2I1I2I3ba E2R2 R3R1E1即即U降降=U升升第第29页页/共共137页页即：即：U=0对回路对回路1：对回路对回路2：E1=I1 R1+I3 R3I2 R2+I3 R3=E2或或 I1 R1+I3 R3 E1=0 或或 I2 R2+I3 R3 E2=0 1 12 2I1I2I3ba E2R2 R3R1E1 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。各段电压的代数和恒等于零。或或 E=U=RI第第30页页/共共137页页1列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向；电位升电位升=电位降电位降 E2=UBE +I2R2 U=0 I2R2 E2+UBE=02应用应用 U=0列方程时列方程时列方程时列方程时，项前符号的确定：项前符号的确定：如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3.开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_第第31页页/共共137页页KVL 推广应用于假想的闭合回路推广应用于假想的闭合回路E RI U=0U=E RI或或根据根据 KVL 可列出可列出EI IUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_根据根据 U=0UAB=UA UB UA UB UAB=02 2推广：推广：推广：推广：第第32页页/共共137页页U1+U2 U3 U4+U5=0U U4 4+U1U2abced+U5U3+R4 例例 图中若图中若U1=2V，U2=8V，U3=5V，U5=3V，R4=2，求电阻求电阻R4两端的电压及流过它的电流。两端的电压及流过它的电流。解解 设电阻设电阻R4两端电压的极性及流过它的电流两端电压的极性及流过它的电流I的的参考方向如图示。参考方向如图示。（2）+8 5 U4+（3）=0U4=2 VI=0.5AI I 沿顺时针方向列写回路沿顺时针方向列写回路的的KVL方程式，有方程式，有代入数据，有代入数据，有U4=IR4第第33页页/共共137页页一一一一.电阻的串联电阻的串联电阻的串联电阻的串联(1)(1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：(3)(3)等效电阻等于各电阻之和，等效电阻等于各电阻之和，等效电阻等于各电阻之和，等效电阻等于各电阻之和，R R=R R1 1+R R2 2；(4)(4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R R1 1U U1 1U UR R2 2U U2 2I I+R RU UI I+(2)(2)各电阻中通过同一电流，各电阻中通过同一电流，各电阻中通过同一电流，各电阻中通过同一电流，I I=I I1 1=I I2 2；1.5电阻的串联与并联电阻的串联与并联(5)(5)各个电阻的功率与电阻成正比。各个电阻的功率与电阻成正比。各个电阻的功率与电阻成正比。各个电阻的功率与电阻成正比。P P1 1=I I2 2R R1 1,P P2 2=I I2 2R R2 2 ，P P=P P1 1+P P2 2应用应用应用应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。第第34页页/共共137页页(3)(3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；(4)(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。(1)(1)各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；R RU UI I+I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+(2)(2)各电阻两端的电压相同，各电阻两端的电压相同，各电阻两端的电压相同，各电阻两端的电压相同，U=UU=U1 1=U=U2 2；二二二二.电阻的并联：电阻的并联：电阻的并联：电阻的并联：(5)(5)并联电阻的功率与电阻成反比。并联电阻的功率与电阻成反比。并联电阻的功率与电阻成反比。并联电阻的功率与电阻成反比。应用应用应用应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。第第35页页/共共137页页三、电阻混联三、电阻混联三、电阻混联三、电阻混联1.1.定义：定义：定义：定义：同时含有电阻串联和并联的电路称为混联电路。同时含有电阻串联和并联的电路称为混联电路。同时含有电阻串联和并联的电路称为混联电路。同时含有电阻串联和并联的电路称为混联电路。2.2.电路结构特点：电路结构特点：电路结构特点：电路结构特点：若两个电阻是首位相连，则为串联；若两个电阻是首位相连，则为串联；若两个电阻是首位相连，则为串联；若两个电阻是首位相连，则为串联；若两个电阻是首首、尾尾相连，则为并联。若两个电阻是首首、尾尾相连，则为并联。若两个电阻是首首、尾尾相连，则为并联。若两个电阻是首首、尾尾相连，则为并联。3.U3.U、I I关系：关系：关系：关系：若流经两电阻的电流是同一若流经两电阻的电流是同一若流经两电阻的电流是同一若流经两电阻的电流是同一 电流，则是串联；电流，则是串联；电流，则是串联；电流，则是串联；若两电阻上承受的是同一电压，则是并联。若两电阻上承受的是同一电压，则是并联。若两电阻上承受的是同一电压，则是并联。若两电阻上承受的是同一电压，则是并联。第第36页页/共共137页页 例例 1 图示为变阻器调节负载电阻图示为变阻器调节负载电阻 RL 两端电压的两端电压的分压电路。分压电路。RL=50 ，U=220 V。中间环节是变阻器，。中间环节是变阻器，其规格是其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段，在图上用。今把它平分为四段，在图上用a,b,c,d,e 点标出。求滑动点分别在点标出。求滑动点分别在 a,c,d,e 时，负载和变时，负载和变阻器各段所通过的阻器各段所通过的电流及负载电压，并就流过变电流及负载电压，并就流过变阻阻器的器的电流与其额定电流比较说明使用时的安全问题。电流与其额定电流比较说明使用时的安全问题。解解 UL=0 VIL=0 A(1)在在 a 点：点：RLULILU+abcde+第第37页页/共共137页页RLULILU+abcde+解解(2)在在 c 点：点：等效电阻等效电阻 R 为为Rca与与RL并联，并联，再与再与 Rec串联，即串联，即 注意，这时滑动触点虽在变阻器的中点，但是注意，这时滑动触点虽在变阻器的中点，但是输出电压不等于电源电压的一半，而是输出电压不等于电源电压的一半，而是 73.5 V。第第38页页/共共137页页RLULILU+abcde+解解(3)在在 d 点：点：注意：因注意：因 Ied=4 A 3 A，ed 段有被烧毁的可能。段有被烧毁的可能。第第39页页/共共137页页RLULILU+abcde+解解 (4)在在 e 点：点：返回返回第第40页页/共共137页页 支路电流法是以支路电流支路电流法是以支路电流(电压电压)为求解对象，应为求解对象，应用用 KCL KCL 和和和和 KVL KVL 列出所需方程组列出所需方程组,而后解出各而后解出各支支路电路电流流(电压电压)。它是计算复杂电路最基本的方法。它是计算复杂电路最基本的方法。1.6 支路电流法支路电流法 凡不能用电阻串并联等效化简的电路，称为复杂凡不能用电阻串并联等效化简的电路，称为复杂电路。电路。支路电流法：支路电流法：支路电流法：支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫以支路电流为未知量、应用基尔霍夫以支路电流为未知量、应用基尔霍夫以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律（定律（定律（定律（KCLKCL、KVLKVL）列方程组求解。）列方程组求解。）列方程组求解。）列方程组求解。第第41页页/共共137页页1.6 支路电流法支路电流法 3.应用应用 KVL 列出余下的列出余下的 b (n 1)方程方程4.解方程组，求解出各支路电流解方程组，求解出各支路电流支路电流法求解电路的步骤支路电流法求解电路的步骤AI2I1I31.确定支路数确定支路数 b，假定各假定各 支路电流的参考方向支路电流的参考方向2.应用应用 KCL 对结点对结点 A 列方程列方程 I1+I2 I3=0 对于有对于有 n 个结点的电路，只能列出个结点的电路，只能列出(n 1)个个独立独立的的 KCL 方程式。方程式。R1+R2R3+E2E1E1 E2=R1I1 R2 I2 E2=I2 R2 +I3 R3 返回返回第第42页页/共共137页页(1)(1)应用应用应用应用KCLKCL列列列列(n n-1)-1)个结点电流方程个结点电流方程个结点电流方程个结点电流方程 因支路数因支路数因支路数因支路数 b b=6=6，所以要列所以要列所以要列所以要列6 6个方程。个方程。个方程。个方程。(2)(2)应用应用应用应用KVLKVL选网孔列回路电压方程选网孔列回路电压方程选网孔列回路电压方程选网孔列回路电压方程(3)(3)联立解出联立解出联立解出联立解出 I IG G 支路电流法是电路分析中最基本的方法支路电流法是电路分析中最基本的方法支路电流法是电路分析中最基本的方法支路电流法是电路分析中最基本的方法之一，但当支路数较多时，所需方程的个之一，但当支路数较多时，所需方程的个之一，但当支路数较多时，所需方程的个之一，但当支路数较多时，所需方程的个数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。例例例例2 2：对结点对结点对结点对结点 a a：I I1 1 I I2 2 I IG G=0=0对网孔对网孔对网孔对网孔abdaabda：I IG G R RG G I I3 3 R R3 3+I I1 1 R R1 1=0=0对结点对结点对结点对结点 b b：I I3 3 I I4 4+I IG G=0=0对结点对结点对结点对结点 c c：I I2 2+I I4 4 I I =0=0对网孔对网孔对网孔对网孔acbaacba：I I2 2 R R2 2 I I4 4 R R4 4 I IG G R RG G=0=0对网孔对网孔对网孔对网孔bcdbbcdb：I I4 4 R R4 4+I I3 3 R R3 3=E E 试求检流计中的电流试求检流计中的电流试求检流计中的电流试求检流计中的电流I IGG。R RGGadbcE+GR3R4R2I2I4IGI1I3IR1第第43页页/共共137页页原电路原电路原电路原电路+=R R1 1(a)(a)R R3 3I I1 1I I3 3E E1 1+R R2 2I I2 2E E2 2I I 1 1I I 2 2E E1 1 单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1(b)(b)R R3 3I I 3 3E E1 1+R R2 2E E2 2单独作用单独作用单独作用单独作用R2(c)R3E2+R1I 1I 2I 3 叠加原理：叠加原理：叠加原理：叠加原理：对于对于对于对于线性电路线性电路线性电路线性电路，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。1.7 叠加原理叠加原理 第第44页页/共共137页页E E2 2单独作用时单独作用时单独作用时单独作用时(c)(c)图图图图)E E1 1 单独作用时单独作用时单独作用时单独作用时(b)(b)图图图图)原电路原电路原电路原电路+=R R1 1(a)(a)R R3 3I I1 1I I3 3E E1 1+R R2 2I I2 2E E2 2I I 1 1I I 2 2E E1 1 单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1(b)(b)R R3 3I I 3 3E E1 1+R R2 2E E2 2单独作用单独作用单独作用单独作用R2(c)R3E2+R1I 1I 2I 3第第45页页/共共137页页原电路原电路原电路原电路+=R R1 1(a)(a)R R3 3I I1 1I I3 3E E1 1+R R2 2I I2 2E E2 2I I 1 1I I 2 2E E1 1 单独作用单独作用单独作用单独作用R R1 1(b)(b)R R3 3I I 3 3E E1 1+R R2 2E E2 2单独作用单独作用单独作用单独作用R2(c)R3E1+R1I 1I 2I 3同理同理:用支路电流法证明用支路电流法证明用支路电流法证明用支路电流法证明见教材见教材见教材见教材P50P50第第46页页/共共137页页 叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理只适用于线性电路只适用于线性电路只适用于线性电路只适用于线性电路。不作用电源不作用电源不作用电源不作用电源的处理：的处理：的处理：的处理：E E=0=0，即将即将即将即将E E 短路短路短路短路；I Is s=0=0，即将即将即将即将 I Is s 开路开路开路开路 。线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，但但但但功率功率功率功率P P不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算不能用叠加原理计算。例：。例：。例：。例：注意事项注意事项注意事项注意事项：应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解应用叠加原理时可把电源分组求解 ，即每个分电路，即每个分电路，即每个分电路，即每个分电路 中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。中的电源个数可以多于一个。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向向向向相反相反相反相反时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要时，叠加时相应项前要带负号带负号带负号带负号。第第47页页/共共137页页 一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式表示称为表示称为电压源电压源，用电流的形式表示称为，用电流的形式表示称为电流源电流源。两。两种形式是可以相互转化的。种形式是可以相互转化的。电电电电源源源源独立电源独立电源独立电源独立电源受控电源受控电源 独立电压源：输出恒定的电压独立电压源：输出恒定的电压U U独立电流源：输出恒定的电流独立电流源：输出恒定的电流I I受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源电压控制电压源：电压控制电压源：VCVSVCVS电流控制电流源：电流控制电流源：CCCSCCCS电流控制电压源：电流控制电压源：CCVSCCVS电压控制电流源：电压控制电流源：VCCSVCCS1.8 1.8 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换第第48页页/共共137页页1.8.1 1.8.1 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型 2.2.电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得:U U=E IR E IR0 0 若若若若 R R0 0=0=0理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源 :U U E EU UOO=E E 3.3.电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性I IU UI IR RL LR R0 0+-E EU U+1.1.电压源：由电动势电压源：由电动势电压源：由电动势电压源：由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联组成。串联组成。串联组成。串联组成。若若若若 R R0 0 R RL L，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。电流源电流源R R0 0U UR R0 0U UI IS S+2.2.电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型3.3.电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性第第51页页/共共137页页4.4.4.4.理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源理想电流源（恒流源)(2)(2)输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ；(3)(3)恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两