直流电路课件

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 绪绪 论论 一、课程的地位和主要内容一、课程的地位和主要内容 电工电子技术研究电工技术和电子技术 的理论及其应用的科学技术。 电工技术电工技术 （上册）（上册） （电工学）（电工学） 电工电子技术电工电子技术 电子技术电子技术 （下册）（下册） 电路分析基础电路分析基础 磁路与电机磁路与电机 模拟电子技术模拟电子技术 数字电子技术数字电子技术 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 电路分析基础电路分析基础 直流电路（直流电路（1、2）；暂态分析）；暂态分析 （3） ；交流电路（；交流电路（4 、5 ）。）。 磁路

2、与电机磁路与电机磁路和变压器（磁路和变压器（6）；电动机（）；电动机（7、 8、9）；继电接触器控制（）；继电接触器控制（10） 可编程控制器（可编程控制器（11）、供电与安全用电（）、供电与安全用电（12）、电工测量（）、电工测量（13） 上册上册 模拟电子技术模拟电子技术半导体器件（半导体器件（14）；放大器）；放大器 （15、16）；反馈（）；反馈（17）；直流电源）；直流电源 （18）；电力电子技术（）；电力电子技术（19） 数字电子技术数字电子技术组合电路（组合电路（20）；时序电路（）；时序电路（21） 存储器和可编程器件（存储器和可编程器件（22）、模数转换（）、模数转换（23）

3、、现代通信技术（）、现代通信技术（24） 下册下册 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 二、电工电子技术的发展与应用二、电工电子技术的发展与应用 现状 容量大型化容量大型化 器件小型化器件小型化 功率电子技术功率电子技术 微电子技术微电子技术 设计自动化设计自动化edaeda技术技术 1785年，库仑确定电荷间的作用力；年，库仑确定电荷间的作用力； 1826年，欧姆提出年，欧姆提出“欧姆定律欧姆定律”； 1831年，法拉第发现电磁感应现象；年，法拉第发现电磁感应现象； 1834年，雅可比造出第一台电动机；年，雅可比造出第一台电动机； 1864年，麦克斯韦提出电磁波理论；

4、年，麦克斯韦提出电磁波理论； 1895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信； 1904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）； 1946年，诞生第一台电子计算机；年，诞生第一台电子计算机； 1947年，贝尔实验室发明第一只晶体管；年，贝尔实验室发明第一只晶体管； 1958年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。 ： 发 展 快速发展快速发展 原因原因 电能电能 易转换易转换 易传输易传输 易控制易控制 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 计算机检测控制系统原理框

5、图计算机检测控制系统原理框图 微微 机机 传传 感感 器器 伺服机伺服机 构构 模拟信模拟信 号处理号处理 功率功率 放大放大 模数模数 转换转换 数模数模 转换转换 数字数字 接口接口 数字数字 接口接口 被被 测测 控控 对对 象象 干扰、噪声、漂移、非线性干扰、噪声、漂移、非线性 电工电子技术的典型应用电工电子技术的典型应用 模拟电模拟电 子技术子技术 数字电数字电 子技术子技术 电机电机 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 三、三、如何学好电工电子技术如何学好电工电子技术 课程特点：内容多且广、学时相对少课程特点：内容多且广、学时相对少 1 1、注意掌握、注意掌

6、握“三基三基”： 2 2、注重综合分析与设计、注重综合分析与设计 注重工程化素质培养注重工程化素质培养 基本原理、基本分析方法、基本应用基本原理、基本分析方法、基本应用 3 3、提高学习效率、培养自学能力、提高学习效率、培养自学能力 课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.1电路的作用和组成电路的作用和组成 1.3电路的状态电路的状态 1.2电路的基本物理量电路的基本物理量 1.4电路中的参考方向电路中的参考方向 1.5理想电路元件理想电路元件 1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.7支路电流法支路电流法 1.8叠加定理叠

7、加定理 1.9等效电源定理等效电源定理 1.10非线性电阻电路非线性电阻电路 教学基本要求教学基本要求分析与思考题分析与思考题练习题练习题 第第1章章 直直 流流 电电 路路 返回主页返回主页 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 教学基本要求教学基本要求 1. 了解电路的作用和组成。了解电路的作用和组成。 2.理解电路基本物理量的意义。理解电路基本物理量的意义。 3.了解电路的通路、开路和短路状态。理解额定了解电路的通路、开路和短路状态。理解额定 值、功率平衡的概念。值、功率平衡的概念。 4. 理解参考方向和关联参考方向的意义。理解参考方向和关联参考方向的意义。 5. 了解电路模型的概念。

8、理解理想电阻元件耗了解电路模型的概念。理解理想电阻元件耗 能、理想电压源的恒压和理想电流源的恒流特性。能、理想电压源的恒压和理想电流源的恒流特性。 6. 理解电路的基尔霍夫定律。理解电路的基尔霍夫定律。 7. 掌握用支路电流法、叠加定理和等效电源定掌握用支路电流法、叠加定理和等效电源定 理分析电路的方法。理分析电路的方法。 8. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态和动了解非线性电阻元件的伏安特性及静态和动 态电阻的概念。了解非线性电阻电路图解分析法。态电阻的概念。了解非线性电阻电路图解分析法。 返回返回 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 电电 源源 1.1电路的作用和组成电路的作用和组成

9、 电路电路电流流通的路径。电流流通的路径。 返返 回回下一页下一页上一页上一页下一节下一节 us 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 电路的作用电路的作用 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节 3 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 放放 大大 器器 扬声器扬声器话筒话筒 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 电动机电电动机电 炉炉 . 输电线输电线 mvt1 t2 热电偶热电偶 )()( 21 tftfet 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 电路的组成电路的组成 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节 e 电源

10、：电源： e 将非电形态的能量转化为将非电形态的能量转化为 电能的供电设备。电能的供电设备。 负载：负载：将电能转化为非电形态的 将电能转化为非电形态的 能量的用电设备。能量的用电设备。 中间环节中间环节 ：传递、分配和控制电能 传递、分配和控制电能 简单照明电路简单照明电路 内电路内电路 外电路外电路 电路：又称电网络，简称电路：又称电网络，简称网络网络。 分二端网络、三端网络、四端网络等，分二端网络、三端网络、四端网络等， 或无源网络和有源网络。或无源网络和有源网络。 还可称还可称系统系统。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.2电路的基本物理量电路的基本物理量 1. 电流电流 2

11、. 电位电位 单位时间内通过电路某一横截面的电荷量。单位时间内通过电路某一横截面的电荷量。 t q i t q i d d 单位：安单位：安培培（a） 电流方向：规定为电流方向：规定为正电荷正电荷运动的方向。运动的方向。 内电路：电源负极内电路：电源负极正极正极 外电路：电源正极外电路：电源正极负极负极 + - i 电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点 消耗的电能。用消耗的电能。用v 表示。单位：伏表示。单位：伏特特（v）。）。 参考点也称接地，用参考点也称接地，用 表示，其电位为零。表示，其电位为零。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上

12、一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 当电源有一个极接地时，省略电源，当电源有一个极接地时，省略电源， 用不接地极的电位代替之。用不接地极的电位代替之。 a 20 6 e2 90v e1 140v 5 - + b - 90v 20 5 +140v 6 ab 电源简化画法：电源简化画法： 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 4. 电动势电动势 3. 电压电压 e i + - 电场力将单位正电荷从电路某一电场力将单位正电荷从电路某一 点移至另一点消耗的电能。用点移至另一点消耗的电能。用u 表表 示。单位：伏示。单位：伏特特

13、（v）。）。 电压：两点的电位差。如电压：两点的电位差。如uab = va - vb 某点电位：该点与参考点的电压。某点电位：该点与参考点的电压。 即即va=va-vo=uao 电压方向：规定电压方向：规定高高电位电位低低电位，即电位电位，即电位降低降低方向。方向。 + - usul 电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电 源的负极移至正极所转换而来的电能。用源的负极移至正极所转换而来的电能。用e 表示。表示。 单位：伏单位：伏特特（v）。）。 电动势方向：电源电动势方向：电源负极负极正极正极，即电位，即电位升高升高方向。方向。 返回返回下一页下一

14、页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 5. 功率功率 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 单位时间所转换的电能。单位时间所转换的电能。 用用p 表示。单位：瓦表示。单位：瓦特特（w）。）。 电源产生的电功率：电源产生的电功率：pe = ei e i + - + - usul 电源输出的电功率：电源输出的电功率：ps = usi 负载消耗（取用）的电功率：负载消耗（取用）的电功率：pl = uli 6. 电能电能 时间时间t 内所转换的电功率。内所转换的电功率。w = p t 单位：焦单位：焦耳耳（j）。）。 工程上用千瓦时（工程上

15、用千瓦时（kwh），），1 kwh = 3.6106j。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.3电路的状态电路的状态 （一）通路（一）通路 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 e usul + _ is 电路的状态电路的状态 通路通路 电源的状态电源的状态 有载有载 额定值额定值：电气设备工作时，其电压、电流和功率：电气设备工作时，其电压、电流和功率 均有一定限额，表示了电气设备的正常工作条件均有一定限额，表示了电气设备的正常工作条件 和工作能力。和工作能力。 通路通路功率平衡：功率平衡：pe = pl 欠载欠载(轻载轻载)： i in ，p in ，p pn (

16、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) 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）开路（二）开路 开路开路：某部分电路与电源断开，该部分电路中没有：某部分电路与电源断开，该部分电路中没有 电流，亦无能量的输送和转换。电流，亦无能量的输送和转换。 s2s1 开路的特点开路的特点: 开路开路 i0 p=0 有有 源源 电电 路路 u视电视电 路而定路而定 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （三）短路（三）短路 短路：短路：某部分电路的两端用电阻可以忽

17、略不计的导线某部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线 或开关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被导或开关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被导 线或开关所旁路。线或开关所旁路。 短路的特点短路的特点: s2 s1 电源短路 短路短路 i 视电路而定视电路而定 有有 源源 电电 路路 u 0 p = 0 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.4电路中的参考方向电路中的参考方向 电流：电流：正电荷正电荷定向移动方向定向移动方向 电动势：电动势：低电位低电位（“-”-”极性）极性）高电位高电位 （“+”+”） 电压：电压：高电位高电

18、位（“+”+”极性）极性）低电位低电位（“-”-”） 为便于分析和计算，规定：为便于分析和计算，规定： 电位升高电位升高的方向的方向 电位降低电位降低的方向的方向 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 参考方向参考方向 一种分析方法一种分析方法 us + _ is r1 r2 i i 在复杂的直流电路中，电压和电流在复杂的直流电路中，电压和电流 的实际方向往往是的实际方向往往是无法预知无法预知的，且可能的，且可能 是是待求待求的；而在交流电路中，电压和电的；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。这流的实际方向是随时

19、间不断变化的。这 时给它们时给它们假定假定一个方向作为电路分析和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计算时的参考，这些假定的方向称为参参 考方向或正方向考方向或正方向，标注在电路图上。，标注在电路图上。 e i u i u 关联参考方向关联参考方向 注意：注意：取值有正有负。取值有正有负。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.5理想电路元件理想电路元件 理想无源元件理想有源元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 由实际电路元件组成的电路称为由实际电路元件组成的电路称为电路实体电路实体。

20、 可将电路实体中各个实际的电路元件都用表可将电路实体中各个实际的电路元件都用表 征其主要物理性质的征其主要物理性质的理想电路元件理想电路元件代替。代替。 用理想电路元件组成的电路称为电路实体的用理想电路元件组成的电路称为电路实体的 电路模型电路模型。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 理想电压源 （一）理想有源元件（一）理想有源元件 进入理想无源元件 理想电流源 本身功耗忽略不计，本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用只起产生电能的作用 理想电源元件的两种工作状态 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回理想有源元件 1.1.

21、理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源） 特点特点 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 电压源电压源 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 电压源：电压源： ireuu os i r e r u oo o s r u ii 实际电源电动势与其内阻串联构成的一段电路。实际电源电动势与其内阻串联构成的一段电路。 + - e ro + us - + - e ro + us - r i 内阻内阻ro=0，即为恒压源即为恒压源 电流源：电流源：定值电流与内阻并联构成的一段电路。定值电流与内阻并联构成的一段电路。 ii r u s oisro + - u i 内阻内阻ro=，即为恒

22、流源即为恒流源 isro + - u i 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回理想有源元件 1.1.理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源） 特点特点 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 输出电压输出电压 是由它本身确定是由它本身确定 的的定值定值，与输出，与输出 电流和外电路情电流和外电路情 况无关。况无关。 输出电流输出电流 不是定值，与输不是定值，与输 出电压和外电路出电压和外电路 情况有关。情况有关。 凡是与恒压源并联的元件凡是与恒压源并联的元件 电压为恒定电压。电压为恒定电压。 第第 1 章章 直

23、直 流流 电电 路路 返回理想有源元件 . .理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源） 特点特点 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 电流源电流源 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回理想有源元件 . .理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源） 输出电流输出电流 是由它本身确定是由它本身确定 的的定值定值，与输出，与输出 电压和外电路情电压和外电路情 况无关。况无关。 输出电压输出电压 不是定值，与输不是定值，与输 出电流和外电路出电流和外电路 情况有关。情况有关。 特点特点 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 凡是与恒流源串联的元件凡是与恒

24、流源串联的元件 电流为恒定电流。电流为恒定电流。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 3 3理想有源元件的两种工作状态理想有源元件的两种工作状态 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 电源：电源：实际电流从电源电压的实际电流从电源电压的“+”+”极性端极性端流出流出，产生电功率；，产生电功率； + - u i 负载：负载：实际电流从电源电压的实际电流从电源电压的“+”+”极性端极性端流入流入，消耗电功率。，消耗电功率。 + - u i 例：例：u1=9v，i= -1a，r=3。判断元件判断元件1 1、2 2分别是电源分别是电源 还是负载？还是负载？ 12 + + - u

25、1u2 i r 12v9) 1(3 12 uriu 电流从元件电流从元件1 1的电压的电压u1“+”端流入，故元件端流入，故元件1 1为负载；为负载； 电流从元件电流从元件2 2的电压的电压u2“+”端流出，故元件端流出，故元件2 2为电源。为电源。 解：解： 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 实际电源的模型实际电源的模型 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 理想电阻元件 （电阻） （二）理想无源元件（二）理想无源元件 理想电容元件 （电容） 理想电感元件 （电感） 进入理想有源元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一

26、节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 返回理想无源元件 1.1.理想电阻元件理想电阻元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 a b c 定义定义 物理量物理量 关系关系 实物实物 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 返回理想无源元件 1.1.理想电阻元件理想电阻元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 a b c 定义定义 物理量物理量 关系关系 实物实物 r 电路中消耗电路中消耗 电能的元件电能的元件 是单一参数元件是单一参数元件 线性元件线性元件

27、电阻电阻 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 返回理想无源元件 1.1.理想电阻元件理想电阻元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 a b c 定义定义 物理量物理量 关系关系 实物实物 r r = u / i 在直流电路中，在直流电路中， r = u / i 单位：欧姆（单位：欧姆（） u i p = ui = u2/r = ri2 电阻电阻 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 返回理想无源元件 1.1.理想电阻元件理想电阻元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节

28、 a b c 定义定义 物理量物理量 关系关系 实物实物 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 返回理想无源元件 . .理想电容元件理想电容元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回理想无源元件 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 （二）理想无源元件（二）理想无源元件 3 3理想电感元件理想电感元件 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 图示直流电路已知理想电压源的电压图示直流电路已知理想电压源的电压 us3 v， 理想电流源的电流理想电流源的电流 is =

29、3 a，电阻，电阻 r = 1 。求。求 （1）理想电压源的电流和理想电流源的电压；）理想电压源的电流和理想电流源的电压； （2）讨论电路的功率平衡关系。）讨论电路的功率平衡关系。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律， 又分为：又分为： 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电流定律 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （一）基尔霍夫电流定律（一）基尔霍夫电流定律（kcl） 返

30、回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 24a25 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 基尔霍夫电流定律的推广应用基尔霍夫电流定律的推广应用 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 rc ic rb ib ie b c e ucc 可将可将kcl推广到推广到 电路中任何一个电路中任何一个 假定的闭合面。假定的闭合面。 广义结点广义结点 ic+ ib - ie0 i =? i = 0 2 + _ + _ i 5 1 1 5 6v 12v 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 1 图示的部分电路中，已知图示的部分电路中，已知 i13 a，i4 5 a，

31、i58 a，试求，试求i2、i3和和i6。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）基尔霍夫电压定律（二）基尔霍夫电压定律（kvl） 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 基尔霍夫电流定律 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 选择环行方向选择环行方向 电位升电位升 = 电位降电位降 us1 + u2 us2 u1 0 r3 i3 i1 us1 + _ i2 r2 us2 + _ + _ + _ u1 u2 r1 在电路的任何一个回路中，沿同一方向环行

32、，在电路的任何一个回路中，沿同一方向环行， 同一瞬间电压的同一瞬间电压的代数和代数和等于零。等于零。 即：即：u = 0 ， 在直流电路中在直流电路中 u = 0 ，或，或e=ri 。 正负号确定：沿环行方向，电位降为正负号确定：沿环行方向，电位降为+ +，电位升为，电位升为 - - ； 沿环行方向，沿环行方向，e、i的方向与环行方向相的方向与环行方向相 同为同为+ +，相反为，相反为 - - 。 us1 + u2 = us2 + u1 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 基尔霍夫电压定律的推广应用基尔霍夫电压定律的推广应用 基尔霍夫电流定律 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上

33、一节上一节 e或或us + _ r + _ u a b i 可将可将 kvl 推广应用推广应用 于任何一个假想闭合的于任何一个假想闭合的 一段电路一段电路 riue 或或 riuus 0 即：即：e =ri u u与环行方向相同取与环行方向相同取+ +，相反取，相反取 - - 。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 已知已知：us1 =30v， us2 =80v，r1 =10k， r2=20k， i1 =3ma， i2 =1ma， 求求：i3、u3，说明元件说明元件3是电源还是负载，校验功率平衡。是电源还是负载，校验功率平衡。 3 + - us1us2 r1r2 i1i2 i3 +

34、- u3 解：解： kcl： 0 321 iii 2ma 3 i kvl： 3111s uiru 60v 3 u 电流从元件电流从元件3的的“+”+”流出，为流出，为电源电源。 电流从电流从1“+”“+”流入，为流入，为负载负载；电流从；电流从2“+”“+”流出，为流出，为电电 源源。 电源发出功率：电源发出功率： w10200 3 22s33 iuiup 负载取用功率：负载取用功率： w10200 3 11s 2 22 2 11 iuirirp 故功率平衡故功率平衡 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.7支路电流法支路电流法

35、返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 r2 e2e1 + _ r1 r3 + _ （1）分析电路结构，确定支）分析电路结构，确定支 路数，选择各支路电流的参路数，选择各支路电流的参 考方向。考方向。 r3 e1 + _ r1 + _ r2 e2支路数为支路数为 b = 3。 i1i3i2 （2）确定结点数，列出独）确定结点数，列出独 立的结点电流方程式。立的结点电流方程式。 a b 结点结点a：i1+i2-i3=0 结点结点b：-i1i2+i3=0 i1+ i2 - i3= 0 结点数为结点数为 n，则可列出，则可列出 n-1 个个独立的结点方程式。独立的结点方程式。 （3

36、）确定余下所需的方程式数，列出）确定余下所需的方程式数，列出（b-n+1）个）个 独立的回路电压方程式（也可以用网孔）。独立的回路电压方程式（也可以用网孔）。 左网孔：左网孔： r1 i1+ r3i3= e1 右网孔：右网孔： r2 i2+ r3i3= e2 （4）解联立方程式，求出各支路电流的数值。）解联立方程式，求出各支路电流的数值。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 i6 i2 i4 i3 i5 i1 r4 - us2 + + us1 - - us3 + r5 r3 r1 r6 r2 a b c d 例例1：写出所有独立的节点电流方程和回路电压方程。写出所有独立的节点电流方程和回路

37、电压方程。 解：解： 4 4个结点，个结点， 6 6条支路，条支路， 3 3个网孔个网孔。 0 413 iii 0 524 iii 0 635 iii 0 s2s1442211 uuiririr 0 s2225566 uiririr0 554433s3 iririru 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 1 2 3 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 (1)(1)应用应用kcl列列( (n-1) )个结点电流方程个结点电流方程 支路数支路数 b=6， 要列要列6个方程。个方程。 (2)(2)应用应用kvl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

38、出联立解出 ig 支路电流法是电路分析中最基本的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，所需方法之一，但当支路数较多时，所需 方程的个数较多，求解不方便。方程的个数较多，求解不方便。 例例2： 对结点对结点 a a： i1 i2 ig = 0 对网孔对网孔abda：ig rg i3 r3 +i1 r1 = 0 对结点对结点 b b： i3 i4 +ig = 0 对结点对结点 c c： i2 + i4 i = 0 对网孔对网孔acba：i2 r2 i4 r4 ig rg = 0 对网孔对网孔bcdb：i4 r4 + i3 r3 = e 试求检流计试求检流计 中的电流中的电流i

39、g。 rg a d b c e + g r3 r4 r1 r2 i2 i4 ig i1 i3 i 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例3：已知已知：us1、us2、r1、r2、r3、is 求求：i1、i2、i3 解：解： 2个节点，个节点，4条支路，条支路， 但其中一个支路电流但其中一个支路电流 已知为已知为is，故列，故列3个方个方 程即可。程即可。 i1i2i3 0 321s iiii 22112s1s iriruu 3322 2 s iriru us1us2 is r1 r2 r3 + - 返回返回下一页下一页上一页上一页

40、下一节下一节上一节上一节 注意：注意： (1)(1) 当支路中含有恒流源时当支路中含有恒流源时，若，若所选回路中不含恒流源所选回路中不含恒流源 ，则有几条支路含有恒流源，可少列几个，则有几条支路含有恒流源，可少列几个kvl方程。方程。 (2)(2) 若若所选回路中含恒流源所选回路中含恒流源，因恒流源两端的电压未知，因恒流源两端的电压未知 ，有一个恒流源就出现一个未知电压，此情况下不可少，有一个恒流源就出现一个未知电压，此情况下不可少 列列kvl方程方程。 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.8叠加定理叠加定理 定理内容定理内容 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节

41、us + _ is r1 r2 i1 i2 u2 + _ u1 + _ 在含有在含有多个电多个电 源源的线性电路中，的线性电路中， 任一支路的电流和任一支路的电流和 电压等于电路中各电压等于电路中各 个电源个电源分别单独作分别单独作 用用时在该支路中产时在该支路中产 生的电流和电压的生的电流和电压的 代数和代数和。 叠加定理只适用于线性电路叠加定理只适用于线性电路 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 使用要领使用要领 1. 当某一当某一电电 源单独作用源单独作用时，时， 应令其他电源中应令其他电源中 us0，is0， 即应将其他理想即应将其他理想 电压源电压源短路短路、其、其 他理想电流源

42、他理想电流源开开 路。路。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 使用要领使用要领 2. 叠加时，叠加时， 各个电源单独作各个电源单独作 用时的电流和电用时的电流和电 压分量的压分量的参考方参考方 向向与总电流和电与总电流和电 压的参考方向一压的参考方向一 致时取正号，相致时取正号，相 反时取负号。反时取负号。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 使用要领使用要领 3. 叠加定叠加定 理只能用来分理只能用来分 析和计算析和计算电流电流 和电压和电压，不能，不能 用来计算功率

43、。用来计算功率。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 若某电阻上电流若某电阻上电流 i =i+i 则则 p = ri2 = r(i+i)2 r i2 + r i2 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 图示电路中已知图示电路中已知us10 v，is2 a，r14 ， r2 1 ， r35 ， r43 ， 试用叠加原理求通过理想电压源试用叠加原理求通过理想电压源 的电流的电流 i5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压u6。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 us + _ is r1r2 r3r4 i1i2 i4i3 i5 u6 + _

44、 解解 理想电压源单独作用时：理想电压源单独作用时： us + _ r1r2 r3r4 i2 i4 i5 u6 + _ uu iii rrrr ss 524 1234 1010 3.25 4153 ur ir i 62244 1010 131.75v 4153 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 理想电流源单独作用时：理想电流源单独作用时： rr iiiii rrrr 31 524ss 1234 45 221.6 1.250.35a 4 153 ur ir i 62244 11.631.255.35v is r1r2 r3r4 i2

45、 i4 i5 u6 + _ 例例 图示电路中已知图示电路中已知us10 v，is2 a，r14 ， r21 ， r35 ， r43 ， 试用叠加原理求通过理想电压源的试用叠加原理求通过理想电压源的 电流电流 i5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压u6。 解解 us + _ is r1r2 r3r4 i1i2 i4i3 i5 u6 + _ 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 二电源共同作用时：二电源共同作用时： iii 555 3.250.353.6a uuu 666 1.755.353.6v 例例 图示电路中已知图示电路中

46、已知us10 v，is2 a，r14 ， r2 1 ， r35 ， r43 ， 试用叠加原理求通过理想电压源试用叠加原理求通过理想电压源 的电流的电流 i5 和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压u6。 解解 us + _ is r1r2 r3r4 i1i2 i4i3 i5 u6 + _ i5=3.25 a u6=1.75 v us + _ r1r2 r3r4 i2 i4 i5 u6 + _ i5=0.35 a u6=5.35 v is r1r2 r3r4 i2 i4 i5 u6 + _ 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.9等效电源定理等效电源定理 us r1 is r2 us

47、 r1 is 有源二端网络有源二端网络 r2 待求支路待求支路 ues r0 r0 ies 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 1.电路分解：待求支路和电路分解：待求支路和 有源二端网络；有源二端网络； 2.有源网络化简为理想电源；有源网络化简为理想电源； 3.理想电源和待求支路合并理想电源和待求支路合并 为简单电路。为简单电路。 r2 r2 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （一）戴维宁定理（一）戴维宁定理 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 戴维宁定理解题的步骤：戴维宁定理解题的步骤： （1）将复杂电

48、路分解为将复杂电路分解为待求支路待求支路和和有源二端网络有源二端网络 两部分两部分； （2）画有源二端网络与待求支路断开后的电路，画有源二端网络与待求支路断开后的电路， 并并求开路电压求开路电压u0c , 则则ues = u0c； （3）画有源二端网络与待求支路断开且除源后的画有源二端网络与待求支路断开且除源后的 电路，并求电路，并求无源网络的等效电阻无源网络的等效电阻r0； （4）将等效电压源与待求支路合为简单电路，用将等效电压源与待求支路合为简单电路，用 欧姆定律求电流欧姆定律求电流。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例

49、1 图示电路中已知图示电路中已知 us18 v，us25 v， is3 a， r12 ， r25 ，r32 ，r48 ，试用戴维，试用戴维 宁定理求通过宁定理求通过 r4 的电流。的电流。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例2 已知已知：r1=5 、 r2=5 r3=10 、 r4=5 e=12v、rg=10 试用戴维宁定理求检流计试用戴维宁定理求检流计 中的电流中的电流ig。 有源二端网络有源二端网络 e + g r3 r4 r1 r2 ig rg a b e + g r3 r4 r1 r2 ig rg 返回返回下一页下一页

50、上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 解解: : (1) 求开路电压求开路电压uoc e uoc + a b + r3 r4 r1 r2 i1 i2 a2 . 1a 55 12 21 1 rr e i a8 . 0a 510 12 43 2 rr e i ues = uoc = i1 r2 i2 r4 = 1.2 5v0.8 5 v = 2v 或：或：ues = uoc= i2 r3 i1r1 = 0.8 10v1.2 5 v = 2v (2) 求等效电源的内阻求等效电源的内阻 r0 r0 a b r3 r4 r1 r2 8 .5 43 43 21 21

51、 0 rr rr rr rr r，所所以以 从从a、b看进去，看进去，r1 和和r2 并联，并联， r3 和和 r4 并联，然后再串联。并联，然后再串联。 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 (3) 画出等效电路，求检流计中的电流画出等效电路，求检流计中的电流 ig a126. 0a 108 . 5 2es g0 g rr u i a b e + g r3 r4 r1 r2 ig rg ues r0 + _ rg a b ig 返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 （二）诺顿定理（二）诺顿定理