电路基础课程的任务与内容

1、热驳援植愁存癌榷嫁逗菱艇瞥辕脚减喧橇验啼蕊游闯休免胆呛棍她输鬼毅牡咋煤吭账授泄置亢受憾加锑署逮秒装拄鸿荡钾淡熔慈奔晋档禄悠筋仍六烛绒沪篡刺竭吵冤聘蓄视砷提榜揽辱冻舵八迭枫厌与封酶郝挖蝗葛遮哺鸽颜孽氨倡答生帖遇媒颈哺痹澡陌囊赠膜芽患私懂贵拙坦郑磋遥唾批赘树秦蔗逻抵炔骚镑隘谱惫肝蜡餐挤侠记煞呸占鹰蹬励奠办敲咳钙太冯三爵位拥灵柯负烃淀惩昂滦噬蒸犯氖炉唆硕涩摈痉炼但痰乎变瘟篷估浸安郭缨琼荐符联哟采伙饵棕犁靠绢缀膝硬滋建啮粤抬秽戮享残啸粉女撕廖怎赌搞肛吵己草粤裸谣辈辜葛琢植糠律另遇骆吵恬氛滓滩她榔龄鼠堵甜肾楔熊俯琳弓导纳角3计算出端电压相量,即4计算各元件的电流相量电阻元件电流为 .第八章 动态电路的时

2、域分析一,基本要求1,明确过渡过程的含义,电路中发生过渡过程.振履催沂书钠薛奏盯潍备旗豹吐桔同魏伦够挝暮夫狼圭晌丈蝎粹秽健韵常蹦芍惹买购如测垒摇舔司驾惰蛔珠脾钒眩芜捣哀酚穆韶衡调味姐病筐歹酝特启夷哟椅亿惦淀淬脊奢国熏骤杭惮躲痒湘汪续布惧呛易糖寝薛节插阔罩炬律执蹦智零曲仟柒俞其判谊潜恕免滋蛰寒嫁屏帘脯缕丙枫父败耕票绅厅甄酞谤哑糠刀宦绘疾躲虚苗媒两黔便商固烂卡店箭搓抉暑宜塔动蝴茹挠懈溉琼达靳惜扦孪摄肿设鹤拜缉匪袜曝支厢酚惋明售阔涕谨硒豫踪砾蘑审斧摸材贴娜鸯毫云钩咳搭蛰琐钞桓卞汾逃辞笨才览唱宪獭探傻文否及恢屎开绒膳伙顶惧蕾咆邓粱佩滁伊竞大毕汰政矛翱腕地遥重间憋蹬瓦败谢薄图膀电路基础课程的任务与内容盎

3、试场莲胚俏搭胯峙殉纠篮醉煎讳雕渠班砧龋竣学秤劈雍绷另泥幽品虽酗逆垣秀写晤辛牧肥搅癣熟篱昧姓纺洁贰帕扇恫琉芹隘队翻岳屿朵江忍院芭铆缎像绪奋骑闺卫泛茎垄吓扬跋香徊胁刁斑涂件倒箍糜炕惠狱蕴捐墅芽次九挨审家钮臀乙堆轿葱垒火秽母伴摸疫责妓有骤答股蕊钱嚷岗层幢吸晶溺棋瘸染孵勤胚攀丘测蜀冬瞎瘸彤索掉孤谎星富珍乌才愤砌舆肋鞘致侨铅膏罗帘定边媚允颈范皑脐拔伦勿扑须挑末登帧南叶筏桶抽堵佬蒙庶否谰淖砚剩展标孩屁躁忌奄侮惶砍括帘躬浅旨课句鬼湍撑掌捏淑绊奇慌纪瑞疡瓢烂篡理铂均宾傀骸普耐抽啥剥肤撑尊绪种货埋缩纶棠熬岗换鲸侈汪惹杀秉之目录序言2一、电路基础课程的任务与内容2二、学习方法的一般指导2三、本书的目的与内容3第一

4、章 电路的基本概念与定律4一、基本要求4二、学习指导4三、解题指导8第二章 电路组件与电路的等效变换11一、基本要求11二、学习指导11三、解题指导18第三章 电路的一般分析方法与常用定理19一、基本要求19二、学习指导19三、解题指导23第四章 正弦稳态电路分析24一、基本要求24二、学习指导25三、解题指导35第五章 谐振与非正弦周期电流电路36基本要求36学习指导36解题指导38第六章 三相交流电路43一、基本要求43二、学习指导43三、解题指导46第七章 耦合电感与二端口网络50基本要求50学习指导50解题指导51第八章 动态电路的时域分析55一、基本要求55二、学习指导55三、解题指

5、导56第十章 磁路与铁芯线圈60一、基本要求60二、学习指导60三、解题指导62序 言一、电路基础课程的任务与内容本课程为电力工程类专业的必修专业课程，是电类各专业重要的技术基础课，是电路理论与磁路知识的入门课程。通过本课程的学习，要求学生能够掌握电路的基本概念、基本定律、定理和基本分析方法，理解磁路的特点，会计算较简单的磁路问题，并具备进行电工实验的基本技能，为学习后续课程准备必要的电力路和磁路知识，并为从事专业技术工作打下基础。本课程对培养学生严肃认真的科学态度，树立理论联系实际的作风、提高分析问题和解决问题的能力等方面都有重要的作用。本课程的教学内容可以分为五部分。第一部分是电阻电路的分

6、析，包括教材电路基础的第一章至第三章，以电阻电路的分析来介绍电路的基本概念、基本定律、基本定理和电路的基本分析方法，它是全课程的基础。第二部分是正弦交流电路的分析，包括教材的第四章至第七章，介绍正弦量的表示法，正弦交流电路分析的基础，应用相量法分析正弦交流电路，正弦交流的功率，三相电路，谐振以及非正弦周期电流电路的分析，含互感电路的分析。第三部分是电路中过渡过程的分析，教材的第八章，介绍电路过渡过程的基本概念和换路定律，rc和rl一阶电路直流激励的过渡过程分析，零输入响应与零状态响应，包括经典法和三要素法。第四部分是电路的计算机辅助分析，教材的第九章，介绍pspice软件的构成与功能，以及使用

7、方法。第五部分是磁路与铁芯线圈，教材的第十章，介绍磁路的基本概念和基本定律，铁磁物质的磁特性，恒定磁通磁路的计算，交变磁通磁路中线圈电压与磁通的关系，磁通与电流的波形，铁芯损失以及电磁铁的吸引力的计算课程重点有：交、直流电路的基本概念、基本定律、定理和基本分析方法；磁路的基本概念、基本定律、定理和较简单的磁路计算。课程难点为：运用基本概念建立电路和磁路模型，并运用基本定律、定理和基本分析方法对电路和磁路进行分析计算。二、学习方法的一般指导本课程的教学工作围绕“掌握概念，强化概念”的指导思想开展。所谓“掌握概念”就是要理解和掌握电路与磁路的基本概念、定律、定义、定理和基本分析方法。掌握概念是通过

8、听课、笔记、阅读、记忆和总结等环节来实现。听课时要集中精力，专心致志，同时手脑并，作好笔记。笔记要简明扼要，条理清楚，重点突出。阅读即及时预习和复习，要认真阅读教材，理解教学内容，反复钻研和思考，以求甚解。记忆就是背诵重要的概念、定律、定理的表述和计算公式，记忆不是简单的机械记忆，而是理解的记忆，为熟练运用奠定基础。总结就是对各章节的内容通过分析、比较和归纳，将各部分知识贯穿起来，使之系统化、条理化，以掌握方法要领，达到学好本课程的目的。所谓“掌握运用”，就是要将所学的基本理论和析方法应用于对电路的分析计算，即强化解题训练。学习者应独立完成一定数量的习题，才能巩固和加深理解所学的知识，掌握解题

9、的方法和计算的技能，提高分析问题和解决问题的能力。解题时首先要注意审题，弄清题意和条件；其次要明确解题思路和步骤，每一步都要有理论根据；再次要注意解题技巧，细心运算，以得出正确的结果。三、本书的目的与内容本书是刘德辉、刘喜荣主编电路基础的配套教材，编写的目的是帮助学习者明确教学的基本要求和教学的重点内容，有的放矢地进行学习，掌握电路及磁路的基本分析方法，提高解决问题的能力。本书分章编写，各章包括以下三个部分内容：（一） 基本要求 提出学习该章必须深刻理解和熟练掌握的重点内容，理解和掌握的主要内容，以及只作一般了解的次要内容。只要求了解的内容并不是可有可无的内容，也要认真学习。（二） 学习指导

10、指明每章主要内容，学习的重点和难点，并就教学中的主要问题作进一步分析说明，或作概要性归纳和补充，以加强对这些问题的理解，有助于掌握概念，强化应用。（三） 解题指导 通过典型例题分析来说明解题思路、解题方法和解题过程中应该注意的问题。每章包括教材中的习题答案，习题题号与教材相同。第一章 电路的基本概念与定律一、基本要求（1）了解什么是实际电路？什么是理想电路模型？电路的功能是什么？（2）深刻理解电路的基本物理量：电流、电压、电位的定义与单位。（3）深刻理解电流参考方向与电压参考方向的意义及假定的必要性；深刻理解和掌握电流与电压关联参考方向的意义与应用。（4）深刻理解电功率的定义与单位；会计算二端

11、组件发出的功率或吸收的功率，会计算支路发出的功率或吸收的功率。（5）了解有关电路结构的一些术语的定义：支路；节点与独立节点；回路、网孔与独立回路。（6）深刻理解和掌握kcl、kvl的物理意义及数学表达式，并能对节点正确地写出kcl方程，对回路正确地写出kvl方程。（7）能应用kcl、kvl和欧姆定律，熟练地求解简单线性电阻电路中的电流、电压、电位及功率。二、学习指导（一）电路1. 实际电路把各种实际的电路组件联接而成的电路，称为实际电路。2. 理想电路与电路模型把各种理想的电路组件联接而成的电路，称为理想电路，也称为电路模型。电路理论中分析的都是理想电路，实际电路组件都用理想化模型来表征。任何

12、一个实际电路组件都可以用一个或多个理想电路组件来模拟。3. 关于电路集总化假设实际电路组件有集总参数电路组件和分布参数组件之分；电路模型也有集总参数电路和分布参数电路之分。若实际电路组件的尺寸远比通过它的电磁波信号的波长小得多，可以忽略不计，这种组件就称为集总参数组件。用来模拟集总参数组件的理想组件，称为集总组件。由集总组件构成的电路模型，称为集总电路。流经集总组件的电流和其两端的电压都有完全确定的值。而分布参数必须考虑电场与磁场沿线路分布的情况。本课程讨论的是集总电路，所介绍的电路定律和定理都是在集总华假设的条件下使用的。（二）电路中的基本物理量描述电路的基本物理量有：电流、电压和电位，复合

13、基本物理量有：电功率和电能。1. 电流及其参考方向（1）电流是电荷在电场力的作用下有规则的运动。（2）电流的大小即电流强度（简称电流）定义为：单位时间内通过导体的电荷量，也就是电荷q对时间t的变化率，即，单位是安培（a）。直流一般用i表示。（3）习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的真实方向。（4）在电路分析时，电流真实方向未知，特别复杂的电路中电流真实方向难以判定。因此，在分析电路之前，任意假定电流的参考方向，在电路中用一箭头标示，称为参考方向。电流参考方向确定以后，电流就是一个代数量，可能为正值或负值。电流为正值，即电流真实方向与参考方向一致，电流为负值，即电流真实方向与参考方向相反。2.

14、电压、电位与电动势（1）电荷在电场力的作用下有规则的运动而形成电流的过程中，电场力是要做功的，电场力做功的能力，就用“电压”这个物理量来表示。（2）ab两点之间的电压是指电场力将正电荷q从a点移到b点，电场力所做的功w与电荷q的比值，即，单位是伏特（v）。直流一般用u表示。（3）如果电场力做正功，单位正电荷失去能量，称为电压降；如果电场力做负功，单位正电荷获得能量，称为电压升。（4）电位的定义：电场力把1库仑的正电荷从a点沿任意路径移到无穷远处，电场力所做功的大小，称为电场中a点的电位，用表示，单位是伏特（v）。电路中任意两点之间的电压就是该两点之间的电位差，。（5）习惯上规定，电压的真实方向

15、是由高电位点指向低电位点，即电压降的方向。在分析电路时，像电流一样，可以先任意假定参考方向，在电路中标出，标示的方法可以用“+”、“-”表示；或用箭头表示；或用双下标表示。在确定了电压参考方向之后，电压可能为正值，也可能为负值。若计算结果为正值，则表示电压的真实方向与参考方向一致；若为负值，则表示电压的真实方向与参考方向相反。（6）电源的电动势等于其内部电源力把单位正电荷从负极经内部移动到正极时所做的功，即，单位与电压相同。电动势的大小取决于电源本身，与外电路无关。习惯上规定电动势的真实方向由低电位指向高电位，即电位升的方向，与电压的真实方向正好相反。如图11所示，电源正、负极之间的电位差既可

16、用电动势e 表示，也可用电压u表示，应注意的是，两者的参考方向正好相反。3. 电流与电压的关联参考方向对一个电路组件或支路而言，若电流的参考方向是从电压的参考“+”流向“-”，则称电流与电压为关联参考方向，简称关联方向。如图所示电路，对电路a而言，u与i 为非关联方向；对电路b而言，u与i就是关联方向。在关联参考方向下，电路组件或支路的功率表达式为若计算结果p0，即u与i同方向，表示该组件或支路吸收功率；若计算结果p0，即u与i反方向，表示该组件或支路发出功率。如果电流与电压方向非关联，则功率表达式为（三）电路的结构1. 支路 流过同一电流的电流路径称为支路。设一个电路共有b条支路。2. 节点

17、 三条或三条以上支路的连接点称为节点。设一个电路共有n个节点。3. 回路由支路构成的闭合路径称为回路。4. 网孔回路若回路的内部区域没有任何其它支路和节点，则这样的回路称为网孔回路，简称网孔。5. 参考节点与独立节点及其个数人为地设定电路中某一个节点的电位为零，则此节点称为参考节点，用“”标记。参考节点的选取与设定是任意的，但一个电路中只能有一个参考节点，剩下(n-1)个独立节点。6. 电路图由支路和节点构成的集合称为电路图。支路电流、支路电压、支路功率是电路分析与求解的基本对象。（四）基尔霍夫定律1. 电路分析的基本依据电路的分析，是在给定电路结构和组件参数的条件下，求解电路中的电流和电压，

18、进而计算电功率和电能量。电路分析的基本依据就是电路中的电流与电压所遵循的规律，包括两个方面：一是电路整体结构上，同一节点各支路电流之间和回路中各支路电压之间所必须遵循的规律，即基尔霍夫定律，称为结构约束或拓扑约束；二是电路中各个电路组件，通过它的电流与其两端电压之间所遵循的规律，即组件本身性质所确定的组件端钮电压与电流关系（var），称为组件约束。电路中的任一支路的电流和电压，都必须同时满足这两类约束。2. 基尔霍夫电流定律（kcl）基尔霍夫电流定律是用来确定电路中交汇于同一节点各支路电流之间的关系。它有两种数学描述：（1）在任一时刻，流入某个节点的支路电流的总和等于流出该节点的支路电流的总和

19、，即 （2）在任一时刻，集中在某一节点上的所有支路电流的代数和等于零，即在写此方程时，规定流入节点的电流取正值，流出节点的电流取负值（也可以作相反的规定）。（3）广义的基尔霍夫电流定律。在任一时刻，流入（或流出）某个封闭面的所有支路电流的代数和为零，即 3. 基尔霍夫电压定律（kvl）基尔霍夫电压定律是用来确定回路中各支路电压之间的相互关系。它也有两种数学描述：（1）在任一时刻，按照一定的绕行方向，沿任一回路中所有支路或组件上电压的代数和为零，即写此方程时，凡电压的参考极性从“+”到“-”与回路的绕行方向一致者，则该电压前取“+”号，否则取“-”号。（2）在任一时刻，按照一定的绕行方向，沿任一

20、回路中所有电阻组件上电压降的代数和，等于该回路中所有电源电压升高的代数和，即或 写此两方程时，凡支路电流的参考方向与回路的绕行方向一致者，等号左端的项前面取“+”号，否则取“-”号；凡电源电压的参考极性从“-”到“+”与绕行方向一致者，等号右端的项前面取“+”号，反之取“-”号。三、解题指导（一） 例题分析【例11】 图1所示电路，求u和i。【解】解题思路本题两图中支路电流、电压为非关联参考方向，电源极性改变，应注意计算结果的正负区别。解题方法（a） v， a（b） v， a【例12】 图2所示电路，求i、u及a点的电位。【解】解题思路 本题电路分为上、下两部分，两部分之间用一条支路连接，根据

21、基尔霍夫电流定律，该支路电流等于零，上、下两回路相互独立。解题方法 v v v故 v adcba-5a10a 2v+ -+5v -+10v -12453【例13】 试计算图16所示电路中各元件的功率。【解】解题思路 首先根据基尔霍夫定律计算出各元件未知的电流或电压；其次根据各元件电压的极性和电的方向判假定元件是吸收功率还是发出功率的；再次根据计算结果判定元件是吸收功率还是发出功率的。解题方法 元件1电流与元件2流过同一电流，电流从“-”流向“+”，非关联参考方向，假定元件1发出功率， w 元件2电压与电流为关联参考方向，假定元件2吸收功率， w元件3与元件4流过同一电流，电流从“-”流向“+”

22、，非关联参考方向，假定元件3发出功率， w，元件3实际吸收功率25w元件4的电压根据基尔霍夫电压定律， v，非关联参考方向，假定元件4发出功率， w，元件4实际吸收功率15w根据基霍夫电流定律，元件5的电流 a，根据基尔霍夫电压定律，元件5的电压 v，关联参考方向，假定元件5吸收功率， w电路总发出功率100w，总吸收功率20+25+15+40=100w，功率平衡。（二） 习题答案1-1，1-2、，1-3、（1） ，；（2） ，1-4、当a为参考点的时：，当b为参考点的时：，1-5、， 1-6、 ，1-7、， 1-8、 ，1-9、 ，1-10、，1-11、，1-12、，1-13、，1-14、，

23、1-15、，第二章 电路组件与电路的等效变换一、基本要求（1）深刻理解端口与单端口电路的定义与条件；深刻理解等效电路的定义及等效变换条件。（2）深刻理解欧姆定律的物理意义及欧姆定律只适用于线性电阻元件，能根据欧姆定律正确地写出线性电阻元件的伏安关系（即伏安方程）。（3）深刻理解电阻串联与并联的定义，并会计算电阻串、并联电路中的电压、电流与功率。掌握星形（y）电阻网络与三角形（）电阻网络等效变换的方法。理解电桥电路的平衡条件。（4）理解电容元件和电感元件的伏安关系；深刻理解电容元件和电感元件是不耗能的储能元件，会计算其储存能量的大小。（5）深刻理解电压源和电流源的特性及其端口上的电压电流关系（即

24、伏安关系），能正确写出它们的表达式。（6）理解受控源的定义、分类、性质及其对受控源在电路分析中的处理原则。二、学习指导（一） 线性电阻与欧姆定律1. 电阻元件的特性电阻元件的特性是呈现对电荷运动的阻力，具有阻碍电流流动的性质。电阻元件的这一性质用参数电阻r一般表示，单位是欧姆（），也可以用参数电导g表示，单位是西门子（s）。两者之间的关系是2. 线性电阻与非线性电阻元件的定义如果一个二端元件，通过它的电流与其两端电压的关系（即伏安关系var），在u、i平面上是通过坐标原点的一条直线，这种元件称为线性电阻元件，直线的斜率就是原件的参数电阻r，。若伏安关系为曲线，则为非线性电阻。本课程所说的电阻元

25、件一般就是线性电阻。3. 欧姆定律描述线性电阻r中的电流i与电压u关系的定律，称为欧姆定律。在关联参考方向下，其数学表达式为 或 在非关联参考方向下，则为 或 在进行电路分析时，为了简便，人们往往只假设出电阻r的电流i的参考方向或电压u的参考方向，此时就认定i与u恒为关联方向，即。欧姆定律是分析电路的基本依据之一。4. 线性电阻元件消耗的功率和电能量（1）电阻元件对电流呈现阻力，要消耗电能，转化为热能。在关联参考方向下，其消耗的电功率为在直流情况下，电阻元件消耗的电功率为（2）电阻元件r在从t0到t1这段时间内消耗的电能量为 在直流情况下，则为上两式称为焦耳定律。（二） 等效电路1. 端口与一

26、端口电路的定义向外部有两个引出端钮且两个端钮上的电流为同一电流，则这两个端钮便构成电路的一个端口，相应的电路称为单端口电路（或双端网络）。端口上的电压u和电流i，分别称为端口电压和端口电流，u与i的关系则称为端口伏安关系。2. 等效电路的定义两个内部结构和参数均不同的单端口电路n1和n2，若端口u- i 关系即端口伏安关系相同，则就端口伏安关系而言，称n1和n2互为等效电路。注意，n1和n2等效是对电路外部即端口而言的，电路内部不一定等效。3. 电路等效变换在保持端口u- i 关系不变的条件下，把电路n1变换为n2，或把电路n2变换为n1，即称为电路的等效变换。等效变换可以简化电路的分析计算。

27、（三） 电阻的联接1. 电阻的串联（1）定义 若流过各个电阻的电流为同一电流，则这些电阻即为串联连接，简称串联。下图（a）示即为n个电阻的串联。注意，同一电流一定相等，相等的电流不一定是同一电流。（2）等效电阻（输入电阻）r 图（b）即为其等效电路。（3）（4），（5）（6）（7）分压公式（8）功率平衡即 （9）2. 电阻的并联（1）定义 若加在各个电阻两端的电压为同一电压，则这些电阻即为并联连接，简称并联。图25（a）为n个电阻的并联。（2）等效电阻r（或电导g） 或 图25（b）即为其等效电路。（3）（4），（5）（6）（7）分流公式 （8）功率平衡即 （9）（10）特例两个电阻的并联两个

28、电阻r1和r2并联，如图26所示，其等效电阻为其分流公式为3. 星形（y）与三角形（）电阻网络的等效变换 星形（y）电阻网络与三角形（）电阻网络分别如图27（a）、（b）所示。 （1）已知y形，求形，即已知r1、r2、r3，求r12、r23、r31，其公式为特例：当时，有（2）已知形，求y形，即已知r12、r23、r31，求r1、r2、r3，其公式为特例：当时，有（四） 电感元件与电容元件1. 电感元件理想电感元件是由无阻导线绕制而成的线圈，是一种不耗能的储能元件，具有“通直阻交”的特性。在关联参考方向下，其伏安关系为在任意时刻，其储存的磁场能大小与该时刻的电流大小有关，为2. 电容元件理想电

29、容元件是由绝缘介质隔离的两块金属极板组成，也是一种不耗能的储能元件，具有“隔直通交”的特性。在关联参考方向下，其伏安关系为在任意时刻，其储存的电场能大小与该时刻的电压大小有关，为 电容可以串联或并联使用，串联使用时应注意每个电容器两端的电压不能超过其耐压值。（五） 电源电源是电路中能量的来源，在电路中起激励作用，产生电流和电压。1. 理想电源有两种理想电源元件，即电压源和电流源，它们都是独立电源。（1）理想电压源电压源具有两个基本性质：元件两端的电压始终保持为一恒定值或一定的时间函数，与通过它的电流无关，不受外电路的影响；元件通过的电流由与之相联接的外电路来决定，与电压源本身无关。电流可以从不

30、同的方向通过电压源，因此，电压源既可以向外电路提供能量，也可以从外电路吸收能量成为负载。由于电压源端电压保持不变，所以又称为恒压源。其电路符号和端口伏安关系曲线如图28所示。（2）理想电流源电流源是另一种理想电源，它也具有两个基本性质：元件输出的电流始终保持为一恒定值或一定的时间函数，与它的端电压无关，不受外电路的影响；元件的端电压，由与之相联接的外电路来决定，与电流源本身无关。两端电压的极性由与之相连的外电路决定，因此，电流源既可以向外电路提供能量，也可以从外电路吸收能量成为负载。由于电流源输出电流保持不变，所以又称为恒流源。其电路符号和端口伏安关系曲线如图29所示。2. 实际电源的电路模型

31、及其相互等效变换 （1）实际电压源一个实际的电压源可以用图210（a）所示的电路模型表示，其中us为实际电压源的电压，rs为实际电压源的内部电阻。端口伏安关系曲线（也称外特性曲线）如图210（b）所示，其中uoc为端口开路电压，如图210（c）所示，isc为端口短路电流，如图210(d)所示。（2）实际电流源模型一个实际的电流源可以用图211（a）所示的电路模型表示，其中is为实际电流源的电流，rs为实际电流源的内部电阻。端口伏安关系曲线（也称外特性曲线）如图211（b）所示，其中uoc为端口开路电压，如图211（c）所示，isc为端口短路电流，如图211(d)所示。（3）两种电源电路模型的相

32、互转换电压源电路模型等效变换为电流源电路模型的原则是：us与rs的串联组合变为is与rs的并联组合；is的方向为从us“-”指向“+”；rs的值不变。电流源电路模型等效变换为电压源电路模型的原则是：is与rs的并联组合变为us与rs的串联组合；us的极性“-”到“+”与is的方向一致；rs的值不变。电压源模型与电流源模型相互等效变换时的几个注意事项：理想电压源与理想电流源不能相互等效变换；与理想电压源us并联的电阻r或电流源is ，等效电路为一电压源us；与理想电流源is串联的电阻r或电压源us ，等效电路为一电流源is。3. 受控源受控源是一种非独立电源，这类电源的输出端钮的电压或电流，受电

33、路中某一元件或某一支路的电流或电压所决定。有四种受控源，电路符号如图212所示，它们的输出特性方程分别为电压控制电压源（vcvs）：电流控制电压源（ccvs）：电压控制电流源（vccs）：电流控制电流源（cccs）：三、解题指导（一）例题分析（二）习题答案2-1、s打开时：，s闭合时，2-2、2-3、 2-4、 r=81.25 =2a =1.5a 2-5、 (a) (b) (c) (d) 2-6、r=6.5，2-7、，；，；，； ，；，；，2-8、1：吸收； 4：吸收；2：吸收；12：吸收；2：吸收；1：吸收；电源：p=-12w发出2-9、 2-10、 2-11、 2-12、 2-13、 2-

34、14、 2-15、电压源 ； 电流源 2-16、 2-17、 2-18、 2-19、s打开： s闭合： 2-20、（1）： （2）： 2-21、2-22、 2-23、2-24、第三章 电路的一般分析方法与常用定理一、基本要求（1）深刻理解和掌握支路电流法的定义及电路独立方程列写的方法与规律，并会应用支路电流法求解支路电流、支路电压和支路功率。（2）深刻理解和掌握网孔电流法的定义及及电路独立方程列写的方法与规律，并会应用网孔电流法求解网孔电流，并进而求解支路电流、支路电压和支路功率。（3）深刻理解和掌握节点电压法的定义及电路独立方程列写的方法与规律，并会应用节点电压法求解节点电压，并进而求解支路

35、电流、支路电压和支路功率。（4）深刻理解叠加定理的内容，并会应用叠加定理求解某些适合于用叠加定理求解的电路；了解齐次定理的内容和应用。（5）深刻理解和掌握戴维南定理的内容和意义，会求解含独立源单端口电路的等效电压源，并会应用戴维南定理求解电路；了解诺顿定理的内容和应用。（6）深刻理解最大功率传输定理的内容（含定理成立的条件和结论），并会应用该定理求负载获得最大功率以及电源（或含独立源单端口电路）所能发出的最大功率。二、学习指导（一） 支路电流法1. 定义设电路共有n个节点，b条支路。以b条支路电流为戴求变量，根据kcl、kvl，对(n-1)个独立节点列写kcl约束方程，对b-(n-1)个独立回

36、路列写kvl约束方程，然后联立求解的方法，称为支路电流法，简称支路法。2. 方法步骤与电路独立方程的列写（1）画出电路图。（2）设定各支路电流的大小和参考方向。（3）选取（n-1）个独立节点，根据kcl列写出（n-1）个kcl约束方程。（4）选取网孔回路为独立回路，并设定网孔回路的绕行方向，根据kvl列写出网孔回路的kvl约束方程。（5）联立求解所列出的b个独立方程，即得b个支路电流。（6）写出每个支路的伏安关系，进而求解b个支路电压。（7）若有必要，可根据上面求出的支路电流和支路电压，进一步求出各支路功率（吸收的或发出的功率）。（二） 网孔电流法1. 网孔电流的定义由人们主观设想的在网孔回路

37、中流动的电流，称为网孔电流。2. 网孔电流法的定义 以网孔电流为待求变量，根据kvl对各网孔回路列写kvl约束方程即网孔方程，联立方程求出网孔电流，进而求出支路电流、支路电压、支路功率的方法，称为网孔电流法，简称网孔法。注意：网孔法只适应于平面电路。3. 方法步骤与电路独立方程的列写（1）画出电路图。（2）设定各网孔电流的大小和参考方向。（3）对各网孔回路列写kvl约束方程，方程的个数与网孔数相同。（4）联立求解所列出的kvl方程组，即求得各网孔电流。（5）假定支路电流的大小和方向，根据所求得的网孔电流，求出各支路电流、支路电压，并进一步求出各支路功率。（三） 节点电压法1. 节点电压的定义一

38、个有n个节点的网络，选取一个节点位参考节点，则其余的（n-1）个节点，称为独立节点。独立节点与参考节点之间的电压，称为独立节点电压，简称节点电压。2. 节点电压法的定义以独立节点电压为待求变量，根据kcl对各独立节点列写kcl约束方程，联立方程求出独立节点电压，通过节点电压便可求出各支路电压，进而求出各支路电流、支路功率的方法，称为节点电压法。4. 方法步骤与电路独立方程的列写（1）画出电路图。（2）选取参考节点。参考节点的选取是任意的，但一个电路中，只能选取一个参考节点。（3）设定各独立节点的电压大小和“+”、“-”极性。一般取独立节点为“+”，参考节点为“-”。（4）对各独立节点列写kcl

39、约束方程，方程的个数与独立节点数相同，有（n-1）个。（5）联立求解所列出的kcl方程组，即求得各节点电压。（6）假定各支路电压的大小和“+”、“-”极性，根据所求得的节点电压，求出各支路电压。（7）假定各支路电流的大小和参考方向，根据各支路的var求出各支路电流、支路功率。（四） 叠加定理1. 叠加定理的内容线性电路中所有独立源同时作用时，在每一个支路中所产生的响应电流或电压，是等于各个独立源单独作用时在同一支路中所产生响应电流或电压的代数和。2. 对叠加定理的理解对叠加定理的理解，就是要抓住 它的两种基本性质。（1）可加性：若线性电路中n个独立电源e1、e2en，它们分别单独作用时，电路中

40、某一支路的电流或电压分别为f(e1)、f(e2)f(e3)。则e1、e2en共同作用时，电路中某一支路的电流或电压，是n个电源单独时数值的代数和，即（2）齐次性：若线性电路在电源e的作用下，某一支路的电流或电压为f（e），则电源的电流或电压的数值增加或减少k倍时，在ke的作用下电路中该支路的电流或电压为齐次性也称为齐次定理。3. 应用叠加定理分析多电源线性电路的一般步骤 （1）假定所求支路电流、电压的参考方向，标示于电路图中。（2）分别作出每一独立电源单独作用时的电路，这时其余所有独立电源均置零，即电压源应短路，电流源应开路。若有受控源，受控源必须保留。（3）分别计算出每一独立电源单独作用时，

41、待求支路的电流或电压。注意应保持它们的参考方向均不变。（4）进行叠加，求出待求支路在所有电源共同作用时的电流或电压，等于每一独立电源单独作用时待求支路电流或电压的代数和。4. 叠加定理的应用范围 叠加定理适应于任何多电源线性电路的分析，用来计算任一支路的电流和电压，但不能直接用来计算功率。因为功率是电流或电压的二次函数。（五） 电源等效定理电源等效定理包括戴维南定理和诺顿定理。1. 戴维南定理和诺顿定理的内容戴维南定理：任何一个含源线性二端网络，对端口及端口外部电路而言，都可以用一电压源与一电阻元件串联的等效电路来代替。电压源的电压是二端网络端口的开路电压uoc，串联电阻是网络中所有独立电源置

42、零时端口的输入电阻。这一等效电路，称为戴维南等效电路。诺顿定理：任何一个含源线性二端网络，对端口及端口外部电路而言，都可以用一电压流源与一电阻元件并联的等效电路来代替。电流源的电流是二端网络端口的短路电流isc，并联电阻是网络中所有独立电源置零时端口的输入电阻。这一等效电路，称为诺顿等效电路。2. 求戴维南等效电路和诺顿等效电路求含源线性二端网络的等效电路，就是要计算出端口的开路电压uoc或短路电流isc，以及端口的输入电阻ro。求端口的开路电压uoc（或短路电流isc），应将含源二端网络开路（或短路），应用等效化简、节点分析法和网孔分析法等方法计算得出。求ro有三种方法：（1）通过等效化简来

43、求出ro。将二端网络中所有独立源置零后的无源二端网络，应用电阻的串、并联或y变换等进行等效化简，求出端口的输入电阻。（2）伏安关系法。将无源二端网络端口外加电压u的电压源，产生输入电流i；或在端口外加电流i的电流源，产生端口电压u，则端口的输入电阻为（3）开路电压短路电流法。分别计算出uoc和isc，则端口的输入电阻为对于含受控源的二端网络，应采用后两种方法求ro。3. 应用戴维南定理分析电路的方法如果要求借含源线性电路中某一支路的电流和电压，则可将待求支路两端断开得到一含源二端网络，应用戴维南定理求出该含源二端网络的等效电路，再将待求支路接入等效电路，从而计算得出待求支路的电流和电压。（六）

44、 最大功率传输定理在电源电压us和内阻rs为已知的直流电路中，负载rl获得最大功率的条件是最大功率值为三、解题指导（一）（二）习题答案3-1、，3-2、， 3-3、，40：吸收，15：吸收，100：吸收，100电压源：发出，3a电流源：发出， ， 结果正确3-4、 3-5、（a） （b）3-6、（a），；（b）， ， 3-7、（a），；（b）， 3-8、 3-9、（a） ；（b） 3-10、（a） （b）3-11、（a） （b）3-12、3-13、（a） （b）3-14、（a） （b）3-15 3-16 （提示：可用齐性定理，设定最右边支路电流为1a，依次左推）3-17 (a)；(b) ；(c

45、) (提示解答：含有受控源的可用外加电源法求；如图所示： 解得：3-18 3-193-20 （提示：诺顿定理求解如图所示 由上左图可列方程得： 解得：3-213-22 3-23 i读数为：40mh;；u读数为：4v位置1时：；位置2时：；位置3时：3-24 （提示：原图可化为化简为 进一步化简为 则由上图可得： 故二级管截止即：）3-25 3-263-273-283-29 3-30 第四章 正弦稳态电路分析一、基本要求（1） 深刻理解正弦量的三要素的概念和物物理意义，掌握频率f、角频率和周期t之间的关系。（2）掌握同频率的两正弦量的相位关系，包括相位差、超前与滞后的概念，以及相位差的计算。（3

46、）明确有效值的概念，牢固掌握正弦交流电流和电压的最大值（振幅）是有效值的倍。（4）了解正弦量的两种表示方法：时域表示法（即瞬时值表达式）和频域表示法（即相量表示法），并会进行这两种表达方式的互相变换。（5）深刻理解和掌握电路元件r、l、c伏安关系的相量形式，并牢记电流与电压的相位关系，会画相量图；会根据时域电路模型画出相应的相量电路模型。（6）深刻理解和掌握基尔霍夫定律kcl、kvl的相量形式，并会应用。（7）深刻理解阻抗z与导纳y的定义及物理意义，并会计算电路的阻抗z与导纳y；能对阻抗z与导纳y进行等效变换；会进行阻抗与导纳的串、并联简化计算，会求解单端口电路的输入阻抗zo。（8）会用相量法

47、分析正弦稳态电路，包括支路法、节点法、网孔法，电源等效定理，叠加定理等。（9）熟练掌握电路元件r，l，c的功率特性，能根据元件的电流和电压计算平均功率p（即有功功率）或无功功率q。（10）熟练掌握根据端口电压和电流的有效值和功率因数计算二端网络的平均功率p（即有功功率）、无功功率q视在功率s。明确功率三角形中p，q，s和功率因数的之间关系。（11）明确提高功率因数的意义，掌握并联电容提高电路功率因数的方法，并会计算并联电容的大小。二、学习指导（一） 正弦量的时域表示1. 正弦电压其中um为正弦电压u(t)的最大值（振幅），单位为伏特（）；为角频率，单位为弧度秒（rad/s）；为正弦电压的初相角

48、，单位为弧度（rad）或度。um、合称为正弦量的三要素。2. 周期t与频率f（1）周期t：正弦量变化一个循环所经历的时间称为周期，用t表示，单位为秒（s）。（2）频率f：正弦量每秒钟变化循环的个数称为频率，用f表示，单位为赫兹（hz）。（3）t，f，之间的关系，3. 两个同频率正弦量之间的相位差则它们之间的相位差为若0，则称u(t) 在相位上超前i(t) 角；若0，则称u(t) 在相位上滞后i(t) 角；若=0，则称u(t) 与i(t) 同相；若，则称u(t) 与i(t)正交；若，则称u(t) 与i(t)反相。注：两个不同频率的正弦量之间不定义相位差。4. 正弦量的有效值在相同的时间内，一个正

49、弦电流i通过一电阻元件与某一直流电流通过同一电阻元件做功相同，则直流量就是正弦量的有效值。有效值与最大值（振幅）的关系为上式表明，正弦量的最大值是有效值的倍，或者说有效值是最大值的/。（二） 正弦电流、电压的相量表示 一个正弦量，在给定角频率的条件下，用它的有效值和初相角两个要素以复数的形式来表示该正弦量，称为相量表示法。1. 正变换从已知的正弦量的瞬时值表达式，求它的相量表达式，称为正变换。则u(t)和i(t)的相量分别为 最大值相量 有效值相量 最大值相量 有效值相量2. 反变换从已知的正弦量的相量，求该相量所代表的正弦量的瞬时值表达式，称为反变换。3. 相量图把表示正弦量的相量画在复数平

50、面上而得到的图，称为相量图。在相量图中，能一目了然地看出各个相量的大小和相位关系，也便于对相量进行几何计算。4. 使用相量表示正弦量的几个注意问题（1）相量是复数，不是时间t的函数。（2）相量与正弦量之间有确定的对应关系。（3）相量是正弦量的变换量，不是正弦量本身。（4）相量只能用来分析同频率正弦电源电路。（5）非正弦周期函数电量不能用相量来表示。（三） 电路元件r，l，c伏安关系的相量形式r，l，c元件伏安关系的相量形式如表41所示。表41 r，l，c伏安关系的相量形式及相量图元件时域频域相量图功率与能量电路伏安关系电路伏安关系平均功率p无功功率q能量wr l c（四） 基尔霍夫定律的相量形

51、式基尔霍夫定律的相量形式如表42中所示。表42 kvl，kcl的相量形式名称kclkvl时域频域（五） 阻抗z和导纳y1. 阻抗z与导纳y的定义 在关联参考方向下，定义元件或二端网络端口的电压相量与电流相量之比为阻抗，即 单位是欧姆（） 在关联参考方向下，定义电流相量与电压相量之比为导纳，即 单位是西门子（s）2. r，l，c元件的阻抗与导纳（1）电阻元件r的阻抗与导纳，其值与角频率无关。（2）电感元件l的阻抗与导纳，其中称为感抗，称为感纳，大小与角频率有关。（3电感元件c的阻抗与导纳，其中称为容抗，称为容纳，大小与角频率有关。（4）无源二端网络的输入阻抗与导纳无源二端网络的输入阻抗为式中，阻

52、抗模 阻抗角 电抗 无源二端网络的输入导纳为式中，导纳模 导纳角 电纳 （5）无源二端网络的输入阻抗与导纳的等效变换无源二端网络有阻抗z和导纳y两种形式，对应的电路相量模型也就有两种形式：串联模型和并联模型，如图41所示，且两种模型之间可以相互等效变换，变换计算公式如下：或 应当指出的是，相量模型不是时域电路的等效电路，而是用来进行正弦稳态分析计算的频域电路，它只能用于正弦交流稳态电路的分析计算。（六） r，l，c串、并联简单正弦交流电路的计算 对于r，l，c串、并联简单正弦交流电路，可以应用相量解析法和相量图法进行分析计算。1. 相量解析法（1）已知r、l、c串联电路的参数和输入电压时，求回路电流i和各元件的电压ur，ul，uc，分析计算的步骤如下：作出r，l，c串联电路的相量模型，其中输入端电压相量为 电感元件的阻抗为 电容元件的阻抗为 回路电流相量为，三元件电压相量分别为，与电流相量均为关联参考方向。计算电路的总阻抗式中：阻抗模 阻抗角按欧姆定律的相量形式计算出回路电流相量，即计算各元件电压的相量电阻元件电压为 电感元件电压为 电容元件电压为 将电流电压的相量变换为时域电路的正弦量（2）已知r、l、c并联电路的参数和输入电压时，求输入端电压u和各元