第1章电路模型与电路定理(第5版修正)

1、 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 电路理论是所有电类专业一门重要的技术基础课。通电路理论是所有电类专业一门重要的技术基础课。通过本课程的学习，应使学生掌握近代电路理论的基础过本课程的学习，应使学生掌握近代电路理论的基础知识与分析计算电路的基本方法，具备进行电路实验知识与分析计算电路的基本方法，具备进行电路实验的初步技能，并为后续课程准备必要的电路知识。的初步技能，并为后续课程准备必要的电路知识。 所学内容包含：所学内容包含：电路模型和电路定律电路模型和电路定律，电阻电路的等电阻电路的等效转换效转换 ，支路法，网孔法和回路法，节点法支路法，网孔法和

2、回路法，节点法，电路定电路定理理( (迭加定理，替代定理，戴维南定理和诺顿定理，特迭加定理，替代定理，戴维南定理和诺顿定理，特勒根定理，互易定理勒根定理，互易定理) )，具有，具有运算放大器的电阻电路运算放大器的电阻电路, ,相相量法量法，正弦稳态电路的分析正弦稳态电路的分析 ，具有，具有耦合电感的电路耦合电感的电路, ,三三相电路相电路 ，非正弦周期电流电路，非正弦周期电流电路，非线性电路非线性电路，一阶电一阶电路和二阶电路，路和二阶电路，拉普拉斯变换，网络函数拉普拉斯变换，网络函数 ，网络图论，网络图论，二端口网络二端口网络及及pspicepspice简介。简介。 下一页下一页章目录章目录

3、 上一页上一页先修课程：先修课程：高等数学，大学物理及工程数学。高等数学，大学物理及工程数学。适用专业：适用专业：信电学院本科电类各专业。信电学院本科电类各专业。 电路理论电路理论(1)(1)、(2)(2)共共9696学时，分上、下两学期进行学时，分上、下两学期进行学时：学时： （1 1）6464学时，学时，（2 2）3232学时学时学分：学分： （1 1） 4 4学分，学分，（2 2）2 2学分学分 学习要求学习要求: :理论及实验理论及实验作业要求：作业要求：每周交一次，独立完成每周交一次，独立完成答疑时间及地点：答疑时间及地点：? ? 电话：电话：? ? 下一页下一页章目录章目录 上一页

4、上一页 1.电路电路，邱关源编，高等教育出版社；，邱关源编，高等教育出版社； 2.电路分析基础电路分析基础, 李瀚荪编，高等教育出版社；李瀚荪编，高等教育出版社； 3.fundamentals of electric circuits，电路基础电路基础charles k.alexander ,matthew n.o.sadiku编，清华大学出版社，编，清华大学出版社，2000年年12月。月。 4introductory circuit analysis ( 9th edition ),boylestad.r.l著，著， 高等教育出版社高等教育出版社,2002年年10月。月。 下一页下一页章目录

5、章目录 上一页上一页1-1 1-1 电路和电路模型电路和电路模型1-2 1-2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向1-3 1-3 功率和能量功率和能量1-4 1-4 电路元件及其特性电路元件及其特性1-5 1-5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页v本章要求本章要求v一、充分理解电流、电压参考方向的概念一、充分理解电流、电压参考方向的概念v二、掌握功率二、掌握功率p p的计算，充分理解功率的计算，充分理解功率p p 0 0和和p p 0 0 的意义的意义v三、熟练掌握电路基本元件端口特性的电压电流关系三、熟练掌握电路基本元件端口特性的电压电流关系v四、熟练掌

6、握基尔霍夫电流定律和电压定律四、熟练掌握基尔霍夫电流定律和电压定律 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页一：电路一：电路1 1、定义、定义：由若干电气设备或器件组成，由若干电气设备或器件组成，如实际手电筒电路如实际手电筒电路电电池池灯泡灯泡开关开关2 2、组成、组成( (三部分三部分) )：电源、电源、 导线、导线、负载负载( (用电设备用电设备) ) 3 3、作用、作用: : 1) 1)实现电能的传输和分配；实现电能的传输和分配； 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.输电线输电线维持电流流维持电流流通的通路，称为电路或网络。通的通路，称为电路或

7、网络。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页二：电路模型二：电路模型4 4、实际手电筒电路各部分的作用、实际手电筒电路各部分的作用导线导线传输能量传输能量提供能量提供能量电源电源消耗能量消耗能量灯泡灯泡设备的电磁特性主要有以下几种：设备的电磁特性主要有以下几种： (d) (d)电能电能 磁场能磁场能(c) (c) 电能电能 电场能电场能放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒2)2)进行电信号的加工与处理。进行电信号的加工与处理。 (a) (a) 产生电能产生电能 (b)(b)消耗电能消耗电能 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页1.1.理想电路元件：理想电路元件： 假想的只反映一种电磁特性的元件

8、假想的只反映一种电磁特性的元件消耗能量：理想电阻元件消耗能量：理想电阻元件r r电能电能 电场能：理想电容元件电场能：理想电容元件c c产生能量：理想电源元件产生能量：理想电源元件2.2.实际电路元件：实际电路元件：实际的电气设备实际的电气设备电能电能 磁场能：理想电感元件磁场能：理想电感元件l l电阻器、灯、电炉等电阻器、灯、电炉等r r实际电感线圈实际电感线圈l lr r实际电源实际电源e er r组合反映其电磁特性组合反映其电磁特性可以用理想电路元件及其可以用理想电路元件及其 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页电路模型电路模型3.3.电路模型电路模型 ： 由理想电路元件组合而成的由理

9、想电路元件组合而成的抽象电路抽象电路，电电池池灯灯泡泡开关开关电源电源负载负载r rr re e开关开关导线导线4.4.激励和响应激励和响应激励激励: :响应响应: :叫做实际电路叫做实际电路的电路模型，简称电路。的电路模型，简称电路。电路中外加的电源称为激励电路中外加的电源称为激励( (输入输入) )由激励在电路中产生的电压或电流称为响应由激励在电路中产生的电压或电流称为响应( (输出输出) ) 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页集总参数电路集总参数电路：一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足足三、集总参数元件与集总参数电路三、集总参数元件与集

10、总参数电路 集总参数元件集总参数元件：个端钮之间的电压为单值量。个端钮之间的电压为单值量。个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两在任何时刻，流入二端元件的一在任何时刻，流入二端元件的一频率下的电磁波的波长频率下的电磁波的波长。如下条件：如下条件： 即即实际电路的尺寸必须远小于电路工作实际电路的尺寸必须远小于电路工作由集总参数元件构成的电路。由集总参数元件构成的电路。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页已知电磁波的传播速度与光速相同，即已知电磁波的传播速度与光速相同，即v=3105 km/s ( (千米千米/ /秒秒) )(1) (1)

11、若电路的工作频率为若电路的工作频率为f f =50 hz=50 hz，则，则一般电路尺寸远小于一般电路尺寸远小于 。(2) (2) 若电路的工作频率为若电路的工作频率为f f=50 mhz=50 mhz，则，则此时一般电路尺寸均与此时一般电路尺寸均与 可比，所以电路在可比，所以电路在高频情况下不能视为集总参数电路。高频情况下不能视为集总参数电路。周期周期t = 1/f = 1/50 = 0.02 s波长波长 = 3105 0.02=6000 km周期周期t = 1/f = 0.02 106 s = 0.02 ns波长波长 = 3105 0.02 106 = 6 m 下一页下一页章目录章目录 上

12、一页上一页一：一： 电流、电压的实际方向电流、电压的实际方向电流：正电荷运动的方向电流：正电荷运动的方向低电位低电位二：电流、电压的参考方向二：电流、电压的参考方向 (1)(1)为了便于分析计算电路，为了便于分析计算电路， (2)(2)参考方向与电流、电压的数值，参考方向与电流、电压的数值，电压：高电位电压：高电位电路图中，称参考方向电路图中，称参考方向( (正方向正方向) )任意假设的方向，任意假设的方向，标在标在电压的实际方向。电压的实际方向。共同说明共同说明电流、电流、为什么要引入参考方向为什么要引入参考方向 ？ 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 i 0 0实际方实际方向向i 参考

13、方向参考方向a ab b实际方向实际方向i 参考方参考方向向a ab b 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页例例1 1：图示电路，求流过电阻图示电路，求流过电阻r r的电流的电流。i ii ir r11u u1 110v10vu u2 25v5v 为了便于分析复杂电路，为了便于分析复杂电路，需假设需假设i i的方向的方向( (参考方向参考方向) )，并标在图中并标在图中解：解： 上述两种参考方向的选择均可，其结果都同样正确上述两种参考方向的选择均可，其结果都同样正确说明了电流的大小和方向，所以说明了电流的大小和方向，所以参考方向是任意选择参考方向是任意选择的。的。说明实际方向与参考方向相反

14、说明实际方向与参考方向相反说明实际方向与参考方向相同说明实际方向与参考方向相同 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页结论结论 1.1.在解题前在解题前先设定一个参考方向先设定一个参考方向，然后再列方程然后再列方程 计算计算，否则计算没有依据。否则计算没有依据。 2.2.电流、电压的正负值，只有相对于参考方向才有电流、电压的正负值，只有相对于参考方向才有意义。意义。5.5.作业要求作业要求: : 1) 1)已知、求、解已知、求、解 2)2)必须画电路图，并在图中标出必须画电路图，并在图中标出u u 、i i参考方向参考方向4.4.参考方向一经选定，在整个解题过程中不得中途改变参考方向一经选定，

15、在整个解题过程中不得中途改变3.3.若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页r ra ab b三：参考方向的表示三：参考方向的表示四：关联参考方向四：关联参考方向+ +- -uab 双下标双下标电压电压: :a ab b箭箭 头头u u电流：电流：i i u u、i i在某一元件上的参考方向一致，则称在某一元件上的参考方向一致，则称u u、i i关联。关联。 + +- -i iu u双下标双下标iab箭头表示箭头表示a ab b

16、u u正负号正负号否则，非关联否则，非关联 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页一一 功率功率: :元件产生或消耗能量的速率。元件产生或消耗能量的速率。2 2. .功率的计算功率的计算: :+ +元件元件u ui i功率的大小功率的大小元件的端电压元件的端电压 流过元件的电流流过元件的电流即即: p: p u u i i 3 3. .如何判断元件是吸收还是发出功率如何判断元件是吸收还是发出功率: :(1) (1) (简单电路简单电路) )直接观察直接观察: :1.1.定义定义: : 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页例例1 1：求图示电路元件的功率。：求图示电路元件的功率。i ir r1

17、1u u1 110v10vu u2 25v5vu ur r+ +解：解：i i5a05a0u ur r=5v=5vp pr ru ur r i i5 5 5 525w25wu u1 1作为电源：作为电源：p pu u1 1u u1 1 i i50w50wu u2 2作为电源：作为电源：p pu u2 2u u2 2 i i25w25w (2) (2)根据电流、电压的参考方向与功率的正、负值根据电流、电压的参考方向与功率的正、负值判断判断: :( (吸收吸收) )( (发出发出) )( (吸收吸收) ) 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页计算功率表达式计算功率表达式u、i 关联(求吸收功率）

18、u、i 非关联时（求发出功率）+iu+iu-i 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页i ir r11u u1 110v10vu u2 25v5v+ +u ur r解：解：a5i v5ur )(0w25iuprr吸收 例例2 2：例：例1 1中选参考方向如图示，再求各元件功率。中选参考方向如图示，再求各元件功率。)(0w50iup1u1发出 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页练习：计算下列元件的功率。练习：计算下列元件的功率。u u10v10vi i5a5a1.1.解：解：1.1. 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 发出关联、00.2w102010iupiu3 2.2.3.3. 吸收

19、关联、00.05w10105iupiu3- i20mau10v2.2.i10mau5v3.3.解：解： 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页二二. .能量能量从从t t0 0到到t t的时间内，元件吸收的电能可根据电压的时间内，元件吸收的电能可根据电压的定义求得为的定义求得为 )()(0tqtqudqw电能量的单位：电能量的单位：j( (焦焦) () (joule，焦耳，焦耳) )由于由于dtdqi 所以所以 diuwtt0作 业作 业 : p 2 5: p 2 5 页页 1 - 1 ( 1 ) ( 3 )1 - 1 ( 1 ) ( 3 ) ， 1 1 3 3 下一页下一页章目录章目录 上一

20、页上一页1.1.电位电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某：电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。点的电位。参考点的电位一般选为参考点的电位一般选为零零，所以，参考点也称为零，所以，参考点也称为零电位点。电位点。电位用电位用 表示，单位与电压相同，也是表示，单位与电压相同，也是v v( (伏伏) )。a ab bc cd d设设c c点为电位参考点，则点为电位参考点，则 c c=0=0 a= =uac， b= =ubc， d= =udc补充：补充： 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页两点间电压与电位

21、的关系：两点间电压与电位的关系：abcd仍设仍设c c点为电位参考点，点为电位参考点， c c=0=0uac = a ， udc = duad= uac udc= a d前例前例结论结论：电路中任意两点间的电压等于该两：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。点间的电位之差。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页例例 . abc1.5 v1.5 v已知已知 uab=1.5 v，ubc=1.5 v。求。求 a； b； c；uac(1) 以以a a点为参考点点为参考点， a=0uab= a b b = a uab= 1.5 vubc= b c c = b ubc= 1.51.5= 3 vu

22、ac= a c = 0 (3)=3 v(2) 以以b b点为参考点点为参考点， b=0uab= a b a = b +uab= 1.5 vubc= b c c = b ubc= 1.5 vuac= a c = 1.5 (1.5) = 3 v结论结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电位参考时，电路中各点电位均不同同的电位参考时，电路中各点电位均不同，但任意两点间电压保持不变，但任意两点间电压保持不变。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页2.2.电动势电动势( (eletromotiveeletromotive force force) )：局外力

23、克服电场力把：局外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。为电源的电动势。e e 的单位与电压相同，也是的单位与电压相同，也是 v v ( (伏伏) ) 根据能量守恒：根据能量守恒：u uabab = = e ebaba。电压表示电位。电压表示电位降，电动势表示电位升，即从降，电动势表示电位升，即从a a到到b b的电压的电压，数值上等于从，数值上等于从b b 到到a a 的电动势。的电动势。电场力把单位正电荷从电场力把单位正电荷从a a移到移到b b所做的功所做的功( (u uab ab ) )，与，与外力克服电场

24、力把相同的单位正电荷从外力克服电场力把相同的单位正电荷从b b经电源内经电源内部移向部移向a a所做的功所做的功( (e ebaba ) )是相同的，所以是相同的，所以u uabab= = e ebaba。 ba 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页练习：练习： 方块表示电路元件，方块表示电路元件， (1)(1)已知元件已知元件a a吸收的功率为吸收的功率为5w5w，确定，确定i ia a值；值； (2)(2)已知元件已知元件b b产生的功率为产生的功率为6w6w，确定，确定u ub b值。值。 a a1v1vi ia a(1)(1)u ub bb b1a1a(2)(2)5ai5i1iupi

25、uaa非关联、 解：解：(1)(1)6vu61uiupiubbb关联、 (2)(2) 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页1 14 4 电路元件及其特性电路元件及其特性一：电阻元件一：电阻元件 1. 1.定义定义: :任何一个二端元件任何一个二端元件, ,在任意时刻端口电压在任意时刻端口电压u u与与流过元件的电流流过元件的电流i i之间的关系之间的关系, ,可以由可以由u u、i i平面上过原点平面上过原点的一条直线所决定，该元件叫电阻元件。的一条直线所决定，该元件叫电阻元件。+ +元元 件件uiui0 元件端口的电压、电流关元件端口的电压、电流关系称为伏安特性系称为伏安特性此曲线称伏安特

26、性曲线此曲线称伏安特性曲线2.2.模型模型(1)(1)物理模型物理模型( (符号符号) )r r 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页(2)(2)端口电压、电流关系端口电压、电流关系( (数学模型数学模型) )r ru ur ri ir ru ur rr ri ir r伏安特性伏安特性常用的两套单位：常用的两套单位： airvu maikrvu(3)(3)功率功率r ru ur ri ir ru ur r和和i ir r关联关联u ur ri ir rr ru ur r和和i ir r非关联非关联u ur r-i-ir rr ru ur r和和i ir r关联关联ruriiuprrrrr22

27、 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页u ur rr ri ir r电阻元件是耗能元件电阻元件是耗能元件(4)(4)两种特例两种特例 开路任何值 iur0iu1 短路任何值0iur0ui2 ou u短路短路i i0开路开路u ui iu ur r和和i ir r非关联非关联ruriiriiuprrrrrrr22)( 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页二：电压源二：电压源1.1.理想电压源理想电压源 (1)(1)定义：如果一个二端元件，接到任一电路后，该定义：如果一个二端元件，接到任一电路后，该元件两端的电压始终保持为规定值元件两端的电压始终保持为规定值u us s(t)(t) u us

28、s(t(t) )是一个给是一个给定的时间函数定的时间函数 ，则此电压源为理想电压源，简称电压源。则此电压源为理想电压源，简称电压源。 说明：如说明：如u us s(t(t) ) u us s定值，则此电压源称直流电压源定值，则此电压源称直流电压源(2)(2)模型模型( (电路符号电路符号) ) + +u ui iu us s(t(t) )+ +u us s特点特点: :(a)(a)电压源两端电压电压源两端电压u u由电压源电压由电压源电压u us s决定，与外电路无关决定，与外电路无关(b)(b)通过电压源中的电流是任意的，由外电路决定。通过电压源中的电流是任意的，由外电路决定。直流：直流：u

29、 us s为常数为常数交流：交流：u us s是确定的时间函数，如是确定的时间函数，如 u us s= =u um msinsin t tu=uu=us s 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页(3)(3)端口伏安特性端口伏安特性(1) (1) 若若u us s = =u us s ，即直流电源，则其伏安特性为平行于即直流电源，则其伏安特性为平行于电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关。电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关。 (2) (2) 若若u us s为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 这样。这样。u us s+ +_ _i iu u+

30、+_ _u us su ui io oi i0u us s( (t t1 1) )u us s( (t t2 2) )u u 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页思考：思考：u us si i0 0i ir r0 0r r1 1r r2 2问：求问：求i i0 0时，时，r r0 0对其有没有影响？对其有没有影响？ 解：求通过解：求通过r r1 1、r r2 2的电流的电流i i0 0时，时，r r0 0没有影响，但对总电流没有影响，但对总电流i i有影响，故有影响，故不能去掉。不能去掉。2.2.实际电压源实际电压源结论：跟理想电压源并联的元件对外电路不起作用结论：跟理想电压源并联的元件对外

31、电路不起作用(1)(1)模型模型 (2)(2)端口伏安特性端口伏安特性+ +u ui iu us s+ +r rs su us si iu uirirs sssiruu 电压源外特性电压源外特性 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页3. 3. 理想电压源的开路与短路理想电压源的开路与短路us+_iu+_r(1)(1)开路：开路：r，i=0，u=us。(2)(2)短路短路：r=0，i ，因此理因此理想电压源不允许短路。想电压源不允许短路。* *实际电压源也不允许短路。因实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。大，可能烧毁电源。ius+_u+_

32、rs对实际电压源对实际电压源 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页三：电流源三：电流源1.1.理想电流源理想电流源 (1)(1)定义：如果一个二端元件定义：如果一个二端元件, ,接到任一电路后，该元接到任一电路后，该元件提供给电路的电流始终等于规定值件提供给电路的电流始终等于规定值i is s(t)(t) i is s(t(t) )是是t t的给的给定函数定函数 ，则此电流源为理想电压流，简称电流源。则此电流源为理想电压流，简称电流源。说明：如说明：如i is s(t(t) ) i is s定值，则此电流源称直流电流源定值，则此电流源称直流电流源(2(2) )模型模型 + +u ui ii

33、is s特点：特点：(a) (a) 电流源电流由电流源本身决定，与外电路无关；电流源电流由电流源本身决定，与外电路无关；(b) (b) 电流源两端电压是任意的，由外电路决定。电流源两端电压是任意的，由外电路决定。直流：直流：i is s为常数为常数交流：交流：i is s是确定的时间函数，如是确定的时间函数，如 i is s= =i im msinsin t ti ii is s 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页(3)(3)端口伏安特性端口伏安特性( (外特性外特性) )(1) (1) 若若i is s= = i is s ，即直流电流源，则其伏安特性为平行，即直流电流源，则其伏安特性为

34、平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。 (2) (2) 若若i is s为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是这样为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是这样i is su ui io oi ii is su u+ +_ _i is s( (t t1 1) )0i iu ui is s( (t t2 2) ) 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页2.2.实际电流源实际电流源( (实际电源有能量损耗实际电源有能量损耗) )(1)(1)模型模型 + +u ui ii is sr ri ii is s 电源电流电源电流r ri i 电源内阻电源内阻( (分流

35、作用，分流作用，反映能量损耗反映能量损耗) )(2)(2)端口伏安特性端口伏安特性isruii r ri i越大越大,i,i越接近理想越接近理想结论：与理想电流源串联的元件对外电路不起作用结论：与理想电流源串联的元件对外电路不起作用i iu ui is s0 0u ur ri i 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页元件伏安特性小结元件伏安特性小结 r ru ur ri ir ru ur r和和i ir r关联关联u ur ri ir rr r一、电阻元件一、电阻元件二、电压源二、电压源1.1.理想电压源理想电压源+ +u ui iu us s(t(t) )+ +2.2.实际电压源实际电压源

36、+ +u ui iu us s+ +r rs sssiruu 三：电流源三：电流源1.1.理想电流源理想电流源+ +u ui ii is s2.2.实际电流源实际电流源+ +u ui ii is sr ri iisruii 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页四四: :受控源受控源( (非独立源非独立源) )电路符号电路符号+ +受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源1.1. 定义：受控电压源的电压或受控电流源的电流定义：受控电压源的电压或受控电流源的电流不是给定的时间函数，而是受电路中某个不是给定的时间函数，而是受电路中某个支路的电压支路的电压( (或电流或电流) )的控制。的控制。 下

37、一页下一页章目录章目录 上一页上一页例例: : ic= bbib三极管用以前讲过的元件无法表三极管用以前讲过的元件无法表示它电流关系示它电流关系, ,为此引出新的电为此引出新的电路模型路模型电流控制的电流源。电流控制的电流源。左图用电流控制的电流源（即左图用电流控制的电流源（即cccscccs模型）来表示一个三极管。模型）来表示一个三极管。rcibrbic受控源是一个四端元件受控源是一个四端元件: :输入端口是控制支路，输入端口是控制支路，输出端口是受控支路。输出端口是受控支路。ib ib控制部分控制部分受控部分受控部分入口入口出口出口ic 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页2.2.分类分

38、类(2)(2)电流控制电压源电流控制电压源(ccvs)(ccvs) 电流源电压源电源有 某支路电流某支路电压控制量受控源有四种形式受控源有四种形式+ + +u u1 1 u u1 1u u1 1 ：控制量控制量 ：控制系数：控制系数(1)(1)电压控制电压源电压控制电压源(vcvs)(vcvs)+ +i i1 1riri1 1r r：控制系数：控制系数单位：单位： (3)(3)电压控制电流源电压控制电流源(vccs)(vccs)+ +u u1 1gugu1 1g g：控制系数：控制系数单位：单位：s(s(西门子西门子) )(4)(4)电流控制电流源电流控制电流源(cccs)(cccs)i i1

39、 1b bi i1 1b b：控制系数：控制系数无单位无单位 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页3.3.受控源与独立源的区别受控源与独立源的区别(1) (1) 独立源电压独立源电压( (或电流或电流) )由电源本身决定，与由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压电路中其它电压、电流无关，而受控源电压( (或电流或电流) )直接由控制量决定。直接由控制量决定。(2) (2) 独立源作为电路中独立源作为电路中“激励激励”，由它在电路中，由它在电路中产生电压、电流，而受控源只是反映出口端与产生电压、电流，而受控源只是反映出口端与入口端的关系，在电路中不能作为入口端的关系，在电路中

40、不能作为“激励激励”。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 用来描述电路中各元件电压或各支路电流间的用来描述电路中各元件电压或各支路电流间的关系关系, ,其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。律。 1 15 5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：两个节点间的直接通路支路：两个节点间的直接通路回路：电路中任一闭合路径回路：电路中任一闭合路径名词注释：名词注释：网孔：内部不含支路的回路网孔：内部不含支路的回路+ + +u us1s1u us2s2r r1 1r r2 2r r3 3a ab b节点：三个或三个以上元件的联结点节点：三个或三个以上元件的联

41、结点( (如如a a、b)b)(3(3条条) )(3(3个个) )(2(2个个) )一：基尔霍夫电流定律一：基尔霍夫电流定律(kcl) (kcl) (说明节点处各支路电说明节点处各支路电流间的关系流间的关系) ) 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页 1.kcl:1.kcl:对任何节点，在任一瞬间，流入节对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由该节点流出的电流。点的电流等于由该节点流出的电流。i i1 1i i2 2i i3 3i i4 44231iiii 基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性例例或：或：0iiii4231 或者说，在任一瞬间，流入一个

42、节点上电流的或者说，在任一瞬间，流入一个节点上电流的代数和为零代数和为零。 i i入入 = = i i出出 即：即： i i = 0 = 0 即：即： 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页2.kcl2.kcl的推广式的推广式: :流入任一流入任一封闭面封闭面的电流代数和为零。的电流代数和为零。广义节点广义节点如图如图i i1 1i i2 2i i3 3i i1 1+i+i2 2=i=i3 3例例u u2 2u u3 3u u1 1+ +_ _r rr r1 1r r+ +_ _+ +_ _r ri i=?=?i=i=0 0 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页二：基尔霍夫电压定律二：基尔霍

43、夫电压定律(kvl) (kvl) (说明电路任一说明电路任一回路中各元件电压间的关系回路中各元件电压间的关系) )1. kvl1. kvl：沿任一回路，绕行一周，各元件上电压代数：沿任一回路，绕行一周，各元件上电压代数和恒为零。和恒为零。 u u = 0 = 0 即即：例例c c+ + +u us1s1u us2s2r r1 1r r2 2r r3 3a ab bd d首先确定回路首先确定回路abcdaabcda，绕行方向如图，绕行方向如图由由kvlkvl得：得：0uuuudacdbcab 证明：证明：0)vv()vv()vv()vv(addccbba 实质：电位的单值性实质：电位的单值性 下

44、一页下一页章目录章目录 上一页上一页ab l1l2uab ( (沿沿l1) )= =uab ( (沿沿l2）电位的单值性电位的单值性基尔霍夫电压定律实质上是电压与路径无关这一性质基尔霍夫电压定律实质上是电压与路径无关这一性质的反映。的反映。 如果考虑各元件的电压如果考虑各元件的电压 u u和电流和电流 i i 的约束关系的约束关系，可将基尔霍夫电压定律，可将基尔霍夫电压定律( (kvlkvl) )表达式换成用电流、表达式换成用电流、电阻、电压源的电压来表示的另一种形式。电阻、电压源的电压来表示的另一种形式。即即: : 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页2. kvl2. kvl的另一种形式的

45、另一种形式由元件的伏安特性由元件的伏安特性22abiru 2sbcuu 1scduu 11dairu + + +u us1s1u us2s2r r1 1r r2 2r r3 3a ab bc cd di i1 1i i2 2得得: :0riuuir111s2s22 整理得整理得: :2s1s2211uuriri 电阻电压降电阻电压降电源电压升电源电压升即：即： riri u us s沿回路绕行方向，电阻电压降等于电源电压升沿回路绕行方向，电阻电压降等于电源电压升在式在式中中0uuuudacdbcab 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页kclkcl、kvlkvl小结小结(1)(1)kclkc

46、l是对支路电流的线性约束是对支路电流的线性约束，kvlkvl是对支是对支路电压的线性约束。路电压的线性约束。(2)(2)kclkcl、kvlkvl与组成支路的元件性质及参数无关。与组成支路的元件性质及参数无关。(3)(3)kclkcl表明在每一节点上电荷是守恒的；表明在每一节点上电荷是守恒的；kvlkvl是电是电位单值性的具体体现位单值性的具体体现( (电压与路径无关电压与路径无关) )。(4)(4)kclkcl、kvlkvl只适用于集总参数的电路。只适用于集总参数的电路。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页例例1 1： 电路如图所示。已知电路如图所示。已知u uabab=6v,=6v, u us1s1( (t t)=4v,)=4v, u us2s2( (t t)=10v,)=10v,r r1 1=2=2 和和r r2 2=8=8 。求电流。求电流i和各电压源发和各电压源发出的功率。出的功率。 下一页下一页章目录章目录 上一页上一页iruiruuuuuu22s11s22s11saba2 . 1821046212s1sabrruuuiw122 . 110w8 . 42 . 142s2s1s1siupiup两个电压源的吸收功率分别为两个电压源的吸收功率分别为 解：