第1章电路的基本概念定律与分析方法

1、Chapter 1 Chapter 1主要学习内容电路的基本概念电路的基本概念电路的基本元件电路的基本元件基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路的分析方法电路的分析方法 Chapter 1Chapter 1为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路。一定方式组合起来的电流的通路。1.1 电路的基本概念电路的基本概念一、电路与电路模型一、电路与电路模型汽车照明电路汽车照明电路 电源：提供能量电源：提供能量负载：消耗能量负载：消耗能量开关：控制电路工作开关：控制电路工作 Chapter 1Chapter 1 用若干用若干理想元件理想元件的某种

2、组合来描述实的某种组合来描述实际电路的模型。际电路的模型。描述实际器件的基本物理规律的数学描述实际器件的基本物理规律的数学模型，简称元件。模型，简称元件。 实际电路实际电路 电路模型电路模型+R理想元件理想元件 Chapter 1 电池为灯泡提供电能，称之为电池为灯泡提供电能，称之为电源或信号源电源或信号源； 灯泡将电能转换为光能和热能，称之为灯泡将电能转换为光能和热能，称之为负载负载； 开关、导线用来传输、分配电能，称之为开关、导线用来传输、分配电能，称之为中间环节中间环节 Chapter 11、能量的转换、传输和分配、能量的转换、传输和分配 Chapter 1Chapter 12、信号的传

3、递、存储和处理、信号的传递、存储和处理 Chapter 1Chapter 1二、二、 电流、电压及参考方向电流、电压及参考方向1、电流（、电流（I，i）（）（Current）dtdqi 电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。其实际方向是指其实际方向是指正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。( (实际电流方向实际电流方向) )直流直流(DC)交流交流(AC)安培安培 A ; (mA A) 电路的工作是以其中的电压、电流、功率等物理电路的工作是以其中的电压、电流、功率等物理量来描述的。量来描述的。 Chapter 1Chapter 1在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方在复杂电路中难于判

4、断元件中电流的实际方向，电流如何求解？向，电流如何求解？ UsIsRIRab电流方向电流方向ab？电流方向电流方向ba？ Chapter 1Chapter 1iabi 0参考参考方向方向真实真实方向方向假定的电流正方向假定的电流正方向 如果求出的电流值为正即如果求出的电流值为正即i 0 ，说明参考方向与，说明参考方向与实际方向一致，若实际方向一致，若i 0则说明参考方向与实际方向则说明参考方向与实际方向相反。相反。 这个例子说明选定参考方向后，电流值成为既有这个例子说明选定参考方向后，电流值成为既有大小、又有正负的代数量。大小、又有正负的代数量。 电流的真实方向是通过电流值的正负确定的。电流的

5、真实方向是通过电流值的正负确定的。 Chapter 1Chapter 12、电压（、电压（U，u）（）（ ）dq u 电场失去电场失去dwabdq u电场得到电场得到dwab单位正电荷由单位正电荷由a点移至点移至b点电场力所做的功。点电场力所做的功。baabuudqdwu 正电荷由正电荷由a移到移到b，若电场失去能量，若电场失去能量(电势能电势能)，则，则ua ub，即，即a端为正端为正b端为负；若电场得到能量，则端为负；若电场得到能量，则ua0 +电压参考方向的标注方式：电压参考方向的标注方式：用参考极性表示用参考极性表示用箭头表示用箭头表示用双下标表示用双下标表示+uuabuab真实真实方

6、向方向参考参考方向方向 Chapter 1Chapter 1abiu+ 3、关联参考方向、关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称常将其取为一致，称关联方向关联方向；如不一致，称；如不一致，称非非关联方向关联方向。(a)关联方向关联方向abiu+(b)非非关联方向关联方向如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。如果采用非关联方向，则必须全部标示。 Chapter 1Ch

7、apter 1例1.1 在图（在图（a）电路中，）电路中，Uab= 5V，问，问a、b两点两点哪点电位高？哪点电位高？+uabab（a）+u1ab+u2（b）在图（在图（b）电路中，）电路中，U1= 6V，U2= 4V，问，问Uab？ 解：解：在图（在图（a）电路中）电路中Ua0或或 p发发0,则实际吸收功率；则实际吸收功率； 若若p吸吸0,则实际发出功率。则实际发出功率。 Chapter 1Chapter 1 1 u_2u 3ui例1.2 已知已知i =1A，u1=3V，u2=7V，u3=10V，求求ab、bc、ca三部分电路吸收的功率三部分电路吸收的功率P1、P2、P3。解：解： 11 3

8、 13WPui 吸收 22 7 17W Pui 吸收 33 10 110W Pui 吸收 1 2 3 0PPP吸收吸收吸收（实际吸收）（实际吸收）（实际吸收）（实际吸收）（实际提供）（实际提供）功率平衡功率平衡 Chapter 1Chapter 11.2 1.2 电路的基本元件电路的基本元件 Chapter 1电阻元件是一种消耗电能的二端元件。电阻元件是一种消耗电能的二端元件。Chapter 1 Chapter 1Chapter 1关联方向时：关联方向时： u =Ri或或 i =Gu功率：功率：RuRiuip22 电路符号电路符号:+uiR非关联方向时：非关联方向时：u Ri线性电阻的伏安特性

9、曲线线性电阻的伏安特性曲线R:电阻参数，表征阻碍电电阻参数，表征阻碍电流流过的能力流流过的能力,单位单位。G:电导参数，单位电导参数，单位 S。欧姆定律：欧姆定律：1GR Chapter 1Chapter 1（1）开路）开路电阻元件的两种特殊情况电阻元件的两种特殊情况当一个电阻元件中的电流当一个电阻元件中的电流i不不论为何值时，它的端电压论为何值时，它的端电压u恒恒为零，则称为零，则称“短路短路”，即，即R=0。当一个电阻元件的端电压当一个电阻元件的端电压u不论为何值时，流过它的电不论为何值时，流过它的电流恒为零，则称流恒为零，则称“开路开路”，即即R。（2）短路）短路 Chapter 1Ch

10、apter 1伏安关系伏安关系电路符号：电路符号：表征电容在一定电压下储存电荷的能力，单位：法拉表征电容在一定电压下储存电荷的能力，单位：法拉(F)电容元件是一种能够储存电场能量的电容元件是一种能够储存电场能量的元件。元件。Cui+ dtduCi i du /dt。只有电容上的电压变化只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。时，电容两端才有电流。 在直流电路中，电容上即使有电压，在直流电路中，电容上即使有电压，但但 i = 0，相当于开路，即，相当于开路，即 电容具有电容具有隔直作用隔直作用。qCu电容参数：电容参数： Chapter 1Chapter 1 diCutC 1 diCUtC 0

11、10伏安关系伏安关系UC(0)为初始时刻为初始时刻t0时电容的初始电压，反映时电容的初始电压，反映t0前前“历史历史”中电容电流的积累效应中电容电流的积累效应电容对它的电电容对它的电流具有记忆能力。流具有记忆能力。电容元件中的电场能量电容元件中的电场能量2)(21CuCuduuidtWttuc 电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压数值有关。数值有关。dtduCi Chapter 1Chapter 1电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。i电路符号电路符号L为表征在一定电流作用下电感匝联磁为表征在一定电流作

12、用下电感匝联磁链的能力链的能力,为磁链是磁通与匝数的乘积为磁链是磁通与匝数的乘积 =n。 单位：亨利单位：亨利 (H)Li+ uL伏安关系伏安关系dtdiLu 只有电感上的电流变化时，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流电路中，电感上即使有电流通过，但通过，但 u = 0，相当于，相当于短路短路。Li电感参数：电感参数： Chapter 1Chapter 1伏安关系伏安关系 0110ttLLiudIudLLI(0)为初始时刻为初始时刻t0时电感上的初始电流，反映时电感上的初始电流，反映t0前前“历史历史”中电感电压的积累效应中电感电压

13、的积累效应电感对它的电感对它的电压具有记忆能力。电压具有记忆能力。电感元件中的磁场能量电感元件中的磁场能量2)(21LiLidiuidtWttiL 电感在某一时刻所储存的磁场能量只与该时刻电流电感在某一时刻所储存的磁场能量只与该时刻电流的瞬时值有关。的瞬时值有关。dtdiLu Chapter 1Chapter 1两种电源：电压源和电流源两种电源：电压源和电流源1 1）电压源）电压源理想电压源理想电压源（恒压源）（恒压源）IUabUs特点特点（ 1）无论负载电阻如何变化，输出电）无论负载电阻如何变化，输出电压不变压不变。 （ 2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。IUs+ab

14、Uab Chapter 1Chapter 1可见，恒压源中的电流由外电路决定。可见，恒压源中的电流由外电路决定。设设: Us=10V当当R1 、R2 同时接入时同时接入时:当当R1接入时接入时:2 R1IUs+abUab2 R2I=5AI=10A例1.3 Chapter 1Chapter 1实际电压源模型实际电压源模型:由理想电压源串联一个电阻组成由理想电压源串联一个电阻组成U = Us IRs当当Rs = 0 时，实际电压源模型就变成恒压源模型。时，实际电压源模型就变成恒压源模型。UIRs+UsRLIU0 Us理想电压源理想电压源实际电压源实际电压源Rs越大越大斜率越大斜率越大电源内阻，表电

15、源内阻，表示内部损耗示内部损耗 Chapter 1Chapter 1特点：特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流）输出电流不变，其值恒等于电流源电流 Is 。（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。 2 2）电流源）电流源理想电流源理想电流源（恒流源（恒流源)IIsabUabIUabIs Chapter 1Chapter 1设设: Is=1 A R=10 时，时， Uab =10 V R=1 时，时， Uab =1 V则则: :可见，恒流源两端电压由外电路决定。可见，恒流源两端电压由外电路决定。IIsabUabR例1.4 Chapter 1Chapter 1IsUIRsI

16、= Is U / Rs 当内阻当内阻Rs = 时，时，实际实际电流源电流源模型就变成模型就变成恒流源恒流源模型模型。实际电流源模型实际电流源模型:由理想电流源并联一个电阻组成由理想电流源并联一个电阻组成UIRsIsRLRs越大越大特性越陡特性越陡 Chapter 1Chapter 1例1.5（1）求图示电路中电流源）求图示电路中电流源两端的电压。两端的电压。（2）当电压源的电压或电）当电压源的电压或电阻的阻值变化时，电流源阻的阻值变化时，电流源的输出电流是否变化？电的输出电流是否变化？电流源的电压是否变化？流源的电压是否变化？ 1A10+10VUU=10110=0（1）（2） 不变化不变化;变

17、化。变化。 Chapter 1Chapter 1恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量 Uab = Us （常数）（常数）Uab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 Uab 无影响。无影响。 I = Is （常数）（常数）I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I 无影响。无影响。输出电流输出电流 I 可变可变 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由外电路决定端电压端电压Uab 可变可变 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定Us+

18、abIUababIUabIs Chapter 1Chapter 11.3 基尔霍夫定律v基尔霍夫电流定律KCLv基尔霍夫电压定律KVL基尔霍夫定律基尔霍夫定律用于描述由元件之间连接方式所用于描述由元件之间连接方式所形成的约束关系。（结构约束）形成的约束关系。（结构约束）元件伏安关系元件伏安关系用于描述元件本身物理特性所决用于描述元件本身物理特性所决定的电压、电流约束关系。（自身约束）定的电压、电流约束关系。（自身约束） Chapter 1Chapter 1没有分叉的每一分支且包含元件的电路称为没有分叉的每一分支且包含元件的电路称为。b3条或条或3条以上支路的连接点称为条以上支路的连接点称为。n

19、由一条或多条支路所组成的闭合路径称为由一条或多条支路所组成的闭合路径称为。l内部不另含支路的回路，称为内部不另含支路的回路，称为，又称又称m结构相对复杂的电路，称为结构相对复杂的电路，称为 +us1 i1R1i2i3R2R3 + us2 abcde一、相关概念一、相关概念图示电路有图示电路有 条支路，条支路， 个节点，个节点， 个回路，个回路， 个网孔。个网孔。 3322 Chapter 1Chapter 1二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律KCL任一时刻，对任一结点，流入结点的电任一时刻，对任一结点，流入结点的电流恒等于流出结点的电流。流恒等于流出结点的电流。表述一表述一基尔霍夫电流定

20、律应用于结点处。基尔霍夫电流定律应用于结点处。 出出入入ii 0 i表述二表述二任何时刻，通过任一节点电流的代数和恒任何时刻，通过任一节点电流的代数和恒等于零。等于零。i1i4i6i5 i2i40若取流出为正若取流出为正在图示电路中在图示电路中对于结点对于结点a对于结点对于结点b Chapter 1Chapter 1基尔霍夫电流定律的扩展：基尔霍夫电流定律的扩展：结点结点 任意闭合任意闭合面面i1 i2i3 0U2U3U1+RR1R+_+RII=?I = 0 Chapter 1应用应用:将多个电流源的并联化简成一个电流源将多个电流源的并联化简成一个电流源 Chapter 1Chapter 1三

21、、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律KVL表述二：表述二：任一时刻，沿任一任一时刻，沿任一回路绕行一周，回路中各元回路绕行一周，回路中各元件电压的代数和恒等于零件电压的代数和恒等于零 回路中支路电压间的约束关系可用回路中支路电压间的约束关系可用基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律表示。定律表示。 升升降降uu表述一：表述一：在任一时刻，沿在任一时刻，沿任一回路绕行一周，电压任一回路绕行一周，电压升之和恒等于电压降之和升之和恒等于电压降之和 0uUs3+I+R1Us1Us2R2+UR1UR2顺时针绕行顺时针绕行UR1Us2+Us3+UR2 Us1=0UR1+Us3+UR2 =Us2+Us1取电压降为正

22、取电压降为正 Chapter 1Chapter 1Uab+10V+I+30V8V53基尔霍夫电压定律也适合开口电路。基尔霍夫电压定律也适合开口电路。Uab5I + 8或或Uab103I + 30 Chapter 1应用应用:将多个电压源的串联化简成一个电压源将多个电压源的串联化简成一个电压源123UUUU Chapter 1四、注意问题四、注意问题1.KCL、KVL定律具有普遍性。定律具有普遍性。 适用范围广，适用于由各种不同元件所构成得电路。如直流和交流，线性和非线性电路等。2.必须标注参考方向。必须标注参考方向。 把KCL应用到某一结点时，必须指定支路电流参考方向支路电流参考方向；列写KV

23、L方程时，必须标注各支路元件电压参考方向支路元件电压参考方向，并规定回路的绕行方向绕行方向，一般顺时针绕行。3.注意符号：注意符号：（1）列写KCL方程第二种表述时支路电流、号的确定，一般规定流出结点的支路电流取+，流入取 ；（2）列写KVL方程第二种表述时元件电压、号的确定，一般规定沿巡行方向电压降时元件电压取，相反取。 Chapter 1Chapter 1图示电路的基尔霍夫电压方程为图示电路的基尔霍夫电压方程为 。A）U = Us + IR B）U = Us IR；C）U = Us + IR D）U = Us IR 例1.6B Chapter 1例例1.7求图所示电路中电求图所示电路中电流

24、流 I和电压和电压Us。 +5A6A15AI1.51213Us解：求解：求I，I1.5I1.5= 15 I14AI6 51A由广义结点由广义结点求求Us，I12I3= 15 + I1218A由中间结点由中间结点A3125 . 11411512 II3Us3 I3+12 I12 90 V由右回路由右回路由左回路由左回路先由右结点先由右结点 Chapter 1Chapter 11.4 电路的分析方法v电路的等效化简v支路电流分析法v结点电压分析法（选讲）v叠加原理v戴维南定理v诺顿定理（选讲）v电路中电位的计算 Chapter 1Chapter 1一、电路的等效化简等效的概念等效的概念电阻串并联接

25、的等效变换电阻串并联接的等效变换实际电源模型间的等效互换实际电源模型间的等效互换 Chapter 1Chapter 1在端口上具有相同电压电流关系（即伏安关系，在端口上具有相同电压电流关系（即伏安关系，简写为简写为VAR）的不同内部结构电路称为）的不同内部结构电路称为。+ uiN1外电路外电路+ uiN2外电路外电路 将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为将某一电路用与其等效的电路替换的过程称为。将电路进行适当的等效变换，可以使外电。将电路进行适当的等效变换，可以使外电路的分析计算得到简化。路的分析计算得到简化。N1与与N2对外电路的影响是相同的。对外电路的影响是相同的。1、等效的概念、等效

26、的概念 Chapter 1Chapter 1n个电阻串联可等效为一个电阻个电阻串联可等效为一个电阻n21eqRRRR Reqiu +baN2R1R2Rniu+ b+ +u1u2unN1a分压公式分压公式uRRiRueqkkk 两个电阻串联时两个电阻串联时uRRRu2111 uRRRu2122 电阻串联使用多用于分压。电阻串联使用多用于分压。(1)电阻的串联电阻的串联2、电阻串并联接的等效变换、电阻串并联接的等效变换 Chapter 1Chapter 1(2)电阻的并联电阻的并联Reqiu +baN2R1R2Rnii1i2inab+ uN112eq1212RRR =R R =R +R两个电阻并联

27、的等效电阻为两个电阻并联的等效电阻为Geq= G1+ G2+ +GnnRRRR111121eq 或或 Chapter 1Chapter 1两个电阻并联时两个电阻并联时iRRRi2121 iRRRi2112 R1R2Rnii1i2inab+ uN1分流公式分流公式iGGuGieqkkk 电阻并联使用多用于分流。电阻并联使用多用于分流。 Chapter 1Chapter 1例1.8 在图示电路中，要在在图示电路中，要在12V的直流电源上使的直流电源上使6 V、50 mA的灯泡正常发光，应采用哪种联接电路？的灯泡正常发光，应采用哪种联接电路？ +12V120（a）+12V120120（b） Chap

28、ter 1Chapter 13、实际电源模型间的等效互换、实际电源模型间的等效互换可见一个实际电源可用可见一个实际电源可用两种电路模型表示：一两种电路模型表示：一种为电压源种为电压源Us和内阻和内阻Rs串联，另一种为电流源串联，另一种为电流源Is和内阻和内阻 并联。并联。uiRs+UsuiRsIsui0电流源电流源Is电压源电压源Us实际电源的伏安特性实际电源的伏安特性iRUuss ssRuIi sR Chapter 1Chapter 1sssssUR IRR UsRs+ abui+ iuIsRsab 同一个实际电源的两种模型对同一个实际电源的两种模型对等效，等等效，等效条件为：效条件为：iR

29、Uuss ssRuIi iRRIusss 注意：等效前后方向的一致性！注意：等效前后方向的一致性！ Chapter 1Chapter 1例1.9用电源模型等效变换的方法求图（用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电）电路的电流流i1和和i2。将原电路变换为图（将原电路变换为图（c）电路，由此可得：）电路，由此可得：A1351052 iA121221 ii解：先求解：先求i2 Chapter 1Chapter 1例1.102A2i24i 4电阻对该支路电流电阻对该支路电流i是否有影响？是否有影响？2A2i24 凡与电流源串联的元件，在求凡与电流源串联的元件，在求其它其它支路电支路电压、电流时不

30、起作用，该元件可视为压、电流时不起作用，该元件可视为短路短路。注意：不同电流值的电流源不能串联！注意：不同电流值的电流源不能串联！ Chapter 1Chapter 1例1.11求求 U =?解：解：5电阻对电阻对ab间电压有无影响？间电压有无影响？U =4V若将若将5电阻换成电流源，电阻换成电流源，情况如何？情况如何？6V2U51+ab6V2U1+ab凡是凡是与电压源并联与电压源并联的元件，在求的元件，在求其它其它支路电压、支路电压、电流时不起作用，该元件可视为电流时不起作用，该元件可视为开路开路。注意：不同电压值的电压源不能并联！注意：不同电压值的电压源不能并联！ Chapter 1Cha

31、pter 1(1) “等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外伏等效（等效互换前后对外伏-安安特性一致），对内不等效。特性一致），对内不等效。RL= 时时例如：例如：Rs中不消耗能量中不消耗能量Rs中则消耗能量中则消耗能量0s IIUUU等效变换的注意事项等效变换的注意事项对内不对内不等效等效UIRsIsRLUIRs+UsRL对外等效对外等效 Chapter 1Chapter 1(2) 注意转换前后注意转换前后 Us 与与 Is 的方向的方向uiRs+UsuiRsIsuiRs+UsuiRsIs Chapter 1Chapter 1(3) 恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能

32、等效互换IUs+abUabIIsabUab(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流源并电进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流源并电阻两者之间均可等效变换。阻两者之间均可等效变换。Rs和和 Rs不一定特指电不一定特指电源内阻。源内阻。注意：恒压源并电阻和恒流源串电阻两者之间不可注意：恒压源并电阻和恒流源串电阻两者之间不可等效变换。等效变换。 Chapter 1Chapter 1二、支路电流分析法 支路电流法是最基本的电路分析法，它是以支支路电流法是最基本的电路分析法，它是以支路电流为待求量，应用路电流为待求量，应用KCL、KVL分别对分别对和和列方程组，而后求解电流的方法。列方程组，而后求解电流

33、的方法。 说明：说明：（1）对具有）对具有n个结点的电路应用基尔霍夫电流定个结点的电路应用基尔霍夫电流定律只能得到律只能得到(n- -1)个独立个独立KCL方程方程。（2）对具有）对具有n个结点个结点b条支路的电路应用基尔霍条支路的电路应用基尔霍夫电压定律只能得到夫电压定律只能得到b-(-(n- -1)个独立个独立KVL方程方程。技巧：平面网络技巧：平面网络,通常可对网孔列出。通常可对网孔列出。（3）应用基尔霍夫电流定律和电压定律一共可）应用基尔霍夫电流定律和电压定律一共可以列出以列出(n- -1)+b- - (n- -1)=b个独立方程，能够解出个独立方程，能够解出b个支路电流。个支路电流。

34、 Chapter 1Chapter 1（1）b=3，各支路电，各支路电流参考方向如图。流参考方向如图。（2）n=2，可列出，可列出21=1个独立的个独立的KCL方程。方程。结点结点a（3）独立的）独立的KVL方程数为方程数为3(21)=2个。个。回路回路I回路回路0321 III0625413 II054432 II用支路电流法求输出电压用支路电流法求输出电压Uo。例1.12Uo+4V2+6V54解：解：I1I2I3abI0321 III25231 II45432 II解出：解出：I2=1AUo=4V Chapter 1Chapter 1例1.13+20V6A61024I1I2+U用支路电流法

35、求用支路电流法求U（1）b=3，各支路电，各支路电流参考方向如图。流参考方向如图。（2）n=2，有，有1个独立的个独立的KCL方程。方程。结点结点a只有只有2个待求电流，还需个待求电流，还需1个个KVL方程。方程。0621 II204106221 IIIa621 II2014621 II解得：解得：I22.8A由由KVL：21462IU V2 .51 避开电流源列避开电流源列KVL方程方程（3）列）列KVL Chapter 1Chapter 1支路电流分析法解题步骤：支路电流分析法解题步骤：（1）确定电路的支路数）确定电路的支路数b，选定各支路电流，选定各支路电流的参考方向的参考方向,并确定并

36、确定n。（2）对（）对（n1）个结点列）个结点列KCL方程。方程。（3）对）对b（n1）个回路（一般选网孔）列个回路（一般选网孔）列KVL方程。方程。（4）联解上列方程组，求出各支路电流。）联解上列方程组，求出各支路电流。（5）由支路电流求待求物理量。）由支路电流求待求物理量。 Chapter 1Chapter 1三、结点电压分析法（选讲） 以结点电压为未知变量，应用以结点电压为未知变量，应用KCL对对(n 1)个独个独立立列出所需要的方程组，而后解出各未知电列出所需要的方程组，而后解出各未知电压。压。 任选一结点为参考点（零电位），其任选一结点为参考点（零电位），其它它(n 1)个结点对个结

37、点对参考点参考点的电压称的电压称结点电压结点电压。5 2 1 1.4A3.1AU1U2+5 2 1 1.4A3.1AU1U2 Chapter 1Chapter 15 2 1 1.4A3.1AU1U2应用应用KCL结点结点1：1 . 352211 UUU1 . 32 . 07 . 021 UU结点结点2：）（4 . 151122 UUU4 . 12 . 12 . 021 UUU1= 5VU2= 2VU5 = U1 U2= 3V进一步可计算出每个元件的功率。进一步可计算出每个元件的功率。1 . 32 . 07 . 021 UU4 . 12 . 12 . 021 UU Chapter 1Chapte

38、r 1例1.14Uo+4V2+6V54用结点电压法求输出电压用结点电压法求输出电压Uo。U（1）选参考点，确定结点电压。）选参考点，确定结点电压。解：解：（2）列出以结点电压为变量）列出以结点电压为变量的的KCL方程。方程。045426 UUU5426415121 U）（0.95U = 3.8Uo = U = 4V（2）求出结点电压）求出结点电压U及输出电压及输出电压Uo 。 Chapter 1Chapter 1例1.15+18V6A6824+UUn用结点电压法求用结点电压法求U。注意与电流注意与电流源串联的电源串联的电阻在列写阻在列写KCL方程时方程时作短路处理作短路处理（1）选参考点，确定

39、结）选参考点，确定结点电压。点电压。解：解：（2）列出以结点电压为变量）列出以结点电压为变量的的KCL方程。方程。618 nU6 012nUV36nUV4862 nUU Chapter 1Chapter 1例1.162kI12V+ + 16V4k4k1k2kU1U2思考：思考：若右边若右边4k电阻短路，结点电压方程该如何电阻短路，结点电压方程该如何列写？列写？用结点电压法求用结点电压法求I。（1）选参考点，确定）选参考点，确定结点电压。结点电压。解：解：（2）列出以结点电压）列出以结点电压为变量的为变量的KCL方程。方程。221211UU 0121 UU41212UUU 04162 U6221

40、 UU45 . 021 UUU1=1V，U2=- -2VmA3121 UUI Chapter 1Chapter 1四、 叠加原理1、相关概念、相关概念 线性电路：待求电路中所有元件均是线性元件的待求电路中所有元件均是线性元件的电路。电路。 激励：电源或信号源的电压或电流称为激励。电源或信号源的电压或电流称为激励。 响应：由激励作用于电路各部分所产生的电压或由激励作用于电路各部分所产生的电压或电流称为响应。电流称为响应。 叠加原理研究的就是线性电路中激励与响应的关叠加原理研究的就是线性电路中激励与响应的关系，反映各个激励的独立性的原理。系，反映各个激励的独立性的原理。 Chapter 12. .

41、基本基本内容内容：对于任何一个含有多个电源的线性电路中，每一条支路对于任何一个含有多个电源的线性电路中，每一条支路的响应（电压或电流）都可以看成每个电源（电压源或电的响应（电压或电流）都可以看成每个电源（电压源或电流源）单独作用时在该支路所产生响应的代数和。流源）单独作用时在该支路所产生响应的代数和。所有电源共同作用时产生的响应成为所有电源共同作用时产生的响应成为响应总量响应总量；每个电；每个电源单独作用时产生的响应称为源单独作用时产生的响应称为响应分量响应分量。3. .理解理解验证验证：根据叠加原理可以知道，两个根据叠加原理可以知道，两个电源共同作用相当于每个电源单电源共同作用相当于每个电源

42、单独作用产生响应的代数和。独作用产生响应的代数和。RURURUUISSSS2121 拆分 Chapter 1这里涉及某个电源单独作用，这里涉及某个电源单独作用，其他电源不起作用的问题，其他电源不起作用的问题，这个过程也叫这个过程也叫除源。除源。除源除源：除掉的电源取零值。：除掉的电源取零值。US1单独作用时， US2单独作用时， 总量 除源的原则电压源作短路处理，电流源作开路处理。RUIS1RUIS2 RURUIIISS21 Chapter 1Chapter 1例1.1730V+ab1010465A用叠加原理求用叠加原理求4电阻的功率。电阻的功率。解：解：能否用叠加原理能否用叠加原理直接直接求

43、功率？求功率？30V+ab101046I+IIab1010465AIA1)64(1010)64/(101030 I652A6 10 /104I （）III =1+(- -2)= - -1AW4424 IP Chapter 1Chapter 1应用叠加原理应注意：应用叠加原理应注意：1. 叠加原理只适用于线性电路。叠加原理只适用于线性电路。 2.当某一电源单独作用时，其他电源取零值。当某一电源单独作用时，其他电源取零值。 即电压源应予以短路；电流源应予以开路。即电压源应予以短路；电流源应予以开路。 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。 原电路中各电压、

44、电流的最后结果是各分电压、原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。分电流的代数和。=+III Chapter 1Chapter 14. 叠加原理只能用于计算电压或电流，不能直接叠加原理只能用于计算电压或电流，不能直接 求功率。如：求功率。如：5. 运用叠加原理时也可以把电源分组求解，每个分运用叠加原理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。 III 设：设：RIRIRIIRIPR2222)()()( 则：则：=+IR Chapter 1Chapter 1五、戴维南定理与诺顿定理若一个电路只通过两个输出端与外电若一个电路只通过两个

45、输出端与外电路相联，则该电路称为路相联，则该电路称为“二端网络二端网络”或或“一端口一端口网络网络” （Two-terminals = One port） 。无源二端网络无源二端网络： 二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络有源二端网络： 二端网络中含有电源二端网络中含有电源ABAB线性无源二端网络线性无源二端网络线性有源二端网络线性有源二端网络 Chapter 1Chapter 1线性线性有源有源网络网络N1外电路外电路+ uiabb外电路外电路+ uia+ uocRoN1+ uocabN1oRoab戴维宁等效电路参数的含义：戴维宁等效电路参数的含义：1.戴维宁定理N1与外接电与外

46、接电路断开路断开N1内部电内部电源取零值源取零值注意：电压方向的一致性！注意：电压方向的一致性！ Chapter 1Chapter 1例1.18 用戴维宁定理求用戴维宁定理求2电电阻的功率。阻的功率。24V+62362A1解：解： (1)断开待求支路，得断开待求支路，得有源二端网络，求其有源二端网络，求其戴维宁等效电路。戴维宁等效电路。求开路电压求开路电压Uoc=18Vab24V+6362A1+Uocab2466632oc U Chapter 1Chapter 124V+6362A1ab6361abRo 将有源二端网络中的电源取零值，得除源后的将有源二端网络中的电源取零值，得除源后的无源二端网

47、络。无源二端网络。可求得等效电阻可求得等效电阻Ro为：为：7666631o R(2) 由戴维宁等效电路求由戴维宁等效电路求2电阻的功率。电阻的功率。18V+72abW82271822 ）（P求等效电阻求等效电阻Ro Chapter 1Chapter 1若将若将2电阻换为可调电阻换为可调电阻电阻R，则，则R在何种条在何种条件下可获最大功率？求件下可获最大功率？求该最大功率。该最大功率。24V+6362A1RUoc+RoRab0 dRdPRRRUPoocR 2可用戴维宁定理化简电路。可用戴维宁定理化简电路。当当R=Ro时，时，R可获最大功率可获最大功率oocRUP42max Chapter 1Ch

48、apter 12. 诺顿定理（选讲）线性线性有源有源网络网络外电路外电路+ uiab+ uiiscRoba外电路外电路bN1iscaN1在端口在端口处短路处短路N1oRoabN1内部电内部电源取零值源取零值诺顿等效电路参数的含义：诺顿等效电路参数的含义： Chapter 1Chapter 1例1.1930V+ab1010465A用诺顿定理求用诺顿定理求4电阻电阻的功率。的功率。解：解： (1)断开待求支路，得断开待求支路，得有源二端网络，求其有源二端网络，求其诺顿等效电路。诺顿等效电路。求短路电流求短路电流IscA1115653015sc I30V+ab101065AIsc15V+ab5630

49、V+Isc用电源模型等效变换法用电源模型等效变换法化简电路。化简电路。 Chapter 1Chapter 1 将有源二端网络中的电源取零值，得除源后的将有源二端网络中的电源取零值，得除源后的无源二端网络。无源二端网络。可求得等效电阻可求得等效电阻Ro为：为：11101010106o R(2) 由诺顿等效电路求由诺顿等效电路求4电电阻的功率。阻的功率。W4411154111124 ）（P求等效电阻求等效电阻Ro30V+ab101065Aab10106RoIba11A1115 4 Chapter 1Chapter 1六、电路中电位的计算1.1.电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法在电子电路中，为了作图简便和图面清晰通常用在电子电路中，为了作图简便和图面清晰通常用电位描述各点电压。电位即为各点相对于参考点电位描述各点电压。电位即为各点相对于参考点的电压。