电子工程师培训经典教材一

1、电电 路路 引 言l课程的性质和地位课程的性质和地位 电路电路课程为电气与电子信息类专业的技术课程为电气与电子信息类专业的技术基础课基础课,是所有是所有“强电专业强电专业”和和“弱电专业弱电专业”的的必必修课修课,它既是电气与电子信息类专业课程体系中数它既是电气与电子信息类专业课程体系中数学、物理学等科学基础课的后续课程，又是电气与学、物理学等科学基础课的后续课程，又是电气与电子信息类所有专业的后续技术基础课和专业基础电子信息类所有专业的后续技术基础课和专业基础课的基础。在整个电气信息类专业的人才培养方案课的基础。在整个电气信息类专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用。和课程体系

2、中起着承前启后的重要作用。 引 言（1） 电气工程及其自动化专业；电气工程及其自动化专业；（2） 自动化；自动化；（3） 计算机科学与技术；计算机科学与技术；（4） 电子科学与技术；电子科学与技术；（5） 通信工程；通信工程；（6） 电子信息工程；电子信息工程；（7） 生物医学工程；生物医学工程；（8） 电气工程与自动化；电气工程与自动化；（9） 信息工程；信息工程； 以上信息引自西安交通大以上信息引自西安交通大学学电路电路多媒体课堂多媒体课堂l电路电路是以下专业的必修课是以下专业的必修课 引 言l课程的特点和任务课程的特点和任务 电路电路课程理论严密，逻辑性强，对培养学课程理论严密，逻辑性强

3、，对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题和解决问题的能力，都有重要和提高学生分析问题和解决问题的能力，都有重要的作用。的作用。 通过通过电路电路课程的学习，同学们掌握电路的课程的学习，同学们掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的初步技能，并为后续课程准备必要的电路知识。初步技能，并为后续课程准备必要的电路知识。 电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 l本章本章重点重点： 第第1 1章章 电路元件和电路定律电路元件和电路定律电路元件

4、特性电路元件特性 l本章本章难点难点： u实际方向和参考方向的联系和差别实际方向和参考方向的联系和差别 u基尔霍夫定律基尔霍夫定律 u电路元件特性电路元件特性 1.1 电路和电路模型（电路和电路模型（model)一一、电路电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。供路径。电路主要由电源电路主要由电源、负载负载、连接导线及开关等构成连接导线及开关等构成。电源电源(source)：提供能量或信号的发生器提供能量或信号的发生器。负载负载(load)：将电能转化为其它形式能量的用电将电能转化为其它形式能量的用电设备设备，或对信号进行处理的设备或对信号进行处

5、理的设备。导线导线(line)、开关开关（switch)：将电源与负载接成将电源与负载接成通路装置通路装置。*1.实际电路元件实际电路元件电阻器电阻器电容器电容器线圈线圈电池电池运算放大器运算放大器晶体管晶体管二二、电路模型电路模型 (circuit model) 低频信号发生器的内部结构低频信号发生器的内部结构2.由实际电路元件相互连接而成的由实际电路元件相互连接而成的实际电路实际电路(1)变频器主电路变频器主电路2.由实际电路元件相互连接而成的由实际电路元件相互连接而成的实际电路实际电路(2)3. 理想电路元件理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质来设根据实际电路元件所具备的电磁性

6、质来设想的具有某种单一电磁性质的元件想的具有某种单一电磁性质的元件，其其u，i关系可用简单关系可用简单的数学式子严格表示的数学式子严格表示。几种基本的电路元件几种基本的电路元件：电阻元件电阻元件：表示消耗电能的元件表示消耗电能的元件。电感元件电感元件：表示各种电感线圈产生磁场表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件储存磁场能的元件。电容元件电容元件：表示各种电容器产生电场表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件储存电场能的元件。电源元件电源元件：表示各种将其它形式的表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件能量转变成电能的元件。4.由理想元件及其组合代表实际电路元件，与实际电路具由理想元件及其

7、组合代表实际电路元件，与实际电路具有基本相同的电磁性质（数学），我们称其为有基本相同的电磁性质（数学），我们称其为电路模型电路模型。RS+USRL有时候一个实际电路元件需要用多个理想元件的组合才能有时候一个实际电路元件需要用多个理想元件的组合才能体现它的实际性质。如上图中的干电池。体现它的实际性质。如上图中的干电池。实际电路实际电路电路模型电路模型一个实际电路元件在不同的工作条件下，具有不同的电路一个实际电路元件在不同的工作条件下，具有不同的电路模型。如模型。如电感线圈电感线圈。本课程研究对象是电路模型而不是实际电路本课程研究对象是电路模型而不是实际电路。(a)线圈的图形符号线圈的图形符号 (

8、b)线圈通过低频交流的模型线圈通过低频交流的模型(c)线圈通过高频交流的模型线圈通过高频交流的模型线圈的几种电路模型线圈的几种电路模型三三、集总参数元件与集总参数电路集总参数元件与集总参数电路 集总参数元件（假定）集总参数元件（假定）：在任何时刻在任何时刻，流入二端元件的流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流一个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端两个端钮之间的钮之间的电压电压为单值量为单值量。集总参数电路集总参数电路：由集总参数元件构成的电路由集总参数元件构成的电路。一个实际电路要能用集总参数电路近似一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条要满足如下条

9、件件：即即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波长的波长。和集总参数电路相对的是分布参数电路（教材和集总参数电路相对的是分布参数电路（教材18章）章）本课程主要讨论集总参数电路。本课程主要讨论集总参数电路。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) 若电路的工作频率为若电路的工作频率为f =50 Hz，则，则 周期周期T = 1/f = 1/50 = 0.02 s 波长波长 = 3105 0.02=6000 km一般电路尺寸远小于一般电路尺寸远

10、小于 。(2) (2) 若电路的工作频率为若电路的工作频率为f=50 MHz，则，则 周期周期T = 1/f = 0.02 106 s = 0.02 ns 波长波长 = 3105 0.02 106 = 6 m此时一般电路尺寸均与此时一般电路尺寸均与 可比，所以电路在高可比，所以电路在高频情况下不能视为集总参数电路。频情况下不能视为集总参数电路。一、电路中的主要物理量一、电路中的主要物理量 主要有电压、电流、电荷、磁链。在线性电路分析中常主要有电压、电流、电荷、磁链。在线性电路分析中常用电流、电压、电位等。另外，电功率和电能量也是重要的用电流、电压、电位等。另外，电功率和电能量也是重要的物理量。

11、物理量。1.1.电流电流( (current) )：带电质点的运动形成电流。：带电质点的运动形成电流。电流的大小用电流的大小用电流强度电流强度表示：单位时间内通过导体截面的电量。表示：单位时间内通过导体截面的电量。单位：单位：A (安安) (Ampere，安培，安培)1.2电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法：制中，一些常用的十进制倍数的表示法：符号符号 T G M k c m n p中文中文 太太 吉吉 兆兆 千千 厘厘 毫毫 微微 纳纳 皮皮数量数量 1012 10

12、9 106 103 102 103 106 109 1012 2.2.电压电压( (voltage) )：电场中某两点：电场中某两点A、B间的电压间的电压( (降降) )UAB 等于将点电荷等于将点电荷q从从A点移至点移至B点电场力所做的功点电场力所做的功WAB与与该点电荷该点电荷q的比值，即的比值，即单位：单位：V (V (伏伏) () (Volt，伏特，伏特) )当把点电荷当把点电荷q由由B移至移至A时，需外力克服电场力做同样的功时，需外力克服电场力做同样的功WAB=WBA，此时可等效视为电场力做了负功，此时可等效视为电场力做了负功WAB，则，则B到到A的电压为的电压为3.3.电位电位：电

13、路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参：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点的电位。考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。参考点的电位一般选为参考点的电位一般选为零零，所以，参考点也称为零电位，所以，参考点也称为零电位点。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( (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两点间电压与电位的关系：两点间电压与电位的关系：abcd仍设仍设c点为电位参考点，点为电位参考点，

14、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点间的：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。电位之差。例例2 . 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 VUac= 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=

15、 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；当选择不同的电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，但任意两点间位参考时，电路中各点电位均不同，但任意两点间电压保持不变。电压保持不变。4.4.电动势电动势( (eletromotive force) )：局外力克服电场力把单位正电荷：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为电源的电动势。从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。e e 的单位与电压相同，也是的单位与电压相同，

16、也是 V V ( (伏伏) ) 根据能量守恒：根据能量守恒：UAB = eBA。电压表示电位降，。电压表示电位降，电动势表示电位升，即从电动势表示电位升，即从A到到B的电压，数值上的电压，数值上等于从等于从B 到到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( (UAB ) )，与外力克服，与外力克服电场力把相同的单位正电荷从电场力把相同的单位正电荷从B B经电源内部移向经电源内部移向A A所做的功所做的功( (eBA ) )是相同的，所以是相同的，所以UAB= = eBA。 BA二、电流、电压的参考方向二、电流、电压的参考方向( (re

17、ference direction) )1.1.电流的参考方向电流的参考方向元件元件( (导线导线) )中电流流动的实际方向有两种可能中电流流动的实际方向有两种可能: : 参考方向参考方向：任意选定一个方向即为电流的参考方向。：任意选定一个方向即为电流的参考方向。大小大小 方向方向 电流电流i为代数量，具有为代数量，具有 实际方向实际方向i实际方向实际方向i i参考方向参考方向BA电流参考方向有两种表示电流参考方向有两种表示：用箭头表示：箭头的指向为用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。电流的参考方向。用双下标表示：如用双下标表示：如iAB, ,电流的参考方向由电流的参考方向由A点指向点指向

18、B点。点。i 0 0A AB B参考方向参考方向i实际方向实际方向iA AB B参考方向参考方向i实际方向实际方向i为什么要引入参考方向为什么要引入参考方向 ？(b)(b)实际电路中有些电流是交变的，无法标出实际实际电路中有些电流是交变的，无法标出实际方向。标出参考方向，再加上与之配合的表达方向。标出参考方向，再加上与之配合的表达式，才能表示出电流的大小和实际方向。式，才能表示出电流的大小和实际方向。(a) (a) 有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。为分析方便，只能先任意标一方向（方向。为分析方便，只能先任意标一方向（参考方向），根据计算结果，才

19、能确定电流参考方向），根据计算结果，才能确定电流的实际方向。的实际方向。2.2.电压电压( (降降) )的参考方向的参考方向U 0 0 00 0表示元件表示元件吸收吸收的功率；的功率；当当u, ,i 的的参考方向相反参考方向相反时，时，p0 0表示元件表示元件发出发出的功率。的功率。 u 和和i 都是时间的函数，并且是代数量，因此，电能都是时间的函数，并且是代数量，因此，电能W也是时间的函数，且是代数量。功率是能量对时间的导数，也是时间的函数，且是代数量。功率是能量对时间的导数，能量是功率对时间的积分。能量是功率对时间的积分。由式（由式（1-11-1）可知，元件吸收的电功率为：）可知，元件吸收

20、的电功率为：当当p0 0时，元件确实吸收功率；当时，元件确实吸收功率；当p0 吸收正功率吸收正功率 ( (吸收吸收) )P0 发出正功率发出正功率 ( (发出发出) )P0，d u/d t0，则，则i0，q ， p0, 电容吸收功率。电容吸收功率。 (2)当电容放电，当电容放电，u0，d u/d t0，则，则i0，q ，p0，d i/d t0，则，则u0， ， p0, 电感吸收功率。电感吸收功率。 (2)当电流减小，当电流减小，i0，d i/d t0，则，则u0， ，p0, 电感发出功率。电感发出功率。 l 功率功率表明表明 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能电感能在一段时间内吸

21、收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。u、 i 取关取关联参考方向联参考方向（1）电感的储能只与当时的电流值有关，电感）电感的储能只与当时的电流值有关，电感 电流不能跃变，反映了储能不能跃变；电流不能跃变，反映了储能不能跃变； （2）电感储存的能量一定大于或等于零。）电感储存的能量一定大于或等于零。从从t0到到 t 电感储能的变化量：电感储能的变化量：)()()()(02202221212121tLtLtL

22、itLiWL 02121212121220222 )()()()()(ddd)(tLtLiLitLiLiiLiWittL 若若l 电感的储能电感的储能表表明明电容元件与电感元件的比较：电容元件与电感元件的比较：电容电容 C电感电感 L 变量变量电流电流 i 磁链磁链 关系式关系式电压电压 u 电荷电荷 q (1) 元件方程的形式是相似的；元件方程的形式是相似的；(2) 若把若把 u-i，q- ，C-L， i-u互换互换,可由电容元件可由电容元件的方程得到电感元件的方程；的方程得到电感元件的方程；(3) C 和和 L称为对偶元件称为对偶元件, 、q等称为对偶元素。等称为对偶元素。* 显然，显然，

23、R、G也是一对对偶元素也是一对对偶元素:I=U/R U=I/GU=RI I=GU222121 LLiWtiLuLiL dd结结论论222121ddqCCuWtuCiCuqC 1.7 电源元件电源元件 (independent source) 其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其 值与流过它的电流值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。无关的元件叫理想电压源。l 电路符号电路符号1. 理想电压源理想电压源l 定义定义iSu+_ 常用的干电池和可充电电池常用的干电池和可充电电池 实验室使用的直流稳压电源实验室使用的直流稳压电源用示波器观测直流稳

24、压电源的电压随时间变化的波形。示波器稳压电源(1) 电源两端电压由电源本身决定，电源两端电压由电源本身决定， 与外电路无关；与流经它的电流方与外电路无关；与流经它的电流方 向、大小无关。向、大小无关。(2) 通过电压源的电流由电源及外通过电压源的电流由电源及外 电路共同决定。电路共同决定。l 理想电压源的电压、电流关系理想电压源的电压、电流关系ui)(tuS伏安关系伏安关系例例Ri-+Su外外电电路路 RuiS )( Ri0)( 0 Ri电压源不能短路！电压源不能短路！l电压源的功率电压源的功率电场力做功电场力做功 ， 电源吸收功率。电源吸收功率。（1） 电压、电流的参考方向非关联；电压、电流

25、的参考方向非关联；物理意义：物理意义：+_iu+_Su+_iu+_SuiuPS 电流（正电荷电流（正电荷 ）由低电位向）由低电位向 高电位移动，外力克服电场高电位移动，外力克服电场力作功电源发出功率。力作功电源发出功率。 iuPS 发出功率，起电源作用发出功率，起电源作用（2） 电压、电流的参考方向关联；电压、电流的参考方向关联；物理意义：物理意义： iuPS 吸收功率，充当负载吸收功率，充当负载 iuPS 或：或：发出负功发出负功 例例 5R+_i+_Ru+_10V5V计算图示电路各元件的功率。计算图示电路各元件的功率。解解VuR5510 )(ARuiR155 WRiPR5152 WiuPS

26、V1011010 WiuPSV5155 发出发出吸收吸收吸收吸收满足：满足：P（发）（发）P（吸）（吸） 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。短路，电流很大，可能烧毁电源。us uiOl 实际电压源实际电压源 i+_u+_SuSR考虑内阻考虑内阻伏安特性伏安特性iRuuSS 一个好的电压源要求一个好的电压源要求0SR 其输出电流总能保持定值或一定其输出电流总能保持定值或一定 的时间函数，其值与它的两端电压的时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。无关的元件叫理想电流源。l 电路符号电路符号2. 理想电流源理想

27、电流源l 定义定义uSi+_ (1) 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关电路无关；与它两端电压方向、大小无关(2) 电流源两端的电压由电源及外电路共同决定电流源两端的电压由电源及外电路共同决定l 理想电流源的电压、电流关系理想电流源的电压、电流关系ui)(tiS伏安伏安关系关系例例外外电电路路 )( 00 Ru)( Ru电流源不能开路！电流源不能开路！Ru-+Si实际电流源的产生实际电流源的产生可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光

28、电池被激发产生一定值的关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。电流等。SRiu l电流源的功率电流源的功率（1） 电压、电流的参考方向非关联；电压、电流的参考方向非关联；SuiP 发出功率，起电源作用发出功率，起电源作用（2） 电压、电流的参考方向关联；电压、电流的参考方向关联；吸收功率，充当负载吸收功率，充当负载 uiPS 或：或：发出负功发出负功 u+_SiSuiP SuiP u+_Si例例计算图示电路各元件的功率。计算图示电路各元件的功率。解解Ai2 Vu5 WuiPSA10522 WiuPSV10255 )(发出发出吸收吸收满足：满足：P（发）（发）P（吸）（吸） +

29、_u+_2A5Vi 实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若实际电流源也不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，可能烧毁电源。开路，电压很高，可能烧毁电源。is uiOl 实际电流源实际电流源 考虑内阻考虑内阻伏安特性伏安特性SSRuii 一个好的电流源要求一个好的电流源要求 SRu+_SiSRi1.8 受控电源受控电源 (非独立源非独立源) (controlled source or dependent source) 电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是 受电路中某个地方的电压受电路中某个地方的电压( (或电流或电流) )控制的电源，

30、称受控源控制的电源，称受控源l 电路符号电路符号+ 受控电压源受控电压源1. 定义定义受控电流源受控电流源 (1) (1) 电流控制的电流源电流控制的电流源 ( ( CCCS ) ): :电流放大倍数电流放大倍数 根据控制量和被控制量是电压根据控制量和被控制量是电压u u 或电流或电流i i ，受控源可分，受控源可分 四种类型：四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被 控制量是电流时，用受控电流源表示。控制量是电流时，用受控电流源表示。2. 分类分类四端元件四端元件 i1 +_u2 i2 _u1 i1 + 12ii 输出：受控部分输出：受控

31、部分输入：控制部分输入：控制部分g: 转移电导转移电导 (2) (2) 电压控制的电流源电压控制的电流源 ( ( VCCS )u1 gu u1 1 +_u2 i2 _i1 + 12gui (3) (3) 电压控制的电压源电压控制的电压源 ( ( VCVS ) ) u1 +_u2 i2 _u1 i1 + +-12uu : 电压放大倍数电压放大倍数 ru1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + + - (4) (4) 电流控制的电压源电流控制的电压源 ( ( CCVS ) ) 12riu r : 转移电阻转移电阻 例例bicibcii bi bi ci电电路路模模型型3. 3. 受控源与独立源的

32、比较受控源与独立源的比较(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，与电路中其它电压、由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压电流无关，而受控源电压( (或电流或电流) )由控制量决定。由控制量决定。(2)(2) 独立源在电路中起独立源在电路中起“激励激励”作用，在电路中产生电压、电作用，在电路中产生电压、电流，而受控源只是反映输出端与输入端的受控关系，在电路流，而受控源只是反映输出端与输入端的受控关系，在电路中不能作为中不能作为“激励激励”。例例求：电压求：电压u2。解解5i1 + _ u2_ u1=6Vi1 + + - 3 Ai2361 Viu

33、46106512 1.9 1.9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )( Kirchhoffs Laws )基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 ( ( KCL ) )和基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电压定律( ( KVL ) )。它反。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。1. 1. 几个名词几个名词 定义：三条或三条以上支路的连接点称为

34、节点。定义：三条或三条以上支路的连接点称为节点。( ( n n ) )b=3an=2b+_R1 uS1 +_uS2 R2 R3 （1）支路）支路 (branch)定义定义1：电路中每一个两端元：电路中每一个两端元件就叫一条支路件就叫一条支路(b)i3 i2 i1 (2) (2) 节点节点 (node)(node)b=5定义定义2：电路中通过同一电：电路中通过同一电流的分支。流的分支。(b)1. 1. 几个名词几个名词 ab+_R1 uS1 +_uS2 R2 R3 i3 i2 i1 两节点间的一条通路。由支两节点间的一条通路。由支路构成。路构成。(3) (3) 路径路径(path)(path)由

35、支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。( ( l ) )(4) (4) 回路回路(loop)(loop)123l=3对对平面电路平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。，其内部不含任何支路的回路称网孔。(5) (5) 网孔网孔(mesh)(mesh)网孔是回路，但回路不一定是网孔网孔是回路，但回路不一定是网孔2. 2. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 ( (KCL) )令流出为令流出为“+”+”，流入为，流入为“-”-”有：有：例例 在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出或流入该在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出或流入该结点电流的代数和等于零。结点电流的代数和等于零。 mk

36、ti10)(出入ii流进的电流等于流出的电流流进的电流等于流出的电流 1i5i4i3i2i054321 iiiii54321iiiii （形式（形式1）（形式（形式2）所有电流的代数和等于零所有电流的代数和等于零 （形式（形式1）（形式（形式2）流入的电流流入的电流流出的电流流出的电流流入的电流流入的电流流出的电流流出的电流1 3 25i6i4i3i1i2i0643iii例例 0542 iii0651iii三式相加得：三式相加得：0321iiiKCL推广：通过一个闭合面的支路电推广：通过一个闭合面的支路电流的代数和总是等于零，或者说流出流的代数和总是等于零，或者说流出闭合面的电流等于流入同一闭

37、合面的闭合面的电流等于流入同一闭合面的电流。（广义结点电流。（广义结点KCL）明确明确（1） KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任 意结点处的反映；意结点处的反映；（2） KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是是对支路电流加的约束，与支路上接的是 什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；（3）KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际方程是按电流参考方向列写，与电流实际 方向无关。方向无关。（广义结点）（广义结点）i1=i2 ? 3.AB+_1111113+_2i2 i1 UA =UB ? I = 01.

38、？AB+_1111113+_22.i1 思考思考Ai523 )(A3A2 ? i 3 3 5 1 4例例12. 2. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 ( (KCL) )U1US1+U2+U3+U4+US4= 03. 3. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 ( (KVL) ) 在集总参数电路中，任一时刻，沿任一闭合路径绕在集总参数电路中，任一时刻，沿任一闭合路径绕 行各支路行各支路电压的代数和等于零。这就是基尔霍夫电压的代数和等于零。这就是基尔霍夫 电压定律（电压定律（KVL）。）。I1 + US1 R1 I4 - + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 回路回路

39、方向方向应用应用KVL首先要规定回路方向，如图所示：首先要规定回路方向，如图所示： mktu10)(和回路方向相反和回路方向相反和回路方向相同和回路方向相同U1+US1 U2 U3 U4 US4= 0和回路方向相反和回路方向相反和回路方向相同和回路方向相同U1US1+U2+U3+U4+US4= 03. 3. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 ( (KVL) ) I1 + US1 R1 I4 - + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 回路回路方向方向和回路方向相反和回路方向相反和回路方向相同和回路方向相同电阻上的电压用欧姆定律表示电阻上的电压用欧姆定律表示U2 =

40、 R2 I2U3 = R3 I3U4 = R4 I4U1 = R1 I1代代入入下下式式得得: R1 I1US1+ R2 I2 R3 I3 +R4 I4+US4= 0整理整理: R1 I1+ R2 I2 R3 I3 +R4 I4=US1US4回路中所有电阻上的电压降回路中所有电阻上的电压降电源电动势电源电动势nkkSmkkkUIR11（KVL推论推论1）3. 3. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 ( (KVL) ) I1 + US1 R1 I4 - + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 回路回路方向方向U2 = R2 I2U3 = R3 I3U4 = R4 I4U1 = R1 I1代代入入下下式式得得: R1 I1US1+ R2 I2 R3 I3 +R4 I4+US4= 0nkkSmkkkUIR11回路中所有电阻上的电压降回路中所有电阻上的电压降电源电动势