电工学第1章版

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1. 电的应用越来越广泛2. 课堂纪律3. 考试方式及成绩统计方式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参考教材：参考教材：1.电工学（I、II）学习辅导与习题解 答 高教社.孙韬 主编；2. 电工学（上下册）高等教育出版 社.秦曾煌主编；3. 电工电子学第二版 重大出版社. 吕厚余主编 王升春 杨承志副主编。教材：教材：电工学I 电路与电子技术 高教社. 侯世英主编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第一章第一章电路的基本概念和基本分析方法主讲： 彭文雄联系方式：1351234086

2、7邮箱：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的基本定律与基本分析方法电路的基本定律与基本分析方法1.理解电路模型、电功率意义。理解电路模型、电功率意义。2.理解理想电路元件的电压理解理想电路元件的电压电流关系。电流关系。3.理解电压、电流正方向的意义理解电压、电流正方向的意义4.理解实际电源的两种模型及其等效变换。理解实际电源的两种模型及其等效变换。5.理解基尔霍夫定律。掌握用支路电流法、叠理解基尔霍夫定律。掌握用支路电流法、叠加原理和戴维南定理分析电路的方法。加原理和戴维南定理分析电路的方法。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本章主要内容本章

3、主要内容 基本概念 基本定律及定理 基本分析方法及应用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基本概念1 电路的组成、作用及电路模型2 电路的基本物理量及参考方向3 电路元件及电路模型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基本定律定理及应用1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律2. 戴维南定理戴维南定理3. 弥尔曼定理弥尔曼定理4. 电路分析电路分析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基本分析方法1. 实际电源的等效变换法实际电源的等效变换法2. 支路电流法支路电流法3. 叠加原理叠加原理4. 戴维南定理戴维南定理下一页下一页总目录总目录 章

4、目录章目录返回返回上一页上一页1.1电路的组成、作用及电路模型 电路：由一些电气设备或器件组成的，以备电流流通的通路。或者说：由若干电气装置与器件为了某种需要按一定方式组合而成的以让电流流通的通路称为电路。 电路的结构有各种，可简单到由几个元件，也可复杂到由上千个甚至数万个元件构成。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1.1.1 电路的组成、作用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.输电线输电线电源电源负载负载中间环节中间环节放大放大器器扬声器扬声器话筒话筒信号源信号源负载负载中间环节中间环节下一页下一页总目录总目录 章目录章目

5、录返回返回上一页上一页1.1.2 电路的模型实际电路R+RoES+UI电路模型电路模型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1.1.2 电路的模型 为便于用数学方法分析电路为便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。应的电路模型。在电力和电信工程上，通常按国家统在电力和电信工程上，通常按国家统一规定的各种电气设备和器件的符号绘制电路图一规定的各种电气设备和器

6、件的符号绘制电路图。 理想电路元件主要有无源元件：电阻元件、电感理想电路元件主要有无源元件：电阻元件、电感元件、电容元件；有源元件：理想电流源和理想电元件、电容元件；有源元件：理想电流源和理想电压源。压源。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1.2 电路的基本物理量及参考方向1. 电流电流2. 电压与电动势电压与电动势3. 电功率电功率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流第一第一 :物理现象物理现象 电荷（自由电子、正负离子）有规则的定向运动就形成电流.第二第二 :物理量物理量 电流强度是指在单位时间内通过导体横截面的电荷量。dtdqi 电流强度

7、平时多简称电流，所以，电流又代电流强度平时多简称电流，所以，电流又代表了一个物理量。表了一个物理量。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 如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称为恒如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称为恒定电流，用大写字母定电流，用大写字母I I表示。表示。TQI 电流的单位是安培（库仑/秒），简称安， 用A表示。 1A=103mA = 106A 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流的真实方向和正方向 真实方向：真实方向：规定正电荷定向移动的方向。也即电子运动的反方向。 为分析、计算电路为分析、计算电路(定律、定理定律、定理

8、)需要，引入了参需要，引入了参 考方向（正方向）。考方向（正方向）。 正方向：正方向：在一段电路里，任意选择一个方向作为在一段电路里，任意选择一个方向作为 参考方向参考方向。当计算出的结果为正值，表明实际方向与。当计算出的结果为正值，表明实际方向与参考方向一致；相反，为负。参考方向一致；相反，为负。ABIABI0I0I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注意注意 电流的真实（实际）方向是一种客观存在，不能任意电流的真实（实际）方向是一种客观存在，不能任意选择。电流的正方向是分析计算电路的一种方法和手选择。电流的正方向是分析计算电路的一种方法和手段段用来确定真实（实际）方向

9、的方法和手段。用来确定真实（实际）方向的方法和手段。 在今后的电路中，如果不作特殊说明，所标注的电在今后的电路中，如果不作特殊说明，所标注的电流方向一般都是正方向。流方向一般都是正方向。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压与电动势 电压、电位和电动势电压、电位和电动势 电压与电位的关系电压与电位的关系 电压与电动势的关系电压与电动势的关系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压的概念 电荷在电场力作用下形成电流，在这个过电荷在电场力作用下形成电流，在这个过程中电场力推动电荷运动做功，电压就是表程中电场力推动电荷运动做功，电压就是表示电场力推动电荷

10、做功的能力的物理量。示电场力推动电荷做功的能力的物理量。 电路通电之后，可以电路通电之后，可以近似看着是限定在一定空近似看着是限定在一定空间之内的电场，如图：电间之内的电场，如图：电荷荷dq从从A点运动到点运动到B点所点所做的功是做的功是dw，则，则A点与点与B点之间的电压为：点之间的电压为：dqdWuAB即：在数值上，即：在数值上，A、B两点间的电压就是两点间的电压就是电场力把单位正电电场力把单位正电荷从荷从A点移动到点移动到B点点所做的功。所做的功。dqdWuAB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 电压的单位用伏特（电压的单位用伏特（V）表示：）表示： CJV11m

11、VVKV6310101对恒定电压：QWUAB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压的正方向电压的正方向 规定电路中电压的真实方向是由高电位指向低规定电路中电压的真实方向是由高电位指向低电位的方向，即：电场力移动单位正电荷做正电位的方向，即：电场力移动单位正电荷做正功的方向。功的方向。 和电流一样，在分析计算电路的时候电压也需和电流一样，在分析计算电路的时候电压也需要一个正方向（要一个正方向（参考方向参考方向）。当选定正方向）。当选定正方向以后，电压的值也有了正负之分，当正方向与以后，电压的值也有了正负之分，当正方向与实际方向一致，为正；反之，为负。实际方向一致，为正；反

12、之，为负。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压的表示方法电压的表示方法ABRABU1.直接写成直接写成UAB 2.用箭头表示用箭头表示U或或UAB3.用正负号表示用正负号表示U或或UABVUVUBAAB110110 说明说明1:三种表示代表意义相同三种表示代表意义相同,可以互相通用可以互相通用, 任任选一种选一种.说明说明2:同一段电路的电压相对于不同的正方向同一段电路的电压相对于不同的正方向可能是正值可能是正值,也可能是负值也可能是负值.UU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位的概念电位的概念 电位是表示电场中某一点性质的物理量，而电位是表

13、示电场中某一点性质的物理量，而且是相对于确定的参考点而言的。且是相对于确定的参考点而言的。等电位等电位 定义：电场中某点定义：电场中某点A的电位在数值上等于电场的电位在数值上等于电场力将单位正电荷从力将单位正电荷从A点沿任意路径移动到参考点沿任意路径移动到参考点所做的功。点所做的功。 注意：注意： 1、电位是一个相对的物理量，不确定参考点，、电位是一个相对的物理量，不确定参考点，讨论电位就没有意义；讨论电位就没有意义； 2、在同一电路中，当选定不同的参考点时，、在同一电路中，当选定不同的参考点时，同一点的电位是不同的。同一点的电位是不同的。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

14、一页电压与电位的关系电压与电位的关系相同点相同点:它们都反映了电场力移动单位正电荷做它们都反映了电场力移动单位正电荷做功的物理性质功的物理性质.区别区别: 1、电路中某点的电位就是该点到参考点之间、电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压。的电压。 2、电路中某两点之间的电压就等于这两点的、电路中某两点之间的电压就等于这两点的电位之差。所以，电压通常又称为电位差。电位之差。所以，电压通常又称为电位差。 3、电路中某点电位的大小与参考点的选择有、电路中某点电位的大小与参考点的选择有关，但任意电压的值与参考点的选择无关。关，但任意电压的值与参考点的选择无关。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录

15、返回返回上一页上一页电动势 电动势的概念 电动势的正方向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动势的概念电动势的概念 电动势是表示电源性质的物理量。电动势是表示电源性质的物理量。 电动势表征了电源内部的非电场力移动单位电动势表征了电源内部的非电场力移动单位正电荷做功的能力，或者说，电源将其他形正电荷做功的能力，或者说，电源将其他形式的能量转变成电能的能力。式的能量转变成电能的能力。 电动势在数值上等于非电场力将单位正电荷电动势在数值上等于非电场力将单位正电荷从电源负极经电源内部移动到电源正极时所从电源负极经电源内部移动到电源正极时所做的功。做的功。下一页下一页总目录总目录

16、 章目录章目录返回返回上一页上一页 R EI电动势的符号电动势的符号直流电动势直流电动势E交流电动势交流电动势e电动势的单位也为伏特电动势的单位也为伏特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动势的正方向及表示方法电动势的正方向及表示方法 因为电动势的作用是使正电荷自低电位点因为电动势的作用是使正电荷自低电位点移动到高电位点，使正电荷的电位能增加，移动到高电位点，使正电荷的电位能增加，所以规定电动势的真实方向是电位升高的所以规定电动势的真实方向是电位升高的方向，刚好与电压的真实方向相反。方向，刚好与电压的真实方向相反。 和电压一样，电动势也有正方向。和电压一样，电动势也有正

17、方向。在规定规定的正方向下，电动势也是一个代数量。的正方向下，电动势也是一个代数量。 电动势的真实方向与正方向相同为正，反电动势的真实方向与正方向相同为正，反之，为负。之，为负。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动势的正方向及表示方法如果如果“”、“”表示电表示电动势的真实方动势的真实方向。向。E 用箭头符号表用箭头符号表示电动势的参示电动势的参考方向。考方向。VE5 VE5 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压与电动势的关系电压与电动势的关系 电压与电动势是两个不同的概念，但是电压与电动势是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正、负极之间

18、的电都可以用来表示电源正、负极之间的电位差。位差。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功率电功率 电路功能之一：进行电能与其他形式能量之间电路功能之一：进行电能与其他形式能量之间的转换，要用到电功率这个概念，简称功率。的转换，要用到电功率这个概念，简称功率。功率的概念ABRABuI 根据电压的定义可知：根据电压的定义可知：dqudwABdtidqdtiudwAB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定义：功率是表征电路中能量变换速度的物理量。其值等于单位时间内电场力所做的功。iudtdwp功率的单位功率的单位功率的单位就是瓦特，简称瓦（功率的单位就是

19、瓦特，简称瓦（W）。）。1J/sW11kW=103W =106mW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功（电能）电功（电能） 除电功率外，也需要计算一段时间内电路所除电功率外，也需要计算一段时间内电路所消耗（或产生）的电功（电能），用消耗（或产生）的电功（电能），用W表示。表示。dtpW电功（电能）的单位是焦耳。电功（电能）的单位是焦耳。 度度=千瓦千瓦时时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压与电流的正方向之间的关系电压与电流的正方向之间的关系 电压和电流是分析电路的最基本的物理量，这是因为电源电动势可以用端电压完全代替，而功率的大小和正负也完

20、全取决于电压和电流的大小和方向。 电压的真实方向就是电位降低的方向（即：电场力移动正电荷作功的方向也就是电流流动的方向），所以，电压和电流的真实方向都与电场电压和电流的真实方向都与电场力推动正电荷移动的方向一致。力推动正电荷移动的方向一致。因此，我们把电压和电流一致的参考方向定为关联参考方向。 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+-I元件U电压与电流的关联正方向 为分析方便我们一般都采用关联的正方向为分析方便我们一般都采用关联的正方向ABRABUIABRABUIU、 I方向关联方向关联U、 I方向非关联方向非关联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

21、 本教材在求解和分析电路时，本教材在求解和分析电路时，如未作特殊声明均采用关联正方如未作特殊声明均采用关联正方向向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 图所标示的电压、电流为真实方向；例：功率的正负功率的正负R+RoUS+UI对于R，P0，电阻R消耗功率；对于电源US而言，P0，电源US发出功率。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以以U、 I的关联一致方向分析的关联一致方向分析IUIU或UIP0 消耗功率消耗功率或IUIUUIP0, 电场力做功消耗功率电场力做功消耗功率;反之反之,当算出当算出P0则方框中包含有电源则方框中包含有电源, 是向外电路发

22、出功率。是向外电路发出功率。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中各物理量的计算电路中各物理量的计算通过例题分析电压、电流正通过例题分析电压、电流正负与正方向及功率性质的关系负与正方向及功率性质的关系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如图，测得：I1=-4A，I2=6A，I3=10A，I4=1A，I5=8A，I6=3A，U1=140V，U2=-90V，U3=60V，U4= -80V，U5=30V，U6=60V。试标出各电流、电压的实际方向，计算各元件功率大小，说明该元件是吸收还是发出功率。123456U2U3U5U6I6I5I4I3I2I1U1

23、U401I02U04U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WIUP560)4(140111WIUP540690222WIUP6001060333WIUP801)80(444WIUP240830555WIUP180360666发出：发出：P1，P2消耗：消耗：P3，P4P5，P6 。123456U2U3U5U6I6I5I4I3I2I1U1U4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发出功率：发出功率：P1，P2消耗：消耗：P3，P4P5，P6 。123456U2U3U5U6I6I5I4I3I2I1U1U4P1+P2=1100WP3+P4+P5+P6=110

24、0W所以能量守恒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1.3电路元件 电阻元件 电容元件 电感元件 例题分析 注意注意: 重点在电路元件的特性方程及参数重点在电路元件的特性方程及参数 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阻元件电阻元件电阻元件的功率和能量关系电阻元件的性质电阻元件的电压、电流关系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阻元件的性质 理想电阻元件只具有消耗电能这一种电理想电阻元件只具有消耗电能这一种电磁性质（电阻性）。常见的电阻元件如白磁性质（电阻性）。常见的电阻元件如白炽灯、电炉等。炽灯、电炉等。 一段导体的电阻与

25、该导体的长度和该导一段导体的电阻与该导体的长度和该导体的电阻率成正比与它的横截面积成反比：体的电阻率成正比与它的横截面积成反比：SLR R电阻值电阻值 (欧姆欧姆) 电阻率电阻率 (欧米欧米)L导体长度导体长度 (米米)S导体横截面积导体横截面积 (米米2)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阻单位关系为：电阻单位关系为：6310101kM电阻在电路中的表示符号为：电阻在电路中的表示符号为：R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压、电流关系欧姆定律 如果一段电阻的阻值为常数，则称为线性电阻，线性如果一段电阻的阻值为常数，则称为线性电阻，线性电阻遵

26、循电阻遵循欧姆定律欧姆定律其端电压和流过的电流是正比关其端电压和流过的电流是正比关系，比例常数叫做电阻系，比例常数叫做电阻(符号为符号为R）。）。R既是这种既是这种元件名元件名称称，又表示物理性质的，又表示物理性质的电路参数电路参数。Riu+-RuiRiu 0i/Au/VR1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 如果电阻元件的阻值不为常数，则该电如果电阻元件的阻值不为常数，则该电阻为非线性电阻，元件上的电压电流关系用阻为非线性电阻，元件上的电压电流关系用曲线或者函数表示。曲线或者函数表示。) i ( fu )(ugi 0i/Au/V)(ugi 下一页下一页总目录总目录 章

27、目录章目录返回返回上一页上一页功率关系功率关系消耗功率：消耗功率：RuRiuip22 直流直流:RIU RUI消耗功率：消耗功率：RURIUIP22 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能量关系能量关系电阻元件消耗的能量：电阻元件消耗的能量：dtRidtuipdtW2对直流而言，所消耗的能量为：对直流而言，所消耗的能量为：tRUtRIUItW22 由于能量是时间的函数，所以，分析时常由于能量是时间的函数，所以，分析时常用功率而不考虑能量的关系。用功率而不考虑能量的关系。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容元件电容元件电容元件中的功率和能量关系电容

28、元件中的功率和能量关系电容元件的性质电容元件的性质电容元件的电压电流关系电容元件的电压电流关系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容元件的性质电容元件的性质 理想电容元件就是只具有储存电场能量这理想电容元件就是只具有储存电场能量这样一种电磁性质（电容性）的电路元件。如果样一种电磁性质（电容性）的电路元件。如果电容元件参数为常数，且用电容元件参数为常数，且用C表示，则它与电表示，则它与电容器上所加电压的关系为：容器上所加电压的关系为：Cuq 即：电容极板上的电量即：电容极板上的电量q与其上的电压与其上的电压u之间之间呈线性关系。呈线性关系。电路中表示符号：电路中表示符号：

29、u+-qC 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容的单位电容的单位为：为：法拉，用法拉，用F表示。表示。 微法，用微法，用F表示。表示。 皮法，用皮法，用 pF表示。表示。 三者的关系为三者的关系为pFFF12610101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容元件的电压电流关系电容元件的电压电流关系由电流的定义可知由电流的定义可知dtdqi 所以所以dtduCdtdqi+-uiC 在任意瞬时，流经电容的电流的大小与它在任意瞬时，流经电容的电流的大小与它两端的电压的变化率成正比。两端的电压的变化率成正比。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返

30、回上一页上一页00idtdu+-uiC图中图中00idtdu电容器充电电容器充电00idtdu电容器放电电容器放电电容器对直流相当于开路电容器对直流相当于开路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ttidtCuidtCu01)0(1 如果已知电容元件上的电流，则电容电压如果已知电容元件上的电流，则电容电压的表达式为：的表达式为： 可见，电容电压在某一时刻的大小，不可见，电容电压在某一时刻的大小，不仅与充电电流有关，而且与电容元件的初始仅与充电电流有关，而且与电容元件的初始电压有关。电压有关。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容元件中的功率关系电容元

31、件中的功率关系 电容器吸收或者释放的瞬时功率为：电容器吸收或者释放的瞬时功率为：dtduCuuip 电容元件的瞬时功率与电压的变化电容元件的瞬时功率与电压的变化率成正比。率成正比。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容元件中的能量关系电容元件中的能量关系 电容器储存或释放的电场能量为电容器储存或释放的电场能量为 ： 221CuCuduuidtpdtWWu电容器储存能量电容器储存能量充电充电Wu电容器释放能量电容器释放能量放电放电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感元件电感元件电感元件中的功率和能量关系电感元件中的功率和能量关系电感元件的性质电感

32、元件的性质电感元件的电压电流关系电感元件的电压电流关系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感元件的性质电感元件的性质 理想的电感元件定义为只具有储存磁场能量理想的电感元件定义为只具有储存磁场能量这样一种电磁特性（电感性）的一个元件。这样一种电磁特性（电感性）的一个元件。 由物理学己知由物理学己知 ，当有，当有电流通过线圈的时候，电流通过线圈的时候，将在线圈中产生磁通将在线圈中产生磁通 ，这个磁通穿过每一匝这个磁通穿过每一匝 线圈线圈, ,并与之交链并与之交链, ,称为线圈的磁通链数称为线圈的磁通链数, ,简称磁简称磁链。设线圈为链。设线圈为N N匝匝, ,则线圈的总磁链

33、数即是则线圈的总磁链数即是NN。如果如果线圈中没有铁磁材料时线圈中没有铁磁材料时, ,通过电流的回路所通过电流的回路所包围的总磁链数与包围的总磁链数与该该电流成正比电流成正比 。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iiNLiN如图：如图：电感的表示符号为：电感的表示符号为：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 电感的国际单位为：亨利，用电感的国际单位为：亨利，用H表示表示 小的有：毫亨，用小的有：毫亨，用 mH 表示表示 mHH3101二者的关系为二者的关系为 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感元件的电压电流关系电感元件的

34、电压电流关系 当穿过每一匝线圈的磁通发生变化时，线当穿过每一匝线圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的方向与圈中将产生感应电动势，感应电动势的方向与磁通的方向符合右手螺旋法则。电动势的大小磁通的方向符合右手螺旋法则。电动势的大小与磁通的变化率成正比，并且满足楞次定理：与磁通的变化率成正比，并且满足楞次定理：Ndtdedtde|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LiiLdtdiLdtdedtdiLdtdeu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ttudtLiudtLi01)0(1 如果已知电感元件上的电压，则电感电流如果已知电感元件上

35、的电压，则电感电流的表达式为：的表达式为： 可见，电感电流在某一时刻的大小，不可见，电感电流在某一时刻的大小，不仅与元件端电压有关，而且与电感元件的初仅与元件端电压有关，而且与电感元件的初始电流有关。始电流有关。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感元件中的功率关系电感元件中的功率关系 电感元件吸收或者释放的瞬时功率为：电感元件吸收或者释放的瞬时功率为：dtdiLiuip 电感元件的瞬时功率与电流的变化电感元件的瞬时功率与电流的变化率成正比。率成正比。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感元件中的能量关系电感元件中的能量关系221LiLidiui

36、dtpdtW 电感元件储存或释放的磁场能量为：电感元件储存或释放的磁场能量为：Wi电感元件储存能量电感元件储存能量Wi电感元件释放能量电感元件释放能量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小 结Riu Riu-+dtduCi +-uiC+-uidtdiLu UItW 221CuW 221LiW 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的基本定律基尔霍夫定律 名词介绍名词介绍 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律KVL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支路支路 支路（支路（Branch）：连接任

37、何两个结点之间）：连接任何两个结点之间的一段电路叫支路。如的一段电路叫支路。如a、b二结点之间包含二结点之间包含有电阻有电阻R3的一段电路就是一条支路。的一段电路就是一条支路。 注意，在图中，点注意，在图中，点1及点及点2之间的一段电路之间的一段电路也是支路，该导线中也也是支路，该导线中也有电流流过。有电流流过。E E2 2+- - -E E1 1R R1 1R R2 2R R0 0R R3I IS Sa ab b1 12 2c cI I0 0I I3I I1 1I I2 2（只有一个电流流过没有分支的那部分只有一个电流流过没有分支的那部分）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

38、上一页结点结点+- - -E E1 1E E2 2R R1 1R R2 2R R0 0R R3I IS Sa ab b1 12 2c cI I0 0I I3I I1 1I I2 2 结点（结点（Node）：电路中三条或三条以上支）：电路中三条或三条以上支路的交点叫结点。路的交点叫结点。 如图中，如图中，a点、点、b点都是结点。虚线点都是结点。虚线框住的框住的c点包含了点点包含了点1和和2，也各是一个，也各是一个结点。结点。 该电路共包含该电路共包含4个结点和个结点和6条支路。条支路。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回路回路 回路（回路（LoopLoop）：电路中任何一

39、个闭合的路径叫回）：电路中任何一个闭合的路径叫回路。从电路中某一点出发，沿任意支路循行一周，路。从电路中某一点出发，沿任意支路循行一周，回到原来的出发点，就形成一个回路。回到原来的出发点，就形成一个回路。 电路：单回路（简单）电路；多回路电路：单回路（简单）电路；多回路( (复杂复杂) )电路电路 。 共共6 6个回路个回路 +- - -E E1 1R R1 1R R2 2R R0 0R R3I IS Sa ab b1 12 2c cI I0 0I I3I I1 1I I2 2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例题分析例题分析如图：结点？支路如图：结点？支路 ？2463

40、10VabI图a分析分析图中，因为图中，因为a、b两点间导线两点间导线有一电流流过，有一电流流过，a、b也是两也是两个结点。个结点。10V相当于一个理相当于一个理想电压源。想电压源。所以，所以，4个结点。个结点。6条支路条支路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分析分析图图b中，因为中，因为a、b两点间接有两点间接有2电阻电阻元件并分别与一个回路相连，所以，元件并分别与一个回路相连，所以， 2电阻元件是一条支路。电阻元件是一条支路。I I6V12V51152+- - -图图bba所以，该电路有所以，该电路有0个结点。个结点。3条支路条支路而且，该电路只有而且，该电路只有2

41、个单回路个单回路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基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL） 定律的描述定律的描述1 1 定律的描述定律的描述2 2 KCL中的电流正方向及其正负值中的电流正方向及其正负值 KCL扩展应用扩展应用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定律的描述定律的描述1 1 对电路中的任何一个结点来说，在任意一对电路中的任何一个结点来说，在任意一时刻，流入该结点的电流总和等于流出该结点时刻，流入该结点的电流总和等于流出该结点的电流的总和。的电流的总和。 出入II30IIISa点点b点点0213IIIc点点sIIII210+- -

42、-E E1 1E E2 2R R1 1R R2 2R R0 0R R3I IS Sa ab b1 12 2c cI I0 0I I3I I1 1I I2 2I4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整理上述等式整理上述等式00021032130SSIIIIIIIIII用公式表达：用公式表达：)0(0出入或II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定律的描述定律的描述2 2 对电路中的任何一个结点来说，在任对电路中的任何一个结点来说，在任意一时刻，流入（或流出）该结点的电流意一时刻，流入（或流出）该结点的电流代数和等于零。代数和等于零。 )I(I00出入或

43、注意：注意：电流的电流的“代数和代数和” 规定规定:如果以流入如果以流入结点的电流为正结点的电流为正,则流出结点的电流为则流出结点的电流为负。（反之亦然）。负。（反之亦然）。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举例说明举例说明 已知已知Il l=2A、I2=3A、I3=-0.5A、I4=1A。求。求IR=? I5= =? KCL应用举例应用举例可对可对A结点列写结点列写KCL方程方程解：求解：求IR 0I021IIIR所以所以AIIIR53221RI1I2I3I4I5IRABAIIIIR5 . 35) 5 . 0(1345下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一

44、页上一页通过以上计算，可见：通过以上计算，可见： 1.要列写要列写KCL方程，首先必须对未知电流方程，首先必须对未知电流确定正方向。确定正方向。 2.各支路电流的正方向确定之后，可按规定各支路电流的正方向确定之后，可按规定列写列写KCL方程，如取流入结点的电流为正，流出方程，如取流入结点的电流为正，流出结点的电流为负。结点的电流为负。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KCL扩展应用扩展应用扩展到电路中某一部分。扩展到电路中某一部分。 US1US2US3I1I2I3I12I31I23o o+- - - - 对于虚线框内部的对于虚线框内部的部分，可以直接看成一部分，可以直接

45、看成一个节点。个节点。 我们称虚线框为我们称虚线框为广义结点广义结点O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0321III对广义结点对广义结点O： 0I031121III节点节点节点节点节点节点012232III023313IIIUS1US2US3I1I2I3I12I31I23o o+- - - -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例题分析例题分析 练习与思考：练习与思考： 图图示示，已知：，已知：IamA，Ib0mA，IcmA，求电流，求电流Id。 IaIbIdIc分析：分析： 把由四个电阻构成的闭把由四个电阻构成的闭合回路看成一个广义结点，合回路

46、看成一个广义结点，则直接由则直接由KCL列写出：列写出：0dcbaIIII所以所以mAIIIIcbad13)2101 ()(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基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL） 定律的描述定律的描述1 1 定律的描述定律的描述2 2 KVL扩展应用扩展应用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定律的描述定律的描述1 1 KVL KVL内容是内容是: :任意瞬时任意瞬时, ,沿任一闭合回路绕行一沿任一闭合回路绕行一圈圈, ,所有电压升的代数和等于电压降的代数和。所有电压升的代数和等于电压降的代数和。 降升UU+- -U US1

47、S1U US2S2R R1 1R R2 2e eI I1 1I I2 2+- -b bc cf f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从从b到到e电位变化是电位降（负的电位升）电位变化是电位降（负的电位升）US2从从e到到c电位变化是电位升（负的电位降）电位变化是电位升（负的电位降）I2R2从从c到到f电位变化电位变化,就是电位降就是电位降 I1R1从从f到到b电位变化电位变化,就是电位升就是电位升 US1如图，若从如图，若从b点出发点出发,沿顺沿顺时针方向绕行一周时针方向绕行一周,回到回到b点点,电位变化的情况是电位变化的情况是:对回路对回路becfb列写回路方程有列写

48、回路方程有+- -U US1S1U US2S2R R1 1R R2 2e eI I1 1I I2 2+- -b bc cf f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211221SSURIRIU 2221110SSUI RI RU+- -U US1S1U US2S2R R1 1R R2 2e eI I1 1I I2 2+- -b bc cf f0U降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定律的描述定律的描述2 2 在任一瞬时，沿闭和回路绕行一周，在任一瞬时，沿闭和回路绕行一周，各段电路的电压降（升）的代数和为零。各段电路的电压降（升）的代数和为零。 0U

49、注意注意1 1： 在列写在列写KVLKVL方程之前，方程之前，KVL方程方程中的电压和电流均为参考方向中的电压和电流均为参考方向注意注意2 2：选择一个回路的绕行方向选择一个回路的绕行方向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例题分析例题分析 解：从解：从A点出发，点出发，沿沿ABCDA方向列写方向列写方程如下方程如下（选电压降为正（选电压降为正方向）：方向）：045434323322111 SSSSURIURIURIRIURI 可见：这种方法的优点是，沿着回路方向一个一个元件的写，可见：这种方法的优点是，沿着回路方向一个一个元件的写，当回到起点时，各元件都已列写出，不会出

50、现漏掉元件或者多写当回到起点时，各元件都已列写出，不会出现漏掉元件或者多写元件电压的情况，使方程的正确率得以提高。元件电压的情况，使方程的正确率得以提高。I1I2I3I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+ + + + +L1DABC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KVL扩展应用扩展应用应用：应用：假想的闭和回路。 图示，求UBD就可以通过把UBD当成一个元件电压来考虑，从而直接列写KVL方程求解。I1I2I3I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+ + + + +L1DABC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返

51、回返回上一页上一页方法方法1：由由ABDA列写列写34541 110BDSSSUUI RUI R U34541 11BDSSSUUI RUI R UUBDI1I2I3I4I5I6I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+ + + + +L1DABCL111 14453BDSSSUUI R UI RU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方法方法2：由BCDB列写4323322RIURIRIUSBDUBDI1I2I3I4I5I6I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+ + + + +L1DABCL1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

52、路中电位的计算电路中电位的计算 电位的概念复习电位的概念复习 电位的计算举例电位的计算举例 结论结论 例题分析例题分析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位的概念复习电位的概念复习 电位的定义：电路中某一点的电位等于电电位的定义：电路中某一点的电位等于电场力把单位正电荷移动到参考点所做的功。场力把单位正电荷移动到参考点所做的功。 在计算电位之前，必须先选定电路中的电位在计算电位之前，必须先选定电路中的电位参考点，该点的电位称为参考电位，通常参考电参考点，该点的电位称为参考电位，通常参考电位被设为零，并用符号位被设为零，并用符号表示。电路中其他各点表示。电路中其他各点的电

53、位都同它进行比较，比它高的为正，比它低的电位都同它进行比较，比它高的为正，比它低的为负，正值越大则电位越高，负值越大电位越的为负，正值越大则电位越高，负值越大电位越低。低。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位的计算举例电位的计算举例 设设b点为参考点，求电路中其他各点点为参考点，求电路中其他各点的电位及各点间的电压。的电位及各点间的电压。US2R1R2R3I1US1I2I3+- - -a ac cd db b 图中图中：US1=140V， US2=90V，R1=20， R2=5， R3=6，I1=4A， I2=6A，I3=10A。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录

54、返回返回上一页上一页设设a点为参考点，求电路中其他各点的电位。及点为参考点，求电路中其他各点的电位。及各元件的电压。各元件的电压。 因为因为a点为参考点，所以，点为参考点，所以，Ua=0V，用接地符号，用接地符号表示如图。表示如图。R1R2R3I1US2US1I2I3+- - -a ac cd db b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 可见，当参考点发生变化时，电路中可见，当参考点发生变化时，电路中各点的电位也发生变化。各点的电位也发生变化。比较：比较：VUVUVUUdcba3080600VUVUVUUdcab90140600下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回

55、返回上一页上一页比较：比较：VUVUVUVUVUUbdadbcacaba903014080600VUVUVUUVUUbdadbcacabb903014080600 电路中各元件两端的电压大小不电路中各元件两端的电压大小不受参考点选择的影响。受参考点选择的影响。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结论 电路中某点的电位，实际上就是该电路中某点的电位，实际上就是该点与参考点之间的电压。点与参考点之间的电压。 在同一电路中，选不同的参考点，则在同一电路中，选不同的参考点，则电路中各点的电位也随之变化，但是，电电路中各点的电位也随之变化，但是，电路中任意两点之间的电压却是不会改变

56、。路中任意两点之间的电压却是不会改变。 虽然在计算电路时，参考点可以任意虽然在计算电路时，参考点可以任意选择，但一经选定，就不能更改。选择，但一经选定，就不能更改。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的简单画法电路的简单画法R1R2R3I1US2US1I2I3+-ac cd db bR1R2R3I1+US2+US1I2I3ac cd db b10K-9V+12Vac cb b5K2+-10K5Kb bac c12V9V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例题分析例题分析例例1：求：求a点的电位点的电位Va=？分析分析 如电路中没有指定电流如电路中

57、没有指定电流方向，在分析之前首先假定方向，在分析之前首先假定电流的参考方向。电流的参考方向。I1=0设图中交点为设图中交点为b，则，则Va= Uab+ Vb1858bVIVVIUab1322a- - -+3V8V125bI2I11 87aabbVUVV 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（1）完整电路见右。）完整电路见右。15151515151533211321RRRRURRRRUBABAURUR22-15VAB+15VR1R2R32RR2R1R3+-+-AB15V15V2R（2）当）当 增大时增大时2R 例例2：如图，（如图，（1）电位参考点在哪里？画出完整电路。）电

58、位参考点在哪里？画出完整电路。（2）当）当 增大时，增大时，A、B两点的电位升高还是降低？两点的电位升高还是降低？2R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支路电流法支路电流法 KCL、KVL应用之一什么是支路电流法什么是支路电流法支路电流法的应用举例支路电流法的应用举例支路电流法的推导及步骤支路电流法的推导及步骤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什么是支路电流法什么是支路电流法 支路电流法是指以电路中各支路电流支路电流法是指以电路中各支路电流为未知量，然后应用基尔霍夫电流定律和为未知量，然后应用基尔霍夫电流定律和电压定律分别对节点和回路列出所需要的

59、电压定律分别对节点和回路列出所需要的方程组，而后解出各未知支路电流。方程组，而后解出各未知支路电流。 在计算复杂电路的各种方法中，支路电在计算复杂电路的各种方法中，支路电流法是最基本的方法。流法是最基本的方法。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支路电流法的推导支路电流法的推导 含有多个回路的电路一般称为复杂电路。对含有多个回路的电路一般称为复杂电路。对于复杂电路我们可以用于复杂电路我们可以用KCLKCL和和KVLKVL推导出各种分推导出各种分析方法，支路电流法是其中之一。析方法，支路电流法是其中之一。 对于任何一个复杂电路，如果以各支路电流对于任何一个复杂电路，如果以各

60、支路电流为未知量，应用为未知量，应用KCL和和KVL列写方程，必须先列写方程，必须先在电路图上选定好未知支路电流以及电压或电动在电路图上选定好未知支路电流以及电压或电动势的参考方向。势的参考方向。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如图：如图：列写列写KCL方程方程节点节点b：非独立方程。对具有两个节点电路，应用电流定律只非独立方程。对具有两个节点电路，应用电流定律只能列出能列出2-11个独立方程。个独立方程。b=3，n=2 有三个未知数，需有三个未知数，需3个独立方个独立方程。程。节点节点a：0321III0213IIIR1R2R3I1US2US1I2I3+- - -a