第1章 集总参数电路

1、课程名称：课程名称：电路分析基础电路分析基础 (B)学时：学时：48学分：学分：3.5适用专业：适用专业：电子信息类各专业电子信息类各专业课程性质：课程性质：电类专业必修的技术基础课电类专业必修的技术基础课 电路分析基础电路分析基础是电路理论的入门课程，是电类各专业的是电路理论的入门课程，是电类各专业的技术基础课。它着重阐述技术基础课。它着重阐述线性非时变电路线性非时变电路的的基本概念基本概念、基本规基本规律律和和基本分析方法基本分析方法，为后续课程打下牢固的电路分析基础。，为后续课程打下牢固的电路分析基础。 通过本课程的学习，不但能获得电路分析的基本知识，而通过本课程的学习，不但能获得电路分

2、析的基本知识，而且可以在抽象思维能力，分析计算能力，总结归纳能力和实验且可以在抽象思维能力，分析计算能力，总结归纳能力和实验研究能力诸方面得到提高。本课程的先修课程是研究能力诸方面得到提高。本课程的先修课程是高等数学高等数学和和大学物理大学物理。四个环节四个环节课堂环节课堂环节作业环节作业环节 实验环节实验环节预习、复习、总结环节预习、复习、总结环节(1) (1) 在认真复习的基础上，独立完成作业。在认真复习的基础上，独立完成作业。(2) (2) 作业要书写整洁，作业要书写整洁，图图要要标绘标绘清楚，答数要注明清楚，答数要注明单位单位。要求：做每一题时：要求：做每一题时： . 根据需要画出相应

3、的电路图；根据需要画出相应的电路图； . 写清解题过程。写清解题过程。(3) (3) 每周一交作业。每次交每周一交作业。每次交的作业。的作业。 54.4.关于考试和成绩评定：关于考试和成绩评定：(1) (1) 闭卷考试，闭卷考试，80%80%。(2) (2) 平时，平时，10%10%，作业，测验，考勤。，作业，测验，考勤。(3) (3) 实验，实验，10%10%。 1-1 电路及集总电路模型电路及集总电路模型 1-2 电路变量电路变量 电流、电压及功率电流、电压及功率 1-3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1-4 电阻元件电阻元件 1-5 1-7 电压源电压源 电流源电流源 受控源受控源 1-8

4、分压公式和分流公式分压公式和分流公式 1-9 两类约束两类约束 KCL、KVL方程的独立性方程的独立性1-10 支路分析支路分析8 若干个电气设备或电子器件，按照一定的方式连若干个电气设备或电子器件，按照一定的方式连接起来，构成电流的通路称为接起来，构成电流的通路称为电路电路。 电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。备或元件按一定方式组合起来的。电源负载连接导线3 负载负载1 电源电源2 中间环节中间环节1. 能量能量的输送与转换的输送与转换2. 信号信号的传递和处理的传递和处理输电线输电线信号源信号源负载负载

5、话筒把声音话筒把声音(信息信息) 电信号电信号扬声器把扬声器把电信号电信号声音声音( (信息信息) )10电源负载连接导线低频：低频：30-300kHz30-300kHz； 长波：长波：1km-10km 1km-10km 中频：中频：300-3000kHz300-3000kHz； 中中波：波：100m-1km 100m-1km 高频：高频：3-30MHz3-30MHz； 短波：短波：100m-10m 100m-10m ：在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的在器件的尺寸远小于正常工作频率所对应的波长时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用三种波长时，可将它所反映的物理现象分别进行研究，即用

6、三种基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。基本元件表示其三种物理现象，这就是集总假设。 ：实际电路的尺寸远小于电路工作实际电路的尺寸远小于电路工作时其最高工作频率所对应的波长。时其最高工作频率所对应的波长。 例如，我国电力用电的频率为例如，我国电力用电的频率为 50 Hz，对应的波长为，对应的波长为 = = = 6106m = 6000 kmcf3108m/s50Hz 对于以此频率工作的实验室电气电子设备而言，其尺寸远小对于以此频率工作的实验室电气电子设备而言，其尺寸远小于这一波长，可以按集总电路处理。于这一波长，可以按集总电路处理。 而对于远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路

7、分而对于远距离输电线来说，就必须考虑到电场、磁场沿电路分布的现象，不能按集总电路来处理，而要用分布参数表征。布的现象，不能按集总电路来处理，而要用分布参数表征。 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下，常为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下，常忽略实际电气部件的次要因素而突出其主要电磁性质，忽略实际电气部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它抽象为把它抽象为。 是指只表示单一电磁现象，并且可是指只表示单一电磁现象，并且可以用数学方法精确定义的电路元件。以用数学方法精确定义的电路元件。 常见的理想电路常见的理想电路元件是电阻、电感、电容、理想电压源、理想电流源。元件是电阻、电感、电容、理想

8、电压源、理想电流源。 ：只：只( (集中）表示消耗电能的元件。集中）表示消耗电能的元件。 ：只：只(集中）集中）表示储存电场能量的元件。表示储存电场能量的元件。 ：只：只(集中）集中）表示储存磁场能量的元件。表示储存磁场能量的元件。 i例如：一个白炽灯有电流通过时例如：一个白炽灯有电流通过时R R L 消耗电消耗电能能（电阻性）（电阻性） 产生产生磁场磁场储存磁场能量储存磁场能量（电感性）（电感性） 忽略忽略L1.1 一个实际元件在某种条件下都可以找到它的模型。有些实一个实际元件在某种条件下都可以找到它的模型。有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想元件构成；有些实际际元件的模型比较简单，可

9、以由一种理想元件构成；有些实际元件的模型比较复杂，要用几种理想元件来构成。元件的模型比较复杂，要用几种理想元件来构成。电池负载连接导线用用元件图形符号表元件图形符号表示示- 由集总（理想）电路元件组成的电路，称为实际电由集总（理想）电路元件组成的电路，称为实际电路的路的。 电路分析所研究的对象都是由电路分析所研究的对象都是由理想电路元件理想电路元件组成的组成的实际电路的实际电路的电路模型电路模型( (电路的组成和结构）。电路的组成和结构）。 +开关无阻无阻导线导线1. 1.定义：带电粒子的定向运动（有秩序的运动）形成电流。定义：带电粒子的定向运动（有秩序的运动）形成电流。电流强度：电流强度：

10、i(t)=dq/dt 电荷的变化率电荷的变化率方向：正电荷运动的方向方向：正电荷运动的方向 大小和方向都不随时间改变的大小和方向都不随时间改变的电流称为恒定直流。电流称为恒定直流。 it0大小和方向随时间变化的电流称为大小和方向随时间变化的电流称为交变电流，简称交流。交变电流，简称交流。 it0电路分析电路分析：给定电路结构及参数，求电路各部分的给定电路结构及参数，求电路各部分的 电压、电流等变量的过程，称为电路分析。电压、电流等变量的过程，称为电路分析。电流作为求解变量大小和方向是未知的！电流作为求解变量大小和方向是未知的！2. 电流的参考方向电流的参考方向 电流的参考方向：电流的参考方向：

11、预先假定的方向，用箭头表示，预先假定的方向，用箭头表示，也称正方向。也称正方向。根据假设方向进行计算，根据假设方向进行计算， 如果求出如果求出 i 0 ，表示真实方向与参考方向一致；，表示真实方向与参考方向一致； 如果求出如果求出 i 0 ，表示表示真实方向与参考方向相反。真实方向与参考方向相反。 在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参考方向。如果在电路分析中，电路中标出的电流方向都是参考方向。如果没有方向，自己要设一个参考方向，在图上标出，按所标参考方没有方向，自己要设一个参考方向，在图上标出，按所标参考方向进行计算。向进行计算。不设参考方向，算出的结果没有意义。不设参考方向，算出的结果没

12、有意义。 将算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方向，但不要将算得结果的正负配合参考方向就可确定真实方向，但不要把参考方向改为真实方向。把参考方向改为真实方向。iR +R0IE 例如：图中（例如：图中（1）若）若I=3A，则表明，则表明电流的实电流的实 际方向与参考方向相同际方向与参考方向相同 ； （2）若）若I= 3A，则表明电流的实，则表明电流的实际方向与参考方向相反际方向与参考方向相反 。如何测量电流？如何测量电流？R +R0IEAR +R0IEA1.1.定义：单位正电荷由定义：单位正电荷由a a点移动到点移动到b b点所获得或失去的能点所获得或失去的能 量，即量，即 a,ba,b两点

13、之间的电压。两点之间的电压。 2. 电压电压参考极性参考极性：与电流一样，电压也需要参考极性：与电流一样，电压也需要参考极性： u(t)=dw/dq若正电荷从若正电荷从a点到点到b点失去能量，则点失去能量，则a点电位高，点电位高，b点电位低。点电位低。还可用双下标或箭头表示，还可用双下标或箭头表示，uab指指ab的电压降方向。的电压降方向。 按假设的参考极性进行计算：按假设的参考极性进行计算：如果求出如果求出 uab0 ，则，则 真实极性与参考极性一致。真实极性与参考极性一致。如果求出如果求出 uab0， 则电路吸收功率。则电路吸收功率。若若p(t)0， 则电路提供功率。则电路提供功率。功率功

14、率 p(t)=dw/dt=udq/dt=uiiu+ab电压和电流关联参考方向时：电压和电流关联参考方向时： p(t) =ui电压和电流为非关联参考方向：电压和电流为非关联参考方向： p(t) = ui 电路中存在能量的传输，人们把能量传输的方向定电路中存在能量的传输，人们把能量传输的方向定为功率的方向。为功率的方向。为什么？为什么？例例解解 P =UABI = 3 (2) = 6W 此例中电压、电流的参考方向相同此例中电压、电流的参考方向相同而而P为负值，所以为负值，所以N提供功率，是电源。提供功率，是电源。NI小结：小结： 1.集总电路，理想元件。集总电路，理想元件。2.电压，电流的参考方向

15、。电压，电流的参考方向。3.功率的提供与吸收。功率的提供与吸收。24作业作业：习题习题 P-52 ：13 集总集总电路中流过各元件的电路中流过各元件的电流之间具有一定的电流之间具有一定的关系，关系，各元件的各元件的电压之间也具有一定的关系，这两电压之间也具有一定的关系，这两种关系具有规律性，被种关系具有规律性，被基尔霍夫所发现，称为基尔基尔霍夫所发现，称为基尔霍夫定律。霍夫定律。 基尔霍夫定律具有普遍的适用性，适用于由各基尔霍夫定律具有普遍的适用性，适用于由各种不同元件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电种不同元件构成的电路中任一瞬时、任何波形的电压和电流压和电流 。 基尔霍夫定律分为电流定律和

16、电压定律。基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律。分别分别是集总电路中电流和电压遵循的基本规律，是分析是集总电路中电流和电压遵循的基本规律，是分析集总电路的基本依据集总电路的基本依据 ，也是本章的重点之一。，也是本章的重点之一。abcdi1i2i3+E1E2u1u2R1R2R3支路支路 ：任何一个二端元件称为一条支路。如图中有任何一个二端元件称为一条支路。如图中有 ad, bd,ab, ac,bc, 共共5 5条支路。条支路。或通过同一电流或通过同一电流。 节点节点 ：两条两条或两条以上支路或两条以上支路的连接点。如图中有的连接点。如图中有a, b, c, d共共4 4个节点。个节点。 1. 1.

17、 名词解释名词解释注意注意：两个虚线框中，：两个虚线框中，a, b各为一个节点。各为一个节点。一一. . 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 支路支路 ? 支路电流支路电流 ?支路电压支路电压? 节点节点? 2. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（Kirchhoff s Current Law，简称，简称 KCL） 根据根据，或，或节点节点a流入任一节点的电流之和流入任一节点的电流之和必定等于流出该节点的电必定等于流出该节点的电流之和。流之和。i1 + i2 = i3 或改写为或改写为 i1 + i2 i3 = 0即，如果流入节点的电流前面取正号，流出节点的电流即，如果流入节点的电流前面取正号，

18、流出节点的电流前面取负号，那么该节点上电流的代数和就等于零。前面取负号，那么该节点上电流的代数和就等于零。ci1+E1u1R1i3R3abdi2+E2u2R22.1 KCL的引入的引入28 i = 0在直流电路中为在直流电路中为 I = 0节点电流方程节点电流方程(节点的节点的方程）方程） 显然上述结论适用于任显然上述结论适用于任何电路的任何节点，而且适何电路的任何节点，而且适用于在任一瞬间、任意波形用于在任一瞬间、任意波形的电流。的电流。ci1+E1u1R1i3R3abdi2+E2u2R2i1 + i2 = i3i1 + i2 i3 = 0节点节点a的电流方程：的电流方程：292.3 KCL

19、的推广的推广 KCL可推广应用于电路可推广应用于电路中的任何一个中的任何一个假定的闭合面假定的闭合面。例如对右图所示电路例如对右图所示电路i1+ i2 i3 = 0或或 i = 0 由于闭合面具有与节点相同的性质，因此称为由于闭合面具有与节点相同的性质，因此称为广义节点。广义节点。i1ABCi2iAiBiCi3302.4关于关于KCL的几点说明：的几点说明：(1) KCL阐明了电路中与任一节点有关的各电流之间阐明了电路中与任一节点有关的各电流之间 的关系，其反映的是电流连续性原理。的关系，其反映的是电流连续性原理。(2) KCL具有普遍适用性。既适用于任一瞬时任何变具有普遍适用性。既适用于任一

20、瞬时任何变 化的电流，也适用于由各种不同元件构成的电路化的电流，也适用于由各种不同元件构成的电路。 (3) KCL不仅适用于任一节点，而且还适用于电路中不仅适用于任一节点，而且还适用于电路中 任何一个假定的闭合面（广义节点）。任何一个假定的闭合面（广义节点）。(4) 应用应用KCL列任一节点的电流方程时，列任一节点的电流方程时，一定一定要先在要先在 电路图电路图上上标出电流的参考方向。标出电流的参考方向。31I1I3I4I209A若若 I1I22AI48A求：求：I309I382（）I319A例例1:解解:I1I2I3I4 括号前的符号括号前的符号取决于参考方向相对于节点的关系，取决于参考方向

21、相对于节点的关系，常设流入为正，流出为负，是列方程时出现的符号。常设流入为正，流出为负，是列方程时出现的符号。 括号里的符号括号里的符号是电流本身的符号，反映真实方向和是电流本身的符号，反映真实方向和参考方向的关系，正表示相同，负表示相反。参考方向的关系，正表示相同，负表示相反。 例例2：在图示电路中，已知：在图示电路中，已知 I1= 2A， I2= 1A，I6= 4A， 求未知电流求未知电流 I3，I4， I5 。DBACI4I5I6I2I1I3 对对列列KCL方程方程 设电流流入为正。设电流流入为正。解：解： I1 +I2 I3= 0I3 = I1 + I2 = 2+( 1)= 3A I3

22、的真实方向与参考方向相反的真实方向与参考方向相反 I4= I3 = 3A 对对列列KCL方程方程 I2 + I4 I5 + I6 = 0 I5= I2 + I4 + I6 = ( 1)+( 3)+(4)= 2A真实方向与参考方向相同。真实方向与参考方向相同。也可用也可用求：求： I1 +I5 I6 = 0 I5= I1 + I6 =( 2)+(4)= 2A33 回路回路：由电路元件组成的闭合路径称为：由电路元件组成的闭合路径称为回路回路。 如上图中有如上图中有adbca、adba和和abca三个回路。三个回路。 网孔网孔： 未被其它支路分割的单孔回路称为未被其它支路分割的单孔回路称为网孔网孔。

23、 如上图中有如上图中有adbca和和 adba两个网孔。两个网孔。二二. . 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律1. .名词解释名词解释ci1+E1u1R1i3R3abdi2+E2u2R2342基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（Kirchhoff s Voltage Law，简称，简称 KVL） 根据根据电路电路中的能量收支应平衡：中的能量收支应平衡：wS1 + wS2+ wR1+ wR2 + wR3 =0 ES1 i1 ES2 i2 +u1 i1 + u2 i2 + u3 i3 =0pS1 + pS2 + pR1+ pR2 + pR3 =0i1+ES1u1R1i3R3i2+ES2u2R2u3+

24、2.1 KVL的引入的引入 ES2 + u3 + u2 =0ES2 u2 + u1 ES1 =0将将i2 =i3 i1代入上式代入上式(ES2 u2 + u1 ES1) i1 +( ES2 +u3 + u2) i3 =035用公式表示用公式表示, 即即 u = 0在直流电路中为在直流电路中为 U = 0i1+ES1u1R1i3R3i2+ES2u2R2u3+ ES2 + u3 + u2 =0ES2 u2 + u1 ES1 =0 如果电压方向与回路环行方向一致的电压前面取正如果电压方向与回路环行方向一致的电压前面取正号，与回路环行方向相反的电压前面取负号，那么该回号，与回路环行方向相反的电压前面取

25、负号，那么该回路中电压的代数和就等于零。路中电压的代数和就等于零。36 KVL可推广应用于任何一个可推广应用于任何一个假定闭合假定闭合的一段电路。的一段电路。 ES + Ri + u = 0或或 u = ES Ri+ESi+uRab或或 u = ES Ri+ESi+uRabES + Ri + u = 037(1) KVL阐明了电路中与任一回路有关的各电压之间阐明了电路中与任一回路有关的各电压之间 的关系，的关系，此定律反映了能量守恒原理。此定律反映了能量守恒原理。(2) KVL具有普遍适用性。既适用于任一瞬时，任何变具有普遍适用性。既适用于任一瞬时，任何变 化的电压，也适用于由各种不同元件构成

26、的电路。化的电压，也适用于由各种不同元件构成的电路。 (3) KVL不仅适用于电路中任一闭合的回路，而且还不仅适用于电路中任一闭合的回路，而且还 可以推广应用于任何一个假定闭合的一段电路。可以推广应用于任何一个假定闭合的一段电路。(4) 应用应用KVL时应注意：时应注意：首先选定回路的绕行方向及元件首先选定回路的绕行方向及元件的电压方向。的电压方向。规定与回路绕行方向一致的电压降前面规定与回路绕行方向一致的电压降前面取正号取正号, 与回路绕与回路绕 行方向相反的电压降前面取负号。行方向相反的电压降前面取负号。 2.4 关于关于KVL的几点说明：的几点说明：38回路电压方程回路电压方程 = =

27、=nkuk10+ u3 u5 + u1 u4+u2A从从A点出发，沿顺时针方点出发，沿顺时针方向（也可逆时针）。向（也可逆时针）。u1+u2 u3+u4 u5= 0 这五个电压线性相关。如果只有一个未知电压，这五个电压线性相关。如果只有一个未知电压，未知电压可求。未知电压可求。 KVL：39例例1：U2=？E1 =5V， E2 = 3VU3 =8V，U1 = 2V，U2 E2 U3 +E1 + U1 = 0U2 (3) 8 +5 + (2) = 0解：应用解：应用KVLU2 = 2 VE2U3E1U1U2eabdc+40例例2： 求图示电路中的求图示电路中的U1、U2、U3 。 12V +6V

28、U2U32VU1 U1+2+6 =0 U1=6+2=8 VU3 6 12=0 U3=6+12=18 V U2 + U1 U3 =0 解：回路绕行方向为顺时针解：回路绕行方向为顺时针 U2= U1 U3=8 18 = 10 V也可先求也可先求U2！41 如果一个二端元件，在任一瞬间其端电压和电流之如果一个二端元件，在任一瞬间其端电压和电流之间的关系可由间的关系可由u-i平面上的一条曲线所决定，则此二端平面上的一条曲线所决定，则此二端元件称为电阻。元件称为电阻。线性非时变电阻线性非时变电阻ui1-4 电阻元件电阻元件 ：电阻的伏安：电阻的伏安特性曲线是一条经过坐标原点的特性曲线是一条经过坐标原点的

29、直线直线。i+uR 线性电阻对原点对称且具线性电阻对原点对称且具有双向性。有双向性。42：电阻的伏：电阻的伏安特性曲线是一条经过坐标安特性曲线是一条经过坐标原点的直线，但特性曲线随原点的直线，但特性曲线随时间变化。时间变化。：不是线性的：不是线性的电阻。电阻。：不是线：不是线性的电阻。曲线随时间变化性的电阻。曲线随时间变化线性时变电阻线性时变电阻uit1t2非线性电阻非线性电阻ui非线性时变电阻非线性时变电阻uit1t243典型的非线性电阻典型的非线性电阻二极管：二极管：不具有双向性不具有双向性二极管符号二极管符号+ u i二极管特性曲线二极管特性曲线iu44 u=Ri 关联参考方向关联参考方

30、向+ui0=i=R开路开路:i+uR电压电流关系电压电流关系 VCR (voltage current relation)又称元件约束又称元件约束0=R0=u短路短路:i+uRui = u=Ri45 电阻元件上电压电流的真实方向总是一致的，电阻元件上电压电流的真实方向总是一致的，所以所以p总是大于零的，电阻是耗总是大于零的，电阻是耗能能元件。元件。RURIIUP22=直流直流iutp = =)(46各类电阻元件各类电阻元件47 1-5 电压源电压源1. 定义：定义：其端电压为其端电压为定值定值或一定的时间函数，与流过或一定的时间函数，与流过的电流无关，流过它的电流为的电流无关，流过它的电流为不

31、定值不定值，大小由外电路，大小由外电路决定。决定。 uius(t1)0 t t1 1时刻的伏安特性时刻的伏安特性+US uS电路符号电路符号US 电源是向电路提供能量的有源元件，作为电路的输电源是向电路提供能量的有源元件，作为电路的输入，也入，也称为称为激励。电源分电压源和电流源。激励。电源分电压源和电流源。 理想电压源又称恒压源理想电压源又称恒压源 一、一、理想电压源理想电压源48 3. 理想电源元件理想电源元件 当实际电源本身的功率损耗可以忽略不计，即当实际电源本身的功率损耗可以忽略不计，即电源内阻可以忽略不计，这种电源便可以用一个理电源内阻可以忽略不计，这种电源便可以用一个理想电源元件来

32、表示想电源元件来表示。 理想电压源和电阻元件的串联组合可以构成理想电压源和电阻元件的串联组合可以构成电压源的模型。电压源的模型。uS+RS2. 电压源模型电压源模型49(a) 凡是与恒压源并联的元件，其两端的电压均等于恒凡是与恒压源并联的元件，其两端的电压均等于恒压源的电压，即压源的电压，即 U=US 。+_+_USU=USIR1 R2I1I2二、关于恒压源的几点结论：二、关于恒压源的几点结论：（b）不同的恒压源元件是不允许直接并联的。）不同的恒压源元件是不允许直接并联的。50+_+_US=US1+US2I (c) 多个恒压源串联时，可合并成一个等效的恒压源。多个恒压源串联时，可合并成一个等效

33、的恒压源。+_+US1US2I等效等效+_+_US1US2I等效等效+_+_US=US1- -US2I51例：求电流例：求电流i 。R1R2US1US2+ + iab已知：已知：R1=2 ， R2=3 ， US1=6V， US2=14V， Uab=5V解：解：2211SSabUiRUiRU = =A6 . 22121= = = =RRUUUiSSabUab+ 02211= = SSabUiRUiRU也可直接：也可直接：52 1-6 电流源电流源1. 定义：定义：理想电流源提供理想电流源提供的电流或一定时间函数的电流或一定时间函数的电流，与的电流，与端电压无关端电压无关，其端电压值由外电路决定。

34、，其端电压值由外电路决定。2. 电流源模型：电流源模型：理想电流源和电阻的并联可以构成电理想电流源和电阻的并联可以构成电流源的模型。流源的模型。 iuis(t1)0 t t1 1时刻的伏安特性时刻的伏安特性is,Is电路符号电路符号is,IsRS 理想电流源又称恒流源理想电流源又称恒流源 一、一、理想电流源理想电流源53 (a)凡是与恒流源串联的元件，其电流均等于恒凡是与恒流源串联的元件，其电流均等于恒流源的电流，即流源的电流，即 I=IS 。IR1 R2+_ISU二、关于恒流源的几点结论：二、关于恒流源的几点结论：(b) 不同的恒流源元件是不允许串联的不同的恒流源元件是不允许串联的54 (c

35、)多个恒流源并联时，可合并成一个等效的多个恒流源并联时，可合并成一个等效的恒流源。恒流源。等效等效IS1IS2IIS = IS1 + IS2IIS1IS2I等效等效IS = IS1 IS2I55三、理想电源元件的两种工作状态三、理想电源元件的两种工作状态 当恒压源或恒流源的电压和电流的当恒压源或恒流源的电压和电流的实际方向实际方向与图中与图中的参考方向的参考方向相同相同时，它们时，它们输出输出电功率，起电功率，起电源电源作用。作用。US+_+_U=定值定值I恒压源恒压源 当恒压源或恒流源的电压或电流的某一个的当恒压源或恒流源的电压或电流的某一个的实际方向实际方向与与上图中的参考方向上图中的参考

36、方向相反相反时时,它们它们取用取用电功率电功率,起起负载负载作用。作用。+_ISUI =定值定值恒流源恒流源+_UP=-USI P=-UIS5610Ai2 10 2A例：求电流例：求电流i 。解：根据解：根据KCL，10 2 i =0i=8A10Ai2 10 2A+- -2Vi=?57作业作业：习题习题 P-57 ：121, 习题习题 P-56 ：116 P-53 ：16P-54 ：110P-55 ：113习题习题581-7 受控源受控源 电压放大器电压放大器+u1u2=u1+u1+u2=u1控制支路控制支路受控支路受控支路 受控源是由电子器件抽象而来的一种模型，是双口受控源是由电子器件抽象而

37、来的一种模型，是双口元件，含有两条支路。一条为控制支路，这条支路为开元件，含有两条支路。一条为控制支路，这条支路为开路或短路；另一条为受控支路，其电压或电流路或短路；另一条为受控支路，其电压或电流受电路中受电路中其他支路电压或电流的控制。其他支路电压或电流的控制。591.电压控制电压源电压控制电压源 VCVS+u1+u1i1i2u2+2.电流控制电压源电流控制电压源 CCVS +u1+ri1i1+u2i2 受控源只是用来表明电路内部电子器件中所发生的受控源只是用来表明电路内部电子器件中所发生的物理现象的一种模型。这种模型表明了电子器件的电压物理现象的一种模型。这种模型表明了电子器件的电压或电流

38、之间的转移关系。或电流之间的转移关系。60上述四种受控源的参数上述四种受控源的参数,r ,g, 都是常数都是常数4.电流控制电流源电流控制电流源 CCCS 3.电压控制电流源电压控制电流源 VCCS +u1 i1u2+i1i2u2+u1gu1i1+i261+U2R5R4R3R2R1+USU1+U2+含有受控源的电路含有受控源的电路+u1+u1i1i2u2+62受控电压源伏安特性曲线受控电压源伏安特性曲线u1u1u2i2+u1+u1i1i2u2+VCVSp(t)=u1i1+u2i2=u2i2 (因因u1、i1中中总总有一个为零）有一个为零）63+ us恒压源恒压源is恒流源恒流源VCVS+u1+

39、u1i1i2u2+u1ai1u2+i1i2CCCS 独独 立立 源源 受受 控控 源源1. 恒压源电压、恒流源电流是恒压源电压、恒流源电流是一定值，与外电路无关。一定值，与外电路无关。1. 受控源受其它支路电压或受控源受其它支路电压或电流的控制，即是与控制电路电流的控制，即是与控制电路电压，电流相关的。电压，电流相关的。 2. 独立源在电路中均作为电路独立源在电路中均作为电路的输入，称为激励，它在电路中的输入，称为激励，它在电路中产生的电压电流称为响应。产生的电压电流称为响应。2. 受控源不能作为电路的输受控源不能作为电路的输入，它只不过是电子器件电路入，它只不过是电子器件电路模型的组成部分。

40、模型的组成部分。3. 独立源均为二端元件。独立源均为二端元件。3. 受控源均为四端元件。受控源均为四端元件。64例例 试求电路中各元件的功率。试求电路中各元件的功率。 解解 电阻功率：电阻功率：ui= 2u u = 3u= 334= 36VP3A= 36 3= 108W(电源电源)P4= 4 32 =36W受控源功率：受控源功率：P2u= 2u 3 = 2 4 33= 72W（负载）（负载）02 = = uuui+2u + 4 u3A+ ui65 电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序相电路中两个或更多个电阻一个接一个地顺序相联，并且在这些电阻中通过联，并且在这些电阻中通过，则这样的联，则这样

41、的联接方法称为电阻的串联。接方法称为电阻的串联。1. 电阻的串联及分压公式电阻的串联及分压公式1-8 分压公式和分流公式分压公式和分流公式串联电阻的总电阻值等于各个电阻值相加。串联电阻的总电阻值等于各个电阻值相加。u=R1i+R2i+Rni =(R1+R2+Rn)i =Ri R =R1+R2+RnR1RnR2+ui66分压公式分压公式等效电阻等效电阻R = R1+R2RUI+R1R2UIU2U1+U2 = UR1 + R2R2URRRU2111 = =两个电阻的串联和分压公式两个电阻的串联和分压公式67 电路中两个或更多个电阻联接在两个公共的节电路中两个或更多个电阻联接在两个公共的节点之间，则

42、这样的联接法称为电阻的并联。在各个点之间，则这样的联接法称为电阻的并联。在各个并联支路并联支路(电阻电阻)上承受上承受nGGGG =21nuGuGuG = =21niiii =21nuGuGGG= = =21)(GnG2G1i1i2in+uiuRuRuRn1.1121 = =68分流公式分流公式I1 = IR1 + R2R2I2 = IR1 + R2R1IR2R1I1I2U+UR+I+R =R1R2R1R2等效电阻等效电阻21111RRR = =69例：求电压例：求电压UABUABI1I210V+V2410103510 = = = =ABU2 6 3 4 解：解：03412= = IUIAB7

43、0R1abcdR2E1E2R3 电路中某一点的电位值是指由这一点到电路中某一点的电位值是指由这一点到的电压。的电压。电位的大小与参考点的选择有关。电位的大小与参考点的选择有关。I3 参考点的电位规定为零。参考点的电位规定为零。电路的参考点可以任意选取电路的参考点可以任意选取,但只有一个。工程上，一般但只有一个。工程上，一般选机壳、选机壳、电源的负极电源的负极、大地、大地或元件的公共端作参考点，或元件的公共端作参考点，也称为也称为 “地地”，用，用“ ”表表示。示。电位的单值性电位的单值性：参考点一经选定，电路中各点的电位就：参考点一经选定，电路中各点的电位就是唯一的确定值。是唯一的确定值。71

44、Ua = E1Uc = E2Ub = I3 R3若以若以d为参考点，为参考点，则各点电位为：则各点电位为：dabcR1R2R3简简化化电电路路 电压与参考点电压与参考点 电路中某两点间的电压电路中某两点间的电压(电位之差电位之差)是一定的，与参是一定的，与参考点的选择无关。考点的选择无关。R1abcdR2E1E2R3I372 例例 电路如图所示电路如图所示, ,分别以分别以A、B为参考点为参考点计算计算C和和D点点的电位及的电位及C C和和D D两点之间的电压。两点之间的电压。2 10V+5V+3 BCD 解解 以以A为参考点为参考点II=10+53+2=3AUC=3A3 =9VUD= 3A2 = 6V以以B为参考点为参考点UD= 5VUC=10V可以看出：可以看出：电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中各点电位随参考点的选择不同而改变，电路中各点电位随参考点的选择不同而改变，但是任意两点间的电压不变。但是任意两点间的电压不变。UCD= UCUD= 15VAUCD= UCUD= 15V73I5V2 3 3V5 A例：求例：求UA解：解：I=1AUA=3 13=0V741-9 两类约束两类约束 KCL与与KVL方程的独立性方程的独立性 根据