第一章电路基本概念和基本定律2013

第一章电路基本概念和基本定律2013第一页，共109页。课程的目的、任务和学习方法●本门课程是电子类专业的基础课程●本门课程是实验基础上发展起来的一门学科（动手能力）●本门课程具有理论和时间紧密结合的特点●本门课程是后续课程及以后从事相关工作的基础

第二页，共109页。课程考核考核方式：考试●平时成绩：20%（出勤、作业、实训、上课表现）●半期考试：20%●期末考试：60%

第三页，共109页。第1章电路的基本概念和基本定律1.1电路和电路模型1.2电路的主要物理量1.3电阻元件1.4电路的基本定律1.5电路的工作状态1.6独立电源及其等效变换1.7受控源1.8负载获得最大功率的条件第四页，共109页。知识目标1、了解电路组成与作用，电路模型的概念2、正确理解电路中基本物理量的意义，电流、电压的正方向和参考方向的概念，电位和电功率计算3、掌握独立电源、电阻、电感、电容元件的伏安关系4、熟练掌握电阻的串并联电路等效变换5、掌握电压源和电流源实际模型之间的等效变换6、熟练掌握基尔霍夫定律求解电路。第五页，共109页。能力目标1、具备初步的电路图识读能力及按照电路原理接线的能力。2、会正确使用直流电压表、电流表及万用表进行直流电压、电流测量。3、会识别、测试电阻、电容、电感等元件。4、会用万用表进行直流电流故障检测。第六页，共109页。在人们的生活、生产实践及其他活动中，已经普遍使用电能，可以说离开电能现在的人们无法正常生活。电路是传输或转换电能不可缺少的“载体”。研究电路和分析电路则是用电的基础，也是以后相关课程学习的基础。§1.1.1电路及其组成1、什么是电路？电路是如何构成的？电路是电流的流通路径。

它为了实现一定的目的将一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的一个整体。复杂的电路呈网状,又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。§1.1电路和电路模型第七页，共109页。任何电路，都由三部分组成：电源、负载和中间环节。开关电池负载连接导线图1-1-1手电筒电路电源——电路中提供电能或信号的器件。作用：将其他形式的能量转换成电能。（图中干电池将化学能转换成为电能，发电机是将机械能变为电能）第八页，共109页。负载——电路中吸收电能或输出信号的器件。作用：将电源供给的电能转化为其他形式的能量（图中白炽灯将电能转换或光能和热能）导线——连接电源和各负载传输电流的金属导线。

开关——为节省电能所加的控制装置，需要照明时将开关闭合，不需要照明时将开关打开。

电源内部的电路叫做内电路，电源之外的部分叫做外电路（负载、开关、导线等）

电源、负载与中间环节是任何实际电路中都不可缺少的三个组成部分。中间环节——在电源和负载之间传输、分配和控制电能或信号的部分。作用：将电源和负载连成通路，控制并保护电路（图中的导线和开关）第九页，共109页。

第十页，共109页。第十一页，共109页。激励——输入响应——输出第十二页，共109页。2、电路的分类（主要为两方面）

（1）实现电能的传输和转换。将热能、水能、核能转为电能；发电机发出的电能经过升压变压器、输电线、降压变压器进行电能分配电能通过电动机，电灯或其他用电器转换为机械能、光能、热能。图1-1-2电力系统电源中间环节负载第十三页，共109页。（2）实现信号的接收、变换、传输和处理图1-1-3扩音器电路第十四页，共109页。

§1.1.2电路模型一、理想电路元件

实际电路由各种作用不同的电路元件或器件组成。

实际电路元件的电特性又是多元的、复杂的。在一定条件下对实际器件加以理想化,忽略其次要性质，用一个足以表征其主要性质的模型来表示。理想电路元件是一种理想化的模型,简称为电路元件。主要有：电阻、电感、电容和电源等

第十五页，共109页。第十六页，共109页。

理想电路元件又分为有源和无源两大类无源二端元件：电阻元件-----一种只表示消耗电能的元件;电感元件-----表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能的元件;电容元件-----表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能的元件等。有源原件：三极管、场效应管等二端元件-----具有两个引出端的元件多端元件-----具有两个以上引出端的元件第十七页，共109页。电桥整流堆电感线圈第十八页，共109页。晶体三极管发光二极管第十九页，共109页。RCLuUS(t)ISis(t)图1-1-4理想电阻、电容、电感、电压源、电流源模型电路元件的电路符号第二十页，共109页。

实际电路是由一些电工设备、器件和电路元件所组成。为了便于计算和分析，把实际元件和器件理想化，并用国家统一标准符号来表示，构成与实际电路相对应的电路模型。即，由理想元件组成的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。

二、电路模型第二十一页，共109页。第二十二页，共109页。§1.2电路的主要物理量图1-2-1导体中的电流§

1.2.1电流及其参考方向带电粒子（电子、离子等）的定向运动,即电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流。电流大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。第二十三页，共109页。电量：电荷多少，用Q（或q）表示，其单位为库仑（C）一个电子的电量e=-1.6×10-19(C).问题：1(C)等于多少个电子的电量？一般物体不带电，只因电子的得失而使物体带电，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，使物体带电的过程叫起电。了解：摩擦起电、感应起电、中和、放电等概念第二十四页，共109页。

电流大小叫电流强度，用符号i表示，它在数值上等于单位时间dt内通过导体某一截面A的电荷量dq，即dq为导体截面中在dt时间内通过的电荷量，单位为库仑（C）。

电流的方向：规定为正电荷的定向移动方向，与负电荷定向移动的方向相反。电流的分类：直流电流和交流电流DC:方向不随时间而变化的电流叫做直流电流。当电流的大小和方向都不随时间变化时,称为恒定电流,简称直流。直流电流常用I表示。第二十五页，共109页。AC:大小和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,常用英文小写字母i表示。电流的单位：安［培］,符号为A。常用的有千安（kA）,毫安（mA）,微安（μA），纳安（nA），等。词头皮纳微毫厘分个十百千兆吉代号Pnμmcddah

kMG倍率10-1210-910-610-310-210-11010210310610910进制单位词头(英文代号的第一个字母):第二十六页，共109页。

在分析与计算电路时，常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。I电流参考方向I电流参考方向I>0电流实际方向I<0电流实际方向元件元件aabb实际中在负载中的电流方向,总是从高电位流向低电位第二十七页，共109页。

§1.2.2电压及其参考方向

电压是电路中产生电流的根本原因。数值上，电压等于电路中两点的电位差。

电路中a、b两点间的电压定义为：单位正电荷q在电场力的作用下由a点移动到b点所减少的电能Wab,即电压的实际方向：是使正电荷电能减少的方向。电压的国际(SI)单位是伏特,符号为V。常用的有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。第二十八页，共109页。

方向不随时间变化的电压叫直流电压。大小和方向都不随时间变化的叫恒定电压。通常的直流电压指恒定电压，用大写字母U表示。

大小和方向随时间按一定规律变化的电压称为交流电压,用小写字母u表示。在分析电路的时候也需要标注电压的参考方向（三种方式标注）。通过规定电压的参考正方向由高电位指向低电位，因此电压又被称作电压降。元件II电流实际方向电流实际方向元件UUa(+)a(+)b(-)b(-)

（a）U为正值（b）U为负值图1-2-3电压参考方向与实际方向的关系第二十九页，共109页。元件II电流实际方向电流实际方向元件UUa(+)a(+)b(-)b(-)

（a）U为正值（b）U为负值第三十页，共109页。第三十一页，共109页。第三十二页，共109页。

元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的,称为关联参考方向。电压参考方向与电流参考方向不一致时，称为非关联参考方向第三十三页，共109页。第三十四页，共109页。即，两点间的电压等于这两点的电位的差，电位与电压单位相同。电位是相对的，参考点不同，同一点的电位就不同；电压是绝对的，与参考点的选择无关。电压方向是高电位（+）指向低电位（-）。二、电位在电路中任选一点,叫做参考点,则某点的电位就是由该点到参考点的电压。如果参考点为O，则a点电位为

如果已知a、b两点的电位各为Ua,Ub,则此两点间的电压第三十五页，共109页。电位的计算方法：

(1)设定闭合回路电流的参考方向，指出电路中各元件（包括负载）两端的极性。

(2)在电路中选择好参考点，参考点对应的电位为零。

(3)在电路中取相应的电位点，从该点开始任意路径到参考点，遇电压降取“+”，遇电压升取“-”。

(4)各电压的代数和即为该点的电位值。在电阻上：顺电流的方向电位降低；逆电流的方向电位升高。在电源上：由负极到正极电位升高；由正极到负极电位降低。绕任意一闭合回路一周，电位的升降为零。第三十六页，共109页。VO=0VC=Uco=(2-0)V=2VVa=Uao=(4+2)V=6VVb=Ubo=(-3+2)V=-1V选择O为参考点，则各点电位为：电位为负，说明该点电位比零点电位低【例】：如图所示，abc各点的电位是多少？【课后题】：如上图所示，求Uab是多少？若选择C点为参考点，则abc各点电位又是多少？Uab又是多少？第三十七页，共109页。

电位与电压关系的结论之一：如果已知两点的电位,则此两点间的电压等于它们的电位之差。

电位与电压关系的结论之二：电路中某一点的电位随参考点（零电位点）选择的不同而不同。但两点间的电压不变。

电位概念在电子电路中的应用：简化电子线路！(p15)第三十八页，共109页。+_第三十九页，共109页。三、电动势在电场力作用下，电源中正电荷不断从正极通过导线和设备移动到负极。移动过程中电能被用电设备消耗，电场逐渐减弱，最后消失，电流也随之减小为0。为了保持电场力持续，就需要借助外力克服电场力把正电荷从电源内部的负极移动到正极。这外力称为电源力。电源力:电源非静电力克服静电力做功本领大小的物理量

电源力，克服电场力把正电荷不断地从负极b极移动到正极a极去，从而将其他形式的能量转换成电能。图1-2-4电源力作功第四十页，共109页。电动势【定义】：

电源力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功称为电源的电动势，用E(或ε)表示，即dWab表示电源力将dq的正电荷从a移到b所做的功。电动势是衡量外力（即非电场力）做功能力的物理量，电动势越大，电源的能力越强。第四十一页，共109页。电动势的方向：在电源内部，电动势的实际方向是正电荷所受外力的方向，从低电位指向高电位。电压与电动势数值上相同，但方向相反，即Uab=-Eab

电源处在供电状态时,其内部的电流方向由负极到正极;电源处在充电状态时,其内部的电流方向由正极到负极.电源内部，电压的实际方向是正电荷所受电场力的方向，从高指向低电位，故与电动势方向相反！第四十二页，共109页。§1.2.3电功率

1、电能及其转换众所周知，电路在工作状态下总存在电能和其他形式能量的相互转换。

电源：把非电能转换为电能；负载：把电能转换为非电能。因此，把电流作功所消耗能量的多少可以用电功（电能）来量度，用W表示。直流电路中，电能为：第四十三页，共109页。电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。2、电功率

电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率，简称“功率”，用“P

”表示：国际单位制：U【V】，I【A】，功率P用瓦特【W】通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值，当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。用电器额定工作时的电压叫额定电压，额定电压下的电功率称为额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。第四十四页，共109页。在实际电路运算中，当电压和电流的参考方向一致时，即关联参考方向下，P=UI当电压和电流的参考方向相反时，即非关联参考方向下，P=-UI

若，P>0，则该元件消耗（接收）功率——负载；

P<0，则该元件提供（发出）功率——电源。电路的功率平衡——所有元件接收和发出的功率的总和为零。

第四十五页，共109页。第四十六页，共109页。【例】：计算图中所示的各元件的功率，并判断该元件是吸收功率还是发出功率。第四十七页，共109页。解：（a)因为U与I为关联参考方向

P=UI=2×5W＝10W

P>0所以该元件吸收功率（b)因为U与I为非关联参考方向

P=-UI=-(2×5)W＝-10W

P<0所以该元件提供功率（c)因为U与I为关联参考方向

P=UI=-2×(-5)W＝10W

P>0所以该元件吸收功率（d)因为U与I为非关联参考方向

P=-UI=-(-2×5)W＝10W

P>0所以该元件吸收功率第四十八页，共109页。R

电阻产品实物图

电阻元件图符号§1.3电阻元件§1.3.1电阻的定义电阻元件：就是表示某导体对电流阻碍作用的物理量，单位是欧姆（Ω）它是一个二端元件,其电流和电压的方向总是一致的。

电阻换算公式：1Ω=10-3KΩ=10-6MΩ=10-9GΩ第四十九页，共109页。1.3.2电阻元件的伏安特性

1、欧姆定律

部分电路(不含电源的电阻电路)欧姆定律-----导体中的电流I与加在导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。第五十页，共109页。电导——是反映导电能力的一个物理量，其数值为电阻的倒数，即：单位为S（西门子，简称西）欧姆定律反应了电阻元件的电压和电流的关系，即伏安关系应用欧姆定律时应注意：（1）电流、电压、电阻三个物理量必须属于同一电路，并在同一时刻才有上述关系。（2）这段电路中不含有电源，否则不能用上式计算。（3）电阻元件必须是线性电阻。第五十一页，共109页。第五十二页，共109页。第五十三页，共109页。全电路(含有电源)欧姆定律RO为电源内阻电源的内压降——内耗电压：U内=IR0电源的输出电压——端电压：U外=IR=E-IR0E=U外+U内=IR+IR0第五十四页，共109页。

§1.3.3电阻的功率计算【例】：电路如图所示，I=1A，RO=1Ω，R1=20Ω，则RO与R1

上消耗的功率各为多少？电源的电动势为多少？电源产生的功率为多少（数值）？第五十五页，共109页。电位的计算【例

】：

如图所示，计算A、B、C、D各点的电位。（1）设定闭合回路电流的参考方向，并指出电路中各元件二端的极性。设闭合回路电流为I（参考方向为逆时针方向）根据全电路欧姆定律，求得电路电流为：I为正值，说明实际方向与参考方向一致。第五十六页，共109页。（2）在电路中选择合适的参考点，为了确定电路中各点的电位，必须选定一个零电位点作为参考点。现以B点为零电位点，以接地符号（┷）标注，这里的接地只是表示该点电位为零，并非真正的接地。（3）在电路中取相应的电位点，从该点开始沿任意路径到参考点的电位如下：C点的电位低于B点的电位，根据电动势E

的方向，C点比B点下降了一个E1

，故：Vc＝-E1＝-9VD点的电位高于B点的电位一个E2

，故VD＝+E2＝6V第五十七页，共109页。R1上的电压方向应该是A指向C，那么A点的电位：VA=UAC+VC=R1I+(-E1)=（100×0.1-9）V＝（10-9）V＝1VR2上的电压方向应该是D指向A，A点的电位用另一种方法计算，即：VA＝UAD+VD=-R2I+E2=（-0.1×50+6）V＝（-5+6）V＝1V电位的计算与路径无关,但与参考点的选择有关。第五十八页，共109页。【例题】如图所示，已知E1=45V,E2=12V，电源内阻可忽略不计，R1=5Ω，R2=4Ω，R3=2Ω，求B、C、D三点的电位。解：选择A点为零电位点(接地点)回路中的电流方向及各电阻两端电压的正负极如图中所示，电流的大小是I=(E1-E2)/(R1+R2+R3)=(45-12)/11=3AVB=-IR1=-15V或VB=-E1+IR3+E2+IR2=-45+6+12+12=-15VVC=E1-IR1=30V或VC=IR3+E2+IR2=30VVD=E2+IR2=24V或VD=-IR3+E1-IR1=24V所以:第五十九页，共109页。§1.4电路的基本定律一、电路名词支路：一个或几个二端元件首尾相接中间没有分岔，使各元件上通过的电流相等。（m）结点：三条或三条以上支路的联接点。（n）回路：电路中的任意闭合路径。（l）网孔：如果回路内不包含其它支路的单一闭合路径。m=3abl=3n=2112332+_R1US1+_US2R2R3网孔=m-n+1=2第六十页，共109页。

基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压定律两个定律，是一般电路必须遵循的普遍规律。

一、基尔霍夫电流定律（KCL）

基尔霍夫电流定律是将物理学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中，它指出：任一时刻，流入（或流出）任一节点的所有支路电流的代数和恒等于零。§1.4.3基尔霍夫定律第六十一页，共109页。I1I2I3I4a–I1+I2–

I3–I4=0

若以流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则根据KCL，对节点a可以写出：所以，I2=I1+I3+I4

上式表明：任一时刻，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即：第六十二页，共109页。注意：

（1）KCL中所提到的电流的“流入”与“流出”，均以电流的参考方向为准，而不论其实际方向如何。流入节点的电流是指电流的参考方向指向该节点，流出节点的电流其参考方向背离该节点。因此在列节点方程钱必须表明各支路电流的参考方向。

（2）对于含n个节点的电路而言，只可以列出n-1个独立电流方程。解：求左图示电路中电流i1、i2。10+(–12)=i1+i2

®

i2=1A

7+i1=4

®

i1=－3A

••7A4Ai110A-12Ai2其中i1得负值，说明它的实际方向与参考方向相反。例：第六十三页，共109页。【例】：如图所示，已知I1=1A，I2=2A，I5=3A，求该电路的未知电流。解：图中支路电流参考方向已经标出，由KCL定律。

对于节点a，有I3=I1+I2=1+2=3A对于节点b，有I5=I3+I4

，所以I4=I5-I3=3-3=0A对于节点c，有I6=I2+I4=2+0=2A

第六十四页，共109页。基尔霍夫电流定律的推广I=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR广义节点基尔霍夫电流定律不仅适用于节点，还可以扩展到电路的任意假设的封闭面，即广义节点。广义节点第六十五页，共109页。

基尔霍夫回路电压定律是用来确定回路中各段电压之间关系的电压定律，简写为KVL。它指出：

任一时刻，从任一回路的任意一点出发，以顺时针（或逆时针）方向沿回路绕行一周，回路路径上各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为：§1.7.2基尔霍夫电压定律（KVL）ΣU=0第六十六页，共109页。然后根据：

U=0列方程，如果电压参考方向与绕行方向相同则电压前面取“+”，相反则取“-”。则，列方程为：I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0–R1I1–US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0–R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1–US4电阻压降可得KVL另一形式：∑IR=∑US电源压升先标绕行方向

任意时刻，在任意闭合回路的路径上，各电阻上的电压降代数和等于各电源电动势代数和。

第六十七页，共109页。根据ΣU=0对回路#1列KVL方程电阻压降#1#2例电源压升#3即电阻压降等于电源压升此方程式不独立省略！对回路#2列KVL常用形式对回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式

KVL方程式的常用形式，是把变量和已知量区分放在方程式两边，显然给解题带来一定方便。列KVL独立方程的数量=网孔数图示电路KVL独立方程为第六十八页，共109页。KVL推广应用于假想的闭合回路或写作对假想回路列KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UAUBUAB=0UAB=

UAUBUSIRU

=0U

=USIR对假想回路列KVL：或写作AB第六十九页，共109页。注意：（1）在列写回路电压方程时，首先应选定回路的绕行方向。凡电压参考方向与回路绕行方向一致时，该电压取正：凡电压参考方向与回路绕行方向相反时，该电压取负。（2）如果回路为一单回路通常选回路的绕行方向与回路的电流的参考方向一致。第七十页，共109页。【例】：如图所示电路中，

已知US1=2V,US2=12V,US3=6V,R1=4Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,试求a、b两点间的电压Uab。解：因为a,b两端为开路，所以电路中只有一个闭合的回路，选回路的绕行方向与其电流的参考方向一致，如图所示，则据KVL得：第七十一页，共109页。【课堂练习1】：第七十二页，共109页。【课堂练习2】：如图电路中，US1=100V,US2=150V,R1=15Ω,R2=25Ω,R3=40Ω,R4=20Ω

试求电路中的电流I

及A、B两点间的电压U。解：设回路绕行方向与回路电流参考方向一致，由KVL定律，列回路电压方程如下：-US1+R1I+US2+R2I+R3I+R4I=0I=-0.5A则:UAB=US2+UR2+UR3=US2+R2I+R3I=117.5V第七十三页，共109页。§1.5电路的工作状态一、开路（断路）状态当开关S1断开时，电路不通，外电路的电流为零，外电路电阻相当于无穷大。电路的这种状态称为开路（电源空载）状态。图1-5-1电路的工作状态开路状态的主要特性为：I=0，电源端电压U端＝USI1=0,电阻端电压UR＝0电阻R上功率P=RI12＝0电源产生功率：PS=0I第七十四页，共109页。二、短路状态若电路中某元件两端被电阻为零的导体接通，则该电路元件被短路。如图所示，S1、S2闭合时,电源及电阻均被短路短路状态电路的主要特征为：R上电压Uab=0电源端电压U=0短路电流Isc=Us/R0（RO很小，Isc非常大）电源输出功率P＝0电源所产生的功率全部消耗在内阻上，即PS=USIsc＝ROIsc2特别提示：要尽量避免电源两端短路，否则因电流过大损坏电源！第七十五页，共109页。由于短路时强大的电流通过电路，可能使电源和其他电气设备损坏，因此需要严防电源短路。造成短路的原因，主要是由于导体之间绝缘层损坏而直接接触，或是由于错误操作引起。为防止短路事故造成的危害，通常在电路中安装熔断器，（俗称保险丝）或其他保护装置，当发生短路时能自动切断电路，以防止事故扩大。第七十六页，共109页。三、通路状态图中S1

闭合，S2断开,电路接通,电源向负载正常供电额定值：电气设备制造厂对产品规定使用限额额定工作状态：电气设备工作在额定值的情况下第七十七页，共109页。满载：电气设备工作在额定状态过载：设备超过额定值工作过载时间较长，会大大缩短电气设备的使用寿命电源设备的额定值----额定电压UN

，额定电流IN和额定容量PNUN----电源设备在安全运行时所规定的电压限额，IN-----电流限额；PN=UNIN----表征了电源的最大允许输出功率第七十八页，共109页。第七十九页，共109页。§1.6电压源、电流源和受控源常用电源元件:电池，发电机，各种信号源独立源：能够独立向外提供电能的电源。电流源和电压源受控源：不能独立地向外电路提供电能的电源。电源的电流或者电压受电路中其他部分的电压或者电流控制。柴油机组汽油机组蓄电池

各种形式的电源设备图第八十页，共109页。

任何电源都可以用两种电源模型来表示，输出电压比较稳定的，如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型(理想电压源和一个电阻元件相串联的形式)表示；US+_R0§1.6.1电压源恒压源基本性质：①它的端电压是一个定值U或者是一定的时间函数u(t)，与外部电路无关，只由其自身独立决定。②流过电压源的电流大小取决于与它相连接的外部电路。第八十一页，共109页。理想电压源的外特性0UI电压源模型的外特性0UI理想电压源和实际电压源模型的区别电压源模型输出端电压I

理想电压源内阻为零，因此输出电压恒定；实际电源总是存在内阻的，因此实际电压源模型电路中的负载电流增大时，内阻上必定增加消耗，从而造成输出电压随负载电流的增大而减小。因此，实际电压源的外特性稍微向下倾斜。＋

U－S＋

US－R0RLU=US-RoIRo=0第八十二页，共109页。实际电压源的端电压U和流过它的电流I之间的关系式为：

U=US-RoIUS——电压源电压Ro——实际电压源的内阻I——流过电压源和负载的电流U——实际电压源的端电压，也是负载RL二端的电压第八十三页，共109页。

输出电流较稳定的：如光电池或晶体管的输出端等通常用电流源模型(理想电流源和一个内阻相并联的形式)表示。ISR0§1.6.2电流源恒流源基本性质

（1）电流源不论外部电路如何，其输出电流IS总能保持定值或一定时间函数S(t)与端电压无关。（2）电流源两端电压的大小取决于与它相连接的外电路。第八十四页，共109页。

理想电流源的内阻Rs∞(相当于开路)，因此内部不能分流，输出的电流值恒定。理想电流源的外特性RS=∞0IU电流源模型的外特性0IUU+_RLRsISI电流源模型

实际电流源的内阻总是有限值，因此当负载增大时，内阻上分配的电流必定增加，从而造成输出电流随负载的增大而减小。即实际电流源的外特性也是一条稍微向下倾斜的直线。理想电流源和实际电流源模型的区别第八十五页，共109页。两种电源之间的等效互换Us=IsR0内阻改并联Is=

UsR0

两种电源模型之间等效变换时，电压源的数值和电流源的数值遵循欧姆定律的数值关系，但变换过程中内阻不变。bIR0Uab+_US+_aISbIR0Uab+_a

等效互换的原则：当外接负载相同时，两种电源模型对外部电路的电压、电流相等。内阻改串联第八十六页，共109页。电压源和电流源等效变换：

电路连接形式：R不变，接法改变；

注意几点：

1、电压源和电流源等效，是电源对外电路输出电流I和端电压U的等效。不是对电源内部等效。

2、变换时，两种电路极性必须保持一致：电流源流出电流的那端与电压源正极相对应。

3、有内阻R的实际电源，其电压源模型和电流源模型可以互换；理想电流源和电压源不能等效变换。

4、电源互换推广：如果理想电压源与电阻串联，可以看成电压源；

如果理想电流源与电阻并联，可以看成电流源。

5、与恒压源并联元件对外电路不起作用，等效变换可以将其开路；

与恒流源串联元件对外电路不起作用，等效变换可以将其短路。

第八十七页，共109页。【课堂练习1】：试求图2.15(a)所示电路中的电流I1、I2、I3。解：电流源与电压源变换如上图(a)(b)(c)第八十八页，共109页。解：根据电源模型等效变换原理可将图(a)依次变换为图(b)(c)。根据图(c)可得从图(a)变换到图(c)，只有ac支路未经变换，故知在图(a)的ac支路中电流大小方向与已求出的I完全相同，即为1A，则：再根据图(a)得：对于节点C，I3=2-I=1A,第八十九页，共109页。电源的连接1、电流源并联如上图所示:

n个电流源相并联，对外可等效为一个电流源，其电流为各个电流源电流的代数和，即：第九十页，共109页。2、电压源串联如上图所示：n个电压源相串联，对外可等效为一个电压源，其电压为各个电压源电压的代数和，即：第九十一页，共109页。注意：(1)只有电压相等、极性一致的电压源才允许并联，否则违背KVL。其等效电压源为其中任一电压源，但是这个并联组合向外提供的电流在各个电压源之间如何分配则无法确定。(2)只有电流相等且方向一致的电流源才允许串联，否则违背KCL。其等效电流源为其中任一电流源，但是这个串联组合的总电压如何在各个电流源之间分配则无法确定。(3)一个电流源IS与电压源或电阻相串联，对外就等效为一个电流源，等效电流源的电流为IS，等效电流源的电压不等于替代前的电流源的电压而等于外部电压U。(4)

一个电压源US与电流源或电阻相并联，对外就等效为一个电压源，等效电压源的电压为US，等效电压源中的电流不等于替代前的电压源的电流而等于外部电流I。第九十二页，共109页。10V+－2A2II=????哪个答案对？问题与讨论第九十三页，共109页。本章小结1.电路模型电流通过的路径叫电路。电路是由电源，中间环节和负载三部分组成的电流的通路，它的作用是用来实现电能的输送和转换，电信号的传递和处理。第九十四页，共109页。2.电路的基本物