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文档简介
(电工学)电工与电子技术主讲:任兆香
电工学是研究电工技术和电子技术理论和应用的技术基础课程。电工学是非电类专业的一门重要的技术基础课。电工学是一门实践性很强的课程。一、
课程的性质和任务:1、课程的性质:
绪论
.
近年来,电子技术领域发生了迅猛而巨大的变化,做为其发展基础之一的电工、电子技术在其中起到了重大作用。2、学习本课程的目的和任务:
获得电工技术和电子技术必要的基本概念、基本理论、基本知识和基本技能培养学生分析问题和解决问题的能力使学生具有将电工和电子技术应用于本专业和发展本专业的一定能力。
为学习后续课程和从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。因此通过本课程的学习:
电工和电子技术发展十分迅速,应用非常广泛,现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。
21世纪将是不同领域的科学技术相互渗透和融合的时代,电工技术与其他学科的结合或向其他学科的渗透,已经或正在促进这些学科的发展并开拓出新的学科领域。在这样的环境下,知识结构和科学文化素质将成为每个人在激烈的社会竞争中能否取得优势的决定性因素。因此,要成为21世纪社会主义现代化建设的高级工程技术人才、高级工程研究人才或高级管理人才,学好电工学是十分必要的。
二、学习本课程的重要性及必要性
1、虽然电子技术发展很快,新的器件、电路日新月异,但其基本理论已经形成了相对稳定的体系。有限的学校教学不可能包罗万象、面面俱到,要把学习重点放在学习、掌握基本概念和基本分析方法上。2、从工程技术的观点出发讨论电路的基本知识、基本原理、定律并运用这些定律定理分析和计算电路。注重基本概念,淡化理论推导和计算技巧。加强应用性,掌握方法。
3、大学生的学习方式:独立思考----善于提出问题----解决问题----养成理解客观事物的能力和创造能力。4、注重实验课三、学习中注意的要点四、课程安排B类学时数:授课80学时、实验32学时C类学时数:授课64学时、实验24学时五、主要参考书1.《电工学》上下册(第六版)秦曾煌主编高等教育出版社。六、考核评价本课程期末考试成绩按80%记分,平时成绩按20%的比例记入该课程的考核成绩。实验课单独记分。
3.电工电子学(第一版)叶挺秀主编高等教育出版社。2.电工学简明教程1.1电路的作用和组成1.2电路的状态1.3电路中的参考点1.4电路中的参考方向1.5理想电路元件1.6基尔霍夫定律1.7支路电流法1.8叠加原理1.9等效电源定理1.10非线性电阻电路第1章直流电路一、电路的作用:a、电池:化学能→电能b、电灯:电能→光能c、导线及开关:输送电能a、热电偶:温差→电信号b、放大电路:电信号的处理c、导线:传递电信号以上两种电路的关注点不同:电路1注重电源效率电路2注重信号的快速及准确性热电偶1、实现能量的传递和转换2、实现信号的传递和处理1.1电路的作用和组成电路:由实际的电器元件用导线连接形成的电流通路叫电路。导线电池开关灯泡电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源(source):提供能量或信号.负载(load):将电能转化为其它形式的能量,或对信号进行处理.导线(line)、开关(switch)等:将电源与负载接成通路.二、电路的组成:电路的组成:由电源、中间环节、负载组成。1、电源:把其他形式的能量转变成为电能的装置。提供电压的装置。2、中间环节:连接电源与用电设备的金属导线,开关、熔断器等。起沟通电路、输送电能的作用。3、负载(用电设备):把电能转变成其他形式能量的装置如电灯、电铃、电动机、电炉等。注意:电工学所指负载的大小是指消耗功率的大小1.2
电路的基本物理量电路各部分联接成闭合回路(通路),有电流通过。如果电流的大小为恒值,且方向不变,方向由高电位指向低电位。此时电路中的物理量电流电压电动势1.电流:电流I的大小为单位时间内通过导体横截面的电荷(量)恒定电流:量值和方向均不随时间变化的电流,称为恒定电流,简称为直流(dc或DC),一般用符号I表示。时变电流:量值和方向随时间变化的电流,称为时变电流,一般用符号i表示。交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流,称为交流电流,简称为交流(ac或AC)。与电流有关的几个名词2.电压(voltage):电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值,即单位:V(伏)(Volt,伏特)当把点电荷q由B移至A时,需外力克服电场力做同样的功,此时可等效视为电场力做了负功–WAB,则B到A的电压为:A+B-电能转化成其它形态能恒定电压:
量值和方向均不随时间变化的电压,称为恒定电压或直流电压,一般用符号U表示。时变电压:
量值和方向随时间变化的电压,称为时变电压,一般用符号u表示。交流电压:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电压,称为交流电压。与电压有关的几个名词参考点的电位则为零,所以参考点也称为零电位点。电位用Vx表示,单位与电压相同,也是V(伏)。cabd设c点为电位参考点,则Vc=0Va=Uac,Vb=Ubc,Vd=Udc3.电位: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。
讨论两点挺间电逢压与钟电位耗的关雪系:abcd仍设c点为汪电位室参考似点,Vc=0Uac=Va,Udc=VdUad=Uac+Ucd=Uac–Udc=Va–Vd前例触:结论:电路家中任意样两点职间的氏电压肌等于璃该两马点间的电位时之差。例挎:abc1.葵5V1.帜5V已知Uab=1钓.5胃V,Ubc=1杆.5摸V外,求各若点电系位及Uac(1眠)以a点为榜参考匹点,Va=0Uab=Va–VbVb=Va–Uab=姨–1蜻.5至VUbc=Vb–VcVc=Vb–Ubc=书–1忙.5忌–1俘.5威=膏–3箭VUac=Va–Vc=0–(旧–3川)=成3隶V(2钱)以b点为烧参考凝点,Vb=0Uab=Va–VbVa=Vb+Uab=冤1.军5锅VUbc=Vb–VcVc=Vb–Ubc=批–1雕.5仍VUac=Va–Vc=府1.躲5–(穿–1躬.5庸)米=隙3蜂V结论:电路罗中电阴位参抢考点岂可任安意选粉择;拌当选扭择不耗同的套电位思参考筒点时冻,电锈路中傲各点浮电位胜将改诱变,苗但任场意两矛点间给电压粒保持砖不变俯。Va=晒5Va点电袖位:ab15Aab15AVb=阶-5杜Vb点电洁位:电位罗的计录算例1电位处值是哗相对嫌的,参考垄点选舍得不云同,兆电路腾中其见它各爆点的痛电位干也将趁随之司改变跃。电路影中两祝点间澡的电常压值缠是固沈定的书,不贴会因叶参考恭点的赛不同锤而改吐变。电位蜡和电旧压的鄙区别:4.电动币势(el权et泻ro弃mo厕ti惕vefo脉rc薯e):局外驴力克碍服电侨场力把单底位正电保荷从负极经电源术内部移到岔正极所作补的功途称为电源轧的电动北势。E的单联位与满电压少相同好,也温是V杨(伏)*曲电砖场力温把单玩位正耀电荷玻从A移到B所做木的功(UAB),与外圈力克巡寿服电召场力垃把相移同的背单位畏正电娃荷从B经电控源内筐部移委向A所做畅的功(EBA)是相冈同的悠,所赢以UAB=EBABA电压UAB表示区电位件降,电动锋势EBA表示电位堤升,所以,根据喊能量被守恒克定律电动扫势E是衡显量电源霉力对电轨荷做汁功能皂力的傍物理茧量。电源辉中的艰局外微力(鹊即非飞电场疗力)戴将单著位正坐电荷松从电乏源的迷负极邪移至冶电源驴的正院极所掀转换奇而来介的电膜能称板为电源港的电钉动势。电动捐势E是衡尼量电源浆力对侵电荷抖做功柿能力的物兼理量及,电动浩势的尊实际出方向须规定意为电花位升悄高的半方向啦,即珠从低撕电位早点指呀向高者电位贤点。电源磨端电召压US=E,电压眨也常僵被称侮为电铃位差催或电拖压降莫。负载馋端电项压UL=I×RL(V)5.功率刮:P=铁W/乞t=惜I×被UL(W库)电源钻产生貌的电芦功率PE=E侦I电源鱼输出怎的电姻功率PS=USI负载蔽消耗徒的电绸功率PL=ULI6.电能余:W=UL×I榜×t讽(J)一般化忽略占导线引和电骑源内疫阻物理递量的烂单位轧与实遵际方壤向电气齿设备递的额棒定值额定纲值:电气侧设备员在正执常运没行时槐的规冰定使浸用值电气舞设备灯的三止种运酬行状蜓态欠载(轻载):I铃<沫IN,P刺<毛PN(不经侧济)过载(超载):I筝>森IN,P揭>愁PN(设备检易损留坏)额定宁工作尼状态葵:I妨=诞IN,P床=姜PN(经济撤合理究安全计可靠)1.额定值反映电气设备的使用安全性;2.额定值表示电气设备的使用能力。例:灯泡:UN=220V
,PN=60W电阻:RN=100
,PN=1W
注意薄:负差载的携实际幕电压艰、电捉流值袍不要购超过左负载敞的额睛定电喝压、扭电流抬值。二、忠开路当某跟部分慈电路岛与电淡源断袭开,拉该部件分电糕路中状没有躁电流聪,亦嫌无能凭量的恢输送脂和转高换,作这部台分电奔路的梯状态汇称为开路毯。I=0有源电路U视电路而定开路娱的特浓点:图1.齿3.线2开路图1.揭3.飞3开路控的特苦点1.咏3电路炭的状窝态一、陕通路孤(略军)ⅠⅡS2S1三、数短路当某慎部分植电路推的两幼端用辰电阻纹可以炭忽略吨不计建的导辣线或非开关田连接腿起来边,使胃得该变部分鞭电路闻中的察电流功全部运被导旨线或范开关衫所旁食路,罢这部耽分电翁路的聋状态悬称为短路揉。I视电搞路而故定有源电路U=0短路过的特条点:S2S1ⅠⅡ电源短路图1.路3.呆4短路图1.煎3.叮5短路隆的特粒点1.洽4电路誉中的些参考虽方向习惯排上把贱正电括荷移隶动的货方向稻规定逮为电手流方沸向(实际茅方向)。在分析览电路适时,陷往往不能圾事先御确定者电流葬的实阵际方冷向,而且时变来电流的实狸际方题向又限随时掘间不贷断变碌动,不能球够在忠电路蒸图上严标出闸适合席于任职何时弱刻的写电流秋实际残方向苹。为了童电路希分析磁和计意算的焰需要矿,我暑们任虏意规睡定一村个电抽流参章考方己向,忽用箭依头标吓在电碗路图雹上。锡据此飘运算橡后若电流案为正邪值,电流蔬实际蹄方向疼与参渴考方偶向相今同;若电流午为负讯值,电流跌实际哑方向植与参因考方摔向相既反。根据埋电流系的参放考方控向以笛及电扶流量蚂值的闭正负菠,就惭能确有定电妙流的崇实际防方向技。讨论参考谣方向破的意润义(衫以电坑流为弟例):一、航电压速、电莫流的旗参考冈方向(r永ef伪er兵en迁ce武d蚂ir王ec忧ti同on韵)1.电流宅的参库考方帆向元件(导线)中电共流流牛动的嗽实际成方向证有两方种可承能:实际递方向实际盛方向参考兴方向:任然意选掉定一廉个方笋向即某为电纲流的搬参考代方向暮。大小(数值)方向(正负)电流(代数天量)i
参考方向AB电流弓参考扑方向炸的两膨种表是示:用箭脆头表靠示:庙箭头推的指张向为电流烟的参烟考方答向。用双窄下标棕表示尘:如iAB,电流弦的参坦考方杨向由A指向B。i
参考方向i>尾0i<毙0实际方向电流雀的参应考方每向与鸡实际歇方向毛的关蓬系:i
参考方向实际方向2.电压(降)的参件考方铃向++U<抱0实际毅方向实际角方向>套0参考方向U+–+实际方向+实际方向参考方向U+–U电压华参考氏方向因的三长种表斗示方钢式:(1季)用箭柱头表徒示:致箭头膏指向皂为电携压(辈降)语的参惩考方分向(2淋)用正砌负极直性表肉示:该由正扭极指朴向负难极的萝方向乐为电鉴压(降)的参庸考方宿向(3纠)用双风下标眠表示血:如UAB,由A指向B的方贤向为电痰压(降)的参壳考方煮向UU+ABUAB注意刻:在参腔考方饥向选缸定后兴,电听流(或电猛压)值才勇有正裳负之驰分。若I=籍5A,则电捞流从a流向b;例:若I=欺–5烤A,则电夏流从b流向a。abRIabRU+–若U=历5V,则电待压的澡实际航方向粉从a指向b;若U=扮–5肃V,则电距压的辟实际抚方向溜从b指向a。对任射何电楼路进范行分誓析时军,应雅先标绕出各编处的盛电压拆、电偿流的遥参考粒方向棋。小结:(1烟)分析招电路未前必贤须选猜定电网压和芹电流途的参剃考方情向。未指把定参谅考方找向时杯,实男际方棚向不怜能定腐。(2捉)参考摸方向积一经忍选定甲,必嘉须在置图中霜相应塑位置起标注(包括纸方向吧和符号),埋在计咽算过嘉程中营不得按任意瓶改变愉。+–Ruu育=什2V-+Ruu补=机–2鲁V(3虹)对同一混电路的某恒一元板件参考虾方向雁不同漫,则忙变量秩符号不同臣;实际饱方向裁、变惠量绝读对值黎相同巧。二、附关联着参考次方向负载对于姓某一负载:选择元件浙上的溉电压晚与电智流关礼系ii图a为关投联参娱考方蒸向图b为非步关联雪参考叛方向对于愈负载如果电流逼的参霉考方铁向是暂从电隆压的抱“+今”极瓜流入列、从午电压杰的“-”极流售出,墨则称孔其电真压和蓬电流杂参考紧方向椒为关源联参艰考方绳向,搏否则穗称为差非关伯联参获考方武向如:与规愁定的参考由方向油一致共情况呈下欧同姆定艘律的检写法无:I与U的参考方向材一致U丙=佩IRaIRUbI与U的参考方向么相反U销=吐–吗I拔RaIRUb注意李:用欧粉姆定凭律列繁方程鹅时,毛一定询要在病图中商标明姜参考盘方向对于地电源蔬来说借:取关菜联参苍考方攻向(聪参考妖方向拍一致聪)P发=U灶I在电争路中佳起电门源作拥用,贷发出匆功率涉;取非拍关联喘参考枯方向驳(参免考方协向不蔬一致魂)P吸=U梦I在电肌路中质起负胖载作迫用,师消耗碧功率(a)关停联参刊考方柿向(b)非时关联达参考尾方向对于伐电源如果电流额的参葱考方砍向是别从电昌压的截“+换”极判流出什、从哥电压棉的“-”极流脸入,困则称撞它们熔的电驼压和青电流原参考幼方向佣为关瓜联参盈考方盐向,挖否则若称为搅非关赤联参愈考方圈向。功率丸:实际即电路:由电捐阻器丈、电鞋容器速、线采圈、顾变压网器、剧晶体姜管、遇运算决放大汤器、薄传输妥线、尿电池意、发泰电机耍和信奥号发债生器奶等电气茫器件魂和设孟备连左接而司成的碎电路。电阻知器电容府器线圈电池运算也放大艳器晶体粉管1.塞5理想籍电路仅元件低频买信号幅发生行器的翻内部冻结构本书碧讨论扮的不是哀实际挨电路优而是搅它们纳的模叼型!供给台能量消耗终能量储存蓄电场苏能储存粒磁场墙能每种佛电磁送现象利用一暖种理想故电路采元件来表箭征电阻唐元件戴:表示消耗飞电能的元伶件电感敢元件业:表示拼各种胞电感庭线圈会产生磁场搅,储舍存能浆量的作测用电容惯元件粪:表示镜各种独电容兆器产忌生电场述,储饿存能律量的作警用电源元元件跌:表示咸各种漆将其它应形式滤的能蚁量转恢变成貌电能的元而件实际订电路门器件纵种类员繁多饮、用壳途各帅异,累但发生妖在各缝种实咏际电则路器金件中朋的电磁弱现象不过芝几种理想宁电路聪元件是根脱据实僻际电克路元泼件所壮具备均的电弟磁性晕质假康想的具有烟某种葬单一康电磁木性质朵的元缝件,其u、i关系寻可用边简单菜的数阶学式寄子严坑格表驾示。理想田电路照模型:由理危想元里件及摄其组酸合代惭表实划际电音路元喊件,防与实逢际电附路具静有基再本相弱同的详电磁才性质纤,称崇其为船电路皂模型牺。*电路硬模型是由理想泉电路催元件构成逼的。导线电池开关灯泡例:电路肉模型辩是实请际电疯路抽形象而士成,饶它近支似地呢反映冠实际渔电路稀的电聋气特亦性。电路裹模型皱由一慕些理想孕电路奇元件用理想到导线联结厚而成哲。用不罪同特坐性的初电路翼元件墨按照猴不同拒的方怒式联链结就礼构成缩慧不同去特性赢的电罚路。一、捕理想脏无源闻元件电阻柏元件当电征路的逗某一币部分隙只存包在电能的惊消耗私而没绒有电边场能挖和磁场能凭的储虾存,展这一织部分史电路可用电阻煎元件来代扫替。+
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R
=ui()线性顿电阻围与非故线性灭电阻P=UI=RI2
=U2R电阻宣消耗侦的功喘率电阻垂图片水泥电阻线绕电阻碳膜电阻可变电阻压敏电阻功率电阻二、份理想壁电源距元件(一编)理想电压睛源1.特点权:(a菜)电源它两端傅电压水由电锁源本碍身决枣定,没与外绪电路月无关析;(b组)通过街它的顶电流寻是任猴意的灿,由买外电限路决搂定。电路棒符号uSIR5V忽略偏电源很本身巨的功元率损醒耗r=吓0只产碧生电追能又称犯恒压奶源如:US+_iu+_r实际总电压嚼源uS+_iu+_uiO(1止)若uS=US,即直尘流电仇源,枯则其柳伏安野特性乳为平诉行于勾电流端轴的革直线这,反西映出电压姐与电缠源中师的电拔流无梨关。(2矩)若uS为变踪蝶化的岗电源哄,则忧某一籍时刻粪的伏屋安关扮系也殖是爷这样。电压谈为零领的电扯压源,伏安钩曲线嘱与i轴重问合,相当荷于短甩路元号件。US2.伏安亏特性周:即电压储与电洞流的烟关系3.理想痛电压慕源的我开路宝与短锯路US+_Iu+_R(1姐)开路(2慎)短路*基实际完电压勉源也洗不允查许短侵路。颜因其值内阻因小,呈若短片路电元流很线大,听可能逼烧毁华电源劫。R,I=0,u=US(空载)R=0,I浓=US/R,此画时理杰想电两源出碑现病术态。禁理想天电压保源不斑允许匀短路US+_iu+_rUsuiOu=US–ri实际汁电压忠源4.功率I勤,炮US方向牵关联(与电炎源关许联方侦向相藏同)US+_Iu+_US+_iu+_I芳,闷US方向唯非关泄联电源仔状态负载剧状态P输出=趟USIP消耗=USI恒压竞源特矛性中鸣不变距的是寸:__栋__如__勤__仰__US恒压音源特春性中侮变化朵的是:__甩__剧__派__俱__腰_I__茅__测__虚__黄__拣__过__草__述_会引浴起I的变款化。外电涉路的歪改变+_I恒压瓣源特类性小道结USUababR结论关:凡即是与秃理想评电压放源并粮联的扛元件述其两虾端的沟电压召恒等搏于理也想电桶压源风的电爱压值耽。uS+_i任意元件u+_uS+_iu+_对外狼等效夫!一个鼻理想苏电压程源与群任何重一条监支路葬并联搭后,什对外专等效狂为理稳想电唯压源块。重点葵:电压耻源与盯任一曾元件冬并联蛾:等效旬理想瘦电压开源中投的电损流不拌等于平替代穿前的闲理想妄电压滨源的览电流仗,而同等于巾外部斗电流叼。(二乐)理伸想电各流源1.特点:(a笼)电源雀电流迟由电捐源本剥身决谊定,遗与外漫电路舰无关碎;(b油)电源彼两端薄电压是由摩外电各路决瓜定。电路似符号iSUIR1A又称骗恒流堪源2.伏安冒特性(1垮)若iS=IS,即直由流电僚源,介则其指伏安你特性丑为平胡行于拨电压重轴的按直线朋,反映祖电流岩与端除电压耗无关锻;(3份)若iS为变倦化的陷电源炮,则馒某一护时刻伤的伏娇安关展系也邻是平脏行于欺电压般轴的忽直线,只昨决定桑于iS本身陷。(2晋)电流晶为零裙的电舌流源创,伏安套曲线给与u轴重酷合,相当笛于开栽路状键态;ISui0iSiu+_3.理想照电流蹦源的俗短路影与开灭路R(2照)开路巡寿:R,i=iS,u。若强觉迫断隙开电的流源丑回路较,电标路模胶型为共病态莲,理想乎电流境源不屑允许讨开路醋。(1锡)短路斗:R=0,i=iS,u=0,电流源被晓短路划。iSiu+_4.实际布电流翅源的鸭产生可由抗稳流唐电子降设备贵产生喇,有承些电惧子器但件输乏出具冈备电赴流源摊特性跌,如酸晶体雅管的笼集电怨极电捞流与骗负载仔无关瓦;光惑电池羊在一夕定光关线照悟射下忧光电时池被轮激发糕产生补一定娘值的住电流邮等。5.功率p发=筛u炊isp吸=uisiSiu+_iSiu+_u查,iS非关茫联u教,iS关联电源引状态负载放状态恒流撑源特冻性小谣结恒流筒源特渣性中瓜不变樱的是婚:__叉__却__邪__后__姑__仰_Is恒流龙源特虚性中滋变化弊的是垦:__早__兰__婶__庸__原__蒙_Uab__铜__捎__敌__飞__惑__阳__引__翁_会引坝起Uab的变攀化。外电拼路的醒改变abIUabIsR结论宏:凡争是与鬼理想鞠电流幼源串忧联的承元件晚其流鸟过电煮流恒坑等于丝式理想乔电流魔源的窝电流朽值。iSººiSºº任意元件u_+对外和等效斩!一个员理想懒电流愉源与桌任何讽一条急支路仿串联越后,对外皮等效为一艇个理朗想电悟流源孙(KC黑L)。+_u等效电路重点些:电流诵源与尚任一险元件袍串联题:等效碗理想首电流孔源两米端的脑电压互不等厌于替扶代前胜的理概想电赞流源垫的电垦压,爪而等冈于外缩慧部电剃压u。10V+-2A2I讨论题哪个答案对???恒压源中的电流如何决定?恒流源两端的电压等于多少?例:IUSR_+abUab=?Is原则:Is不能挠变,US不能粱变。恒压蜘源中抚的电呆流I=罢IS恒流态源两罢端的扔电压1.驰6基尔户霍夫旬定律(巩Ki竹rc我hh靠of竞f’条s吊La远ws拘)基尔澡霍夫有定律猴包括井基尔霜霍夫除电流题定律(K惧ir较ch矮ho忠ff歌’s妙C质ur念re疼nt望L棍aw悄—K惭CL令)和基净尔霍喊夫电尾压定处律(K斧ir蜡ch姻ho善ff州’s南V倍ol狗ta仍ge券L值aw符—K储VL急)。它反射映了凝电路问中所炼有支昌路电郊压和捷电流金的约醉束关夜系,是分挠析电乖路的鬼基本盖定律奥。基尔府霍夫掠定律与元件乱特性构成妄了电唐路分页析的福基础补。一、是电路焦的几漏个名颠词二、攻基尔沟霍夫贴电流字定律三、指基尔技霍夫盯电压课定律一.几个慕名词1.支路(b腿ra伶nc团h):电路说中通呆过同给一电鸟流的武每个欢分支(b)2.结点(n辫od须e):支路腊的连直接点适称为荐结点(n)3.回路(l静oo景p):由支嫂路组娘成的宏闭合杜路径(l)4.网孔(m稍es课h):不被注任何昼支路矩所分默割的拖回路系即为暖网孔霞。网春孔是找回路箭,但驰回路罢不一认定是震网孔遗。b=3ab+_R1US1+_US2R2R3l=3n=2123二.腔基尔杨霍夫荒电流盾定律(K莲CL裙):物理制实质般:电揪荷守游恒,恨电流缝连续糟性。i1-呀i2+拘i3-i4=0i1+贴i3=恶i2+胁i4i1i4i2i3•任一仇时刻扇汇集仓到任宾一节祝点的滴各支城路电鼓流的歇代数爆和为烧零。即应用丧于结妇点电悄流的扩定律(1)若规定电流极流入慨结点源的方油向为中正值皂,则侧流出万结点纽奉的方衡向为蒸负值豆;反抚之亦扮然。(2)KC构L定律汗适用絮于任培一闭合脾平面嫂(广绢义结方点)。(3)对胶于任弦意波来形的包电流斤,在灿任一准瞬间猾,KC寄L均适般用。KC示L定律炒适用柱于任嚷一闭柴合平幸面(出广义渔结点沃)i1i2i3i1+i2+i3=0对于稼闭合蔬面:例1.李6.井1RCICRBIBIEBCE+UCCIC+IB—IE=0图1.壮6.校2广义材节点i1i2i3i4i5i6①②③在结点和疼闭合烧面上纱都没谱有电响荷的随聚集歌,这事称为恐电流吉的连属续性杂。流出(或流涛入)封闭醉面(或结漏点)某支垒路的相电流韵,等党于流午入(或流瞒出)该封谈闭面(或结遭点)的其辈余支胶路电笑流的熔代数滋和。任一抹时刻院汇集喷到任课一节税点的邪各支医路电肿流的跪代数动和为鸽零。任何时刻仆,流晨入结点(脏闭合关面)结的电革流总溪是等摧于流甘出结点(圆闭合畅面)飞的电宪流。KC旦L定律妄三种孝常用伶形式姜总结:如图世:顺时洒针方岸向绕间行:三、攀基尔腐霍夫套电压岁定律(K吸VL歪)R1R4R3R2I1I4I3I2_+US4+US1_U2U3U1U4任一奏时刻沿任波一闭族合回膜路(按固织定绕产行方灰向),改各支故路电伶压代垮数和孟为零。规定电压挖降的壶方向纲与绕政行方牛向一帖致取克正值狗,反孩之取酷负值袭。–R1I1–US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0–R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1–US4-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0电压降电压升应用疗于回乎路电愁压的衡定律ABl1l2UAB(沿l1)=UAB(沿l2)推论1:电富路中倾任意统两点叶间的远电压宁等于刮两点铸间任臂一胀条楚路径划经过绵的各眯元件垃电压柱的代扛数和音。KV纠L实质黑是电屡压与晨路径姿无关列这一桌性质饮的反用映ABR1R4R3R2I1I4I3I2_+US4+US1_U2U3U1U4推论2:KV霸L不仅仰适用峡于任捏一闭叛合回奥路,个同样统适用示于逃任何近一个蓬假想凡闭合吵的一乘段电句路。电路拥中任景两结膜点间纯电压uab等于疾从a点到b点的吩任姓一菠路径利上各金段电绝压的天代数且和。RI-U=-EU=RI+E或RI+US-U雨=0U幕=US+RI=E+RI求:出图示恰电路墓中的U和I1A3A2A3V2V3UIU1解:∴据KC饱L得据KV慢L得例1+E1R1R4R3R2_UcdUefUabUed+E2_abdcef例2:1.细6.蒙2在略图辣示记电鲁路其中,湾已窗知US=铜2V,IS=搞2A。A、B两仓点绣间列的竿电午压UAB为(刃)。I=晌IS+-1V1暂V(b嫁)1逗V(c咏)2搜V例3例3求:详电路任中IE、I2及U的值Ua解:b未知推数:各支辩路电宏流解题惰思路坡:根据恋基尔拘霍夫倾定律左,列结点附电流和回路兴电压浸方程顽,然后足联立熊求解揪。1.帝7支路恢电流嗓法R3E1+_R1+_R2E2I1I3I2R2E2E1+_R1R3+_R3E1+_R1+_R2E2I1I3I2用支跨路电筐流法板求解满步骤丸:(1)确勿定支梦路数榨,选洽择各遇支路侧电流距的参颗考方莲向。支路弊数b=代3。(2)确滨定结棕点数黎,列仓出独立艳的结泛点电流厉方程密式。ab结点a:I1+I2-I3=0结点b-I1-I2+I3=0
I1+I2-I3=0结点摘数为n,则可捆列出n-推1个独股立的透结点府电流侄方程蚕式。(3)确港定余下越所需节的方笔程式谅数,列锁出独立警的回静路电压磁方程耐式。左网孔:R1
I1+R3I3=E1右网孔:R2
I2+R3I3=E2(4)解普联立堡方程侮式,摊求出吨各支砍路电膝流的蒙数值仙。R1U1R2U2R3+_+_R4ab123I1I2I3I4I1结点雾数n=城2未知臂支路码数b=葱4据KC借L据KV盒L例1.院7.寄1求:骨各未慨知支务路的催电流炼值是否雪能少字列一个杨方程?n=4b=6R6aI3sI3dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1Ux电流番方程吉:3个支路持电流永未知刊数少敢一个关于番支路歇中含迫有恒段流源跌的情世况:n=4b=6电压桑方程绣:2个注意拜:列痰电压牢方程谎避开骆含有些恒流愿源支棵路的侄回路手。dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxaI3s支路弓电流检法的汉优缺帝点:优点摄:支路牧电流谁法是悄电路雷分析箱中最押基本枯的方素法之污一知。只懒要根膛据基季尔霍识夫定鸡律、避欧姆添定律身列方胞程,针就能菊得出确结果善。缺点耻:电路敢中支援路数劈燕多时饱,所钥需方痰程的尘个数棵较多吴,求换解不穗方便偏。支路施数b=4须列4个方法程式ab支路路电流察法小皆结解题艳步骤结论盏与引红申12确定忙未知备支路电流沸数1.设未蝇知数仙时,大正方浓向可芝任意摩选择颂。对每个节点有1.未知芒数=b,4联立圆解方州程组#1#2#3根据微未知酬数的泉正负动可知研电流古的实互际方乌向。3据KC遵L列电吵流方拐程对每个回路有据KVL列电压方程2.原则披上,员有b个支搅路就载设b个未执知电蝴流。(恒如流源觉支路念除外柜)例外惑?若电乎路有n个节稀点,则可叙以列乎出?个独翅立方促程。(n-1泉)2.独立探回路堪的选苍择:已有(n-1裤)个节粮点方引程,需补级足b-(n-1)个方级程。一般缠按网届孔选拘择避开养含有忌恒流光源支致路R1R2uS+–isi2i1u1+–1.圣8叠加炒原理原理作内容在含诵有多个亚电源的线棕性电托路中猎,任项一支寨路的活电流链和电食压等秋于电羞路中荡各个拜电源分别驳单独邀作用时在舰该支孟路中旧产生仇的电翁流和洋电压做的代数以和。叠加淹原理括只适约用于筒线性介电路R1R2is+–R1uSR2+–+–叠加垦定理涝只适凉用于线性混电路(即总:电贷路参礼数不巴随电顽压、屿电流的变佳化而庄改变车)。2.叠加迟时只围将电肯源分熔别考饥虑,私电路糟的结侧构和布参数氏不变奥。暂时乎不予缺考虑烧的恒洋压源共应予猴以短仔路,收即令US=0;暂时崇不予拾考虑或的恒震流源抛应予拳以开朝路,匆即令Is葡=03.解题蔑时要婚标明历各支撕路电诊流、蜡电压饶的正天方向递。原电咱路中晨各电压、者电流悟的最之后结携果是争各分毒电压浅、分丧电流擦的代速数和貌。分洗量与总去量正毒方向援一致财取正业,反真之取挑负。=+除源房诚原则应用毫叠加答定理淋需要给注意仔的问久题4.叠加剖原理匹只能谢用于登电压泪或电倒流的出计算冻,不淹能用馒来求桨功率膨。如:5.运用骨叠加都原理两时也犬可以漆把电正源分狭组求嘴解,要每个傻分电捏路的和电源乐个数炉可能务不止汁一个滋。设:则:I3R3=+?例+-10I4A20V1010用叠看加原正理求浴:I=惰?I'=2AI"=电-1AI笑=觉I'疾+啦I"槐=1A+10I´4A1010+-10I"20V1010解:例:图示码电路叛中,扑已知合:US=1筐0曾V,IS=纲4忙A,则A点的崭电位VA是(诵)。(a导)0.盾8要V触(b党)捞0迅.8符V需(c蝇)渗8.逝8毒V例求电牛流i及R上的列功率P12V44466V+–+–iR采用寨叠加垃定理解:4446+–R12V44466V+–R(1典)令12槽V电压直源单体独作炼用:(2丸)昆6V电压滤源单洽独作泛用:名词弯解释:无源叶二端疮网络绝:二端丛网络旬中没族有电言源有源购二端崇网络伸:二端极网络椅中含预有电控源1.兼9等效叮电源怎定理二端袜网络英:若一丑个电丢路只韵通过辩两个勿输出姜端与寇外电演路相联躺,则迫该电法路称跪为“二端神网络”。(Tw编o-纸te铲rm加in附al管s妖=名On弄e躺po毁rt)ABABab有源亦二端凑网络对于轿外电渠路而金言有新源二衣端网莫络本萌身既铺产生郊电能裳,同营时也观消耗置电能度。那震么有源荣二端跃网络怒对于驼外电优路相禾当于陶一个葱电源毯。外电墓路+-UI在保沙证端口猛电压蛋、电歉流不伸变的条舰件下粥,将斧有源健二端炕网络用一恭个等祖效电帝源代箱替。等效晴电源飞定理有源睬二端滴网络用电源问模型替代,称吩为等效捐电源掠定理铸。有源美二端岛网络兆用电压隔源模醉型替代--相--戴维全宁定准理有源朵二端妥网络办用电流奋源模创型替代--凭--诺顿止定理一、关戴维察宁定朋理有源二端第网络(N)RUeSR0+_R注意丛:“等效”是指张对端巾口外工等效对于导外电铲路来盒说,症任一妇个线献性有斑源二愤端网话络(N),松可以用电辫压源盏模型等效饿替代。即理想防电压置源Ue奋s与内阻R0的串善联。等效US+-R1IS+-UOCISC代替UeSR0+_+-UOCISC(a)有贼源二踩端网湖络(b)戴维怎宁等旋效电朵路说明刘:R0等效饱电压步源的护内阻涛等于冒有源汪二端涉网络醋开路漆电压然与短百路电贫流之梯比。理想忍电压亿源(Ue从s)等瞎于原外有源会二端事网络息的开炎路电活压;有源二端碧网络R有源二端愈网络ABABUesR0+_RABR0R0也等于宴原有孩源二寸端网怎络除源震后从端辣口看塑进去架的等肿效电刑阻。①求一愁端口邀电路剖端口饿处的补开路庄电压欲;戴维铅宁定臭理、成诺顿劣定理颂是分颤析线没性电泉路最偷常用讯的两抢个定信理。戴维预宁定约理求记等效弹电路洗的步日骤为夕:③画出俊等效乳电路脑。②求等誓效内携电阻站;(用“除悼源法玻”或有源戒二端势网络述开路省电压统与短烘路电肺流之溜比:)总结:例1+-UeSR0+-UOCUOC解:求:院图示集电路判的戴墓维宁限等效仆电路浅谈戴维颠宁定病理和遵诺顿蠢定理(Th蜜ev枯en子in-No猾rt艇on兴Th蝴eo在re库m)(统腹称为厨:等傻效发众电机战定理常)工程棚实际占中,常常摆碰到芳只需深研究草某一步支路矩的情棋况。这时敲,可婶以将溉除我贫们需躺保留聚的支写路外崇的其余士部分的电歼路(通常页为二葬端网勒络或尸称一绩端口疏网络),等效漠变换豪为较黄简单冶的含纸源支棍路(电压斗源与真电阻依串联妙或电刺流源饮与电抢阻并倾联的加支路),可大弦大方猫便我寸们的虎分析他和计劈燕算。戴维赤南定藏理和买诺顿区定理正是逼给出滥了等效烦含源像支路及其泼计算龟方法雪。R2RxusR3R1R5R4iab+–已知左:R1=2奸0、R2=3万0武R3=3僚0构、R4=2键0汤E=1到0V求:发当R5=1忍0足时,I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效拦变形茎电路有源二端网络例2断开第一逼步:都求开伶路电铸压UOC第二蚀步:在求输痒入电巷阻R0UOCR1R3+_R2R4E=10VABCDCR0R1R3R2R4ABD=2030+3020=24+_UesR0R5I5等效挂电源熟电路R5I5R1R3+_R2R4E时戴维翻宁定投理的框用途:在有绒些问洽题中岗,若只需脉求电案路某党一个巨支路晕的响竿应(咽电压晨或电术流)殃,而对狮电路匪其它还部分毫的求版解没盏有要荒求的美话,慈那么彼只要将所匙求支坚路作岂为一野端口舍外电槽路,询其它物部分括作为他一端箩口内助部电薯路,从而还计及买一端等口内谁电路择对外张电路牌的影庭响就姐可以江了。求:U=?4450533AB1ARL+_8V_+10鼻VCDEU例3断开第一巨步:置求开晓端电血压UOC_+4450AB+_8V10乔VCDEUOC1A5第二垄步:求输末入电渣阻R0R044505AB1A+_8V_+10跳VCDEUOC44505+_UOCR0579V33U等效斗电路4450533AB1ARL+_8V+10VCDEU例4已知编有源星二端蜡网络N及其聪外电残路,当愿开关S断开鲁时,呆电压U=夜10躁V,当麻开关S闭合辟后,殊电流I=疏1A,则鸡该有梳源二择端网溉络N的等钩效电炎压和内阻R0为多资少?ISUS=5筛V+-U+-解:①S断开迈时②S闭合剖时据KV狮L+-Ue婚sR0ISI例R1R3R4R2+_US1+ab_US2已知呼:试用捉戴维战宁定捷理求帆:衫通慈过R4的电柔流I+_UOC有源抓二端削网络+_+_①求开送路电假压UOC②求等坦效电事阻R0解:(画悼出等尽效图察)+_UOCR0R4③画出倡等效芒电路Iab二、酸诺顿被定理有源二端喘网络(N)R注意创:“等效”是指炸对端据口外繁等效对于系外电枕路来努说,读任一跳个线途性有控源二愉端网匠络(N),统可以用电格流源司模型碑等效深替代哄。富即理隙想电搏流源Ie酬s与内浪阻R0的并警联。IeSR0+_R等效辨电流绒源的杏内阻浅等于旺有源捏二端阴网络狗开路乒电压棉与短宏路电秋流之糠比。理想示电流匀源(Ie堂s)等够于原泡有源辩二端梨网络秘的短案路电患流;有源二端束网络R有源二端网络ABABIeSR0+_RR0也等于孟原有这源二束端网然络除源盲后从端名口看估进去某的等挂效电痛阻。三、质两种沫电源芹的等劝效互歇换等效籍互换政的条斩件:离对外滑的电霉压电竞流相卷等。I井=只I'Uab=尤Uab'即:IRO+-UesbaUabIesabUab'I'RO'aUe屈s+-bIUabRO电压洁源电流乡丰源UabROIe桃sabI+-等效纱互换董公式变换存时内色电阻R0不变漫,Ie顷s的方信向由Ue咐s负极划流向朱正极恒压秘源和坏恒流摧源不拌能等冻效互伴换abI'Uab'IesaUes+-bI(不存重在)一、团线性剂电阻银元件电阻寸值的紫大小故与U、I无关碗(R为常深数)仇,其且伏安驴特性言为一菜过原西点的电直线溪。U、I关系奴符合设欧姆测定律然。IUPuiUIR1.责10非线奇性电锄阻电叠路二、那非线坦性电牧阻元丛件非线膛性电员阻元踏件的违伏安滥特性躁不满醒足欧桐姆定桂律,桌而遵蛛循某芝种特顷定的助非线笔性函睁数关怕系。挤其阻揪值大镰小与U、I有关医,伏秋安特抚性不洁是过漂原点惠的直批线。非线聚性电酿阻元卧件的妨图形俊符号至与伏赠安函炉数关碗系:+UI0uiUIQu=f(i)通过婚实验竭得出工作灶点三、扰非线俱性电书阻的德静态抵电阻R和动挽态电指阻r静态笼电阻动态居电阻说明:静态血电阻鼓与动窑态电姥阻不偿同,谅它们笼都与任工作悲点有皱关。躲当Q点位志置不设同
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