电工电子课件：电路的基本概念和分析方法

电路的基本概念和分析方法

电路：由各种电气设备和元件按照一定方式连接而成的电流的通路。电源：提供电能的装置，把其他形式的能量转换成电能。2.负载：取用电能的装置，把电能转化为其他形式的能量。3.中间环节：连接电源和负载的部分，起到控制、保护电路等作用。理想电路元件：分析实际电路时，在工程设计允许的情况下，可以忽略次要因素，突出电路的主要电磁性质，将实际的电路元件理想化或近似化，用足以表征其主要特征的单一理想元件或元件组合来代替。理想电路元件

理想电阻元件

理想电感元件

理想电容元件

理想电流源

理想电压源

电流：（国际单位为安培A）电流的大小:

单位时间内通过导体横截面的电荷量电流的方向:

电流的实际方向规定为正电荷的流动方向

电压：（国际单位为伏特V）电压的大小:

电路中a,b两点间的电压为电场力把单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功电压的方向:

电压的实际方向是从高电位指向低电位，即电位下降的方向。电源的电动势：（国际单位为伏特V）电动势的大小：把单位正电荷从电源的负极经电源内部移动到电源正极所做的功。电动势的方向：由电源负极指向电源正极，与电源电压的方向相反。

电压的表示U用极性表示

U用箭头表示

U用双下标表示

电功率：（国际单位为瓦特W）电路中的元件在单位时间内发出或吸收的电能称为电功率，简称功率，可表示为:●电源输出功率时，U和I的实际方向相反；负载吸收功率时，U和I的实际方向相同。●某一电路元件上的电压和电流采用关联正方向时

负载吸收功率，U和I的实际方向相同

电源输出功率，U和I的实际方向相反

线性电阻的伏安特性曲线理想电阻元件：将电能转化为热能的一种耗能元件，国际单位为欧姆Ω线性电阻：通过电阻的电流和电阻两端所加的电压遵循欧姆定律，当电流和电压采取关联正方向时，U=IR

电压源的电路符号

电压源的伏安特性曲线

实际电源的电压源模型实际电源的伏安特性曲线实际电源两端的电压为：

电流源的电路符号

电流源的伏安特性曲线

实际电源的电流源模型实际电源的电流源和电压源模型的互换基尔霍夫定律节点：三条或三条以上支路的连接点。支路：两节点之间的每一条分支电路。回路：电路中任一闭合路径。网孔：内部不含有支路的回路。基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律：（KCL）电路中任一节点，在任一时刻，流入节点的电流总和等于流出节点的电流总和KCL体现了电流的连续性原理，描述了与任一节点相连各支路电流间的制约关系

2.KCL不仅适用于节点，还适用于电路中任一假设封闭面

基尔霍夫电压定律：（KVL）在任一时刻，沿任一回路绕行一周，回路中各部分电压的代数和为零。1.KVL描述了一个回路中各部分电压之间的约束关系

2.用KVL写方程时，首先选定回路绕行方向；若回路绕行方向与各部分电压正方向一致时，则该部分电压U前取“+”号，否则U前取“—”号。

3.KVL不仅适用于闭合回路，还适用于假想回路。

支路电流法：以支路电流为未知量，用KCL，KVL写出独立方程，再解方程组求出各未知电流，进而求出各点电位。用支路电流法求解的一般步骤：1.选定各支路电流的正方向，确定所选网孔的绕行方向

2.对于有n个节点的电路，可写出n-1个KCL独立方程3.对各网孔用KVL写出独立的电压回路方程4.联立求解方程组，得出各支路电流，进而求出各点电位求各元件的电流和a点电位

用支路电流法求各支路电流用节点电压法求各支路电流

节点电压法：以独立节点电压为未知量，用KCL，KVL写出独立方程，再解方程组求出各独立节点电压，进而求出各支路电压和电流。用节点电压法求流过R2的电流I2

叠加定理：在有多个电源共同作用的线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于各个电源分别单独作用时在该支路中产生电流（或电压）的代数和。线性电路的两个重要定理:叠加定理

戴维南定理

叠加定理仅适用于求解电压或电流，不能用来求功率2.

每个电源单独作用时电阻的位置及连接方式不变3.

暂时不作用的电压源短路，电流源开路4.

叠加时支路电流正方向和电压正方向与原电路保持一致时，取正号、否则取负号用叠加定理求各支路电流及Uab+=用叠加定理求支路电流I1,I2以及电流源两端电压U2=+二端网络二端网络：有两个出线端的电路无源二端网络：网络内部不含电源的二端网络无源二端网络可用电阻R0等效无源二端网络有源二端网络等效有源二端网络：网络内部含有电源的二端网络戴维南定理:

任何线性有源二端网络，对外电路而言，都可以用一个电压源和电阻R0相串联的支路来等效

等效电压源的电压等于有源二端网络的开路电压Uoc,电阻R0等于有源二端网络除源后，即将有源二端网络中的电压源短路，电流源开路后，无源二端网