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1、模块一 直流电路的分析与测试实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 模块一直流电路的分析与测试模块一直流电路的分析与测试v课题课题1.1电路基本概念、基本定律及直流电电路基本概念、基本定律及直流电压、电流的测试压、电流的测试v课题1.2 电路基本元件及其检测电路基本元件及其检测v课题课题1.3 电路分析方法及其运用电路分析方法及其运用 v课题课题1.4 电路定理及其运用电路定理及其运用实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础课题课题1.1 1.1 电路基本概念、基本定律及直流电路基本概念、基本定律及直流电压、电流的测试电压、电流的测试v知识与技能要点知识与技能要点v直流照明电路安装；直流照明
2、电路安装；v电路模型概念及电路工作状态；电路模型概念及电路工作状态；v电压、电流等电路基本物理量的概念及功率的电压、电流等电路基本物理量的概念及功率的概念；概念；v基尔霍夫定律及运用；基尔霍夫定律及运用；v直流电压表、电流表和万用表使用。直流电压表、电流表和万用表使用。 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础负载：负载：由实际元器件构成的电流的通路由实际元器件构成的电流的通路。电源：电源：电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。池等。在电路中接收电能的设备。如电动机、在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等。电灯等。中间环节：中间环节：电源和负载之间不可
3、缺少的连接、控制电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件，如连接导线、开关设备、和保护部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及各种继电保护设备等。测量设备以及各种继电保护设备等。1.1.1 1.1.1 电路及电路图电路及电路图实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础电力系统中：电力系统中：电子技术中：电子技术中：实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础电源负载实体电路中间环节 与实体电路相对应、由理想元件构成的，称为实体电路的。电路模型负载电源开关连接导线SRL+ UIUS+_R0实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为： 实际电路器件实际
4、电路器件品种繁多，其电磁特性品种繁多，其电磁特性多元多元而而复杂复杂，采取模型，采取模型化处理可获得有意义的分析效果。化处理可获得有意义的分析效果。i iR R R R L L的的电特性可用电特性可用表表征征的的电特性可用电特性可用表表征征由于白炽灯中耗能由于白炽灯中耗能的因素大大于产生的因素大大于产生磁场的因素，因此磁场的因素，因此L L 可以忽略。可以忽略。 理想电路元件理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电是实际电路器件的理想化和近似，其电特性特性单一单一、确切确切，可定量分析和计算。，可定量分析和计算。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础v请画出二地控制一盏灯原理示意图 ，
5、根据实验室条件自行连接实际电路。应用举例应用举例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础1.1.电流及其实际方向电流及其实际方向 电流的国际单位制是安培【电流的国际单位制是安培【A A】，较小的单位还有毫安【】，较小的单位还有毫安【mAmA】和微安【和微安【AA】等，它们之间的换算关系】等，它们之间的换算关系为：为：i i dqdqdtdt= =（1-11-1）I I Q Q t t= =（1-21-2） 电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表征，定义式为：表征，定义式为：大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：大小、方向均
6、不随时间变化的稳恒直流电可表示为： 在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通常在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通常以正电荷移动的方向规定为以正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。电流的实际方向。1.1.2 1.1.2 电路的基本物理量、电电路的基本物理量、电路的功率及其测试路的功率及其测试实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础dqdwuababQWUabab直流情况下直流情况下2.2.电压及其实际方向电压及其实际方向 高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功。其表达式为：中的一点移到另
7、一点所做的功。其表达式为：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示。 电压的国际单位制是伏特电压的国际单位制是伏特VV，常用的单位还有毫伏，常用的单位还有毫伏mVmV和和千伏【千伏【KVKV】等，换算关系为：】等，换算关系为： 电工技术基础问题分析中，通常规定电工技术基础问题分析中，通常规定电压的实际方向电压的实际方向为电为电场力移动正电荷的定向移动方向。场力移动正电荷的定向移动方向。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础在复杂电路中难于判断元件中物理在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？量的实际方向，电路如何求解？问题的提出问题的提
8、出实际电流方向实际电流方向AB？实际电流方向实际电流方向BA？U1ABRU2IR实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压： 在分析与计算电路时，对电在分析与计算电路时，对电压、电流等电量任意假定的方向。压、电流等电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU箭标箭标实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实际方向与正方向实际方向与正方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与正方向实际方向与正方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。注意：注意： 正方向选定后，电流正方向选定后
9、，电流 ( 或电压或电压 )才有正负之分，不指定才有正负之分，不指定正方向，电流（或电压）的正负则无意义。正方向，电流（或电压）的正负则无意义。 若若 I = 5A，则电流从，则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a 。abRIabRU+若若 U = 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a 指向指向 b；若若 U= 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b 指向指向 a 。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础（1） i、u的参考方向可任意假定。但的参考方向可任意假定。但一经选定一经选定，分，分析过程中析过程中不应改变不应
10、改变。（2） 电路中标出的方向一律指参考方向。电路中标出的方向一律指参考方向。（3） 同一元件的同一元件的 u、 i 同方向，称为同方向，称为关联参考方向关联参考方向。IRU+IRU+或或IRU+IRU+或或关联关联参考方向参考方向非关联非关联参考方向参考方向实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 AAOAUbaabU实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础UItW 日常生产和生活中，电能（或电功）也常用日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：度作为量纲：1 1度度=1KW=1KWhh=1KV=1KVAhAh（1 1）电能）电能 电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电流作电
11、能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：式中单位：式中单位：U U【V V】；】；I I【A A】；】；t t【s s】时，电功】时，电功W W为焦耳【为焦耳【J J】1 1度电的概念度电的概念1000W1000W的电炉加热的电炉加热1 1小时；小时；100W100W的电灯照明的电灯照明1010小时；小时；40W40W的电灯照明的电灯照明2525小时。小时。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础（2）电功率）电功率iupdtdqdqdwdtdwpdqdwudtdqi,如果U I方向不一致结果如何？功率
12、有无正负？功率有无正负？传递转换电能的速率叫电功率传递转换电能的速率叫电功率, 简称功率简称功率,用用p或或P表示表示实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础U、I 参考方向非关联，参考方向非关联，P = -UI 0,负载负载； P =- UI 0,电源电源。U、I 参考方向关联，参考方向关联，P =UI 0，负载负载； P = UI 0，电源电源。 U、I 实际方向相反，即电流从实际方向相反，即电流从“+”+”端流出，端流出， （发出功率，（发出功率，电源电源） U、I 实际方向相同，即电流从实际方向相同，即电流从“- -”端流出。端流出。 （吸收功率，（吸收功率，负载负载）电功率国际单位制
13、：电功率国际单位制：P P用瓦特【用瓦特【W W】实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 用电器用电器额定工作时的电压额定工作时的电压叫额定电压，叫额定电压，；额定功率通常标示在电；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。的最高限值。6.6.电气设备的额定值与电路的工作状态电气设备的额定值与电路的工作状态 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础： I IN ，P IN ，P PN 额定工作状态：额定工作状态： I = IN ，P = PN 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础1 1）通路）通路R RL LS
14、 S U US SR RS S2 2）开路）开路U=UU=US SI I0 0S S U US SR RS SR RL LU=U=0 0I IU US S/ /R RS S3 3）短路）短路R RL LS S U US SR RS S实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 例：例：试试 判断判断(a)、(b) 中元件是吸收功率还是发出功率。中元件是吸收功率还是发出功率。I= -1AU=2V+(a)U= -3V+(b)I= 2A 解：解：(a)(b)吸收功率，负载。吸收功率，负载。元件电流和电压的参考方向为关联元件电流和电压的参考方向为关联W)(2) 1(2UIP发出功率，电源。发出功率，电源
15、。元件电流和电压的参考方向为非关联元件电流和电压的参考方向为非关联W)(62)3( UIP应用举例应用举例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础m m=3=3a ab bl l=3=3n n=2=21 11 12 23 33 32 2网孔网孔=2=2+ +_ _R R1 1U US1S1+ +_ _U US2S2R R2 2R R3 31.1.3 1.1.3 基尔霍夫定律及其验证基尔霍夫定律及其验证实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础例例支路：共 ？条回路：共 ？个节点：共 ？个网孔：？个I3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_实用电工电子技术基础实用电工电子
16、技术基础2.2.基尔霍夫第一定律（基尔霍夫第一定律（KCLKCL）基尔霍夫定律包括结点电流定律和回路电压两个定律，基尔霍夫定律包括结点电流定律和回路电压两个定律，是一般电路必须遵循的普遍规律。是一般电路必须遵循的普遍规律。 (1)(1)内容：内容： 基尔霍夫电流定律是将物理学中的基尔霍夫电流定律是将物理学中的“液体液体流动的连续性流动的连续性”和和“能量守恒定律能量守恒定律”用于电路中，它指出：用于电路中，它指出：。（2 2）数学表达式：数学表达式：（直流电路的电流）（任意波形的电流） 0 0IiI I1 1I I2 2I I3 3I I4 4a a（3 3）符号法则）符号法则：若以：若以结点
17、的结点的电流为电流为，结点的电流为结点的电流为，则根据则根据KCLKCL，对结点，对结点 a a 可以写出：可以写出：实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础求左图示电路中电流求左图示电路中电流i i1 1、i i2 2。i i1 1i i4 4i i2 2i i3 3 整理为：整理为： i i1 1+ i+ i3 3= i= i2 2+ i+ i4 4 0)(ti根据出入的另一种形式：可得ii KCL可列出可列出KCLKCL：i i1 1 i i2 2+i+i3 3 i i4 4= = 0 0i i1 1i i2 2+10 +(12)=0 +10 +(12)=0 i i2 2= =1A1A
18、4+7+4+7+i i1 1= = 0 0 i i1 1= = 3A3A 7A7A4A4Ai i1 110A10A-12A-12Ai i2 2实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础I I=?=?I I1 1I I2 2I I3 3I IU U2 2+ +_ _U U1 1+ +_ _R RU U3 3+ +_ _R RR RR R广义节点广义节点广义节点广义节点实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础I I1 1+ +U US1S1R R1 1I I4 4U US4S4R R4 4I I3 3R R3 3R R2 2I I2 2_ _U U3 3U U1 1U U2 2U U4 4-U-U1
19、 1- -U US1S1+U+U2 2+ +U U3 3+ +U U4 4+ +U US4S4=0=0先标绕行方向先标绕行方向（3）符号法则：与绕行方向）符号法则：与绕行方向一致一致电压为电压为正正，相反为负相反为负。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础U US SI IU UR R+ +_ _+ +_ _A AB BC CU UADAD+ +_ _U UABAB+ +_ _U UBDBD+ +_ _U UR RD D实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础由此可得出求电路中任意两点电压的公式由此可得出求电路中任意两点电压的公式 v即电路中即电路中任意两点电压任意两点电压，等于从，等于从a
20、到到b所经过电路路所经过电路路径上所有径上所有支路电压的代数和支路电压的代数和，与路径行进方向一致与路径行进方向一致的电压为正，反之，电压为负。的电压为正，反之，电压为负。 baabuubaabUU（直流）（直流）或或实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础技能训练技能训练v在面包板上按图所示连接电路，验证基尔霍夫定律 IU回路回路ABDAEABDAE及回路及回路BCDBBCDB，被测量被测量I I1 1(mA)(mA)I I2 2(mA)(mA)I I3 3(mA)(mA)U U1 1(V)(V)U U2 2(V)(V)U UABAB(V(V) )U UBDBD(V(V) )U UBCBC(
21、V)(V)测量值测量值结论结论实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础课题课题1.2 1.2 电路基本元件及其检测电路基本元件及其检测v知识与技能要点知识与技能要点v电阻、电感、电容三种基本元件的参数定义、电阻、电感、电容三种基本元件的参数定义、伏安关系及其功率；伏安关系及其功率；v欧姆定律及其运用；欧姆定律及其运用；v电阻的联接；电阻的联接；v电阻、电感与电容的检测；电阻、电感与电容的检测；v独立源的特性；独立源的特性；v实际电源两种组合模型及其等效变换。实际电源两种组合模型及其等效变换。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础1. 1. 电阻元件电阻元件R R1.2.1 1.2.1 电阻元
22、件及其检测电阻元件及其检测（1）实物图与电路符号）实物图与电路符号实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.1 0.01误差误差: 1% 2 0.5 0.2 0.1 5 10实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础伏伏 - - 安安 特性特性iuRiuui电阻电阻 R（常用单位常用单位： 、k k 、M M ）constiuR 线性电阻非线性电阻非线性电阻constiuR iRu （3）伏安特性）伏安特性实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础欧姆定律欧姆定
23、律U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号： 式前的正负号由式前的正负号由U、I 正方向的关系确定；正方向的关系确定； U、I 值本身的正负则说明实际方向与正值本身的正负则说明实际方向与正 方向之间的关系。方向之间的关系。 通常取通常取 U、I 正方向相同。正方向相同。U = I R实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础解：解：对图对图(a)有有, U = IR例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻并求电阻R。对图对图(b)有有, U = IR326 : IUR所以所以326: IUR所以所
24、以RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A应用举例应用举例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础消耗能量消耗能量吸收功率吸收功率RURIUIP22 3.3.电阻元件的功率电阻元件的功率 tuidtW0（W）单位单位：P（W），）， t（s） ，W（J） P（kW），），t（h），）， W（kWh）电阻元件的功率是耗能元件电阻元件的功率是耗能元件实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础URRRU2111 URRRU2122 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 R Rabab= =R
25、R1 1+ + R R6 6+(+(R R2 2/R R3 3)+()+(R R4 4/R R5 5) )R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4R R5 5R R6 6a ab b由由a a、b b端向里看，端向里看， R R2 2和和R R3 3，R R4 4和和R R5 5均连接在相同的两点之间，因此是均连接在相同的两点之间，因此是并联关系，把这并联关系，把这4 4个电阻两两并联个电阻两两并联后，电路中除了后，电路中除了a a、b b两点不再有结两点不再有结点，所以它们的等效电阻与点，所以它们的等效电阻与R R1 1和和R R6 6相串联。相串联。 电阻混联电路的等效电阻计算，电
26、阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正关键在于正确找出电路的连接点确找出电路的连接点，然后分别把两两结点之间的电，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相串即可求出。串即可求出。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础bCRaRcRba实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础)/()/()/(bcabcacabaabbccbbacaabbaRRRRRRRRRRRRRRR CbCRaRcRba实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础baccbbacaaaccbbabccccbbaabRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
27、RRRRRa cabcabbccaccabcababbcbcabcabcaabaRRRRRRRRRRRRRRRRRR Y Y a等效变换等效变换bcRaRcRb实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础bcRaRcRba实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础例：例： 284484cabcabcaaba RRRRRR 184444b R 284448c R应用举例应用举例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 52) 1(5)24() 1(5)24( RA A 2 . 15121524151 I实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 iNiL电感电感:( H、mH)电流通过电流通过N匝匝线圈
28、产生线圈产生(磁链磁链)N 电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通)ui +-线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。的导磁性能等有关。lNSL21.2.2 1.2.2 电感元件及其检测电感元件及其检测实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础(H)lNSL2tiLteuLddddL（1）感电动势的正方向感电动势的正方向iu+-eL+-LS 线圈横截面积（线圈横截面积（m2） l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础（2）自感电动势瞬时极
29、性的判别自感电动势瞬时极性的判别tiLeLdd 0 tiLeLdd i 0 tidd实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础221LiW tiLeuLdd 根据基尔霍夫定律可得：根据基尔霍夫定律可得：将上式两边同乘上将上式两边同乘上 i ，并积分，则得：，并积分，则得：20021ddLiiLituiti 即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。向电源放还能量。实用电工电子技术基
30、础实用电工电子技术基础如图所示电路，已知电压如图所示电路，已知电压US1=10V，US2=5V，电阻，电阻R1=5，R2=10，电感，电感L=0.1H，求电压，求电压U1、U2及及电感元件储存的磁场能。电感元件储存的磁场能。应用举例应用举例VUUS522)(5 . 010522ARUI)(1025. 15 . 01 . 02121222JLiWLL解：在直流电路中，解：在直流电路中，电感电感L L相当于短路相当于短路，U U1 1=0=0，根据根据KVLKVL得得通过电感元件的电流由欧姆定律得通过电感元件的电流由欧姆定律得电感元件储存的磁场能电感元件储存的磁场能 实用电工电子技术基础实用电工电
31、子技术基础uqC 1.电容量电容量)(FuiC+_电容器的电容量与极板的尺寸和介质的介电常数有关。电容器的电容量与极板的尺寸和介质的介电常数有关。(F)dSCS 极板面积（极板面积（m2）d 板间距离（板间距离（m）介电常数（介电常数（F/m）tuCidd 当电压当电压u变化时，在电路中产生电流变化时，在电路中产生电流:1.2.3 1.2.3 电容元件及其检测电容元件及其检测实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础dtduCdtdqi2.2.电容的伏安关系电容的伏安关系当当 Uu ( (直流直流) ) 时时, ,0dtdu0i所以所以, ,在直流电路中电容相当于开路。在直流电路中电容相当于开路
32、。u ui iC Cq q = = cu cudtduCi idtCu1直流电直流电路中，路中，电容两电容两端的电端的电压是否压是否为为0 0？实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础3.电容元件的储能电容元件的储能221CuW 将上式两边同乘上将上式两边同乘上 u，并积分，则得：，并积分，则得：20021ddCuuCutuitu 即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。
33、放还能量。根据：根据：tuCidd实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础无源元件小结无源元件小结 LCRu u，I I关关 系系能量能量储放储放dtduCi dtdiLu iRiRu u= =221CuWC 221LiWL tuidtW0实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础R R1 1U UR R2 2当当U U为直流电压时，计算电感和电容的电压、电为直流电压时，计算电感和电容的电压、电流和储能。流和储能。U UR R1 1R R2 2L LC Ci iL Lu uC C221LLLIW 221CCCUW 21RRUIL ，0 LU，0 CI，212*RRRUUC ，应用举例应用举例实用
34、电工电子技术基础实用电工电子技术基础 电源的电源的输出电压与外界电路无关输出电压与外界电路无关, ,即电压源即电压源输出电压的大小和方向与流经它的电流无关输出电压的大小和方向与流经它的电流无关, ,也也就是说无论接什么样的外电路就是说无论接什么样的外电路, ,输出电压总保持输出电压总保持为某一给定值或某一给定的时间常数为某一给定值或某一给定的时间常数. .是由是由内部损耗很小内部损耗很小, ,以至可以忽略的以至可以忽略的实际电源得到的实际电源得到的理想化二端电路元件理想化二端电路元件1. 理想电压源理想电压源是指其外特性由电源本身的参数决定是指其外特性由电源本身的参数决定, ,而不受电而不受电
35、源之外的其他参数控制源之外的其他参数控制. . 特特 性性理想电压源：理想电压源：实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础理想电压源理想电压源( (交流交流) )us+-Us+-理想电压源理想电压源( (直流直流) )Us+-或或u0i（3 3）特点：）特点：电流及电源的功率由外电路确定，输电流及电源的功率由外电路确定，输出电出电 压不随外电路变化。压不随外电路变化。UsUs+-IRU理想电理想电压源伏压源伏安特性安特性实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础2. 理想电流源理想电流源 电源的输出电流与外界电路无关电源的输出电流与外界电路无关, ,即电源输出即电源输出电流的大小和方向与它两端的
36、电压无关电流的大小和方向与它两端的电压无关, ,也就是说也就是说无论接什么样的外电路无论接什么样的外电路, ,输出电流总保持为某一给输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时间常数。定值或某一给定的时间常数。理想电流源理想电流源( (交流交流) )理想电流源理想电流源( (直流直流) )u+-is+-UIs实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础u0i（3 3）特点）特点：电源的端电压及电源的功率由外电路电源的端电压及电源的功率由外电路确定，确定， 输出电流不随外电路变化。输出电流不随外电路变化。IR理想电理想电流源伏流源伏安特性安特性+-UIsIs实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础恒压源
37、与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量U US S+ +_ _a ab bI IU UababU Uabab = U = US S （常数）（常数）U Uabab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 U Uabab 无影响。无影响。I Ia ab bU UababI Is sI = II = Is s （常数）（常数）I I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I I 无影响。无影响。输出电流输出电流 I I 可变可变 - I I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由
38、外电路决定端电压端电压U Uabab 可变可变 -U Uabab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实际电压源实际电压源( (交流交流) )实际电压源实际电压源( (直流直流) )或或us+-RSRSUs+-Us+-RS特点：特点：输出电压随外电路变化输出电压随外电路变化IRUu0iUs理想理想电压电压源伏源伏安特安特性性U = US RS IUs+-RS实际电源伏实际电源伏安特性安特性U0 = USSSSRUI 3.3.实际电源的两种组合模型及其等效变换实际电源的两种组合模型及其等效变换实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实际电源
39、电压源串联模型与理想电压源的本质区别在于其实际电源电压源串联模型与理想电压源的本质区别在于其内阻内阻RS。注意注意时，实际电压源就成为理想电压源。时，实际电压源就成为理想电压源。0S R当当Us+-RS电压源串联电压源串联模型模型0S RUs+-理想电压源理想电压源实际工程中，当负载电阻远实际工程中，当负载电阻远远大于电源内阻时，实际电远大于电源内阻时，实际电源可用理想电压源表示源可用理想电压源表示。IRUUs+-RSUs+-IRU近似SRR 实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础u0i理想电理想电流源伏流源伏安特性安特性Is实际电流源实际电流源( (交流交流) )实际电流源实际电流源( (
40、直流直流) )特点特点：输出电流随外电路变化输出电流随外电路变化实际电实际电源伏安源伏安特性特性SSORIU RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIOSSOSRUIIII （2）电流源并联模型）电流源并联模型实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实际电源电流源并联模型与理想电流实际电源电流源并联模型与理想电流源的本质区别在于其内阻源的本质区别在于其内阻RS。注意注意时，实际电流源就成为理想电流源。时，实际电流源就成为理想电流源。 SR当当电流源并联模型电流源并联模型 SR理想电流源理想电流源 实际工程中，当负载电阻远远小于电源实际工程中，当负载电阻远远小于电源内阻时，实际电源可用理
41、想电流源表示内阻时，实际电源可用理想电流源表示。近似SRR RSIsU+-IR+-UIsRSIOIR+-UIs+-UIs实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 对外电路对外电路而言而言，如果，如果将同一负载将同一负载R分别接在分别接在两个电源上两个电源上，R上得到上得到相同的电流相同的电流、电压，则、电压，则两个电源对两个电源对R而言是而言是等等效效的。的。IRUUs+-RSSSIRUU IRURU SSSSSSRURUI SSRUI SSSRUI OSIII IR+-UIsRSIO（3）实际电源的等效变换）实际电源的等效变换电压源和电流源的等效变换电压源和电流源的等效变换Us+-RSSSS
42、RIU SSS/RUI IsRS实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础（4）有源支路的简化）有源支路的简化原则：原则：简化前后，端口的电压电流关系不变。简化前后，端口的电压电流关系不变。 电压源串联电压源串联Ia b+ + Us1Rs1Us2Rs2+ U U = (Us1 + Us2 ) (Rs1+Rs2)I= Us - Rs IUs = Us1 + Us2Rs = Rs1 + Rs2 电流源并联电流源并联abIs1IIs2Gs1Gs2GsabIsIs = Is1 + Is2Gs = Gs1 +Gs2a bRsUs+ U I+实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础Rab+Usab+Usab
43、IsRabIs电流源与其它元件串联电流源与其它元件串联 电压源与其它元件并联电压源与其它元件并联实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础用电源等效变换的方法求图示电路中电流用电源等效变换的方法求图示电路中电流I。+_I25V6A3 5 1 +_25V5A5 3 6AI解解11A3 I5 A85511355 I解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。例例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础 求电路的电流求电路的电流 I 和和 Is 电阻电阻 。+4 12V4 2 1 4 6A2AIsI3A4 I12 2 4 1 6V24V2V+ + A22. 22
44、1422246 I两个并联的两个并联的4 电阻流过的电流相等，都是电阻流过的电流相等，都是 Is2Is = 3 ( 2.22) = 5.22 AIs = 2.61 A例例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础4.4.理想受控源理想受控源在电路中起电源作用，但其电压或电流在电路中起电源作用，但其电压或电流受电路其他部分控制的电源。受电路其他部分控制的电源。受控源受控源电压控制受控源电压控制受控源电流控制受控源电流控制受控源受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源压控电压源：压控电压源：VCVSVCVS流控电压源：流控电压源：VCCSVCCS压控电流源：压控电流源：CCVSCCVS流控电流源：流
45、控电流源：CCCSCCCS实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础理想受控源的分类理想受控源的分类压控电流源压控电流源12 UgI U U1 1I I2 212 UgI 流控电流源流控电流源12 III I2 2I I1 112 II压控电压源压控电压源U U1 1+-U U2 2 U U1 1m=U U2 2+ +- U U1 1m=U U2 2流控电压源流控电压源I I1 1+ +- -U U2 2 I I1 1r r=U U2 2+ +- - I I1 1r r=U U2 2实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础独立源和受控源的异同独立源和受控源的异同相同点：相同点：两者性质都属电源，
46、均可向电路两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。提供电压或电流。不同点：不同点：独立电源的电动势或电流是由非电独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的，其大小、方向和电路能量提供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。量决定。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础技能训练v验证电压源与电流等效变换。图中的内阻RS均为51，负载电阻R均为200。（参照课本P31 ） 实用
47、电工电子技术基础实用电工电子技术基础课题课题1.31.3电路分析方法及其运用电路分析方法及其运用v知识与技能要点知识与技能要点v支路电流求解复杂直流线性电路；支路电流求解复杂直流线性电路；v节点电压法求解只有两个节点的电路；节点电压法求解只有两个节点的电路；v复杂直流电路的连接与测试。复杂直流电路的连接与测试。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础例例实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础是否能少列是否能少列一个方程一个方程? ?N N=2 =2 B B=3=3支路电流未知数少一个：支路电流未知数少一个：3.3
48、.支路中含有恒流源的情况支路中含有恒流源的情况特例特例6A6A12V12VI I+ +- -2 2 4 4 I I1 1I I1 1+6=+6=I I解得：解得： I = I = 4 4A A I I1 1 = -= -2 2A A2I2I1 1+4 +4 I I =12 =12KCLKCLKVLKVL实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础4.4.支路电流法的优缺点支路电流法的优缺点优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据方法之一。只要根据KCLKCL、KVLKVL、欧姆定律列方程，就能得出结果。欧姆定律列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电
49、路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解不方便。数较多，求解不方便。手算时，适用于支路数较少的电路。手算时，适用于支路数较少的电路。实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础1.3.2节点电压法及运用如图所示，电路如图所示，电路只有两个节点只有两个节点a和和b，各支路电流参，各支路电流参考方向如图中所示，各考方向如图中所示，各支路电流与节点电压的关支路电流与节点电压的关系系为为 111RUUISab333RUUISab44RUIab22SII +-+-+-R1Us1I1I2R2Is2R3Us3I3I4R4ab节点电压法用图节点电压法用图 1.引例引例实用电工电子技
50、术基础实用电工电子技术基础v代入代入节点节点a的的KCL方程方程:得到关于节点电压方程得到关于节点电压方程即可求出各支路电流。即可求出各支路电流。 2.节点电压方程节点电压方程通常节点电压法所求得的电压可写成下面的一般式通常节点电压法所求得的电压可写成下面的一般式 4321IIII43123311111RRRIRURUUSSSabGIRIRUUsaSSab11.3.2节点电压法及运用实用电工电子技术基础实用电工电子技术基础v 表示联接节点表示联接节点a所有所有有源支路有源支路的的电源电流代数电源电流代数和和，指向节点指向节点a为正，背离为负为正，背离为负（指向与背离看电（指向与背离看电源参考方