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1、关于电路模型和电路定律现在学习的是第1页，共83页1.1.电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向4.4.基尔霍夫定律基尔霍夫定律 重点重点2.2.电阻元件的特性电阻元件的特性3.3.电源元件的特性电源元件的特性现在学习的是第2页，共83页1.1 1.1 电路和电路模型电路和电路模型一、电路一、电路1 1、定义、定义 由各种电气设备或电子器件，按照一定的方式连接起来，构成的电流通路装置。（构成电流通路的一切设备的总和）现在学习的是第3页，共83页2.2.构成构成.电源电源或或信号源信号源负负载载中中间间环环节节从能量传输角度从能量传输角度：从信号处理角度从信号处理角度：电路电路（网络）（网络）
2、激励激励输入输入响应响应输出输出电电源源电压电压电流电流现在学习的是第4页，共83页3.3.作用作用b.b.进行信号的处理和传递进行信号的处理和传递 （弱电）（弱电）c.c.进行信息的存贮进行信息的存贮a.a.进行能量的转换与传输进行能量的转换与传输 （强电）（强电）现在学习的是第5页，共83页二、电路模型二、电路模型 可以表征或近似表征实际电路（器件）中所发生的可以表征或近似表征实际电路（器件）中所发生的重要物理过程，由重要物理过程，由理想电路元件理想电路元件连接而成。连接而成。理想电路元件：理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想，只具有根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想，
3、只具有单一单一的电磁性质的元件，都有各自的精确定义，并且用规定的的电磁性质的元件，都有各自的精确定义，并且用规定的图形符号表示。图形符号表示。现在学习的是第6页，共83页三、理想电路元件的种类三、理想电路元件的种类无无源源元元件件RLC表示消耗电能的元件表示消耗电能的元件表示储存电场能量的元件表示储存电场能量的元件表示储存磁场能量的元件表示储存磁场能量的元件有有源源元元件件表示将其它形式的能量转变成表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。Su+_Siusis现在学习的是第7页，共83页电电路路模模型型实实际际电电路路理理想想电电路路元元件件现在学习的是第8页，共83页10BASE-
4、T wall plate导线导线电池电池开关开关灯泡灯泡电路模型电路模型注意注意 电路模型的解与实际电路的解存在差异时，要查找电路模型是否考虑不周电路模型的解与实际电路的解存在差异时，要查找电路模型是否考虑不周，及时调整电路模型，及时调整电路模型电路分析理论所研究的对象都是由电路分析理论所研究的对象都是由理想电路元件理想电路元件组成的实际电路的组成的实际电路的电路模型。电路模型。sRLRsU现在学习的是第9页，共83页四、集总参数元件和集总参数电路四、集总参数元件和集总参数电路由集总元件构成的电路由集总元件构成的电路集总参数元件：集总参数元件：前面所谓的前面所谓的“理想化理想化”指的是：假定这
5、些现象可以指的是：假定这些现象可以分别研究，并且这些电磁过程（消耗电能、储存电分别研究，并且这些电磁过程（消耗电能、储存电场能量、储存磁场能量）都分别集中在各元件内部场能量、储存磁场能量）都分别集中在各元件内部进行。进行。集总参数电路中集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流；端子间的电压为单值量。；端子间的电压为单值量。注意集总参数电路：集总参数电路：集总条件：集总条件：d现在学习的是第10页，共83页例例:
6、我国电力用电的频率为我国电力用电的频率为50Hz，10km长的供电线路算不算集总参数长的供电线路算不算集总参数电路？电路？1000km长的供电线路呢？长的供电线路呢？83 10=600050ckmf 对于以工频条件下工作的电气电子设备而言，其尺寸远小于这对于以工频条件下工作的电气电子设备而言，其尺寸远小于这一波长，可按照集总参数电路处理。一波长，可按照集总参数电路处理。对于远距离输电线来说，就必须考虑电场和磁场沿电路分布的现象对于远距离输电线来说，就必须考虑电场和磁场沿电路分布的现象，不能按照集总参数电路处理，而要用分布参数表征。，不能按照集总参数电路处理，而要用分布参数表征。答：答：50Hz
7、频率对应的波长为：频率对应的波长为：10km 6000km 可看做集总参数电路可看做集总参数电路1000km 0实际方向与参考方向一致实际方向与参考方向一致i 0，表明该时刻电流的实际方向与参考方向表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同相同；若计算出的电流若计算出的电流i(t)0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+0 表示元件吸收功率表示元件吸收功率(得到能量得到能量)+-iu+-iup 0 表示元件发出功率表示元件发出功率(失去能量失去能量)p 0 表示元件吸收功率表示元件吸收功率(得到能量得到能量)p 0 表示元件发出功率表示元件发出功率(失去能量失去能量)吸收功率，元件为负载，发出功
8、率，元件为电源吸收功率，元件为负载，发出功率，元件为电源现在学习的是第27页，共83页例例1.1.计算图中所示各元件的功率，并判断元件的性质（电计算图中所示各元件的功率，并判断元件的性质（电源或负载）源或负载）+-U=10VI=3A(a)+-U=5VI=-2A(b)+-U=-7VI=4A(c)解解：(a)U与与I是关联参考方向是关联参考方向030103WUIP元件吸收元件吸收30W功率，是负载功率，是负载(b)U与与I是关联参考方向是关联参考方向01052WUIP元件发出元件发出10W功率，是电源功率，是电源(c)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向028)7(4WUIP元件吸收元件吸收2
9、8W功率，是负载功率，是负载或或028)7(4WUIP元件吸收元件吸收28W功率，是负载功率，是负载现在学习的是第28页，共83页例例2.下图下图A中元件吸收功率中元件吸收功率125W，图，图B中元件发出功率中元件发出功率240W，图，图C中元件吸收功率中元件吸收功率75W，求如图所示电路中流过各元件的电流，求如图所示电路中流过各元件的电流I。+-U=25VI(A)+-U=80VI(B)+-U=-15VI(C)解解：(A)U与与I是关联参考方向是关联参考方向125UIP(B)U与与I是关联参考方向是关联参考方向(C)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向AUPI525125240UIPAUP
10、I38024075UIPAUPI51575现在学习的是第29页，共83页例例3计算图示电路各元件的功率计算图示电路各元件的功率：吸收吸收1010W功率功率对一完整的电路，满足：对一完整的电路，满足：发出的功率吸收的功率，发出的功率吸收的功率，即功率平衡。即功率平衡。注意u2Ais+_5V-+is0W10255sVuiP理想电压源的理想电压源的u与与is是关联参考方向是关联参考方向理想电流源的理想电流源的u与与is是非关联参考方向是非关联参考方向0W10252sAuiP发出发出1010W功率功率现在学习的是第30页，共83页例例4：已知图（：已知图（a）中）中N吸收的功率为吸收的功率为100W，
11、I=2A，求端口电压，求端口电压U，并说明其真实方向。若图并说明其真实方向。若图(b)中中N发出的功率为发出的功率为100W，U=-100V，求，求端口电流端口电流I并说明其真实方向。并说明其真实方向。IN+-UIN+-U(a)(b)解解：(a)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向100 UIPVIPU502100所以，所以，U的实际方向与参考方向相反的实际方向与参考方向相反(b)U与与I是关联参考方向是关联参考方向100UIPAUPI1100100所以，所以，I的实际方向与参考方向一致的实际方向与参考方向一致现在学习的是第31页，共83页乔治西蒙欧姆(17871854年)德国物理学家。1
12、.5 1.5 电阻元件电阻元件 欧姆：欧姆：18031803年考入埃尔兰根大学，未毕业就在一年考入埃尔兰根大学，未毕业就在一所中学教书。所中学教书。18111811年又回到埃尔兰根完成了大学学年又回到埃尔兰根完成了大学学业，于业，于18131813年获得哲学博士学位。年获得哲学博士学位。18171817年，他的年，他的几何学教科书几何学教科书一书出版。同年应聘在科隆大学一书出版。同年应聘在科隆大学预科教授物理学和数学。在该校设备良好的实验预科教授物理学和数学。在该校设备良好的实验室里，作了大量实验研究，完成了一系列重要发室里，作了大量实验研究，完成了一系列重要发明。明。他最主要的贡献是通过实验
13、发现了电流公式他最主要的贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。其定义是：在电路中两，后来被称为欧姆定律。其定义是：在电路中两点间，当通过点间，当通过1 1安培稳恒电流时，如果这两点间的安培稳恒电流时，如果这两点间的电压为电压为1 1伏特，那么这两点间导体的电阻便定伏特，那么这两点间导体的电阻便定义为义为1 1欧姆。欧姆。现在学习的是第32页，共83页 若一个二端元件所具有的电压和电流之间的关系可若一个二端元件所具有的电压和电流之间的关系可用用ui平面上的一条曲线来描述，则此二端元件称为平面上的一条曲线来描述，则此二端元件称为电阻元件。电阻元件。0),(iufiu01.1.定义定义电
14、阻元件的伏安特性电阻元件的伏安特性(VAR)VCR:Voltage Current Relation,元件的电流和电压关系。元件的电流和电压关系。VAR:Volt Ampere Relation,伏安关系。伏安关系。现在学习的是第33页，共83页任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。2 2、线性电阻元件、线性电阻元件ui0 uRtgi1 k =103 ；1 M =106 电路符号电路符号:R线性电阻元件的线性电阻元件的(伏安特性伏安特性)单位：单位：(欧姆)现在学习的是第34页，共83页G 称为电导，单位：称为电导，单位：S(西门子西门子)u、i 取取关联
15、关联参考方向参考方向Rui+u,i 取关联参考方向；取关联参考方向；只适用于线性电阻只适用于线性电阻(R 为常数）；为常数）；注意说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。GuuRi1Riu iuR 3 3、欧姆定律、欧姆定律现在学习的是第35页，共83页则欧姆定律写为：则欧姆定律写为：u R i i G uu、i 取取非关联非关联参考方向参考方向Rui+公式和参考方向必须配套使用！公式和参考方向必须配套使用！现在学习的是第36页，共83页电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。p-u i-(-R i)i i2 R u2/Rp u i
16、i2R u2/R表明4 4、功率功率Rui+Rui+现在学习的是第37页，共83页V200V100k100iV200V100k100iV200k100ik100i+V200+A2101002003mi u,i 取取关联参考方向关联参考方向A2101002003mi u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向A3101002001003miA3101002001003mi u,i 取取关联参考方向关联参考方向 u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向现在学习的是第38页，共83页ui5.5.电阻的开路与短路电阻的开路与短路 短路短路0 0uiGor R 0 开路开路0 0ui0 Gor RuiRi
17、u+u+i00负载负载-大小用电流来衡量大小用电流来衡量RR负载越小负载越小负载越大负载越大极端情况，电路开路极端情况，电路开路极端情况，电路短路极端情况，电路短路电流越小电流越小电流越大电流越大现在学习的是第39页，共83页颜色代表数值代表误差黑0棕11%（常见）红22%（常见）橙33%黄44%绿50.5%蓝60.2%紫70.1%灰80.05%白9金5%（常见）银10%（常见）固定阻值的电阻计算固定阻值的电阻计算颜色代表不同的数字：颜色代表不同的数字：现在学习的是第40页，共83页 四色环电阻色环表示意义：四色环电阻色环表示意义：第一条色环：阻值的第一位数字；第一条色环：阻值的第一位数字；第
18、二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：第三条色环：1010的幂数；的幂数；第四条色环：误差表示第四条色环：误差表示。最前面的两道环是读数，第三道环代表读数后有几个零，最前面的两道环是读数，第三道环代表读数后有几个零，第四环表示误差。第四环表示误差。%51210123kR现在学习的是第41页，共83页 五色环电阻色环表示意义：五色环电阻色环表示意义：第一条色环：阻值的第一位数字；第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三位数字；第三条色环：阻值的第三位数字；第四条色环：第四条色环：1010的幂数
19、；的幂数；第五条色环：误差表示第五条色环：误差表示。最前面的三道环是读数，第四道环代表读数后有几个零，最前面的三道环是读数，第四道环代表读数后有几个零，第五环表示误差。第五环表示误差。六色环电阻色环表示意义：六色环电阻色环表示意义：前五环的读法与五色环电阻读法相同，第六环表示电阻的温度系数。前五环的读法与五色环电阻读法相同，第六环表示电阻的温度系数。%1562105623kR现在学习的是第42页，共83页 1.6 1.6 电压源和电流源电压源和电流源二、电压源二、电压源1.1.理想电压源理想电压源 若一个二端元件其输出的电压恒定或者是时间函数，与流过它的若一个二端元件其输出的电压恒定或者是时间
20、函数，与流过它的电流和外电路无关。电流和外电路无关。一、一、独立电源独立电源 若一个二端元件所输出的电压（电流）仅由其本身性质决定，称为独立若一个二端元件所输出的电压（电流）仅由其本身性质决定，称为独立电源。电源。现在学习的是第43页，共83页1 1）电路符号）电路符号:us2）基本性质：）基本性质：a a、电源两端电压由电源本身决定，与外电路以及流经它、电源两端电压由电源本身决定，与外电路以及流经它的电流方向、大小无关。的电流方向、大小无关。（u(t)=us）b b、通过电压源的电流由电源及外电路共、通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。同决定。(i(t)=任意值任意值)Ri-+Su外电路
21、外电路RuiS)(0Ri)0(Ri电压源不能短路！电压源不能短路！直流电压源的伏安关系直流电压源的伏安关系ui0usus=0,相当于短路相当于短路，电压源不作用，电压源不作用（置零）（置零）现在学习的是第44页，共83页2.2.实际电压源实际电压源IbUSURsRL+_+_a 若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和电若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源模型表示，即实际电源的阻相串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型电压源模型。1 1）电路模型）电路模型 一个二端元件其输出的电压随流过它的电流而变化。一个二端元件其输出的电压随流过它的电流而变化。现在学习的是第4
22、5页，共83页2 2）伏安特性）伏安特性SRSSSUUUR IU 3）讨论讨论开路时 I=0 U=US=UOC开路电压SSCSUIIR短路时 U=0 短路电流电压源不允许短路使用！电压源不允许短路使用！电压源模型外特性电压源模型外特性UI0US-RSIRS越小越好越小越好现在学习的是第46页，共83页电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关。端电压方向、大小无关。（i(t)=is）三、电流源三、电流源1.1.理想电流源理想电流源 若一个二端元件其输出的电流恒定或者是时间函数，与它两端若一个二端元件其输出的电流恒
23、定或者是时间函数，与它两端的电压和外电路无关。的电压和外电路无关。u+_is1 1）电路符号）电路符号:2）基本性质：）基本性质：电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。(u(t)=任意值任意值)现在学习的是第47页，共83页uiSi0例例外电路外电路SRiu)0(0Ru)(Ru电流源不能开路！电流源不能开路！Ru-+Si直流电流源的伏安关系直流电流源的伏安关系is=0,相当于开路，电流源相当于开路，电流源不作用（置零）不作用（置零）现在学习的是第48页，共83页IURLRs(Gs)+IS RsU ab 若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电阻
24、若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电阻相并联的电源模型表示，即实际电源的相并联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型电流源模型。2.2.实际电流源实际电流源1 1）电路模型）电路模型现在学习的是第49页，共83页IS2 2）伏安特性）伏安特性SGSSSIIIG UI SCSII短路时 U=0 短路电流开路时 I=0 UOC=开路电压SSIGSSSGRUIIIIS电流源不能开路！电流源不能开路！IU0电流源模型外特性电流源模型外特性-GSUGS越小越好越小越好现在学习的是第50页，共83页1.7 受控电源受控电源(非独立源非独立源)独立源：独立源：电压源和电流源不受电源以外的电路影响
25、而电压源和电流源不受电源以外的电路影响而独立存在，所以称为独立电源，是二端元件。独立存在，所以称为独立电源，是二端元件。有些电路不能只用电阻和电压有些电路不能只用电阻和电压/电流源构成模型，例如放大电流源构成模型，例如放大电路，电阻元件不具备放大功能，需要引入另一种电路，电阻元件不具备放大功能，需要引入另一种“电源电源”-受控源。受控源。现在学习的是第51页，共83页电路符号电路符号受控电压源受控电压源1.1.定义定义受控电流源受控电流源 若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支路上若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支路上的电压（电流）控制时称为受控电源。的电压（电流）控制时称为受控电
26、源。+四端元件四端元件输出：被（受）控支路输出：被（受）控支路输入：控制支路输入：控制支路+_u2i2_u1i1+1122受受控控源源现在学习的是第52页，共83页电流控制的电流源电流控制的电流源(CCCS):电流放大倍数电流放大倍数 根据控制量和被控制量是电压根据控制量和被控制量是电压u 或电流或电流i，受控源，受控源可分四种类型：可分四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。2.2.理想受控源分类理想受控源分类四端元件四端元件12 ii输出：受控部分输出：受控部分输入：控
27、制部分输入：控制部分 i1+_u2i2_u1=0i1+现在学习的是第53页，共83页g:转移电导转移电导 电压控制的电流源电压控制的电流源 (VCCS)12gui 电压控制的电压源电压控制的电压源 (VCVS)12 uu:电压放大倍数电压放大倍数 gu1+_u2i2_u1i1=0+i1=0u1+_u2i2_u1+_现在学习的是第54页，共83页电流控制的电压源电流控制的电压源 (CCVS)12riu r:转移电阻转移电阻 例例bcii 是电路内部电子器件中所发是电路内部电子器件中所发生物理现象的一种模型生物理现象的一种模型ibicibbici双极晶体管双极晶体管i1ri1+_u2i2_u1=0
28、+_现在学习的是第55页，共83页说明1、控制支路控制支路：当当u1为控制量，为控制量，i1=0；当当i1为控制量，为控制量，u1=0；被控支路被控支路：当当u2为输出量，内电阻为输出量，内电阻0；当当i2为输出量，为输出量，内电导内电导0；2、受控源是线性元件、受控源是线性元件3、受控源输出量直接由电路符号判断；、受控源输出量直接由电路符号判断；4、受控源具有独立源的基本特性，具有二重性、受控源具有独立源的基本特性，具有二重性 （电源（电源 性和电阻性）性和电阻性）现在学习的是第56页，共83页3.3.受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较独立源的输出电压独立源的输出电压(或电流或电流)由
29、电源本身决定，与电由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源的输出电压路中其它电压、电流无关，而受控源的输出电压(或或电流电流)由控制量决定。由控制量决定。独立源在电路中起独立源在电路中起“激励激励”作用，在电路中产生电压作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系。另一处的电压或电流的控制关系。现在学习的是第57页，共83页4.4.受控源的功率受控源的功率+_u2i2_u1i1+受受控控源源采用关联参考方向采用关联参考方向受控源吸收的功率为：受控源吸收的功率为：2211iuiup由于控
30、制支路不是开路就是短路，所以对所有由于控制支路不是开路就是短路，所以对所有4 4种受控源种受控源，其功率均为：，其功率均为：22iup 即由受控支路来计算受控源的功率。即由受控支路来计算受控源的功率。现在学习的是第58页，共83页例例求：电压求：电压u2解：解：Ai2361Viu4610 65125i1+_u2_i1+-3u1=6V现在学习的是第59页，共83页1.8 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基）和基尔霍夫电压定律尔霍夫电压定律(KVL)。它反映了电路中所有支路电压。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律
31、，是分析集总参数电路的基本和电流所遵循的基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。定律。基尔霍夫定律基尔霍夫定律与与元件特性元件特性构成了电路分析的基础。构成了电路分析的基础。现在学习的是第60页，共83页1.1.几个名词几个名词支路支路结（节）点结（节）点三条或三条以上支路的连接点称为结点。三条或三条以上支路的连接点称为结点。R5ad+_R1uS1+_uS2R2R4R3bc回路回路由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔网孔对对平面电路平面电路，其内部不含任何支路的回路。，其内部不含任何支路的回路。网孔是回路，但回路不一定是网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。注意电路中任意一段无分支
32、且电路中任意一段无分支且具有实有元件的电路。具有实有元件的电路。网络网络复杂的电路复杂的电路路径路径任意两个结点间的一条通路，由支路构成。任意两个结点间的一条通路，由支路构成。现在学习的是第61页，共83页2.2.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 (KCL)令流出为令流出为“+”，流入为，流入为“-”在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出（或流入）该结点电流的代数和等于零。（或流入）该结点电流的代数和等于零。mti1b0)(出入ii or1i5i4i3i2i12345-+0i iiii 54321iiiii 流入流入流出流出现在学习的是第62页，共
33、83页例：已知：例：已知：i1,i2,i3,i4,求求i5i1=2A,i2=-5A,i3=4A,i4=-3A12345-+0i iiii-(2)-(-5)+(4)+(-3)+i5=0故：故：i5=-4A51234+-iiiii解解1：i5=(2)+(-5)-(4)-(-3)故：故：i5=-4A1i5i4i3i2i解解2：KCL有两套正负号：有两套正负号：1、给定参考方向后、给定参考方向后KCL方程的正负号；方程的正负号；2、物理量带来的正负号。、物理量带来的正负号。“异类电流异类电流”之和之和减去减去其余其余“同类电流同类电流”之和之和，求待求电流。，求待求电流。现在学习的是第63页，共83页
34、三式相加得：三式相加得：0321iii表明流入闭合面流入闭合面S S的电流的代数和等于零；的电流的代数和等于零；或者说从或者说从S S面流出的电流等于流入面流出的电流等于流入S S面的电流。面的电流。146+0iii 对对a结点结点：245+0iii对对b结点结点：3560iii对对c结点结点：a cb5i6i4i1i3i2iKCL的推广的推广结点结点 封闭面（广义结点）封闭面（广义结点）231iii现在学习的是第64页，共83页 KCL是是电荷守恒定律电荷守恒定律和和电流连续性原理电流连续性原理在电路中在电路中任意结点处的反映。任意结点处的反映。流过电路中某一结点（或闭合包围面）的各支路电流
35、过电路中某一结点（或闭合包围面）的各支路电流要受流要受KCL约束；约束；KCL方程是按方程是按电流参考方向电流参考方向列写的，与电流实际列写的，与电流实际方向无关；方向无关；小结 KCL只与电路连接方式有关，与支路上连只与电路连接方式有关，与支路上连 接的元接的元件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；现在学习的是第65页，共83页例例1：I=?A5)2(3i例例2:求电流求电流 i解解:A3A2?i51433由由KCLKCL的推广的推广公式可得公式可得I=0现在学习的是第66页，共83页3 3.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 (KVL)mtu1b0)
36、(U3U1U2U4 标定各元件电压参标定各元件电压参考方向考方向 选定回路绕行方向，顺选定回路绕行方向，顺时针或逆时针时针或逆时针.在在集总参数电路中，任一时刻，集总参数电路中，任一时刻，沿任一回路，所有支沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零路电压的代数和恒等于零。I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_现在学习的是第67页，共83页U1US1+U2+U3+U4+US4=0U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4支路电流方向与回路绕行方向一致时，电阻元件的支路电流方向与回路绕行方向一致时，电阻元件的电压前取电压前取“+”
37、，反之，取，反之，取“-”。U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_约定：回路绕行方向沿约定：回路绕行方向沿电压降时，电压前取电压降时，电压前取“+”；回路绕行方向沿；回路绕行方向沿电压升时，电压前取电压升时，电压前取“-”。升降uu现在学习的是第68页，共83页SbaUUUU21推广：推广：闭合回路闭合回路 假想回路假想回路aUsb_-+U2U1SbaabUUUUU21-Uab -a，b两点间的电压降两点间的电压降，Uab=-UbaUab -等于从等于从a到到b之间的任之间的任一路径上所有元件的电压降的一路径上所有元件的电压降的代数和。代数和。电压单值性电压单值性
38、现在学习的是第69页，共83页KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律的实质反映了电路遵从能量守恒定律;KVL与电路的连接方式有关，与各支路的元件性质无与电路的连接方式有关，与各支路的元件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；关，与电路是线性还是非线性无关；KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。向无关。小结 处于电路中某一回路的各支路电压要受处于电路中某一回路的各支路电压要受KVLKVL约束；约束；现在学习的是第70页，共83页V1510205uV5?uV10V20例例3解：解：求电压求电压 u例例4：求电压求电压 u+-4V5V1A+-u=?
39、3V121345u解：解：现在学习的是第71页，共83页4.电位电位 用途：用途：电路中为了分析的方便，常在电路中选某一点电路中为了分析的方便，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，常为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位，常用于电子电路中某点的电位计算。用于电子电路中某点的电位计算。定义：定义：在电路中，假设某点的电位为零在电路中，假设某点的电位为零（0，即接“地”，零电位参考点），则其它点相对于零电位点的，则其它点相对于零电位点的电压即为该点的电位。电压即为该点的电位。单位：单位：伏特，伏，V 特点：特点：零电位点的选取是任意的，所以电位是相对零电位点的
40、选取是任意的，所以电位是相对的，而电压是绝对的。的，而电压是绝对的。现在学习的是第72页，共83页已知：已知：4C正电荷由正电荷由a点均匀移动至点均匀移动至b点电场力点电场力做功做功8J，由，由b点移动到点移动到c点电场力做功为点电场力做功为12J，若以若以b点为参考点，求点为参考点，求a、b、c点的电位和点的电位和电压电压Uab、Ubc;若以若以c点为参考点，再求以上各值。点为参考点，再求以上各值。解解V 248qWaba0bV 3412qWqWbccbcV 202baabUV 3)3(0cbbcU(1)acb现在学习的是第73页，共83页解解V 54128qWaca0cV 3412qWbc
41、bV 235baabUV 303cbbcU(2)结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电电位值将改变位值将改变，但任意两点间，但任意两点间电压保持不变。电压保持不变。acb现在学习的是第74页，共83页i1=i2?A=B?例例5：AB+_13V+_2Vi111111i2解解:由由KCLKCL推广可知推广可知：i=0，故：故：A=B由由KVLKVL可知：可知：i1+i1=2 故：故：i1=1 A i2+i2+i
42、2=3 故：故：i2=1 A 所以：所以：i1=i2i现在学习的是第75页，共83页1010101I解：解：A21IA31211 II-10VI110V+-1AI=?10例例6求电流求电流 I由由KVL可得：可得：解得：解得：由由KCL可得：可得：现在学习的是第76页，共83页V5,V10bauu5.0R例例7：下列两图中，下列两图中，a、b两点的电位各为两点的电位各为 ，试问：（试问：（1）如果电流参考方向如图（）如果电流参考方向如图（a）所示，）所示，I、U是多少？如果电是多少？如果电流参考方向如图（流参考方向如图（b）所示，）所示，I、U是多少？是多少？+_UIRab+_UIRab（b）
43、（a）解：解：（a）VuuUba5510ARUI105.05（b）VuuUab5105ARUI105.05现在学习的是第77页，共83页例例8：如图所示电路，求电路中各元件的功率（说明是吸收如图所示电路，求电路中各元件的功率（说明是吸收还是发出）还是发出）,并验证电路的功率是否平衡并验证电路的功率是否平衡解：解：II-3103-41IIIAIAI1,21-I1+3AI43I由由KCL得：得：由由KVL得：得：由上面两式解得：由上面两式解得：所以：所以：WIP12233223吸收吸收WIP41442214吸收吸收WIPA1863333发出发出吸收吸收WIIP2121受控源APPPP343受控源电
44、路功率平衡电路功率平衡现在学习的是第78页，共83页79-I1+5AI10例例9：如图所示电路，已知电阻如图所示电路，已知电阻R消耗的功率为消耗的功率为50W，求，求电阻电阻R的大小。的大小。解：解：II-510-2101RIIIRI850R2I由由KCL得：得：由由KVL得：得：由上面两式解得：由上面两式解得：整理得：整理得：064342RR已知电阻已知电阻R消耗的功率为消耗的功率为50W，所以：，所以：508502RR解得：解得：32R 2R或或现在学习的是第79页，共83页解解:A5.1232IV11523SUUs+-I22A35V-+I1R1例例10：如图所示电路，求如图所示电路，求U
45、S,R1和和R2的值。的值。R23V标注电流标注电流I1和和I2如图所示，由已知条件可得：如图所示，由已知条件可得：2AII5.05.1-2-221105.051R故：故：345.153-2R-+U2现在学习的是第80页，共83页解解:VU10251+-2A53V-+cU1例例11：如图所示电路，求如图所示电路，求Ucb的值。的值。0.05U1由已知条件可得：由已知条件可得：20VUUUUca133-05.020-1abcb故：故：a b现在学习的是第81页，共83页解：解：A155102IV2225532222IIIIU10V+-3I2U=?I=055-+2I2 I25+-例例12:求开路电压求开路电压 U I3223IIII由由KCL得：得：2I2由由KVL得：得：105523 II解得：解得：由由KVL得：得：现在学习的是第82页，共83页感谢大家观看现在学习的是第83页，共83页