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1、1本讲稿第一页，共五十三页课件及习题参考答案网址w输入网址：输入网址：http:/w选择选择hotmail(登录）登录）w用户名：用户名：shu-w密码：密码：guhuifen61w选择选择Windowslive-skydrivew选择下载选择下载本讲稿第二页，共五十三页第一章第一章电路模型和电路定律（电路模型和电路定律（1）3$1.1电路和电路模型电路和电路模型一、电路（一、电路（工程实际电路）例1.电力系统发电机升压变压器降压变压器电动机、电炉等输电线本讲稿第三页，共五十三页例2.扩音机系统话筒放大电路扬声器本讲稿第四页，共五十三页w电路作用：能量传输和能量转换；信号处理w电路组成：电源、
2、信号源，中间环节，负载（用电设备）w这里给出两个概念：w 激励：激励：电源和信号源w响应：响应：电路中产生的电流和电压本讲稿第五页，共五十三页二、电路模型二、电路模型用理想电路元件或其组合取代实际电路元器件和设备所得理想电路。常用理想元件：电阻、电感、电容、电压源、电流源、受控源。三、常用的理想电路元件及其电气图形符号三、常用的理想电路元件及其电气图形符号电 阻（R）电容（C）电感（L）电压源（Us)电流源（Is）受控源，开关本讲稿第六页，共五十三页实际电路抽象成电路模型的例子灯泡或本讲稿第七页，共五十三页$1-2电流和电压的参考方向（电流和电压的参考方向（3）8一、电路分析中的几个重要的物理
3、量：一、电路分析中的几个重要的物理量：电量（电量（Q，q）电荷的数量。单位：库仑、库、电荷的数量。单位：库仑、库、C电流（电流（I，i）单位时间流过的电量。单位：安培、安、单位时间流过的电量。单位：安培、安、A电能量（电能量（W）电荷流过元件，元件吸收的能量。单电荷流过元件，元件吸收的能量。单位：焦位：焦、J电压（电压（U，u）电位差。单位电荷从一点移到另一点所吸电位差。单位电荷从一点移到另一点所吸收的能量收的能量电功率（电功率（P，p）单位时间吸收的能量。单位：瓦特、单位时间吸收的能量。单位：瓦特、瓦、瓦、W电路分析中，电路分析中，i,u,p是最常见的三个物理量是最常见的三个物理量本讲稿第八
4、页，共五十三页二、电流、电压的二、电流、电压的参考方向参考方向电流参考方向：人为假定的电流方向。电压的参考方向：人为假定的电压极性方向。1、电流的参考方向：、电流的参考方向：I02、电压参考方向、电压参考方向：I0U0吸收功率吸收功率p0发出功率发出功率p0,则Us作为负载,吸收能量+-USI2.P=UsI 为 产生电功率，若P0,则Us作为电源工作,释放能量。本讲稿第二十六页，共五十三页二二、电流源电流源支路电流为某一恒定值或函数，与端电压无关IsIsUiI=Is27I+u-Is外外电电路路1、直流理想电流源、直流理想电流源2、理想电流源伏安特性、理想电流源伏安特性本讲稿第二十七页，共五十三
5、页3、实际直流电流源、实际直流电流源伏安特性：伏安特性：I=Is-U/R0R0IsIIUIsIsR028+U-外电外电路路若外电路等效为负载若外电路等效为负载RL，则端电流，则端电流I：本讲稿第二十八页，共五十三页电流源两个重要特性：电流源两个重要特性：29对外电路而言，以上对外电路而言，以上两组电路等效两组电路等效 N1的等效网络不是理想电流源。本讲稿第二十九页，共五十三页电流源的功率电流源的功率:1.P=IsU 为吸收电功率，若P0 则Is作为负载工作。2.P=IsU 为产生电功率，若P0 则Is作为电源工作。-U +ISIS+U -本讲稿第三十页，共五十三页$1-9受控电源（受控电源（1
6、7）31实际电路中的受控现象：实际电路中的受控现象：三极管IbIcIf+-U他励直流发电机本讲稿第三十一页，共五十三页一、受控源一、受控源非独立电源，其大小受电路中其它非独立电源，其大小受电路中其它支路电压或电流控制支路电压或电流控制二、分类二、分类(根据控制量不同分为四类根据控制量不同分为四类）(见18)特性方程电压控制电压源（VCVS）：特性方程电流控制电压源（CCVS）：本讲稿第三十二页，共五十三页特性方程电压控制电流源（VCCS）：特性方程电流控制电流源（CCCS）：本讲稿第三十三页，共五十三页is5+u1-2i+u2-例例1-1已知已知u2=0.5u1,iS=2A,求求iu1=10V
7、u2=5Vi=2.5A本讲稿第三十四页，共五十三页$1-10基尔霍夫定律（基尔霍夫定律（19）12354123支路支路b=5节点节点n=3回路回路L=635一、支路、节点、回路一、支路、节点、回路支路支路组成电路的每组成电路的每一个两端元件一个两端元件节点节点支路的连接点支路的连接点回路回路由支路构成的闭合路径由支路构成的闭合路径本讲稿第三十五页，共五十三页二、二、基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）根据根据KCL：i1-i2+i3=0即即i1+i3=i2i1i2i3例例1-10-136w任一节点上总的流入电流的任一节点上总的流入电流的“代数和代数和”为为零零w节点上总的流入的电流恒等
8、于流出的电流节点上总的流入的电流恒等于流出的电流本讲稿第三十六页，共五十三页例例1-10-2三式相加：三式相加：i1+i2+i3=0结论：对于包围结论：对于包围n个节点的闭合面，个节点的闭合面，KCL定律一样成立定律一样成立(如图如图)练习练习1-1637i1i2i3i4i6i5根据根据KCL：节点节点1：i1-i4-i5=0节点节点2：i2+i4-i6=0节点节点3:i3+i6+i5=0本讲稿第三十七页，共五十三页例例1-10-4求求I、I、I”10A5AII”2AI根据根据KCL：节点节点1I=10-5=5A节点节点2I”=10-2=8A节点节点3I=5-I”=5-8=-3A节点节点438
9、本讲稿第三十八页，共五十三页三、基尔霍夫电压定律（三、基尔霍夫电压定律（KVL）例例1-10-5+u1-+u2-+u3-ab根据根据KVL：U1+U2-U3=0即即U1+U2=U3=Uab39w沿任一回路，所有支路电压沿任一回路，所有支路电压“代数和代数和”恒为零恒为零回路中元件电压降总和等于元件回路中元件电压降总和等于元件“电压升电压升”总和总和任意二个节点间的电压有唯一值，与路径无关任意二个节点间的电压有唯一值，与路径无关本讲稿第三十九页，共五十三页例例1-10-6求：求：U解一：根据解一：根据KVL：设闭合回路设闭合回路40+8V-+5V-+U-+20V-ab5+U+8-20=0U=7V
10、解二：解二：根据两节点电压有唯一值，设根据两节点电压有唯一值，设a、bUab=5+U+8=20本讲稿第四十页，共五十三页例例1-2已知：已知：U1=U3=1V，U2=4V，U4=U5=2V，求：求：Ux（22页）+u2-+u4-+u3-+ux-+u1-+U6-+u5-123根据根据KVL：411：-U1+U2+U6-U3=02：-U6+U4+U5-Ux=0解出解出Ux=6V若取外围大回路若取外围大回路一个方程可求出一个方程可求出Ux本讲稿第四十一页，共五十三页几个几个KCL、KVL综合应用实例：综合应用实例：例例1：已知：已知iS=3A，us=5V，R5，求求Pus、Pis、PR。+-uSiS
11、R-U1+U2-本讲稿第四十二页，共五十三页例例2：已知：已知iS=2A，us=5V，R10，求求Pus、Pis、PRiS+-uSRi1i2（吸收）（吸收）（产生）本讲稿第四十三页，共五十三页44例例1：已知已知R1=1，R2=2，R3=3，Us1=3V，Us2=1V，求，求R1两端的电压两端的电压U1+uS1-+u1-+us2-R1R2R3根据根据KVL：12I2I3I1U1=0.82V设设I、U参考方向参考方向-U1+U2+Us2=0U3+U1-Us1=0+U3-+U2-KCL：I1+I2-I3=0本讲稿第四十四页，共五十三页例例2：已知已知R1=0.5k，R2=1k，R3=2k，Us=1
12、0V，ic=50I1，求，求R3两端的电压两端的电压U3+u3-R2R3R11I1I2+uS-Ic根据根据KCL:I2=I1+IC（1）KVL：（回路如图）u3=-IcR3=-50i1*2000=-19.4V45设设I2如图如图-uS+I1R1+I2R2=0(2)IC=50I1(3)得：得：I1=1.94*10-4A本讲稿第四十五页，共五十三页例例3求求Us和受控源功率和受控源功率46I+U-+Us-5+4.9v-0.98I0.16本讲稿第四十六页，共五十三页i1+Us-+U1-+3U1-47练习练习1-15已知已知Us=10V，i1=2A，R1=4.5,R2=1,求求i2R1i2R2根据根据
13、KVL：本讲稿第四十七页，共五十三页结论：结论：求解电阻电路中的求解电阻电路中的I，U，其实就，其实就是根据是根据KCL，KVL、VCR列方列方程组，然后求解方程组。程组，然后求解方程组。对复杂电路直接列方程组求解可能很困难，要对复杂电路直接列方程组求解可能很困难，要用后面介绍的由用后面介绍的由KVL、KCL推出的各种具体推出的各种具体的分析方法的分析方法48本讲稿第四十八页，共五十三页习题：习题：1-121-14(2)1-20（b)1-21答案：1-12（a）PR=0.5W(吸收)P1V=0.5W(吸收)Pis=1W(发出)（b）P1=1W(吸收)P2=0.5W(吸收)P1V=0.5W(发出
14、)P2V=1W(发出)1-14(2)图(b)Ucb=-13V1-21 I1=14.94mA U0=5.06V 本讲稿第四十九页，共五十三页思考题思考题一、求图示电路中的未知电流。一、求图示电路中的未知电流。本讲稿第五十页，共五十三页二、二、图图示示电电路，求路，求uab图题图题1-4本讲稿第五十一页，共五十三页三、三、求图示电路中电压求图示电路中电压U1、U2和电流和电流I，1A+U1-2A112+10V 10V -I+U2-I=1-10/2-2=-6AU1=10+1=11VU2=10-2=8V本讲稿第五十二页，共五十三页四、求图示电路受控电压源功率四、求图示电路受控电压源功率5A13+10V 10V -I+2I 2I -2I+3I=10I=2AU受控受控=2*I=4VI受控受控=I+5-2I=3AP=12W（吸收）（吸收）本讲稿第五十三页，共五十三页