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1、直流电路的概念及分析第1页，共80页，编辑于2022年，星期一第第 1 章直流电路的概念及分析章直流电路的概念及分析第2页，共80页，编辑于2022年，星期一1.1 电路的基本概念电路的基本概念l1.1.1 电路的组成电路的组成 路是为实现和完成人们的某种需求，路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导线、开关、负载等电气设备或由电源、导线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来，能使电流流通的整体。元器件组合起来，能使电流流通的整体。简单地说，就是电流的通路。实际电路的简单地说，就是电流的通路。实际电路的组成方式多种多样，但通常由组成方式多种多样，但通常由 3 部分组成：部分组成：电源、中间环
2、节和负载电源、中间环节和负载，如图，如图 1 一一 1(a）所示）所示第3页，共80页，编辑于2022年，星期一第4页，共80页，编辑于2022年，星期一2 电路的作用电路的作用 电路的基本作用有电路的基本作用有两大类两大类：一是实现能量的传：一是实现能量的传输、分配和转换。如在电力系统中，发电机把热输、分配和转换。如在电力系统中，发电机把热能、水能、原子能转换成电能，通过变压器、输能、水能、原子能转换成电能，通过变压器、输电线路将电能传输和配送到用户，然后用户根据电线路将电能传输和配送到用户，然后用户根据实际需要又把电能转换成机械能、光能和热能等。实际需要又把电能转换成机械能、光能和热能等。
3、二是实现信号的传递和处理。通过电路元件，可二是实现信号的传递和处理。通过电路元件，可以将信号源施加的信号变换或加工成所需的输出以将信号源施加的信号变换或加工成所需的输出信号。例如，电子设备中放大器的作用是把微弱信号。例如，电子设备中放大器的作用是把微弱的输人信号加以放大，成为满足工作需要的强输的输人信号加以放大，成为满足工作需要的强输出信号。出信号。第5页，共80页，编辑于2022年，星期一1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量l1.2.1 电流电流 在电场力的作用下，电荷有规则的定在电场力的作用下，电荷有规则的定向移动，形成了电流。规定正电荷的运动向移动，形成了电流。规定正电荷的运动方向为
4、电流的实际方向。把单位时间内通方向为电流的实际方向。把单位时间内通过某一导体横截面的电荷量定义为电流。过某一导体横截面的电荷量定义为电流。设在设在 dt 时间内通过导体横截面的电荷量时间内通过导体横截面的电荷量为为dq，则电流表示为，则电流表示为第6页，共80页，编辑于2022年，星期一 电流的实际方向是客观存在的，但在分析复杂的直电流的实际方向是客观存在的，但在分析复杂的直流电路时，往往难于事先判断某支路中电流的实际方流电路时，往往难于事先判断某支路中电流的实际方向，对于交流电路而言，其方向更是随时间变化的。向，对于交流电路而言，其方向更是随时间变化的。因此，在电路分析中，可以任意假定一个电
5、流方向。因此，在电路分析中，可以任意假定一个电流方向。当假定的电流方向与实际方向一致时，电流值取正，当假定的电流方向与实际方向一致时，电流值取正，相反时取负值。假定的电流方向称为电流的相反时取负值。假定的电流方向称为电流的参考方向参考方向。图图 1 一一 2(a),(b）表明参考方向与）表明参考方向与实际方向实际方向的的关系。关系。第7页，共80页，编辑于2022年，星期一1.2.2 电压与电位电压与电位 在电路中，电荷受电场力推动而定向在电路中，电荷受电场力推动而定向移动，电场力将作功，为了衡量电场力作移动，电场力将作功，为了衡量电场力作功的能力，引人电压这一物理量。直流电功的能力，引人电压
6、这一物理量。直流电压用压用 U 表示，交流电压用表示，交流电压用 u 表示。如果表示。如果正电荷曲由正电荷曲由 a 点移到点移到 b 点时电场力所作点时电场力所作的功为的功为 dw，则，则 a,b 两点间电压为两点间电压为第8页，共80页，编辑于2022年，星期一 电压与电位的关系为：电压与电位的关系为：a,b 两点之间两点之间的电压等于这两点之间的电位差，即的电压等于这两点之间的电位差，即第9页，共80页，编辑于2022年，星期一 关于电流和电压的参考方向，还有以下关于电流和电压的参考方向，还有以下几点需要说明几点需要说明l(1）电流、电压的参考方向可以任意选）电流、电压的参考方向可以任意选
7、定。定。l(2）今后计算电路，一般要先标出参考）今后计算电路，一般要先标出参考方向再进行计算，方向再进行计算，l(3）一般地讲，同一段电路的电流和电）一般地讲，同一段电路的电流和电压的参考方向可以各自选定，不必强求一压的参考方向可以各自选定，不必强求一致。致。l(4)关联方向关联方向第10页，共80页，编辑于2022年，星期一第11页，共80页，编辑于2022年，星期一1.2.3 电动势电动势 在电路中，正电荷是从高电位流向低电位的，因在电路中，正电荷是从高电位流向低电位的，因此要维持电路中的电流，就必须有能把正电荷从低此要维持电路中的电流，就必须有能把正电荷从低电位移至高电位的非电场力，电源
8、的内部就存在非电位移至高电位的非电场力，电源的内部就存在非电场力。非电场力把单位正电荷从电源内部由低电电场力。非电场力把单位正电荷从电源内部由低电位端移到高电位端所作的功，称为电动势，用字母位端移到高电位端所作的功，称为电动势，用字母e(E）表示。电动势的实际方向在电源内部从低）表示。电动势的实际方向在电源内部从低电位指向高电位，单位与电压相同，用电位指向高电位，单位与电压相同，用 V（伏特）（伏特）表示。设在电源内部非电场力把正电荷向从低电位表示。设在电源内部非电场力把正电荷向从低电位端移到高电位端所作的功为端移到高电位端所作的功为 dw，则电源的电动势，则电源的电动势为为第12页，共80页
9、，编辑于2022年，星期一1.2.4 功率功率 电能量对时间的变化率，称为功率，也电能量对时间的变化率，称为功率，也就是电场力在单位时间内所作的功。设电就是电场力在单位时间内所作的功。设电场力在场力在 dt时间内所作的功为时间内所作的功为 dw，则功率，则功率表示为表示为第13页，共80页，编辑于2022年，星期一l元件两端电压和流过的电流在关联参考方元件两端电压和流过的电流在关联参考方向下时，向下时，lP=UI0，元件吸收功率。，元件吸收功率。lP=UI0，元件发出功率。，元件发出功率。lP=UI0，元件吸收功率。，元件吸收功率。第14页，共80页，编辑于2022年，星期一第15页，共80页
10、，编辑于2022年，星期一1.3 电阻元件和欧姆定律电阻元件和欧姆定律l3.1 一段电路的欧姆定律一段电路的欧姆定律 当电阻两端加上电压时，电阻中就会当电阻两端加上电压时，电阻中就会有电流通过，如图有电流通过，如图 1 一一 7 所示。实验证所示。实验证明：在一段没有电动势而只有电阻的电路明：在一段没有电动势而只有电阻的电路中，电流中，电流 I 的大小与电阻的大小与电阻 R 两端的电压两端的电压 U 成正比，与电阻值成正比，与电阻值 R 的大小成反比。在的大小成反比。在电压、电流的电压、电流的关联方向关联方向下，一段电阻电路下，一段电阻电路的欧姆定律表达式为的欧姆定律表达式为 U=IR 第16
11、页，共80页，编辑于2022年，星期一1.3.2 全电路欧姆定律全电路欧姆定律 在图在图 1 一一 8 所示的闭合电路中，所示的闭合电路中，E 为为电源的电动势，电源的电动势，R。为电源的内阻，。为电源的内阻，E 与与 R。构成了电源的内电路，如图中虚。构成了电源的内电路，如图中虚线框的部分；线框的部分；R 为负载电阻，只是电源为负载电阻，只是电源的外电路，外电路和内电路共同组成了闭的外电路，外电路和内电路共同组成了闭合电路。为使电压平衡，有合电路。为使电压平衡，有第17页，共80页，编辑于2022年，星期一1.3.3 线性电阻与非线性电阻线性电阻与非线性电阻 对满足欧姆定律的电阻称为线性电阻
12、，对满足欧姆定律的电阻称为线性电阻，即电阻两端的电压与通过的电流成正比，即电阻两端的电压与通过的电流成正比，其电阻值是一个常数。线性电阻的伏安特其电阻值是一个常数。线性电阻的伏安特性是一条通过坐标原点的直线。如图性是一条通过坐标原点的直线。如图 1 一一 9(a）所示。不满足欧姆定律的电阻称）所示。不满足欧姆定律的电阻称为非线性电阻，即电阻两端的电压与通过为非线性电阻，即电阻两端的电压与通过的电流不成正比关系，电阻不是一个常数，的电流不成正比关系，电阻不是一个常数，随电压、电流变动。如图随电压、电流变动。如图 1 一一 9(b）所）所示。示。第18页，共80页，编辑于2022年，星期一1.4
13、电路的连接电路的连接 两个或两个以上电阻依次相连，中间两个或两个以上电阻依次相连，中间无分支的连接方式称为电阻的无分支的连接方式称为电阻的串联串联电路。电路。如图如图 1 一一 10(a)所示为所示为 R:,RZ,R3 相相串联的电路，图串联的电路，图 1 一一 10(b）为图）为图 1 一一 10(a）的等效电路。）的等效电路。第19页，共80页，编辑于2022年，星期一1 串联电路的牲质串联电路的牲质 l(1）串联电路中流过每个电阻的电流都）串联电路中流过每个电阻的电流都相等，相等，l(2）串联电路两端的总电压等于各电阻）串联电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和两端的电压之和l(3）串
14、联电路的等效电阻（即总电阻）串联电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和等于各串联电阻之和l(4）串联电路的总功率等于各串联电阻）串联电路的总功率等于各串联电阻功率之和功率之和第20页，共80页，编辑于2022年，星期一2 串联电路的分压作用串联电路的分压作用 在串联电路中，电压的分配与电阻成正在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，即电阻值越大的电阻所分配到的电压比，即电阻值越大的电阻所分配到的电压越大，反之电压越小。各电阻上消耗的功越大，反之电压越小。各电阻上消耗的功率与其电阻值成正比。率与其电阻值成正比。l3 串联的在实际中，串联的在实际中，利用串联分压的原理，可以扩大电压利用串联分压
15、的原理，可以扩大电压表的量程，还可以制成电阻分压器。表的量程，还可以制成电阻分压器。第21页，共80页，编辑于2022年，星期一1.4.2 电阻的并联电阻的并联1 并联电路的牲质并联电路的牲质 l(1）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压路两端的电压l(2）并联电路中的总电流等于各电阻中的电流之）并联电路中的总电流等于各电阻中的电流之和，和，l(3）并联电路的等效电阻（即总电阻）的倒数）并联电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和等于各并联电阻的倒数之和l(4）并联电路消耗功率的总和等于相并联各电阻消耗）并联电路消耗功率
16、的总和等于相并联各电阻消耗功率之和功率之和第22页，共80页，编辑于2022年，星期一2 并联电路的分流作用并联电路的分流作用 在并联电路中，电流的分配与电阻成在并联电路中，电流的分配与电阻成反比，即阻值越大的电阻所分配到的电流反比，即阻值越大的电阻所分配到的电流越小，反之电流越大。当两个电阻并联时，越小，反之电流越大。当两个电阻并联时，I 1和和I2分别为分别为第23页，共80页，编辑于2022年，星期一3 电阻并联的应用电阻并联的应用 利用电阻并联的分流作用，可扩大电利用电阻并联的分流作用，可扩大电流表的量程。在实际应用中，用电器在电流表的量程。在实际应用中，用电器在电路中通常都是并联运行
17、的，属于相同电压路中通常都是并联运行的，属于相同电压等级的用电器必须并联在同一电路中，这等级的用电器必须并联在同一电路中，这样才能保证它们都在规定的电压下正常工样才能保证它们都在规定的电压下正常工作作第24页，共80页，编辑于2022年，星期一1.4.3 电阻的混联电阻的混联计算混联电路的等效电阻的步骤大致如下：计算混联电路的等效电阻的步骤大致如下：l(1）先把电路整理和化简成容易看清的）先把电路整理和化简成容易看清的串联或并联关系；串联或并联关系；l(2）根据简化的电路进行计算。）根据简化的电路进行计算。第25页，共80页，编辑于2022年，星期一1.5 电压源、电流源及其等效变换电压源、电
18、流源及其等效变换l5.1 电压源电压源 电压源如图电压源如图 1 一一 14 所示。它具有以下所示。它具有以下特点：电压源两端的电压特点：电压源两端的电压 us(t）为确定）为确定的时间函数，与流过的电流无关。当的时间函数，与流过的电流无关。当 us（t）为直流电压源时，如果内阻）为直流电压源时，如果内阻R0=0，两端的电压两端的电压U（t）不变，）不变，U（t）=U，把这个电压源称为理想电压源。理想电压把这个电压源称为理想电压源。理想电压源的伏安特性如图源的伏安特性如图 1 一一 15 所示。所示。第26页，共80页，编辑于2022年，星期一第27页，共80页，编辑于2022年，星期一第28
19、页，共80页，编辑于2022年，星期一1.5.2 电流源电流源l电流源电流源 如图如图 1 一一 18 所示。电流所示。电流 is(t）是确）是确定的时间函数，与电流源两端的电压无关。定的时间函数，与电流源两端的电压无关。在直流电流源的情况下，如果内阻在直流电流源的情况下，如果内阻 R=0，输出的电流是恒值，输出的电流是恒值，i s(t）=I，把这，把这个电流源称为理想电流源，其伏安特性如个电流源称为理想电流源，其伏安特性如图图 1 一一 19 所示。从图所示。从图 1 一一 20 中可以看中可以看出，电流源输出的电流不随外电路的改变出，电流源输出的电流不随外电路的改变而改变。而改变。第29页
20、，共80页，编辑于2022年，星期一第30页，共80页，编辑于2022年，星期一1.5.3 实际电源两种模型的等效变换实际电源两种模型的等效变换 实际电源可用两种电路模型来表示，实际电源可用两种电路模型来表示，一种为理想电压源和电阻（内阻一种为理想电压源和电阻（内阻 R。）。）的串联模型，还有一种为理想电流源和电的串联模型，还有一种为理想电流源和电阻（内阻阻（内阻 R。）的并联模型，如图。）的并联模型，如图 1 一一 22 所示。实际电源的这两种电路模型，所示。实际电源的这两种电路模型，对外电路是相互等效的。对外电路是相互等效的。第31页，共80页，编辑于2022年，星期一电压源与电流源等效变
21、换时应注意：电压源与电流源等效变换时应注意：l(1）电压源与电流源的等效变换关系只）电压源与电流源的等效变换关系只对对外电路外电路而言，而言，内部内部是不等效的；是不等效的；l(2）变换时，两种电路模型的）变换时，两种电路模型的极性极性必须必须一致；一致；l(3）理想理想电压源与理想电流源不能等效电压源与理想电流源不能等效变换变换第32页，共80页，编辑于2022年，星期一第33页，共80页，编辑于2022年，星期一1.5.4 电路的短路和开路电路的短路和开路 当电源与负载相连接时，根据所连接当电源与负载相连接时，根据所连接负载的情况，电路通常会出现短路、开路、负载的情况，电路通常会出现短路、
22、开路、带负载带负载 3 种工作状态。如图种工作状态。如图 1 一一 26 所示所示电路，有电路，有第34页，共80页，编辑于2022年，星期一l电气设备额定值电气设备额定值 l满载工作状态满载工作状态 l轻载工作状态轻载工作状态 l过载工作状态过载工作状态 第35页，共80页，编辑于2022年，星期一1.6基尔霍夫定律1.6.1几个专用名词第36页，共80页，编辑于2022年，星期一l1 支路支路 电路中的每一分支称为支路。图电路中的每一分支称为支路。图 1 一一 27 中共有中共有 3 条条支路，分别是支路，分别是 bad、bcd 和和 hed。l2 节点节点 3 条或条或 3 条以上支路的
23、交点称为节点。图条以上支路的交点称为节点。图 1 一一 27 中共有两中共有两个节点，它们是个节点，它们是 b 点和点和 d 点。点。l3 回路回路 电路中任意一个闭合路径称为回路。图电路中任意一个闭合路径称为回路。图 1 一一 27 中共中共有有 3 个回路，分别是个回路，分别是 abeda,abcda 和和 cdeb。l4 网孔网孔 回路平面上不含支路的回路称为网孔。图回路平面上不含支路的回路称为网孔。图 1 一一 27 中有两个中有两个网孔，分别是网孔，分别是 abcda 和。和。deb。第37页，共80页，编辑于2022年，星期一1.6.2 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电
24、流定律简称基尔霍夫电流定律简称 KCL，是用来，是用来确定电路中连接同一节点的各支路电流间确定电路中连接同一节点的各支路电流间关系的定律，它的内容是：对于电路中任关系的定律，它的内容是：对于电路中任一节点，在任一时刻流人节点的电流之和一节点，在任一时刻流人节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即流经任意等于流出该节点的电流之和，即流经任意一个节点上的电流的代数和恒等于零。一个节点上的电流的代数和恒等于零。第38页，共80页，编辑于2022年，星期一例例:求求i1、i2 第39页，共80页，编辑于2022年，星期一l基尔霍夫电流定律的推广：流出基尔霍夫电流定律的推广：流出(或流入或流入)封闭面
25、封闭面电流的代数和为零。电流的代数和为零。i=0第40页，共80页，编辑于2022年，星期一例例I1+I2=I3例例I=0基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）的扩展）的扩展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R第41页，共80页，编辑于2022年，星期一1.6.3基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律简称基尔霍夫电压定律简称 KVL，是用，是用来确定回路中各部分电压之间关系的定律，来确定回路中各部分电压之间关系的定律，它的内容是：对于电路中任一回路，沿该它的内容是：对于电路中任一回路，沿该回路绕行一周，各部分电压的代数和恒等回路绕行一周，各部分电压的代数和恒等
26、于零。其数学表达式为于零。其数学表达式为第42页，共80页，编辑于2022年，星期一I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例如：例如：回路回路 a-d-c-a电位升电位升电位降电位降或：或：第43页，共80页，编辑于2022年，星期一在运用时，注意在运用时，注意:l1)任意指定一个任意指定一个绕行回路的方向绕行回路的方向,顺时针顺时针或逆时针或逆时针.l2)电阻上电压降正负号的确定电阻上电压降正负号的确定:电流参考电流参考方向与回路绕行方向与回路绕行方向一致方向一致时时iR前取正号，前取正号，相反时取负号；相反时取负号；l3)电动势正负号的确定电动势正负号的确
27、定:电压源电压方向电压源电压方向如回路绕行方向由电源的如回路绕行方向由电源的正极到负极正极到负极时时,电源的电动势取正号电源的电动势取正号,相反时取负号。相反时取负号。第44页，共80页，编辑于2022年，星期一第45页，共80页，编辑于2022年，星期一电位升电位升电位降电位降E+_RabUabI基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL）也适合开口电路）也适合开口电路例例或或第46页，共80页，编辑于2022年，星期一讨论题讨论题求：求：I1、I2、I3 能否很快说出结果能否很快说出结果？1+-3V4V1 1+-5VI1I2I3第47页，共80页，编辑于2022年，星期一1.7 支路电流法支
28、路电流法 支路电流法是分析、计算复杂电路的支路电流法是分析、计算复杂电路的一种基本方法。它是以电路中每条支路的一种基本方法。它是以电路中每条支路的电流为未知量，对独立节点、独立回路电流为未知量，对独立节点、独立回路（网孔）分别应用基尔霍夫电流定律、电（网孔）分别应用基尔霍夫电流定律、电压定律列出相应的方程，从而解得支路电压定律列出相应的方程，从而解得支路电流。流。第48页，共80页，编辑于2022年，星期一支路电流法举例 第49页，共80页，编辑于2022年，星期一通过以上分析，可总结出支路电流法的解题步骤为：l(1）假定各支路电流的参考方向、网孔的绕行方向；l(2）根据基尔霍夫电流定律对独立
29、节点列电流方程，如果电路中有n个节点，则列出(n一1）个独立电流方程；l(3）根据基尔霍夫电压定律对独立回路列电压方程（一般选取网孔，网孔是独立回路）,如果电路中有n个节点、b条支路，则可列出b一（n一1）个独立回路方程；l(4）联立方程组，求解得出各支路电流第50页，共80页，编辑于2022年，星期一是否能少列是否能少列一个方程一个方程?N=4 B=6ER6aI3sI3d+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1Ux例例2电流方程电流方程支路电流未知数少一个：支路电流未知数少一个：支路中含有恒流源的情况支路中含有恒流源的情况第51页，共80页，编辑于2022年，星期一N=4 B=6电压方程
30、：电压方程：结果：结果：5个电流未知数个电流未知数+一个电压未知数一个电压未知数=6个未知数个未知数 由由6个方程求解。个方程求解。dE+_bcI1I2I4I5I6R5R4R2R1UxaI3s第52页，共80页，编辑于2022年，星期一第53页，共80页，编辑于2022年，星期一第54页，共80页，编辑于2022年，星期一1.8电路中电位的计算第55页，共80页，编辑于2022年，星期一第56页，共80页，编辑于2022年，星期一 从上面例题可以看出，在计算电路中各从上面例题可以看出，在计算电路中各点电位时，要注意以下两点：点电位时，要注意以下两点：l(1）电路中某一点）电路中某一点电位电位等
31、于该点与参考等于该点与参考点之间的电压；点之间的电压；l(2）参考点选得不同参考点选得不同，电路中各点的电，电路中各点的电位值随着改变，但是任意两点间的电压值位值随着改变，但是任意两点间的电压值是不变的，所以各点电位的高低是相对的，是不变的，所以各点电位的高低是相对的，而两点间的电压值是绝对的。而两点间的电压值是绝对的。第57页，共80页，编辑于2022年，星期一例例例例:图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点点 的电位的电位VA解解:(1)当开关当开关S S断开时断开时(2)当开关闭合时当开关闭合时,电路电路 如图（如图（b）电流电流 I2=0，电位电位 V
32、A=0V 。电流电流 I1=I2=0，电位电位 VA=6V 。电流在闭合电流在闭合路径中流通路径中流通2K A+I I1 12k I I2 26V(b)2k+6VA2k SI I2 2I I1 1(a)第58页，共80页，编辑于2022年，星期一1.9 叠加定理叠加定理 叠加定理是指在线性电路中，如果有叠加定理是指在线性电路中，如果有多个独立电源同时作用时，任何一条支路多个独立电源同时作用时，任何一条支路的电压或电流，都等于电路中各个独立电的电压或电流，都等于电路中各个独立电源单独作用时在该支路所产生的电压或电源单独作用时在该支路所产生的电压或电流的代数和。流的代数和。第59页，共80页，编辑
33、于2022年，星期一应用叠加原理解题的步骤为：应用叠加原理解题的步骤为：l(1）将原电路图等效成）将原电路图等效成各个各个独立源单独作用的分电路图；独立源单独作用的分电路图；l(2）在各分电路图中标出各支路电流或电压的）在各分电路图中标出各支路电流或电压的参考参考方向方向，既可以与原电路图中参考方向一致，也可以不，既可以与原电路图中参考方向一致，也可以不同，方向的选取以求解方便为准则；同，方向的选取以求解方便为准则；l(3）分别在各分电路中求解各支路电流或电压；）分别在各分电路中求解各支路电流或电压；l(4）对各分电路的同一支路的电流或电压求）对各分电路的同一支路的电流或电压求代数和代数和，并
34、考虑各分电路中各支路电流或电压的参考方向与原电并考虑各分电路中各支路电流或电压的参考方向与原电路的对应关系，即得到多电源共同作用的结果。路的对应关系，即得到多电源共同作用的结果。第60页，共80页，编辑于2022年，星期一第61页，共80页，编辑于2022年，星期一第62页，共80页，编辑于2022年，星期一应用叠加原理要注意的问题应用叠加原理要注意的问题1.叠加原理只适用于线性电路（电路参数不随电压、叠加原理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的
35、恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+第63页，共80页，编辑于2022年，星期一4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率。如：求功率。如：5.运用叠加原理时也可以把电源分组求解，每个分运用叠加原理时也可以把电源分组求解，每个分
36、 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。设：设：则：则：I3R3=+第64页，共80页，编辑于2022年，星期一1.10 戴维南定理戴维南定理 所谓戴维南定理，是指任何一个有源二端线性网络，所谓戴维南定理，是指任何一个有源二端线性网络，对外电路而言，都可以用一个理想电压源对外电路而言，都可以用一个理想电压源 E 和电阻和电阻 R。串联来等效，其中电压源的电压等于有源二端网。串联来等效，其中电压源的电压等于有源二端网络两端点间的开路电压络两端点间的开路电压 U0，电阻，电阻 R。等于二端网络。等于二端网络中所有独立电源为零时从端口处看进去的等效电阻。中所有独立电源为零时从端口处
37、看进去的等效电阻。独立电源为零是指电流源开路、电压源短路。独立电源为零是指电流源开路、电压源短路。E 的的极性与开路电压极性与开路电压 U0 的极性一致。如图的极性一致。如图 1 一一 37 所示所示第65页，共80页，编辑于2022年，星期一第66页，共80页，编辑于2022年，星期一第67页，共80页，编辑于2022年，星期一应用戴维南定理解题步骤为：应用戴维南定理解题步骤为：l(1）将待求支路从电路中分离出来，求剩）将待求支路从电路中分离出来，求剩下的二端网络的开路电压下的二端网络的开路电压 U0;l(2）令有源二端网络全部电源均为零值，）令有源二端网络全部电源均为零值，求从网络端口看进
38、去的等效电阻求从网络端口看进去的等效电阻 R 0；l(3）画出戴维南等效电源电路，求出待求）画出戴维南等效电源电路，求出待求量。量。第68页，共80页，编辑于2022年，星期一第69页，共80页，编辑于2022年，星期一第70页，共80页，编辑于2022年，星期一戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之一）（之一）已知：已知：R1=20 、R2=30 R3=30 、R4=20 E=10V求：当求：当 R5=10 时，时，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络第71页，共80页，编辑于2022年，星期一第一步：求开端电压第一步
39、：求开端电压Ux第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 RdUxR1R3+_R2R4EABCDCRdR1R3R2R4ABD第72页，共80页，编辑于2022年，星期一+_EdRdR5I5等效电路等效电路R5I5R1R3+_R2R4E第73页，共80页，编辑于2022年，星期一第三步：求未知电流第三步：求未知电流 I5+_EdRdR5I5Ed=UX=2VRd=24 时时第74页，共80页，编辑于2022年，星期一l 对对于于有有些些电电路路，可可以以直直接接采采取取图图解解的的方方法法，根根据据两两种种实实际际电电源源的的等等效效互互换换原原理理，将将电电源源进进行行等等效效变变换换，合合并并电电
40、源源和和电电阻阻，使使电电路路最最后后简简化化为为戴戴维维南南等等效效电电路。路。图解法图解法第75页，共80页，编辑于2022年，星期一l 图解法因直观和易掌握，因此图解法因直观和易掌握，因此非常适用于含电流源与电阻并联成非常适用于含电流源与电阻并联成电压源与电阻串联的电路，或不含电压源与电阻串联的电路，或不含受控源的电路的戴维南等效变换。受控源的电路的戴维南等效变换。第76页，共80页，编辑于2022年，星期一戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之二）（之二）求：求：U=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU第77页，共80页，编辑于2022年，星期一+_EdRd57 9V33 等效电路等效电路4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU第78页，共80页，编辑于2022年，星期一 求解未知电压求解未知电压。+_EdRd57 9V33 第79页，共80页，编辑于2022年，星期一+-+-E3E1E2-R1RRRI1I2I3I4I5I6以下电路欲求各电流，用什么方法求解最方便以下电路欲求各电流，用什么方法求解最方便？提示：直接用克氏定律比较方便。提示：直接用克氏定律比较方便。I4 I5 I6 I1 I2 I3 应用举例应用举例 第80页，共80页，编辑于2022年，星期一