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1、第一章 直 流 电 路第1页，共100页，编辑于2022年，星期一v上篇:电工学v下篇:电子技术:模拟电路 数字电路第2页，共100页，编辑于2022年，星期一 第一章第一章 直流电路直流电路 电路的基本概念电路的基本概念 第一节第一节第二节第二节 电压源、电流源及其等效转换电压源、电流源及其等效转换第三节第三节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律第四节第四节 支路电流法支路电流法第五节第五节 叠加原理叠加原理第六节第六节 戴维宁定理戴维宁定理 第七节第七节 非线性电阻简介非线性电阻简介第3页，共100页，编辑于2022年，星期一v电路的组成和作用电路的组成和作用v电路模型和理想电路元件电路模型和理想电
2、路元件v电路中物理量的参考方向电路中物理量的参考方向v电路的三种工作状态电路的三种工作状态v电功率电功率 第一节 电路的基本概念第4页，共100页，编辑于2022年，星期一电电池池灯灯泡泡EIRU+_负载负载电源电源第一节 电路的基本概念一、电路的组成和作用一、电路的组成和作用电路：电路：为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。即：电流的通路称为电路。即：电流所经之路。电流所经之路。第5页，共100页，编辑于2022年，星期一发电厂发电厂变压器、传输线变压器、传输线聊城大学聊城大学1、电路的组成、电
3、路的组成电源电源-提供电能的装置提供电能的装置中间环节中间环节-传输、分配电能的作用传输、分配电能的作用负载负载-取用电能的装置取用电能的装置2、电路的作用、电路的作用电能的传输和转换（发电、照明电能的传输和转换（发电、照明等）等）信息的传递和处理（信号的信息的传递和处理（信号的 产生、产生、放大、整形、数字信号的运算、存放大、整形、数字信号的运算、存储等）储等）第6页，共100页，编辑于2022年，星期一电电池池灯灯泡泡EIRU+_负载负载电源电源二、电路模型和理想电路元件二、电路模型和理想电路元件1、实际电路元件理想化后得电路模型。如：灯泡有电阻性、电容性和电感、实际电路元件理想化后得电路
4、模型。如：灯泡有电阻性、电容性和电感性，但主要是电阻性。性，但主要是电阻性。第7页，共100页，编辑于2022年，星期一2、电路元件常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。电阻元件、电容元件、电感元件不产生电能为流源。电阻元件、电容元件、电感元件不产生电能为流源。电阻元件、电容元件、电感元件不产生电能为流源。电阻元件、电容元件、电感元件不产生电能为无源元件无源元件无源元件无源元件；电；电；电；电压源、电流源
5、提供电能为压源、电流源提供电能为压源、电流源提供电能为压源、电流源提供电能为有源元件有源元件有源元件有源元件。无源元件又分为耗能元件（电阻）和储能元件（电容和电感）无源元件又分为耗能元件（电阻）和储能元件（电容和电感）无源元件又分为耗能元件（电阻）和储能元件（电容和电感）无源元件又分为耗能元件（电阻）和储能元件（电容和电感）符号第8页，共100页，编辑于2022年，星期一电流电流电压电压电动势电动势三、电路中物理量的参考方向三、电路中物理量的参考方向电路中的物理量电路中的物理量物理量的实际方向物理量的实际方向实际方向：物理中对电量规定的方向。实际方向：物理中对电量规定的方向。第9页，共100页
6、，编辑于2022年，星期一电路分析中的参考方向（电路分析中的参考方向（正正方向方向）问题问题：在复杂电路中难于判断元件中物理量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？的实际方向，电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？E1AR3E2IR3B第10页，共100页，编辑于2022年，星期一(1)在解题前先人为地设定一个正方向在解题前先人为地设定一个正方向，作为参考方向作为参考方向。(3)根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反
7、。若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式。系的代数表达式。解决方法解决方法1、正方向（参考方向）的定义：、正方向（参考方向）的定义：在分析计算时，对电量人为规定的方向在分析计算时，对电量人为规定的方向第11页，共100页，编辑于2022年，星期一2 2、物理量正方向的表示方法、物理量正方向的表示方法电电池池灯灯泡泡IRUabE+_abu_+正负号正负号abUab（高电位在前，高电位在前，低电位在后）低电位在后）双下标双下标箭箭 头头uab电压电压+-IR电流电流：箭头从高电：箭头从高电位指
8、向低电位。位指向低电位。第12页，共100页，编辑于2022年，星期一例例已知：已知：E=2V,R=1问：问：当当U分别为分别为 3V 和和 1V 时，时，IR=?E IRRURabU解：解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：列电路方程：第13页，共100页，编辑于2022年，星期一(3)数值计算数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）E IRRURabU第14页，共100页，编辑于2022年，星期一(3)为了避免列方程时出错，为了避免列方程时出错，习惯上在负载两端
9、习惯上在负载两端把把 I 与与 U 的方向按相同方向假设，称关联正方向。的方向按相同方向假设，称关联正方向。(4)许多方程式，如许多方程式，如U/I=R 仅适用于假设正方向一致仅适用于假设正方向一致的情况。的情况。(1)“实际方向实际方向”是物理中规定的，而是物理中规定的，而“参考方向参考方向”（正（正方向）方向）则是人们在进行电路分析计算时则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。假任意假设的。假设时尽量同实际方向。设时尽量同实际方向。(2)在以后的解题过程中，注意一定要在以后的解题过程中，注意一定要先假定先假定“正方向正方向”(即在图中表明物理量的参考方向即在图中表明物理量的参考方向)，然
10、后再列方程然后再列方程 计算计算。缺少。缺少“参考方向参考方向”的物理量是无意义的的物理量是无意义的.3、正方向小结、正方向小结第15页，共100页，编辑于2022年，星期一 IRURab假设假设:与与 的方向一致的方向一致例例假设假设:与与 的方向相反的方向相反 IRURab第16页，共100页，编辑于2022年，星期一四、电路的三种工作状态四、电路的三种工作状态1、有载工作状态、有载工作状态aE+-bIUabRORLRL越小，越小，I越大，越大，RL小称为小称为负载重、负载重、RL大称为负载轻大称为负载轻电源提供的电流电源提供的电流I由外电路决定；由外电路决定；电源两端的电压电源两端的电压
11、Uab随着输出电流随着输出电流I的增大而下降。的增大而下降。IUabE伏安特性伏安特性Ro越大越大斜率越大斜率越大第17页，共100页，编辑于2022年，星期一2、开路状态、开路状态aE+-bIUabRORLaE+-bISRO3、短路状态、短路状态Uab0该状态为事故，应避免！该状态为事故，应避免！用电压表测有源二端网络的开路用电压表测有源二端网络的开路电压就是有源二端网络内部的电压就是有源二端网络内部的E有源元件：电压源，电流源。有源元件：电压源，电流源。无源元件：电阻，电容，电感。无源元件：电阻，电容，电感。第18页，共100页，编辑于2022年，星期一五、电功率五、电功率aIRUb1 1
12、、功率的概念、功率的概念：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U,流入此流入此部分电路的电流为部分电路的电流为 I，则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？功率有无正负？如果如果U I方向不一方向不一致结果如何？致结果如何？第19页，共100页，编辑于2022年，星期一 在在 U、I 正正方向选择一致的前提下，方向选择一致的前提下，IRUab或或IRUab“吸收功率吸收功率”（负载）（负载）“发出功率发出功率”（电源）（电源）若若 P=UI 0若若 P=UI 0IUab+-根据能量守衡关系根据能量守衡关系P（吸收）（吸收）=P（发出）（发出）（I和实际方
13、向相反因此为负值）和实际方向相反因此为负值）第20页，共100页，编辑于2022年，星期一 当当 计算的计算的 P 0 时时,则说明则说明 U、I 的实际方向的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，一致，此部分电路消耗电功率，为为负载负载。所以，从所以，从 P 的的+或或-可以区分器件的性质，可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。或是电源，或是负载。2 2、结论、结论在进行功率计算时，在进行功率计算时，如果假设如果假设 U U、I I 正方向一致正方向一致。当计算的当计算的 P 0 时时,则说明则说明 U、I 的实际方向相的实际方向相反，此部分电路发出电功率，反，此部分电路发出电功率，为电源为
14、电源。第21页，共100页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 电压源、电流源及其等效转换电压源、电流源及其等效转换v一 电压源v二 电流源v三 两种电源的等效变换第22页，共100页，编辑于2022年，星期一1 1、理想电压源、理想电压源 （恒压源）（恒压源）:RO=0 时的电压源时的电压源.特点特点：(1）输出电）输出电 压不变，其值恒等于电动势。压不变，其值恒等于电动势。即即 Uab US；（2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。IUS+_abUab伏安特性伏安特性IUabUS第二节第二节 电压源、电流源及其等效转换电压源、电流源及其等效转换一、电压源一、电压源RL
15、第23页，共100页，编辑于2022年，星期一恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设:US=10VIUS+_abUab2 R1当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AR22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：第24页，共100页，编辑于2022年，星期一恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_US恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_I_ 会引起会引起 I 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变I 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是_ 的变化。的变化。大小大小方向方向+_I恒压源特性小结恒压源特性小结USUababR
16、LIs第25页，共100页，编辑于2022年，星期一2、电压源、电压源aIRO+-USbUabRL伏安特性伏安特性IUabUS特点特点：(1）输出端电）输出端电 压随着负载电阻的变化而变化。压随着负载电阻的变化而变化。（2）输出电压随着输出电流的增大而减小。）输出电压随着输出电流的增大而减小。（电流由（电流由RL和和R0共同决定共同决定 ）第26页，共100页，编辑于2022年，星期一二、二、电流源电流源ISROabUabIIsUabI外外特特性性 RORO越大越大特性越陡特性越陡描述实际电源另一种电路模型描述实际电源另一种电路模型1、电流源模型、电流源模型特点：输出电压随着输出电流的减小而增
17、大。特点：输出电压随着输出电流的减小而增大。RL第27页，共100页，编辑于2022年，星期一2 2、理想电流源、理想电流源 （恒流源（恒流源):):RO=时的电流源时的电流源.特点：特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流流源电流 IS；abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。RL第28页，共100页，编辑于2022年，星期一恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设设:IS=1 A R=10 时，时，U=10 V R=1 时，时，U=1 V则则:例例第29页，共100页，编辑于
18、2022年，星期一恒流源特性小结恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变Uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化，或者是或者是 _的变化。的变化。大小大小方向方向 理想恒流源两端理想恒流源两端可否被短路可否被短路？abIUabIsR第30页，共100页，编辑于2022年，星期一电压源中的电流电压源中的电流如何决定如何决定？电流电流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例IE R_+abUab=?Is原则原则：I Is s不能变，不能变，E
19、 E 不能变。不能变。电压源中的电流电压源中的电流 I=IS恒流源两端的电压恒流源两端的电压第31页，共100页，编辑于2022年，星期一恒压源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US+_abIUabUab=US（常数）（常数）Uab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 Uab 无影响。无影响。IabUabIsI=Is （常数）（常数）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 无影响。无影响。输出电流输出电流 I 可变可变-I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由
20、外电路决定端电压端电压Uab 可变可变-Uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定第32页，共100页，编辑于2022年，星期一三三.两种电源的等效互换两种电源的等效互换 等效互换的条件：对外的电压电流相等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。I=I Uab=Uab即：即：IRO+-USbaUabISabUabI RO第33页，共100页，编辑于2022年，星期一1 1、等效互换公式、等效互换公式IRO+-USbaUabISabUabIRO则则I=I Uab=Uab若若第34页，共100页，编辑于2022年，星期一aUS+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabROIs
21、abI 第35页，共100页，编辑于2022年，星期一2 2、等效变换的注意事项、等效变换的注意事项“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外伏等效（等效互换前后对外伏-安安特性一致），特性一致），对内不等效。对内不等效。(1)时时例如：例如：IsaRObUabI RLaUS+-bIUabRORLRO中不消耗能量中不消耗能量RO中则消耗能量中则消耗能量对内不等效对内不等效对外等效对外等效第36页，共100页，编辑于2022年，星期一注意转换前后注意转换前后 U US S与与 I Is s 的方向的方向(2)aUS+-bIROUS+-bIROaIsaRObIaIsRObIE和和IS方
22、向相同方向相同US和和IS方向相反方向相反第37页，共100页，编辑于2022年，星期一(3)恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaUS+-bI（不存在不存在）（4）该等效该等效 变换可推广到含源支路。即恒压源变换可推广到含源支路。即恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和和 RO不一定是电源内阻。不一定是电源内阻。第38页，共100页，编辑于2022年，星期一R1R3IsR2R5R4I3I1I应应用用举举例例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?第39页，共100页，编辑于2022年，星期一
23、(接上页接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdEd+R4E4R5I-第40页，共100页，编辑于2022年，星期一基尔霍夫基尔霍夫电流和电流和基尔霍夫基尔霍夫电压两个定律及欧姆定律用来电压两个定律及欧姆定律用来描述电路中各部分电压或各部分电流之间的关系。描述电路中各部分电压或各部分电流之间的关系。名词注释：名词注释：节点：节点：三个或三个以上支路的联结点三个或三个以上支路的联结点支路：支路：电路中每一个含电路元件的分支电路中每一个含电路元件的分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径第三节第三节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路的基本定律
24、包括欧姆定律和电路的基本定律包括欧姆定律和基尔霍夫定律（分析基尔霍夫定律（分析复杂电路）。复杂电路）。第41页，共100页，编辑于2022年，星期一例例1电路中通过同一电流的每个分支称为电路中通过同一电流的每个分支称为支路支路。3条或条或3条以上支路的连接点称为条以上支路的连接点称为节点节点。电路中任一闭合的路径称为电路中任一闭合的路径称为回路回路。图示电路有图示电路有3条条支路，支路，2个节点，个节点，3个回路。个回路。第42页，共100页，编辑于2022年，星期一支路：支路：ab、ad、.（共（共6条）条）回路：回路：abda、bcdb、.（共（共7 个）个）节点：节点：a、b、.(共共4
25、个）个）例例2I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-第43页，共100页，编辑于2022年，星期一一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律(KCL)(KCL)对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为电流的代数和为 0。I1I2I3I4基尔霍夫电流定律的基尔霍夫电流定律的依据依据：电流的连续性：电流的连续性 I=0即：即：例例或或：流入取正、流出取负。流入取正、流出取负。第44页，共100页，编辑于2022年，
26、星期一电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例例I1+I2=I3例例I=0基尔霍夫电流定律的扩展基尔霍夫电流定律的扩展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R第45页，共100页，编辑于2022年，星期一二、基尔霍夫电压定律二、基尔霍夫电压定律(KVL)(KVL)对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，其电位对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，其电位升等于电位降。或电压的代数和为升等于电位降。或电压的代数和为 0。例如：例如：回路回路 a-d-c-a即：即：或：或：I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-
27、I和和E的正方向和的正方向和绕绕行方向行方向相同取正，反之取负相同取正，反之取负I和和U的正方向和的正方向和绕绕行方向行方向相同取正，反之取负相同取正，反之取负即：即：第46页，共100页，编辑于2022年，星期一E+_RabUabI基尔霍夫电压定律也适合开口电路。基尔霍夫电压定律也适合开口电路。例例更方便，更好用。更方便，更好用。第47页，共100页，编辑于2022年，星期一第四节第四节 支路电流法支路电流法 支路电流法是以支路电流法是以支路电流支路电流为未知量，为未知量，直接应用直接应用KCL和和KVL，分别对节点和回路，分别对节点和回路列出所需的方程式，然后联立求解出各未列出所需的方程式
28、，然后联立求解出各未知电流。知电流。一个具有一个具有b条支路、条支路、n个节点的电路，根据个节点的电路，根据KCL可列出（可列出（n1）个独立的节点电流方程）个独立的节点电流方程式，根据式，根据KVL可列出可列出b(n1)个独立的回路个独立的回路电压方程式。电压方程式。第48页，共100页，编辑于2022年，星期一未知数未知数：各支路电流：各支路电流解题思路：解题思路：根据克氏定律，列节点电流根据克氏定律，列节点电流 和回路电压方程，然后联立求解。和回路电压方程，然后联立求解。第49页，共100页，编辑于2022年，星期一解题步骤：解题步骤：1.对每一支路假设一未对每一支路假设一未 知电流知电
29、流（I1-I6）4.解联立方程组解联立方程组对每个节点有对每个节点有2.列电流方程列电流方程对每个回路有对每个回路有3.列电压方程列电压方程节点数节点数 N=4支路数支路数 b=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_例例1第50页，共100页，编辑于2022年，星期一节点节点a：列电流方程列电流方程节点节点c：节点节点b：节点节点d：bacd（取其中三个方程）（取其中三个方程）节点数节点数 N=4支路数支路数 b=6E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_按按KCL可列（可列（n-1）个独立方程）个独立方程第51页，共100页，编辑于2022
30、年，星期一列电压方程列电压方程电压、电流方程联立求得：电压、电流方程联立求得：bacdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_按网孔列按网孔列b-（n-1）个方程个方程第52页，共100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=6R6aI3sI3dE+_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53页，共100页，编辑于2022年，星期一N=4 b=6电压方程：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
31、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54页，共100页，编辑于2022年，星期一支路电流法小结支路电流法小结解题步骤解题步骤结论与引申结论与引申12对每一支路假设对每一支路假设一未知电流一未知电流1.假设未知数时，正方向可任意选择。假设未知数时，正方向可任意选择。对每个节点有对每个节点有1.未知数未知数=b，4解联立方程组解联立方程组对每个回路有对每个回路有#1#2#3根据未知数的正负决定电流的实际方向。根据未知数的正负决定电流的实际方向。3列电流方程：列电流方程：列电压方程：列电压方程：2.原则上，
32、有原则上，有b个支路就设个支路就设b个未知数。个未知数。（恒流源支路除外）（恒流源支路除外）例外？例外？若电路有若电路有n个节点，个节点，则可以列出则可以列出？个独立方程。个独立方程。(n-1)I1I2I32.独立回路的选择：独立回路的选择：已有已有(n-1)个节点方程，个节点方程，需补足需补足 b-（n-1）个方程。个方程。一般按网孔选择一般按网孔选择第55页，共100页，编辑于2022年，星期一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。只要根据基尔霍夫定律、方法之一。只要根据基尔霍夫定律、欧姆定律列欧姆定律列方程
33、，就能得出结果。方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，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。支路数支路数 b=4须列须列4个方程式个方程式ab第56页，共100页，编辑于2022年，星期一讨论题讨论题求：求：I1、I2、I3 1+-3V4V1 1+-5VI1I2I3第57页，共100页，编辑于2022年，星期一解得：解得：i1=1A i2=1Ai10说明其实际方向与图示方向相反。说明其实际方向与图示方向相反。对节点对节点a列列KCL方程：方程：i2=2+i1例例1：如如图图所所示示电电路路，用用支支路路电电流流法法求求各各支支路路电电流
34、及各元件功率。流及各元件功率。解：解：2个电流变量个电流变量i1和和i2，只需列只需列2个方程。个方程。对图示回路列对图示回路列KVL方程：方程：5i1+10i2=5第58页，共100页，编辑于2022年，星期一各元件的功率：各元件的功率：5电阻的功率：电阻的功率：p1=5i12=5(1)2=5W 10电阻的功率：电阻的功率：p2=10i22=512=10W 5V电压源的功率：电压源的功率：p3=5i1=5(1)=5W 因因为为2A电电流流源源与与10电电阻阻并并联联，故故其其两两端端的的电电压压为：为：u=10i2=101=10V，功率为：，功率为：p4=2u=210=20W 由由以以上上的
35、的计计算算可可知知，2A电电流流源源发发出出20W功功率率，其其余余3个元件总共吸收的功率也是个元件总共吸收的功率也是20W，可见电路功率平衡。，可见电路功率平衡。第59页，共100页，编辑于2022年，星期一例例2：如图所示电路，用支路电流法求：如图所示电路，用支路电流法求u。解：该电路含有一个电压为解：该电路含有一个电压为4i的受控源，在求解含的受控源，在求解含有受控源的电路时，可将受控源当作独立电源处有受控源的电路时，可将受控源当作独立电源处理。理。对节点对节点a列列KCL方程：方程：i2=5+i1对图示回路列对图示回路列KVL方程：方程：5i1+i2=4i1+10 由以上两式解得：由以
36、上两式解得：i1=0.5Ai2=5.5A电压：电压：u=1i2+4i1=5.5+40.5=7.5V第60页，共100页，编辑于2022年，星期一第五节第五节 叠加原理叠加原理叠加定理叠加定理在任何由在任何由线性线性电阻、线性受控源及独立源组成电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压等于每一个独立的电路中，每一元件的电流或电压等于每一个独立源单独作用于电路时在该元件上所产生的电流或电源单独作用于电路时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。这就是压的代数和。这就是叠加定理叠加定理。说明说明：当某一独立源单独作用时，其他独立源当某一独立源单独作用时，其他独立源置零置零。第61页，共
37、100页，编辑于2022年，星期一+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2单独作用单独作用+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1单独作用单独作用第62页，共100页，编辑于2022年，星期一证明证明：BR1E1R2AE2I3R3+_+_（以（以I3为例）为例）I2I1AI2I1+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_E1+B_R1R2I3R3R1R2ABE2I3R3+_第63页，共100页，编辑于2022年，星期一ABR1E1R2E2I3R3+_+_R3R1R2I2I1I3I2+I1R3R1R2I3第64页，共100页，编辑于2
38、022年，星期一例例+-10 I4A20V10 10 用叠加原理求：用叠加原理求：I=?I=2AI=-1AI=I+I=1A+10 I4A10 10+-10 I 20V10 10 解：解：第65页，共100页，编辑于2022年，星期一二、应用叠加原理要注意的问题二、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.叠加时应将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时应将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令E=0；暂时
39、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。方向相同取正，反之取负。流的代数和。方向相同取正，反之取负。=+第66页，共100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 电路的电源个数可能
40、不止一个。电路的电源个数可能不止一个。设：设：则：则：I3R3=+第67页，共100页，编辑于2022年，星期一作业作业1求求 I解：应用叠加定理解：应用叠加定理R12AIR24VR1R22A22IR1R2I4V第68页，共100页，编辑于2022年，星期一第六节第六节 戴维宁定理戴维宁定理对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，都可以用一条含源支路即电压源和电阻串联的支路来代可以用一条含源支路即电压源和电阻串联的支路来代替，其电压源电压等于线性有源二端网络的开路电压替，其电压源电压等于线性有源二端网络的开路电压uOC，电阻等于线性有源二端网络除源后两
41、端间的，电阻等于线性有源二端网络除源后两端间的等效电阻等效电阻Ro。这就是。这就是戴维宁定理戴维宁定理。NabusRoab+第69页，共100页，编辑于2022年，星期一名词解释名词解释：无源二端网络无源二端网络：二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络有源二端网络：二端网络中含有电源二端网络中含有电源第六节第六节 戴维宁定理戴维宁定理 二端网络：二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为相联，则该电路称为“二端网络二端网络”。ABAB第70页，共100页，编辑于2022年，星期一 有源二端网络用电源模型替代，便为等效有源二端网络
42、用电源模型替代，便为等效 电源定理。电源定理。有源二端网络用电压源模型替代有源二端网络用电压源模型替代 -戴维宁定理戴维宁定理有源二端网络用电流源模型替代有源二端网络用电流源模型替代 -诺顿定理诺顿定理有源有源二端网络二端网络RUSR0+_R注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效是指对端口外等效第71页，共100页，编辑于2022年，星期一等效电压源的内阻等于有源等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）短路，电流源断路）等效电压源的电动势等效电压源
43、的电动势（US）等于有源二端）等于有源二端网络的开端电压；网络的开端电压；有源有源二端网络二端网络AB相应的相应的无源无源二端网络二端网络AB有源有源二端网络二端网络RABAUSR0+_RB一、戴维宁定律一、戴维宁定律第72页，共100页，编辑于2022年，星期一二、戴维南定理应用举例二、戴维南定理应用举例已知：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例例1第73页，共100页，编辑于2022年，星期一第一步：求开端电压第一步
44、：求开端电压US第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 R0USR1R3+_R2R4EABCDCR0R1R3R2R4ABD=2030+3020=24 第74页，共100页，编辑于2022年，星期一+_USR0R5I5等效电路等效电路R5I5R1R3+_R2R4E第75页，共100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+_USR0R5I5Us=Uabo=2VR0=24 时时第76页，共100页，编辑于2022年，星期一例二例二求：求：U=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEU第77页，共100页，编辑于2022年，星期一第一步：求开端电压第
45、一步：求开端电压UABO。_+4 4 50 AB+_8V10VCDEUABO1A5 第78页，共100页，编辑于2022年，星期一第二步：第二步：求输入电阻求输入电阻 R0。R04 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUABo4 4 50 5 第79页，共100页，编辑于2022年，星期一+_USR057 9V33 等效电路等效电路4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU第80页，共100页，编辑于2022年，星期一三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法 求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方
46、法即可求出。如前例：的方法即可求出。如前例：CR0R1R3R2R4ABD第81页，共100页，编辑于2022年，星期一串串/并联方法并联方法?不能用简单不能用简单 串串/并联并联方法方法 求解，求解，怎么办？怎么办？求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行。如下图：行。如下图：AR0CR1R3R2R4BDR0第82页，共100页，编辑于2022年，星期一方法方法（1）:求求 开端电压开端电压 Uabo 与与 短路电流短路电流 IS开路、短路法开路、短路法有源有源网络网络Uabo有源有源网络网络IS+-REIS=ERUabo=E+-RE等
47、效等效内内 阻阻USEIS=ER=R=R0第83页，共100页，编辑于2022年，星期一 负载电阻法负载电阻法加负载电阻加负载电阻 RL测负载电压测负载电压 UL方法（方法（2）:RLUL有源有源网络网络US有源有源网络网络测开路电压测开路电压 US第84页，共100页，编辑于2022年，星期一 加压求流法加压求流法方法方法（3）:无源无源网络网络IU有源有源网络网络则则：求电流求电流 I步骤：步骤：有源网络有源网络无源网络无源网络外加电压外加电压 U第85页，共100页，编辑于2022年，星期一UIR1R2Rd+-R1R2+-E1E2加压加压求电流求电流加压求电流法举例加压求电流法举例第86
48、页，共100页，编辑于2022年，星期一电路分析方法小结电路分析方法小结电路分析方法共讲了以下几种：电路分析方法共讲了以下几种：两种电源等效互换两种电源等效互换支路电流法支路电流法叠加原理叠加原理戴维宁定理戴维宁定理第87页，共100页，编辑于2022年，星期一戴维宁定理应用小结：戴维宁定理应用小结：1、只适用于有源二端线性网络。、只适用于有源二端线性网络。2、应用时注意两点：一是、应用时注意两点：一是US方向同方向同Uabo方向；方向；二是求二是求R0时，有源二端网络内部电源除去时，恒压源时，有源二端网络内部电源除去时，恒压源短路、恒流源开路。短路、恒流源开路。3、“等效等效”是指对外电路等
49、效，对内并不等效。是指对外电路等效，对内并不等效。第88页，共100页，编辑于2022年，星期一作业作业2：用戴维南定理求图示电路的电流：用戴维南定理求图示电路的电流I。解：解：(1)断开待求支路，得有源二端网络如断开待求支路，得有源二端网络如图图(b)所示。由图可求得开路电压所示。由图可求得开路电压UOC为：为：第89页，共100页，编辑于2022年，星期一(2)将图将图(b)中的电压源短路，电流源开路，得除中的电压源短路，电流源开路，得除源后的无源二端网络如图源后的无源二端网络如图(c)所示，由图可求得所示，由图可求得等效电阻等效电阻Ro为：为：第90页，共100页，编辑于2022年，星期
50、一(3)根据根据UOC和和Ro画出戴维南等效电路并接上画出戴维南等效电路并接上待求支路，得图待求支路，得图(a)的等效电路，如图的等效电路，如图(d)所所示，由图可求得示，由图可求得I为：为：第91页，共100页，编辑于2022年，星期一线性电阻：线性电阻：电阻两端的电压与通过的电流成正比；电阻两端的电压与通过的电流成正比；或电阻值不随电压或电流的变化而变化。或电阻值不随电压或电流的变化而变化。UI(常数常数)第七节第七节 非线性电阻电路的分析非线性电阻电路的分析第92页，共100页，编辑于2022年，星期一一、非线性电阻的描述一、非线性电阻的描述非线性电阻：非线性电阻：电阻值随电压或电流的变