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1、电路基本概念1.1 电路的作用与组成电路的作用与组成 (1)(1)实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换实现电能的传输、分配与转换 (2)(2)实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.1.电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用 电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。或电路元件按一定方式组合而成。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线2.2.电路的电
2、路的电路的电路的组成组成组成组成电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：传递、分中间环节：传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。中间环节是传输、控制电能的装置。蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池发电机发电机发电机发电机灯泡灯泡灯泡灯
3、泡电动机电动机电动机电动机电视机电视机电视机电视机开关开关开关开关断路器断路器断路器断路器熔断器熔断器熔断器熔断器电源是将其它形式的能量转换为电能的装置。案例案例案例案例1:1:手电筒电路手电筒电路手电筒电路手电筒电路负载负载负载负载电源电源电源电源中间环节中间环节中间环节中间环节白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为：实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。iR R L消耗电消耗电消耗电消耗电能能能能的的电电特性可用特性可用电阻电阻电阻电阻元件元件元件元
4、件表征表征产生产生产生产生磁场磁场磁场磁场的电的电特性可用特性可用电感电感电感电感元件元件元件元件表征表征由于白炽灯中由于白炽灯中耗能耗能的因素大大于产生的因素大大于产生磁场的因素磁场的因素，因此，因此L L 可以忽略。可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路U Us sR Rs sS SR RL L+-手电筒的电路模型手电筒的电路模型 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模一般要将实际电路模
5、型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。对应的电路模型。例：手电筒例：手电筒例：手电筒例：手电筒R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。电容元件和电源元件等。手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型R+RoES+UI电池电池导线导线灯
6、泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其是电源元件，其参数为电动势参数为电动势 E 和内阻和内阻Ro；灯泡灯泡主要具有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其的性质，是电阻元件，其参数为电阻参数为电阻R；筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。开关开关用来控制电路的通用来控制电路的通断。断。今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电今后分析的都是指电路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路图中，各种电路元电路
7、图中，各种电路元件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号件都用规定的图形符号表示。表示。表示。表示。1.2 电路中的参考方向电路中的参考方向 物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向物理中对基本物理量规定的方向1.1.电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA
8、、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、Va.a.电流电流 电流的大小电流的大小 电荷的有规则的定向运动就形成电荷的有规则的定向运动就形成了电流。人们习惯规定以正电荷运动的方向作了电流。人们习惯规定以正电荷运动的方向作为电流的为电流的实际方向实际方向。电流的大小用电流强度（简称电流）来表示。电流的大小用电流强度（简称电流）来表示。电流强度在数值上等于单位时间内通过导线某一电流强度在数值上等于单位时间内通过导线某一截面的电荷量，用符号截面的电荷量，用符号Q表示。则：表示。则：b.b.电压电压 电压的大小电压的大小 电路中电路中a a、b b两点间电压，在数值上等于将两点间
9、电压，在数值上等于将单位正电荷从电路中单位正电荷从电路中a a点移到电路中点移到电路中b b点时电点时电场力所作的功，用场力所作的功，用uab表示，则：表示，则：大小和方向都不随时间变化的电压称为恒大小和方向都不随时间变化的电压称为恒定电压，简称直流电压，采用大写字母定电压，简称直流电压，采用大写字母U表表示，如示，如a a、b b两点间的直流电压为：两点间的直流电压为：(2)(2)参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考方向的表示方法电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：(1)(1)参考方向参考方向参考方向参考方向IE+_ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对
10、电量任意假定的方向。电量任意假定的方向。Iab 双下标双下标2.2.电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。(3)(3)实际方向与实际方向与实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系参考方向的关系注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流(或电压或电压)值才有正负值才有正负
11、之分。之分。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，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a。为了分析方便起见，常常采用关联的(Associated)参考方向，即电流与电压降参考方向一致，如图所示。在关联参考方向下，只需标出电流的参考方向或电压的参考方向。图图图图 u u，i i关联参考方向关联参考方向关联参考方向关联参考方向思考思考 回答回答在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？在电路分析中，引入
12、参考方向的目的是什么？应用参考方向时，你能说明应用参考方向时，你能说明“正、负正、负”、“加、加、减减”及及“相同、相反相同、相反”这几对词的不同之处吗？这几对词的不同之处吗？电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向，“相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的
13、是电压、电流参考方向非关联。1.1.欧姆定律欧姆定律 在电阻电路中，当电压与电流为关联参考在电阻电路中，当电压与电流为关联参考方向，电流的大小与电阻两端的电压成正比，方向，电流的大小与电阻两端的电压成正比，与电阻值成反比。即欧姆定律可用下式表示：与电阻值成反比。即欧姆定律可用下式表示：U UI I1.3 1.3 欧姆定律与电阻元件欧姆定律与电阻元件 欧姆定律表达了电路中电压、电流和电阻的关系：欧姆定律表达了电路中电压、电流和电阻的关系：（1 1）如如果果电电阻阻保保持持不不变变，当当电电压压增增加加时时，电电流流与与电电压压成成正正比比例例地地增增加加；当当电电压压减减小小时时，电电流流与与电
14、电压压成成正正比例地减小。比例地减小。（2 2）如如果果电电压压保保持持不不变变，当当电电阻阻增增加加时时，电电流流与与电电阻阻成成反反比比例例地地减减小小；当当电电阻阻减减小小时时，电电流流与与电电阻阻成成反反比例地增加。比例地增加。欧姆定律可以有三种不同的表示形式欧姆定律可以有三种不同的表示形式欧姆定律可以有三种不同的表示形式欧姆定律可以有三种不同的表示形式 :U U=R RI I1 1电阻元件的图形、文字符号电阻元件的图形、文字符号 电阻的图形符号电阻的图形符号电阻的图形符号电阻的图形符号 电阻器的电阻器的电阻器的电阻器的SISISISI（国际单位制）单位是欧姆，简称（国际单位制）单位是
15、欧姆，简称（国际单位制）单位是欧姆，简称（国际单位制）单位是欧姆，简称欧，通常用符号欧，通常用符号欧，通常用符号欧，通常用符号“”表示。常用的单位还有表示。常用的单位还有表示。常用的单位还有表示。常用的单位还有“k”“M”k”“M”k”“M”k”“M”，它们的换算关系如下：，它们的换算关系如下：，它们的换算关系如下：，它们的换算关系如下：1M=1000k=10000001M=1000k=10000001M=1000k=10000001M=1000k=10000002 2 电阻元件电阻元件 2 2电阻元件的电阻元件的伏安伏安特性特性 0 0i iR Ru uR R线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安
16、特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。电路电压与电流的比值为常数。I/AU/Vo线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的概念：线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。电阻元件的
17、功率为电阻元件的功率为电阻元件的功率为电阻元件的功率为 上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，上式表明，电阻元件吸收的功率恒为正值，而与电压、电流的参考方向无关。因此，电而与电压、电流的参考方向无关。因此，电而与电压、电流的参考方向无关。因此，电而与电压、电流的参考方向无关。因此，电阻元件又称为耗能元件。阻元件又称为耗能元件。阻元件又称为耗能元件。阻元件又称为耗能元件。解：对图解：对图(a)有有,U=IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=
18、IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A例如图所示，应用欧姆定律求电阻例如图所示，应用欧姆定律求电阻R。解：解：U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，参考方向相反时，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 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 参考方向相同。参考方向相同。U=I R U U=IRIR1.4 电路的状态电路的状态 开关闭
19、合开关闭合,接通接通电源与负载电源与负载负载端电压负载端电压U=IR 特征特征:（一）（一）通路通路IR0R EU I 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U=E IR0电源的外特性电源的外特性EUI0 当当当当 R R0 0R R 时，则时，则时，则时，则U U E E ，表明，表明，表明，表明当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。化不大，即带负载能力强。开关闭合开关闭合,接通接通电源与负载。
20、电源与负载。负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压U=IR 特征特征特征特征:电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。在电源有内阻时，在电源有内阻时，I U 。或或 U=E IRoUI=EI IRoP=PE P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R EU I电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备的额定值额定值额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在
21、正常运行时的规定使用值电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态电气设备的三种运行状态欠载欠载欠载欠载(轻载轻载轻载轻载)：I IN，P IN，P PN (设备易损坏设备易损坏设备易损坏设备易损坏)额定工作状态：额定工作状态：I=IN，P=PN (经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠经济合理安全可靠)1.额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性；2.额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例：例：灯泡：灯泡：UN=220V，PN =60W电阻：电阻：RN=100 ，PN =1 W 特征特征:开关开关 断开断开（二）（
22、二）电源开路电源开路I=0电源端电压电源端电压(开路电压开路电压)负载功率负载功率U=U0=EP=01.开路处的电流等于零；开路处的电流等于零；I =02.开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征:I+U有有源源电电路路IRoR EU0 电源外部端子被短接电源外部端子被短接（三）（三）电源短路电源短路 特征特征:电源端电压电源端电压电源端电压电源端电压负载功率负载功率负载功率负载功率电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉电源产生的能量全被内阻消耗掉短路电流（很大）短路电流（很大）短路
23、电流（很大）短路电流（很大）U=0 PE=P=IR0P=01.1.短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；U =02.2.短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征电路中某处短路时的特征:I+U有有源源电电路路IR0R EU0 1 1 电压源电压源电压源电压源 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得由上图电路可得:U U=E IR E IR0 0 若若若若 R R0 0=0=0理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源 :U U E EU U0 0=E E 电压源的外
24、特性电压源的外特性电压源的外特性电压源的外特性I IU UI IR RL LR R0 0+-E EU U+电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联的电源的串联的电源的串联的电源的串联的电源的电路模型。电路模型。电路模型。电路模型。若若若若 R R0 0 R RL L，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。电流源电流源电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型R R0 0U UR R0 0U UI IS S+理想电流源（恒流源理想电流源
25、（恒流源)例例例例1 1：(2)(2)输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ；(3)(3)恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。特点特点特点特点:(1)(1)内阻内阻内阻内阻R R0 0 =；设设 IS=10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL当当当当 R RL L=1=1 时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=10 V=10 V当当当当 R RL L=10 =10
26、时，时，时，时，I I=10A=10A，U U=100V=100V外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线 IUISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。电流恒定，电压随负载变化。3 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换由图由图由图由图a a：U U=E E IRIR0 0由图由图由图由图b b：U U=I IS SR R0 0 IRIR0 0I IR RL LR R0 0+E EU U+电压源电压源电压源电压源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件:E E =I IS SR R0 0R RL LR R0 0U UR
27、R0 0U UI IS SI I+电流源电流源电流源电流源 等效变换等效变换等效变换等效变换时，两电源的时，两电源的时，两电源的时，两电源的参考方向参考方向参考方向参考方向要一一对应。要一一对应。要一一对应。要一一对应。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只对对对对外外外外电路而言，电路而言，电路而言，电路而言，对电源对电源对电源对电源内部则是内部则是内部则是内部则是不等效的。不
28、等效的。不等效的。不等效的。注意事项：注意事项：例：当例：当例：当例：当R RL L=时，时，时，时，电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻 R R0 0 中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻而电流源的内阻 R R0 0 中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势 E E 和某个电阻和某个电阻和某个电阻和某个电阻 R R 串联的电路，串联的电路，串联的电路，串联的电路，都可化为一个都可化为一个都可化为一个都可化为一个电流为电流为电流为电流为 I IS S
29、 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。R R0 0+E Ea ab bI IS SR R0 0a ab bR R0 0+E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b例例1:求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源解解:+abU2 5V(a)+abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A2 3 b+(a)a+5V3 2 U+a5AbU3(b)+例例2:试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等
30、效变换的方法计算计算计算计算2 2 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。解解解解:8V8V+2 2 2 2V V+2 2 I I(d)(d)2 2 由图由图由图由图(d)(d)可得可得可得可得6V6V3 3 +12V12V2A2A6 6 1 1 1 1 2 2 I I(a)(a)2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)4A4A2 2 2 2 2 2 2V2V+I I(c)(c)电源与负载的判别电源与负载的判别电源与负载的判别电源与负载的判别U、I 参考方向不同，参考方向不同，P=UI 0，电源电源；P=UI 0，负载负载。U、I
31、参考方向相同，参考方向相同，P=UI 0，负载负载；P=UI 0，电源电源。1.1.根据根据根据根据 U U、I I 的的的的实际方向判别实际方向判别实际方向判别实际方向判别2.2.根据根据根据根据 U U、I I 的的的的参考方向判别参考方向判别参考方向判别参考方向判别电源：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）；负载：负载：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）。ISUSISUSIS1IS2US1US2is=is2-is1想想想想练练练练？US？IS？IS 在电
32、路等效的过程中，与理想电流源相串联的电压源不起作用；与理想电压源并联的电流源不起作用。p吸吸=u ip吸吸 0，说明元件说明元件实际吸收功率实际吸收功率5W。仔细读懂下面例题仔细读懂下面例题例：例：右下图电路，若已知元件吸收功率为右下图电路，若已知元件吸收功率为右下图电路，若已知元件吸收功率为右下图电路，若已知元件吸收功率为20W20W，电压电压电压电压U U=5V=5V，求电流，求电流，求电流，求电流I I。+UI元元 件件解：解：由图可知由图可知UI为关联参考方向，因此为关联参考方向，因此:I=PU=205=4A例：例：右下图电路，若已知元件中电流为右下图电路，若已知元件中电流为右下图电路
33、，若已知元件中电流为右下图电路，若已知元件中电流为I I=100A100A，电压电压电压电压U U=10V=10V，求电功率，求电功率，求电功率，求电功率P P，并说明元件是电源，并说明元件是电源，并说明元件是电源，并说明元件是电源还是负载。还是负载。还是负载。还是负载。+UI元元 件件解：解：由图可知由图可知UI为非关联参考方向，因此为非关联参考方向，因此:P=UI=10(-100)=1000W元件吸收正功率，说明元件是负载。元件吸收正功率，说明元件是负载。电路由哪几部分电路由哪几部分组成？各部分的组成？各部分的作用是什么？作用是什么？何谓理想电何谓理想电路元件？其路元件？其中中“理想理想”
34、二字在实际二字在实际电路的含义电路的含义？如何在电路如何在电路中区分电源中区分电源和负载？和负载？试述电路的功试述电路的功能？何谓能？何谓“电电路模型路模型”？学好本课程，应注意抓好两个主要环节：认真认真听课、细心复习。听课、细心复习。还要处理好三个基本关系：听课听课与笔记、作业与复习、自学与互学。与笔记、作业与复习、自学与互学。1.6 1.6 受控电源受控电源独立电源：独立电源：独立电源：独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。外电路
35、的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控源的电压或电流也将为零。受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。
36、其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算电路分析方法进行分析和计算 ，但要考虑受控的，但要考虑受控的，但要考虑受控的，但要考虑受控的特性。特性。特性。特性。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。U U1 1+_ _U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=
37、0=0(a)VCVS(a)VCVS+-+-I I1 1(b)CCVS(b)CCVS+_ _U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+-+-四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型(c)VCCS(c)VCCS(d)CCCS(d)CCCS I I1 1U U1 1=0=0U U2 2I I2 2I I1 1+-+-电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源
38、g gU U1 1U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=0=0+-+-1.7 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路：回路：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：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3例例例例1 1：支路：支路：支路：支路：abab、bcbc、caca、（共（共（共（共6 6
39、条）条）条）条）回路：回路：回路：回路：abdaabda、abcaabca、adbca adbca （共（共（共（共7 7 个）个）个）个）结点结点结点结点：a a、b b、c c、d d (共共共共4 4个）个）个）个）网孔：网孔：网孔：网孔：abdabd、abcabc、bcdbcd （共（共（共（共3 3 个）个）个）个）a ad db bc cE E+GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL定律定律)1 1定律定律定律定律 即即即即:入入入入=出出出出 在任一瞬间，流向
40、任一结点的电流等于流出该结在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。点的电流。实质实质:电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。电流连续性的体现。或或:=0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a：I1+I2=I3或或 I1+I2I3=0 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCLKCL）反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。结点处各支路电流间相互制约的关系。通常规定，对参考方向背离节点的电流通常规
41、定，对参考方向背离节点的电流通常规定，对参考方向背离节点的电流通常规定，对参考方向背离节点的电流取正号，而对参考方向指向节点的电流取取正号，而对参考方向指向节点的电流取取正号，而对参考方向指向节点的电流取取正号，而对参考方向指向节点的电流取负号。负号。负号。负号。电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。假设的闭合面。2 2推广推广推广推广I=?例例:广义结点广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5
42、 6V12V 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。段电压的代数和恒等于零。2 基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL定律定律)1 1定律定律定律定律即：即：U=0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2：E1=I1 R1+I3 R3
43、I2 R2+I3 R3=E2或或 I1 R1+I3 R3 E1=0 或或 I2 R2+I3 R3 E2=0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KVLKVL）反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。回路中各段电压间相互制约的关系。1列方程前列方程前标注标注回路循行方向；回路循行方向；电位升电位升=电位降电位降 E2=UBE +I2R2 U=0 I2R2 E2+UBE=02应用应用 U=0列方程
44、时，列方程时，列方程时，列方程时，项前符号的确定：项前符号的确定：如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3.开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_ 通常规定，对参考方向与回路通常规定，对参考方向与回路通常规定，对参考方向与回路通常规定，对参考方向与回路“绕行绕行绕行绕行方向方向方向方向”相同的电压取正号，同时对参考方相同的电压取正号，同时对参考方相同的电压取正号，同时对参考方相同的电压取正号，同时对
45、参考方向与回路向与回路向与回路向与回路“绕行方向绕行方向绕行方向绕行方向”相反的电压取负号。相反的电压取负号。相反的电压取负号。相反的电压取负号。例：例：例：例：对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R6I6 R6 I3 R3+I1 R1=0I2 R2 I4 R4 I6 R6=0I4 R4+I3 R3 E=0对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I1 R1+I3 R3+I4 R4 I2 R2=0应用应用 U=0列方程列方程对回路对回路 cadc，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I2 R2 I1 R1+E=0adbcE+R3R4R1R2I2
46、I4I6I1I3I例:已知I1=4 A、I2=4 A、I3=4 A、I5=4 A，计算图示电路中的电流I6及I4。对节点a，根据KCL定律可知：则：对节点b，根据KCL定律可知:则：例例:试求图示电路中元件试求图示电路中元件3、4、5、6的电压。的电压。在回路在回路cdec中，中，U5=Ucd+Ude=-（-5）-1V=4V在回路在回路bedcb中，中，U3=Ube+Ued+Udc=3+1+（-5）V=-1V在回路在回路debad中，中，U6=Ude+Ueb+Uba=-1-3-4V=-8V在回路在回路abea中，中，U4=Uab+Ube=（4+3）V=7V解：解：1.8 电路中电位的概念及计算
47、电路中电位的概念及计算电位：电位：电位：电位：电路中某点至参考点的电压，电路中某点至参考点的电压，电路中某点至参考点的电压，电路中某点至参考点的电压，记为记为记为记为“V VX X”。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。通常设参考点的电位为零。1.1.电位的概念电位的概念电位的概念电位的概念 电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤:(1)(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)(2)标出各电流参考方向并计算；标
48、出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算；(3)(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。2.2.举例举例举例举例 求图示电路中求图示电路中各点的电位各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。解：解：设设 a为参考点，为参考点，即即Va=0VV Vb b=U=Ubaba=106=106=60V60VV Vc c=U=Ucaca =420=80 V=420=80 VV Vd d =U Udada=65=30 V=65=30 V设设 b为参考点，即为参
49、考点，即Vb=0VV Va a =U Uabab=106=60 V=106=60 VV Vc c =U Ucbcb=E E1 1=140 V=140 VV Vd d =U Udbdb=E E2 2=90 V=90 Vbac20 4A6 10AE290V E1140V5 6A dU Uabab =106=60 V106=60 VU Ucbcb =E E1 1=140 V=140 VU Udbdb =E E2 2=90 V=90 VU Uabab =106=60 V106=60 VU Ucbcb =E E1 1=140 V=140 VU Udbdb =E E2 2=90 V=90 V 结论：结论：
50、结论：结论：(1)(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；各点的电位也将随之改变；(2)(2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，点的不同而变，点的不同而变，点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。即与零电位参考点的选取无关。即与