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1、第1章：电路的基本概念与基本定律第1页，本讲稿共120页目目 录录1.1 电路的作用与组成 1.2 电路模型 1.3 电流和电压的参考方向1.4 电路的功率1.5 电路元件1.7 基尔霍夫定律1.8 电路中的电位及计算 第2页，本讲稿共120页1.1 电路的作用与组成部分1.1.1 1.1.1 电路的作用电路的作用1.1.2 1.1.2 电路的组成电路的组成第3页，本讲稿共120页1.1.1 1.1.1 电路的作用电路的作用 （1 1）能量的传输和转换能量的传输和转换（2 2）信号的传递和处理信号的传递和处理第4页，本讲稿共120页1.1.2 电路的组成电路的组成 （1）电源电源（2）负载负载
2、（3）中间环节中间环节 第5页，本讲稿共120页能量的传输和转换例能量的传输和转换例发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉电力系统电路示意图输电线第6页，本讲稿共120页信号的传递和处理例信号的传递和处理例中间环节中间环节负载负载放大器话筒扬声器扩音机电路示意图信号源信号源（电源）（电源）第7页，本讲稿共120页1.2.1 1.2.1 实际实际电路元件电路元件 （1 1）绕线电阻、电灯绕线电阻、电灯 （2 2）电感器电感器 （3 3）各式电容各式电容 （4 4）电池、发电机、光电池电池、发电机、光电池1.2 电路模型返回返回第8页，本讲稿共120页电路元件的理想化电路元件的理想化 在一定条件
3、下突出元件主要的电磁性质，在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。件。为什么电路元件要理想化为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述，便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化）。将实际元件理想化（或称模型化）。返回返回第9页，本讲稿共120页1.2.2 理想电路元件理想电路元件 （1）电阻电阻 （2）电感电感 （3）电容电容 （4）电压源电压源 （5）电流源电流源 第10页，本讲稿共120页1.2.3 电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型UI开关ER0R干电池电
4、珠第11页，本讲稿共120页电压和电流的方向电压和电流的方向实际方向实际方向参考方向参考方向参考方向参考方向 在分析计算时人为规定在分析计算时人为规定 的方向。的方向。水流的例子水流的例子?=-1/S?=-1/S1.3 1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向返回返回第12页，本讲稿共120页 物理量单位实际方向电流 IA、kA、mA、A正电荷移动 的方向电动势 EV、kV、mV、V电源驱动正电荷的方向电压 UV、kV、mV、V电位降低的方向 电流、电动势、电压的电流、电动势、电压的实际方向实际方向返回返回返回返回第13页，本讲稿共120页问题问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的在
5、复杂电路中难于判断元件中物理量的 实际方向，如何解决？实际方向，如何解决？(1)(1)在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正 方向）；方向）；(3)(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，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。(2)(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；解决方法解决方法返回返回返回返回第14页，本讲稿共120页
6、欧姆定律：欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。不同参考方向下的欧姆定律不同参考方向下的欧姆定律返回返回返回返回第15页，本讲稿共120页当电压和电流的参考方向当电压和电流的参考方向一致一致为为关联关联参考方向。参考方向。此此时时 U=RI U=RI当电压和电流的参考方向当电压和电流的参考方向相反相反为为非关非关联参考方向联参考方向。此。此时时 U=U=RIRI注意注意:返回返回第16页，本讲稿共120页解解应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R R例题例题1.3.11.3.1返回返回返回返回第17
7、页，本讲稿共120页aIRUb功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U,流入此 部分电路的电流为 I，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？如果U I方向不一致结果如何？1.4 1.4 电路的电路的功率功率第18页，本讲稿共120页 在 U、I 正方向选择一致时IRUab或IRUabP=UI P=-UI IUab+-在 U、I 正方向选择相反时第19页，本讲稿共120页 当计算的 P 0 时,则说明 U、I 的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。所以，从 P 的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。结 论在进行功率计算时 当计算的 P 0，为负载。P 0，为负载。P 0，为负
8、载。-能量守衡关系第21页，本讲稿共120页电源与负载的判别电源与负载的判别分析电路时，分析电路时，如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？U和和I 的参考方向与实际方向的参考方向与实际方向一致一致U和和I的实际方向的实际方向相反相反，电，电流从端流从端流出流出，发出发出功率功率电源电源负载负载U和和I的实际方向的实际方向相同相同，电，电流从端流从端流入流入，吸收吸收功率功率I IU Ua ab b+-I IR RU Ua ab bI IR RU Ua ab b当当返回返回第22页，本讲稿共120页1.5.1 无源电路元件无源电路元件1.5.2 有源电路元件有源
9、电路元件1.5.3 两种电源的等效互换两种电源的等效互换 1.5 电路元件电路元件第23页，本讲稿共120页 在电路理论上，为了表征电路部件的主要物理性质，以便进行定量分析，通常将电路部件的实体用它的模型来代替。电路部件的模型由一些具有典型物理性质的理想电路元件构成。基本理想电路元件有五种，即：电阻元件、电感元件，电容元件、理想电压源和理想电流源。第24页，本讲稿共120页电阻元件电阻元件电阻元件的性质电阻元件的电压、电流关系 欧姆定律电阻元件的功率关系电阻元件的能量关系额定值电阻元件的串并联联接的等效变换 1.5.1无源电路元件第25页，本讲稿共120页电阻元件元件的性质 理想电阻元件只具有
10、消耗电能这一种电理想电阻元件只具有消耗电能这一种电磁性质（电阻性）。常见的电阻元件如白炽磁性质（电阻性）。常见的电阻元件如白炽灯、电炉等。灯、电炉等。一段导体的电阻与该导体的长度和该导一段导体的电阻与该导体的长度和该导体的电阻率成正比与它的截面积成反比：体的电阻率成正比与它的截面积成反比：R电阻值电阻值 电阻率电阻率L导体长度导体长度S导体横截面积导体横截面积第26页，本讲稿共120页 如果长度的单位是米，面积的单位是米2，则电阻的单位是欧姆。所以，电阻率的单位为：欧米。比欧姆大的单位有千欧和兆欧。他们之间比欧姆大的单位有千欧和兆欧。他们之间的关系为：的关系为：电阻在电路中的表示符号为：电阻在
11、电路中的表示符号为：R第27页，本讲稿共120页电压、电流关系 欧姆定律 如果一段电阻的阻值为常数，则称为线性电阻，线如果一段电阻的阻值为常数，则称为线性电阻，线性电阻遵循性电阻遵循欧姆定律欧姆定律其端电压和流过的电流是正比关系，其端电压和流过的电流是正比关系，比例常数叫做电阻比例常数叫做电阻(符号为符号为R）。可见）。可见 R既是这种元件的名称，既是这种元件的名称，又是表示其物理性质的电路参数又是表示其物理性质的电路参数Riu+-0i/Au/V第28页，本讲稿共120页 如果电阻元件的阻值不为常数，则该电阻为非线性电阻，元件上的电压电流关系用曲线或者函数表示。0i/Au/V第29页，本讲稿共
12、120页功率关系功率关系电阻元件所电阻元件所消耗消耗的功率为：的功率为：对直流而言，电压电流均用大写字母表示，对直流而言，电压电流均用大写字母表示，所以，所以，欧姆定律就为：欧姆定律就为：所所消耗消耗的功率为：的功率为：第30页，本讲稿共120页能量关系能量关系电阻元件所消耗的能量为：电阻元件所消耗的能量为：对直流而言，所消耗的能量为：对直流而言，所消耗的能量为：由于能量是时间的函数，所以，分析时常由于能量是时间的函数，所以，分析时常用功率而不考虑能量的关系。用功率而不考虑能量的关系。第31页，本讲稿共120页额定值额定值 在通常情况下，供电电源的电压都是给在通常情况下，供电电源的电压都是给定
13、的，所以，所带负载越大，则负载的电流定的，所以，所带负载越大，则负载的电流也就越大。可见，电源输出的功率大小取决也就越大。可见，电源输出的功率大小取决于负载的大小。于负载的大小。额定值额定值制造厂家对产品规定的制造厂家对产品规定的使用标准，按额定值使用电气产品能使用标准，按额定值使用电气产品能安全、可靠、经济、合理的工作，并安全、可靠、经济、合理的工作，并能保证一定的使用寿命。能保证一定的使用寿命。第32页，本讲稿共120页 在电路中，电阻的联接形式是多种多样的，其中最简单和最常用的是串联与并联。具有串、并联关系的电阻电路总可以等效变化成一个电阻。所谓等效是指两个电路的对外伏安关系相同等效等效
14、返回返回 电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换第33页，本讲稿共120页 如果电路中有两个或两个以上的电阻串联，这些电阻的串联可以等效为一个电阻。1 1）电阻的串联电阻的串联伏安关系第34页，本讲稿共120页 两个串联电阻上的电压分别为：第35页，本讲稿共120页 式中G为电导，是电阻的倒数。在国际单位 制中，电导的单位是西门子（S）。上式也可写成 两个或两个以上的电阻的并联也可以用一个电阻来等效。2 2）电阻的并联电阻的并联第36页，本讲稿共120页 两个并联电阻上的电流分别为：两个并联电阻上的电流分别为：第37页，本讲稿共120页 计算图中所示电阻电路的等效电阻R，并求电流 I
15、 和I5 。例题1.5.1第38页，本讲稿共120页 可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化(a)(b)(c)解第39页，本讲稿共120页由(d)图可知,(c)由(c)图可知返回返回第40页，本讲稿共120页电感元件电感元件电感元件的性质电感元件的性质电感元件的电压电流关系电感元件的电压电流关系电感元件中的功率关系电感元件中的功率关系电感元件中的能量关系电感元件中的能量关系电感电感元件的元件的串并联联接的等效变换串并联联接的等效变换第41页，本讲稿共120页电感元件的性质电感元件的性质 理想的电感元件定义为只有储存磁场能量理想的电感元件定义为只有储
16、存磁场能量这样一种电磁特性（电感性）的一个元件。这样一种电磁特性（电感性）的一个元件。由物理学己知由物理学己知，当有，当有电流通过线圈的时电流通过线圈的时候，将在线圈中产生磁通候，将在线圈中产生磁通，这个磁通穿过这个磁通穿过每一匝线圈每一匝线圈,并与之交链并与之交链,称为线圈的磁通链数称为线圈的磁通链数,简称磁链。设线圈为简称磁链。设线圈为N N匝匝,则线圈的总磁链数即则线圈的总磁链数即是是NN。如果。如果线圈中没有圈中没有铁磁材料磁材料时,通通过电流的流的回路所包回路所包围的的总磁磁链数与数与该电流成正比该电流成正比 。第42页，本讲稿共120页如图：电感的表示符号为：电感的表示符号为：第4
17、3页，本讲稿共120页电感的单位为：亨利，用H表示 小的有：毫亨，用小的有：毫亨，用 mH表示表示 二者的关系为二者的关系为 第44页，本讲稿共120页电感元件的电压电流关系电感元件的电压电流关系 同时，我们也知道，当穿过每一匝线圈同时，我们也知道，当穿过每一匝线圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的方向与磁通的方向符合右势，感应电动势的方向与磁通的方向符合右手螺旋法则。电动势的大小与磁通的变化率手螺旋法则。电动势的大小与磁通的变化率成正比，并且满足楞次定理：成正比，并且满足楞次定理：第45页，本讲稿共120页第46页，本讲稿共120页
18、如果已知电感元件上的电压，则电感如果已知电感元件上的电压，则电感电流的表达式为：电流的表达式为：可见，电感电流在某一时刻的大小，可见，电感电流在某一时刻的大小，不仅与元件端电压有关，而且与电感元件不仅与元件端电压有关，而且与电感元件的初始电流有关。的初始电流有关。第47页，本讲稿共120页电感元件中的功率关系电感元件中的功率关系 电感元件吸收的瞬时功率为：电感元件吸收的瞬时功率为：电感元件的瞬时功率与电流电感元件的瞬时功率与电流的变化率成正比。的变化率成正比。第48页，本讲稿共120页电感元件中的能量关系电感元件中的能量关系 电感元件储存的电场能量为：电感元件储存的电场能量与电流电感元件储存的
19、电场能量与电流的平方成正比。的平方成正比。当时：第49页，本讲稿共120页所以所以电感元件储存能量电感元件储存能量电感元件释放能量电感元件释放能量第50页，本讲稿共120页 如果电路中有两个或两个以上的电感串联，这些电感的串联可以等效为一个电感。1 1）电感的串联电感的串联伏安关系第51页，本讲稿共120页 两个或两个以上的电感的并联也可以用一个电感来等效。2 2）电感的并联电感的并联伏安关系第52页，本讲稿共120页电容元件电容元件电容元件的性质电容元件的性质电容元件的电压电流关系电容元件的电压电流关系电容元件中的功率关系电容元件中的功率关系电容元件中的能量关系电容元件中的能量关系电阻元件的
20、串并联联接的等效变换电阻元件的串并联联接的等效变换第53页，本讲稿共120页 即：电容极板上的电量即：电容极板上的电量q与其上的电压与其上的电压u之间之间呈线性关系。呈线性关系。表示符号：表示符号：+-电容元件的性质电容元件的性质 理想电容元件就是只具有储存电场能理想电容元件就是只具有储存电场能量这样一种电磁性质（电容性）的电路元量这样一种电磁性质（电容性）的电路元件。如果电容元件参数为常数，且用件。如果电容元件参数为常数，且用C表示，表示，则它与电容器上所加电压的关系为：则它与电容器上所加电压的关系为：第54页，本讲稿共120页电容的单位为：法拉，用F表示。微法，用微法，用F表示。表示。皮法
21、，用皮法，用 pF表示。表示。三者的关系为三者的关系为第55页，本讲稿共120页电容元件的电压电流关系电容元件的电压电流关系由电流的定义可知由电流的定义可知所以所以+-在任意瞬时，流经电容的电流的大小与在任意瞬时，流经电容的电流的大小与它两端的电压的变化率成正比。它两端的电压的变化率成正比。第56页，本讲稿共120页图中图中电容器充电电容器充电电容器放电电容器放电电容器对直流相当于开路电容器对直流相当于开路+-第57页，本讲稿共120页 如果已知电容元件上的电流，则电容电压的表达式为：可见，电容电压在某一时刻的大小，不可见，电容电压在某一时刻的大小，不仅与充电电流有关，而且与电容元件的初始仅与
22、充电电流有关，而且与电容元件的初始电压有关。电压有关。第58页，本讲稿共120页电容元件中的功率关系电容元件中的功率关系 电容器吸收或者释放的瞬时功电容器吸收或者释放的瞬时功率为：率为：电容元件的瞬时功率与电压的电容元件的瞬时功率与电压的变化率成正比。变化率成正比。第59页，本讲稿共120页电容元件中的能量关系电容元件中的能量关系 电容器储存的电场能量为电容器储存的电场能量为：电容器储存的电场能量与其两端电容器储存的电场能量与其两端的电压的平方成正比。的电压的平方成正比。当时：第60页，本讲稿共120页所以所以电容器储存能量电容器储存能量充电充电电容器释放能量电容器释放能量放电放电第61页，本
23、讲稿共120页例题分析例题分析 例例1：在图：在图a电路中电容元件电路中电容元件C=0.25F，i（t）的波形如图）的波形如图b示，示，1.试求出试求出u（t）2.画出画出u（t）的波形。设）的波形。设（1）u（0）=0V；（2）u（0）=-1V+-图a13t(s)i(A)21A0图b第62页，本讲稿共120页解写出写出i（t）的表达式如下：）的表达式如下：13t(s)i(A)21A0图b第63页，本讲稿共120页（1）（2）第64页，本讲稿共120页画出u（t）的波形如下：t(s)u(t)V12334210-1-2第65页，本讲稿共120页 如果电路中有两个或两个以上的电容串联，这些电容的串
24、联可以等效为一个电容。1 1）电容的串联电容的串联伏安关系第66页，本讲稿共120页 两个或两个以上的电容的并联也可以用一个电容来等效。2 2）电容的并联电容的并联伏安关系第67页，本讲稿共120页1.1.电压源电压源伏安特性伏安特性电压源模型电压源模型IUEUIRO+-ERo越大斜率越大 1.5.2 1.5.2 有源电路元件有源电路元件第68页，本讲稿共120页特点特点：(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 E；（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。IE+_abUab伏安特性IUabE理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒
25、压源）:RO=0 时的电压源时的电压源第69页，本讲稿共120页设设:E=10VIE+_abUab2R1当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AR22例例 当R1接入时：I=5A则：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第70页，本讲稿共120页恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_E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+_IEUababR恒压源特性小结恒压源特性小结第71页，本讲稿共120页
26、ISROabUabIIsUabI外外特特性性 电电流流源源模模型型RORO越大特性越陡2.2.电流源电流源第72页，本讲稿共120页特点特点：（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伏安特性（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。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.第73页，本讲稿共120页IUIsR设设:IS=1 A R=10 时，U=10 V R=1 时，U=1 V则:例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第74页，本讲稿共120页恒流源特性中不变的是
27、：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恒流源特性小结恒流源特性小结第75页，本讲稿共120页电压源中的电流如何决定？电流源两端的电压等于多少？IE R_+abUab=?Is原则原则：I Is s不能变，不能变，E 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例第76页，本讲
28、稿共120页恒压源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量E+_abIUabUab=E（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）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恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较第77页，本讲稿共120页等效互换的条件：对外的电压电流相
29、等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。I=I Uab=Uab即：即：IRO+-EbaUabISabUabI RO 1.5.3 1.5.3 两种电源的等效互换两种电源的等效互换第78页，本讲稿共120页IRO+-EbaUabISabUabIRO则I=I Uab=Uab若等效互换公式等效互换公式第79页，本讲稿共120页aE+-bIUabRO电压源电流源UabROIsabI 第80页，本讲稿共120页“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。(1)时例如：IsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO中不消
30、耗能量RO中则消耗能量对内不等效对外等效等效变换的注意事项等效变换的注意事项第81页，本讲稿共120页aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI(2)注意转换前后注意转换前后 E E 与与 I Is s 的方向的方向第82页，本讲稿共120页abIUabIsaE+-bI（不存在不存在）(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第83页，本讲稿共120页 进行电路计算时，恒压源串电阻和进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。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。(4)第84页，本讲稿共12
31、0页R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?应应用用举举例例第85页，本讲稿共120页(接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I第86页，本讲稿共120页+RdEd+R4E4R5I-(接上页)ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3第87页，本讲稿共120页10V+-2A2I哪个答案对?+-10V+-4V2讨论题讨论题第88页，本讲稿共120页1.7 1.7 基尔霍夫定律基尔霍夫定律名词介绍名词介绍基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律KVL第89页，本讲稿共120页名词介绍名词
32、介绍节点节点支路支路回路回路例题分析例题分析第90页，本讲稿共120页结点结点 结点（结点（onjunction）：电路中三或三以）：电路中三或三以上电路的元件的连接点交点叫结点。上电路的元件的连接点交点叫结点。如图中，如图中，a点、点、b点都是结点。虚点都是结点。虚线框住的线框住的c点包含点包含了点了点1和和2，也是一，也是一个结点。个结点。+-E1R1R2R0ab1cI0I3I1I2R3ISE22第91页，本讲稿共120页支路支路 支路（支路（Branch）：连接任何两个节点之）：连接任何两个节点之间的一段电路叫支路。如间的一段电路叫支路。如a、b二节点之间包二节点之间包含有电阻含有电阻R
33、3的一段电路就是一条支路。的一段电路就是一条支路。注意，在图中，点1及点2之间的一段电路不是支路，因为它不包含任何电阻、电源等电路元件，而只是一段导线，所以算一个节点。该电路共包含3个节点和5条支路。+-E1R1R2R0ab1cI0I3I1I2R3ISE22第92页，本讲稿共120页回路回路 回路（回路（LoopLoop）：电路中任何一个闭合的路径叫回路。通）：电路中任何一个闭合的路径叫回路。通常回路是由若干支路将一些节点连接起来而构成的。从电路常回路是由若干支路将一些节点连接起来而构成的。从电路中某一点出发，沿任意支路循行一周，回到原来的出发点，中某一点出发，沿任意支路循行一周，回到原来的出
34、发点，就形成一个回路。就形成一个回路。一个一个电路至少路至少应该包含一个回路，包含一个回路，这种只种只包含一个回路的包含一个回路的电路叫路叫单回路回路电路。而上路。而上图所所示的示的这种有多个种有多个电源和源和回路的回路的电路称路称为多回路多回路(复复杂)电路。路。在图示电路中，共有6各回路，如：a-R0-c-IS-a，a-R3-b-E1-R1-c-R0-a，b-E2-R2-c-R1-E1-b等。+-E1R1R2R0ab1cI0I3I1I2R3ISE22第93页，本讲稿共120页例题分析例题分析试判断下图电路中有多少节点？多少支路试判断下图电路中有多少节点？多少支路 246310VabIa分析
35、分析 a图中，因为图中，因为a、b两点间两点间没有元件，所以，不能算我没有元件，所以，不能算我们定义的支路。同理，们定义的支路。同理，a、b只能算一个节点。只能算一个节点。而对于而对于10V电压对应的两端，虽然看不见电路元件，电压对应的两端，虽然看不见电路元件，但它对电路提供但它对电路提供10V电压，相当于电压源的作用，我们电压，相当于电压源的作用，我们可以用一个理想电压源来代替，所以，它是一条支路。可以用一个理想电压源来代替，所以，它是一条支路。同理，电源的两端应该是两个节点。同理，电源的两端应该是两个节点。所以，该电路有所以，该电路有3个节点。个节点。5条支路条支路第94页，本讲稿共120
36、页分析分析 b图中，因为图中，因为a、b两点间两点间接有接有2电阻元件并分别与一个电阻元件并分别与一个回路相连，所以，回路相连，所以，2电阻元电阻元件是一条支路。件是一条支路。同理，同理，a、b两点也都称为节点。两点也都称为节点。I6V12V51152+-bba 对于对于a点左边的电路，由于通过的是同一个电流，点左边的电路，由于通过的是同一个电流，所以，是一条支路，该支路自己构成回路，称之为自所以，是一条支路，该支路自己构成回路，称之为自回路，或单回路。同理，回路，或单回路。同理，b点右边的回路也是单回路。点右边的回路也是单回路。所以，该电路有所以，该电路有2个节点。个节点。3条支路条支路而且
37、，该电路只有而且，该电路只有2个单回路个单回路第95页，本讲稿共120页基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）定律的描述定律的描述1 1定律的描述定律的描述2 2KCL中的电流正方向及中的电流正方向及其正负值其正负值 KCL扩展应用扩展应用第96页，本讲稿共120页定律的描述定律的描述1 1 对电路中的任何一个节点来说，在任意一对电路中的任何一个节点来说，在任意一时刻，流入该节点的电流总和等于流出该节点时刻，流入该节点的电流总和等于流出该节点的电流的总和。的电流的总和。a点点b点点c点点+-E1R1R2R0ab1cI0I3I1I2R3ISE22第97页，本讲稿共120页整理上述等式用公式
38、表达：用公式表达：第98页，本讲稿共120页定律的描述定律的描述2 2 对电路中的任何一个节点来说，在任意一时对电路中的任何一个节点来说，在任意一时刻，流入（或流出）该节点的电流的代数和等于刻，流入（或流出）该节点的电流的代数和等于零。零。注意注意 在这里，对电流的在这里，对电流的“代数和代数和”做做出了这样的规定出了这样的规定:如果以流入节点的电如果以流入节点的电流为正流为正,则流出节点的电流为负。（反则流出节点的电流为负。（反之亦然）。之亦然）。第99页，本讲稿共120页例I1+I2=I3例I=0I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R 基尔霍夫电流定律不仅仅适用于节点，还可基
39、尔霍夫电流定律不仅仅适用于节点，还可以扩展应用于电路中的任意闭合面。以扩展应用于电路中的任意闭合面。KCL扩展应用扩展应用第100页，本讲稿共120页例题分析 练习与思考：练习与思考：1.5.2 1.5.2 在图在图示示电路中，已知：电路中，已知：IamA，Ib0mA，IcmA，求电流，求电流Id。IaIbIdIc分析分析 把由四个电阻构成的闭合把由四个电阻构成的闭合回路看成一个广义节点，则直回路看成一个广义节点，则直接由接由KCL列写出：列写出：所以所以第101页，本讲稿共120页基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）定律的描述定律的描述1 1定律的描述定律的描述2 2KVL扩展应用扩
40、展应用第102页，本讲稿共120页定律的描述定律的描述1 1 对电路中的任何一个回路来说，在任意一时对电路中的任何一个回路来说，在任意一时刻，刻，在任意瞬在任意瞬时,沿任一沿任一闭合回路合回路绕行一圈行一圈,所有所有电动势的代数和等于的代数和等于电压降的代数和。降的代数和。US2+-US1R1R2eI2+-bcfI1第103页，本讲稿共120页注意注意:*电动势的代数和与电压降的代数和分别电动势的代数和与电压降的代数和分别列写在方程的两列写在方程的两边，不能混杂。边，不能混杂。+-US1R1R2eI2+-bcfI1第104页，本讲稿共120页 *电动势US的正、负符号规定：当电动势方向与绕行方
41、向一致时，为正值；当电动势方向与绕行方向相反时，为负值。*电压降电压降IRIR的正、负规定：的正、负规定：当电流当电流I I的正方向与绕行方向一致时为正值；的正方向与绕行方向一致时为正值；当电流当电流I I的正方向与绕行方向相反时为负值。的正方向与绕行方向相反时为负值。第105页，本讲稿共120页定律的描述定律的描述2 2 对电路中的任何一个回路来说，在任一瞬时，对电路中的任何一个回路来说，在任一瞬时，沿闭和回路绕行一周，各段电路得电压降（升）沿闭和回路绕行一周，各段电路得电压降（升）的代数和为零。的代数和为零。规定：定：如果如果电压正方向与正方向与绕行方向一致，行方向一致，则为正；正；如果如
42、果电压正方向与正方向与绕行方向相反，行方向相反，则为负。第106页，本讲稿共120页 对回路对回路becfb列写的回路方列写的回路方程为：程为：整理得整理得 它是一种普遍适用的形式，与闭和回路绕行过程中它是一种普遍适用的形式，与闭和回路绕行过程中遇到什么元件无关（可以是线性元件、也可以是非线性遇到什么元件无关（可以是线性元件、也可以是非线性元件；可以是电压源，也可以是电流源），定理只是表元件；可以是电压源，也可以是电流源），定理只是表明，这些元件的端电压的代数和为零。明，这些元件的端电压的代数和为零。+-US1R1R2eI2+-bcfI1第107页，本讲稿共120页例题分析 练习与思考：练习与
43、思考：1.5.3 1.5.3 对图对图示示电路中回路电路中回路L L1 1，试，试按图示绕行方向列写按图示绕行方向列写KVLKVL方程。方程。解：从解：从A点出发，点出发，沿沿ABCDA方向列写方方向列写方程如下程如下（选电压降为正方向）：（选电压降为正方向）：可见：这种方法的优点是，沿着回路方向一个一个元件的写，当回可见：这种方法的优点是，沿着回路方向一个一个元件的写，当回到起点时，各元件都已列写出，不会出现漏掉元件或者多写元件电压的到起点时，各元件都已列写出，不会出现漏掉元件或者多写元件电压的情况，使方程的正确率得以提高。情况，使方程的正确率得以提高。I1I3I4I5I6I7I8R3R4R
44、5Us1Us2Us3Us4+L1DABCR1R2I2第108页，本讲稿共120页I1I2I3I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+L1DABCL1UBDKVL扩展应用 KVL不仅适用于实在的闭和回路，而且适用于假想的闭和回路。例如：图示电路中，求UBD就可以通过把UBD当成一个元件电压来考虑，从而直接列写KVL方程求解。第109页，本讲稿共120页方法方法1：由由ABDA列写列写I1I2I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+L1DABCL1UBDI3第110页，本讲稿共120页方法2：由BCDB列写I1I4I5I6I8R1R3R4R5Us
45、1Us2Us3Us4+DABCL2UBDI3I7I2R2L1第111页，本讲稿共120页求：I1、I2、I3 能否很快说出结果？1+-3V4V11+-5VI1I2I3讨论题讨论题第112页，本讲稿共120页1.7 1.7 电路中电位的计算电路中电位的计算参考点参考点概念概念电位的概念电位的概念电路中电位的计算电路中电位的计算第113页，本讲稿共120页Va=5V a 点电位：ab15Aab15AVb=-5V b 点电位：电路中的点对参考点的电压，便是该节点的电位。电路中的点对参考点的电压，便是该节点的电位。记为：记为：“VX”（注意：电位为单下标）。（注意：电位为单下标）。参考点概念参考点概念
46、 在电路中任选一节点，设其电位为零（用 标记此点称为参考点。电位的概念第114页，本讲稿共120页参考点：任意设定，一般为机壳或大地参考点：任意设定，一般为机壳或大地电路中只能有一个参考点，如画有多个，实为一电路中只能有一个参考点，如画有多个，实为一个个参考点改变，电位改变，电位差（电压）不变参考点改变，电位改变，电位差（电压）不变参考点一旦设定，不要变更参考点一旦设定，不要变更电位 电压？注意：注意：第115页，本讲稿共120页 电位值是相对的电位值是相对的,参考点选得不同，电路中其参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；它各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压值是固定的，不会
47、因电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。参考点的不同而改变。电位和电压的区别电位和电压的区别第116页，本讲稿共120页E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法第117页，本讲稿共120页R1R2+15V-15V 参考电位在哪里参考电位在哪里？R1R215V+-15V+-思考：第118页，本讲稿共120页例图示电路，计算S打开和闭合时各点的电位。S打开：打开：Va=Vc=Vb=Vd=12V Ve=0VS闭合：闭合：Va=12V，Vb=Vc=6V Vd=Ve=0V电路中电位的计算第119页，本讲稿共120页本章小结本章小结电路模型、电路作用、符号规定、参考方向、电位参考点。电阻、电感、电容、电压源、电流源的基本特性。电压源与电流源的等效变换，等效指什么？基尔霍夫电压、电流定律的内容、实质、适用场合。第120页，本讲稿共120页