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1、第第第第1 1章章章章 直流电路直流电路直流电路直流电路 电工学-第1章直流电路第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 课程教学内容课程教学内容电电路路基基础础模模拟拟电电子子技技术术数数字字电电子子技技术术2大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 电路基础电路基础直流直流电阻电阻电路电路及及电路电路分析分析基本基本方法方法一一阶阶过过渡渡过过程程电电路路三三相相正正弦弦交交流流电电路路正正弦弦交交流流稳稳态态电电路路3大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直
2、直直流流流流电电电电路路路路 模拟电子技术模拟电子技术常常用用半半导导体体器器件件晶晶体体管管放放大大电电路路集集成成运运算算放放大大器器及及其其应应用用直直流流稳稳压压电电源源4大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 数字电子技术数字电子技术逻逻辑辑代代数数基基础础组组合合逻逻辑辑电电路路时时序序逻逻辑辑电电路路5大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 第 1 章 直流电路1.1 1.1 电路的作用和组成电路的作用和组成电路的作用和组成电路的作用和组成
3、1.2 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量电路的基本物理量电路的基本物理量 1.3 1.3 电路的状态电路的状态电路的状态电路的状态 1.4 1.4 电路中的参考方向电路中的参考方向电路中的参考方向电路中的参考方向 1.5 1.5 理想电路元件理想电路元件理想电路元件理想电路元件 1.61.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.71.7 支路电流法支路电流法支路电流法支路电流法 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 1.81.8 叠加定理叠加定理叠加定理叠加定理 1.91.9 等效电源定理等效电源定理等效电源定理等效电源定理 1.101.10 非线性电阻电路非
4、线性电阻电路非线性电阻电路非线性电阻电路 6大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 1.1 电路的作用和组成电路的作用和组成一、什么是电路一、什么是电路 电路就是电流的通路。电路就是电流的通路。是由某些元、器件为完成一定功能、按一定是由某些元、器件为完成一定功能、按一定 方式组合后的总称。方式组合后的总称。S E7大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 (1)(1)实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配与转实现电能的传输、分配
5、与转换换换换 (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二、电路的作用二、电路的作用二、电路的作用二、电路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8大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 三、电路的组成三、电路的组成 电源：电源：将非电形态的能量将非电形态的能量 转换为电能。转换为电能。负载：负载：将电能转换为将电能转换为 非电形态的能量。非电形态的能量。导线等：导线等：起沟通电路和起
6、沟通电路和 输送电能的作用。输送电能的作用。S E9大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 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：中间环节：传递、分传递、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10大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 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
7、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 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。11大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 从电源来看，电源本身的电流通路称为从电源来看，电源本身的电流通路称为内电路内电路，电源以外的电流通路称为电源以外的电流通路称为外电路外电路。当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时，当电路中的电流是不随时间
8、变化的直流电流时，这种电路称为这种电路称为直流电路直流电路。当电路中的电流是随时间按一定规律变化的交当电路中的电流是随时间按一定规律变化的交 流电流时，这种电路称为流电流时，这种电路称为交流电路交流电路。12大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 直流电路：直流电路：当激励为不当激励为不随时间变化的直流电时，我随时间变化的直流电时，我们称这种电路为直流电路。们称这种电路为直流电路。交流电路：交流电路：当激励为随当激励为随时间变化的交流电时，我们时间变化的交流电时，我们称这种电路为交流电路。称这种电路为交流电路。t I、U0
9、ti0注意：注意：直流和交流电压直流和交流电压与电流的表示形式。直流与电流的表示形式。直流电量用大写的英文字母表电量用大写的英文字母表示，交流电量用小写的英示，交流电量用小写的英文字母表示。文字母表示。13大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 电路有时又称电网络，简称网络，当电路中的某电路有时又称电网络，简称网络，当电路中的某一部分只有两个端钮与外电路连接，则称这部分电一部分只有两个端钮与外电路连接，则称这部分电路为二端网络，又称单端口网络。若网络中不含电路为二端网络，又称单端口网络。若网络中不含电源就称之为无源网络，若网
10、络中含有电源就称之为源就称之为无源网络，若网络中含有电源就称之为有源网络。有源网络。无源网络无源网络有源网络有源网络有源二有源二端网络端网络无源二无源二端网络端网络14大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 四、电四、电路模型路模型 实际电路中的元件或器件其电磁性质很复实际电路中的元件或器件其电磁性质很复杂，为了便于用数学方法分析电路杂，为了便于用数学方法分析电路,一般要将一般要将实际电路进行科学地抽象，用足以反映其电磁实际电路进行科学地抽象，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性质的理想电路元件或其组合
11、来模拟实际电路中的器件，从而将抽象化的、与实际电路相对中的器件，从而将抽象化的、与实际电路相对应的电路称为电路模型。应的电路称为电路模型。15大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 电源负载连接导线用用理想理想电路元件组成的电路，电路元件组成的电路，称为实际电路的称为实际电路的电路模型电路模型。例：例：例：例：手电筒电路由电池、灯泡、开关和筒体组成。手电筒电路由电池、灯泡、开关和筒体组成。R+RoES+UI手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路实体手电筒的电路实体电池电池开关开关导线导线灯泡灯泡 理想电路元件主要有电阻
12、元件、电感元件、电理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。容元件和电源元件等。16大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 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
13、，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。17大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量I1.1.电流
14、电流电流电流EUS UL 电流是电荷（带电粒子电流是电荷（带电粒子）有规则的定向运动而形）有规则的定向运动而形成的。电流在数值上等于成的。电流在数值上等于单位时间内通过某一导体单位时间内通过某一导体横截面的电荷量，用横截面的电荷量，用i i或或I I表示，国际单位为安培表示，国际单位为安培(A)(A)。我们习惯上规定正电我们习惯上规定正电荷运动的方向为电流的实荷运动的方向为电流的实际方向。际方向。18大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 2.2.电位电位电位电位电场力将单位正电荷从电路电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参
15、考点时所消的某一点移至参考点时所消耗的电能。耗的电能。参考点的电位为零。参考点的电位为零。I EUS UL 直流电路中电位用直流电路中电位用 V 表示，单位为伏表示，单位为伏特特（V）。）。参考点的选择：参考点的选择：选选大地为参考点：大地为参考点：选元件汇集的公共端或公共线为参考点：选元件汇集的公共端或公共线为参考点：19大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 3.电压电压电场力将单位正电荷从电路电场力将单位正电荷从电路的某一点移至另一点时所消的某一点移至另一点时所消耗的电能称为这两点间的电压。耗的电能称为这两点间的电压。
16、电压就是电位差。电压就是电位差。IUS E UL直流电路中电压用直流电路中电压用 U 表示，单位为伏表示，单位为伏特特（V）。）。US 是电源两端的电压，是电源两端的电压，UL 是负载两端的电压。是负载两端的电压。我们规定电压的实际方向为由高电位端指向低电我们规定电压的实际方向为由高电位端指向低电位端，即电位降低的方向。位端，即电位降低的方向。如如 Uab=Va-Vb20大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 当电路的结构与参数确定之后，电路当电路的结构与参数确定之后，电路中各点之间的电压是绝对的，与参考点无中各点之间的电压
17、是绝对的，与参考点无关；而各点的电位是相对的，与参考点有关；而各点的电位是相对的，与参考点有关。关。在分析和计算电路时，原则上参考点在分析和计算电路时，原则上参考点的选取是可以任意的。的选取是可以任意的。21大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例例.电路如图所示，分别以电路如图所示，分别以A、B两点为参两点为参考点考点计算计算C点和点和D点的电位。点的电位。解：解：以以A点为参考点点为参考点A2 10V+5V+3 BCDII=10+53+2=3AVC=33=9VVD=32=6VUCD=VCVD=15V22大连理工大学电气
18、工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 A2 10V+5V+3 BCD以以B点为参考点点为参考点VD=5VVC=10V小结：小结：电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压；电路中各点的电位随参考点选取的不同而不同，电路中各点的电位随参考点选取的不同而不同，但是任意两点间的电压不变。但是任意两点间的电压不变。UCD=VCVD=15V23大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 4、电动势（针对电源）（、电动势（针对电源）（e，E）AE
19、I IUR0RBC 电动势是为了衡量电源力电动势是为了衡量电源力对电荷做功的能力而引进的对电荷做功的能力而引进的物理量。电动势在数值上等物理量。电动势在数值上等于电源力把单位正电荷从电于电源力把单位正电荷从电源的低电位端经源的低电位端经电源内部电源内部移移到高电位所做的功，国际单到高电位所做的功，国际单位为伏特位为伏特(V)。我们规定电动势的实际我们规定电动势的实际方向为在电源内部由低电位方向为在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升端指向高电位端，即电位升高的方向。高的方向。24大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 5
20、.5.电功率电功率电功率电功率定义：单位时间内所转换的电能。定义：单位时间内所转换的电能。电源产生的功率：电源产生的功率：PE=E I符号：符号：P（直流电路）。（直流电路）。单位：单位：W(瓦特瓦特)。负载取用的功率：负载取用的功率：PL=UL II EUS UL 6.6.电能电能电能电能定义：在时间定义：在时间 t 内转换的电功率称为内转换的电功率称为电能：电能：W=P t 符号：符号：W（直流电路）。（直流电路）。单位：单位：J(焦耳焦耳)。单位转换：千瓦时（单位转换：千瓦时（kWh）1 千瓦时为千瓦时为 1 度电，度电，1 kWh3.6 106 J。电源输出的功率：电源输出的功率：P
21、=US IUS25大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 对电路中基本物理量规定的实际方向对电路中基本物理量规定的实际方向对电路中基本物理量规定的实际方向对电路中基本物理量规定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、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V26大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第
22、1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 当电源与负载接通，电路中有当电源与负载接通，电路中有了电流及能量的输送和转换。了电流及能量的输送和转换。电路的这一状态称为电路的这一状态称为通路通路。1.3 电路的三种状态电路的三种状态一、通路一、通路 IEUS UL S通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称通路时，电源向负载输出电功率，电源这时的状态称为为有载有载或称电源处于带负载状态。或称电源处于带负载状态。27大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 通路时，电源所产生的功率应等于电路各部分所通路时，电源
23、所产生的功率应等于电路各部分所消耗的功率之和。消耗的功率之和。IR0RL+EU+IEI=IRo+IRL即即PE=P+PL电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率负载负载取用取用功率功率 功率平衡式功率平衡式28大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 各种电气设备在工作时，其电压、电流和功率都各种电气设备在工作时，其电压、电流和功率都有一定的限额，这些限额是用来表示它们的正常工作有一定的限额，这些限额是用来表示它们的正常工作条件和工作能力的，称为电气设备的条件和工作能力的，称为电气设备的额定值额定值。电气设备的电气设备
24、的额定值用带下标额定值用带下标“N”的电量来表示。的电量来表示。如：如：额定电压额定电压UN 额定电流额定电流IN 额定功率额定功率PN等。等。29大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 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
25、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 30大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 二、开路二、开路 S1S2EEL1EL2当某一部分电路与电源断开，当某一部分电路与电源断开，该部分电路中没有电流，亦无该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和转换，这部分电能量的输送和转换，这部分电路所处的状态
26、称为路所处的状态称为开路开路。有有源源电电路路 开路的特点：开路的特点：开路处的电流等于零开路处的电流等于零I0开路处的电压应视电路情况而定开路处的电压应视电路情况而定电源既不产生也不输出电功率，电源这时的状态称为电源既不产生也不输出电功率，电源这时的状态称为空载空载。U 视电视电路而定路而定31大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 三、短路三、短路 当某一部分电路的两端用电当某一部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线或开阻可以忽略不计的导线或开关连接起来，使得该部分电关连接起来，使得该部分电路中的电流全部被导线或开路中的
27、电流全部被导线或开关所旁路，这一部分电路所关所旁路，这一部分电路所处的状态称为处的状态称为短路短路或或短接短接。S1S2电源短路电源短路 短路的特点：短路的特点：短路处的电压等于零短路处的电压等于零U0短路处的电流应视电路情况而定短路处的电流应视电路情况而定I 视电路而定视电路而定有有源源电电路路EL1EL232大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 1.4 电路中的参考方向电路中的参考方向 在分析和计算电路时，需要知道电压和电流的在分析和计算电路时，需要知道电压和电流的方向。但对于复杂直流电路，电压和电流的实际方向方向。但
28、对于复杂直流电路，电压和电流的实际方向往往是无法预知的；而对于交流电路，电压和电流的往往是无法预知的；而对于交流电路，电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。因此，为了方便电路实际方向是随时间不断变化的。因此，为了方便电路的分析和计算，往往事先给电压和电流设定一个假定的分析和计算，往往事先给电压和电流设定一个假定的方向，这个事先假定的方向就称为电压和电流的参的方向，这个事先假定的方向就称为电压和电流的参考方向。考方向。若根据参考方向求得的电压和电流为正值，则若根据参考方向求得的电压和电流为正值，则说明它们的实际方向与参考方向相同；若求得的电压说明它们的实际方向与参考方向相同；若求得的电压和电流
29、为负值，则说明它们的实际方向与参考方向相和电流为负值，则说明它们的实际方向与参考方向相反。反。33大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 (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1.1.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a
30、Rb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_34大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 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之分。之分。若若 I=5A，则电流从则电流从 a 流
31、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。35大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 UIR+关联参考方向：当电压和电流的参考方向取关联参考方向：当电压和电流的参考方向取为一致时称为取关联参考方向。为一致时称为取关联参考方向。原则上电压和电流的参考方向是可以任意假原则上电压和电流的参考方向是可以任意假定的，但有时为了方便电路的分析
32、与计算，常取定的，但有时为了方便电路的分析与计算，常取所谓的关联参考方向。所谓的关联参考方向。2.关联参考方向关联参考方向36大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 构成电路模型的最小单元称为电路元件，简称构成电路模型的最小单元称为电路元件，简称元件。元件。基本的电路元件包括：基本的电路元件包括：*耗能元件：电阻；耗能元件：电阻；*储能元件：电容、电感；储能元件：电容、电感；*电源元件：电压源、电流源；电源元件：电压源、电流源；*受控源元件：受控电压源、受控电流源。受控源元件：受控电压源、受控电流源。1.5 电路元件电路元件
33、37大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 电路元件电路元件有源元件有源元件无源元件无源元件电电压压源源电电流流源源电电阻阻元元件件电电容容元元件件电电感感元元件件38大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 一、有源元件一、有源元件电压源与电流源电压源与电流源 有源元件分为独立电源和受控电源两大类。一个有源元件分为独立电源和受控电源两大类。一个实际的独立电源元件可以用两种模型来表示，用电压实际的独立电源元件可以用两种模型来表示，用电压的形式来表示称为的形式
34、来表示称为电压源电压源电压源电压源，用电流的形式来表示称为，用电流的形式来表示称为电流源电流源电流源电流源。它们在电路中起着激励的作用，由它们引起。它们在电路中起着激励的作用，由它们引起电路中其他元件上的电压和电流，它们是一个完整的电路中其他元件上的电压和电流，它们是一个完整的电路中不可缺少的组成部分。电路中不可缺少的组成部分。受控电源也分为受控电压源和受控电流源，但它受控电源也分为受控电压源和受控电流源，但它们的输出电压和电流是受电路中其它某处的电压或电们的输出电压和电流是受电路中其它某处的电压或电流控制的。受控源在电路中并不总起着激励的作用，流控制的。受控源在电路中并不总起着激励的作用，当
35、控制电压或电流等于零时，它们的输出电压和电流当控制电压或电流等于零时，它们的输出电压和电流也就为零。受控电源在电子电路中起着重要的作用。也就为零。受控电源在电子电路中起着重要的作用。39大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 1.1.电压源电压源 理想理想电压源是电压源是电压源是电压源是实际实际电压源的一种理想化模型电压源的一种理想化模型电压源的一种理想化模型电压源的一种理想化模型。理想理想电压源两端的电压为一恒定值或给定的时间函电压源两端的电压为一恒定值或给定的时间函电压源两端的电压为一恒定值或给定的时间函电压源两端的电压
36、为一恒定值或给定的时间函数，而与流过它的电流无关数，而与流过它的电流无关数，而与流过它的电流无关数，而与流过它的电流无关。流过流过流过流过理想理想电压源的电电压源的电电压源的电电压源的电流由外电路决定。流由外电路决定。流由外电路决定。流由外电路决定。理想电压源符号理想电压源符号外特性曲线外特性曲线0I/AU/V理想电压源理想电压源USUsIU+（1）理想电压源）理想电压源40大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 US I U US 定值定值USU O I 理想电压源的特点：理想电压源的特点：输出电流输出电流 I 不是定值，
37、与输出电压和外电路的情况有关。不是定值，与输出电压和外电路的情况有关。理想电压源可提供一个固定的电压理想电压源可提供一个固定的电压 US，称为，称为源电压源电压。输出电压输出电压 U 等于源电压等于源电压 US，是由其本身所确定的定值，是由其本身所确定的定值，与输出电流和外电路的情况无关。与输出电流和外电路的情况无关。41大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例：例：例：例：设设设设 U US S=10 V=10 V，接上，接上，接上，接上R RL L 后，恒压源对外输出电流。后，恒压源对外输出电流。后，恒压源对外输出电流
38、。后，恒压源对外输出电流。I IU US S+_ _U U+_ _R RL L 当当当当 R RL L=1=1 时，时，时，时，U U=10 V=10 V，I I=10A=10A 当当当当 R RL L=10 =10 时，时，时，时，U U=10 V=10 V，I I=1A=1A I IU UU US SO O电压恒定，电流随负载变化电压恒定，电流随负载变化电压恒定，电流随负载变化电压恒定，电流随负载变化第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 （2 2）实际电压源）实际电压源）实际电压源）实际电压源 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
39、由上图电路可得由上图电路可得:U U=U US S IR 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 U US SU U0 0=U US S电压源的外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+-U US SU U+实际电压源是由理想实际电压源是由理想实际电压源是由理想实际电压源是由理想电压源电压源电压源电压源U US S和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串串串串联的电源模型。联的电源模型。联的电源模型。联的电源模型。若若若若 R R0 0 R RL L，I I I IS S ，可近似认为是理想
40、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+第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 3 3、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1 1、电压、电流取关联参考方向：、电压、电流取关联参考方向：若若p=ui0，则该段电路吸收功率，消耗电能，则该段电路吸收功率，消耗电能，相当于一个负载；相当于一个负载；若若p=ui0，则该段电路发出功率，提供电能，则该段电路发出功率，提供电能，相当于一个电源；相当于
41、一个电源；若若p=ui0，则该段电路吸收功，则该段电路吸收功率，消耗电能，相当于一个负载。率，消耗电能，相当于一个负载。48大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 方法二：计算电压、电方法二：计算电压、电方法二：计算电压、电方法二：计算电压、电流流流流电源：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“+”端流入。端流入。（吸收功率）（吸收功率）。49大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系
42、第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时，当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时，它们输出（产生）电功率，起它们输出（产生）电功率，起电源电源作用。作用。US I U IS U I US I U IS U I 当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时，当电压源和电流源的电压和电流实际方向如上图时，它们取用（消耗）电功率，起它们取用（消耗）电功率，起负载负载作用。作用。50大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例：下列各图元件例：下列各图元件X上
43、的、电流参考方向如图所示，已知上的、电流参考方向如图所示，已知电压电压U均为均为+5V，I均为均为-2A，试判断哪些元件具有电源属性，试判断哪些元件具有电源属性（提供能量）？哪些元件具有负载属性（吸收能量）？（提供能量）？哪些元件具有负载属性（吸收能量）？(a)(b)(d)(c)+-+-UUUUIIIIXXXX第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例例.在图在图示电路中，给示电路中，给2020电阻提供功率的是（电阻提供功率的是（）。）。A.A.电压源电压源 B.B.电流源电流源 C.C.电压源和电流源共同提供电压源和电流源共同提供 D.电压电压源和源和电电流源均不提
44、供流源均不提供 1010A12AA52大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 4、理想电源的等效替代、理想电源的等效替代 （1 1）若干个）若干个理想电压源串联理想电压源串联理想电压源串联理想电压源串联，其其对外对外可以用可以用一个一个理想电压源来等效替代，这个等效电压源的电压即为理想电压源来等效替代，这个等效电压源的电压即为上述电压源的上述电压源的代数和代数和；53大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 （2）若干个若干个理想电流源并联理想电流源并联理想
45、电流源并联理想电流源并联，其其对外对外可以用可以用一一个个理想电流源来等效替代，这个等效电流源的电流理想电流源来等效替代，这个等效电流源的电流即为上述电流源的即为上述电流源的代数和代数和；54大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 （3）一个一个理想电压源与任意元件并联理想电压源与任意元件并联理想电压源与任意元件并联理想电压源与任意元件并联，其其对外对外可以用一个理想电压源来等效替代，这个等效电压可以用一个理想电压源来等效替代，这个等效电压源的电压即为上述理想电压源的电压；源的电压即为上述理想电压源的电压；55大连理工大学电
46、气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 （4 4）一个）一个理想电流源与任意元件串联理想电流源与任意元件串联理想电流源与任意元件串联理想电流源与任意元件串联，其其对外对外可以用一个理想电流源来等效替代，这个等效电流可以用一个理想电流源来等效替代，这个等效电流源的电流即为上述理想电流源的电流；源的电流即为上述理想电流源的电流；56大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例例例例1:1: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
47、解解:+abU2 5V(a)+abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A2 3 b+(a)a+5V3 2 U+a5AbU3(b)+第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例例.将图将图1 1电路改为图电路改为图2 2电路，其负载电流电路，其负载电流I I1 1和和I I2 2将（将（）。）。A A、都减小、都减小B B、都增大、都增大 C C、都不变、都不变D D、一个增大，另一个减小。、一个增大，另一个减小。C58大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 例：试计算图示电路例
48、：试计算图示电路(a)(a)中的电流中的电流I和电路和电路(b)(b)中中的电压的电压U。59大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 附加：附加：受控电源受控电源 若电压源的电压或电流源的电流受电路中其若电压源的电压或电流源的电流受电路中其它部分的电压或电流控制，这样的电源称为它部分的电压或电流控制，这样的电源称为受控受控电源电源。若电压源的电压或电流源的电流不受电路中若电压源的电压或电流源的电流不受电路中其它部分的电压或电流控制，这样的电源称为其它部分的电压或电流控制，这样的电源称为独独立电源立电源。60大连理工大学电气工
49、程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 受控源的类型受控源的类型1.电压控制电压源电压控制电压源 VCVS3.电流控制电压源电流控制电压源 CCVS控制量有控制量有电压电压电流电流受控源有受控源有电压源电压源电流源电流源2.电压控制电流源电压控制电流源 VCCS4.电流控制电流源电流控制电流源 CCCS61大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第1 1 1 1章章章章 直直直直流流流流电电电电路路路路 U U1 1+_ _U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=0=0(a)VCVS(a)VCVS+-+-I I1 1(b)
50、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)VCCSg gU U1 1U U1 1U U2 2I I2 2I I1 1=0=0+-+-(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