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1、关于电路模型和电路定律第1页，讲稿共83张，创作于星期二1.1.电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向4.4.基尔霍夫定律基尔霍夫定律 重点重点2.2.电阻元件的特性电阻元件的特性3.3.电源元件的特性电源元件的特性第2页，讲稿共83张，创作于星期二1.1 1.1 电路和电路模型电路和电路模型一、电路一、电路1 1、定义、定义 由各种电气设备或电子器件，按照一定的方式连接起来，构成的电流通路装置。（构成电流通路的一切设备的总和）第3页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.构成构成火线火线.零线零线电源电源连接导线和其余设连接导线和其余设备为中间环节备为中间环节负载负载电源电源或或信号源信号源负
2、负载载中中间间环环节节从能量传输角度从能量传输角度：从信号处理角度：从信号处理角度：电路电路（网络）（网络）激励激励输入输入响应响应输出输出电电源源电压电压电流电流第4页，讲稿共83张，创作于星期二3.3.作用作用b.b.进行信号的处理和传递进行信号的处理和传递 （弱电）（弱电）c.c.进行信息的存贮进行信息的存贮a.a.进行能量的转换与传输进行能量的转换与传输 （强电）（强电）第5页，讲稿共83张，创作于星期二二、电路模型二、电路模型 可以表征或近似表征实际电路（器件）中所发生可以表征或近似表征实际电路（器件）中所发生的重要物理过程，由的重要物理过程，由理想电路元件理想电路元件连接而成。连接
3、而成。理想电路元件：理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想，只具有根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想，只具有单单一一的电磁性质的元件，都有各自的精确定义，并且用规的电磁性质的元件，都有各自的精确定义，并且用规定的图形符号表示。定的图形符号表示。第6页，讲稿共83张，创作于星期二三、理想电路元件的种类三、理想电路元件的种类无无源源元元件件RLC 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件 电容元件电容元件电容元件电容元件 电感元件电感元件电感元件电感元件表示消耗电能的元件表示消耗电能的元件表示储存电场能量的元件表示储存电场能量的元件表示储存磁场能量的元件表示储存磁场能量的元件有有源源元元
4、件件表示将其它形式的能量转变成表示将其它形式的能量转变成 电能的元件。电能的元件。理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源理想电流源理想电流源理想电流源理想电流源+_usis第7页，讲稿共83张，创作于星期二电电路路模模型型实实际际电电路路理理想想电电路路元元件件 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件 电容元件电容元件电容元件电容元件 电感元件电感元件电感元件电感元件理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源理想电流源理想电流源理想电流源理想电流源第8页，讲稿共83张，创作于星期二导线导线电电池池开关开关灯泡灯泡电路模型电路模型注意注意 电路模型的解与实际电路的解存在差异时，要查找电路模型是否考虑电
5、路模型的解与实际电路的解存在差异时，要查找电路模型是否考虑不周，及时调整电路模型不周，及时调整电路模型电路分析理论所研究的对象都是由电路分析理论所研究的对象都是由理想电路元件理想电路元件组成的实际电组成的实际电路的路的电路模型。电路模型。第9页，讲稿共83张，创作于星期二四、集总参数元件和集总参数电路四、集总参数元件和集总参数电路四、集总参数元件和集总参数电路四、集总参数元件和集总参数电路由集总元件构成的电路由集总元件构成的电路集总参数元件：集总参数元件：前面所谓的前面所谓的“理想化理想化”指的是：假定这些现象可指的是：假定这些现象可以分别研究，并且这些电磁过程（消耗电能、储以分别研究，并且这
6、些电磁过程（消耗电能、储存电场能量、储存磁场能量）都分别集中在各元存电场能量、储存磁场能量）都分别集中在各元件内部进行。件内部进行。集总参数电路中集总参数电路中u、i 可以是时间的函数，但与空间坐标无关。可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的电流；端子间的电压为单值量。端子流出的电流；端子间的电压为单值量。注意集总参数电路：集总参数电路：集总条件：集总条件：第10页，讲稿共83张，创作于星期二例例:我国电力用电的频率为我国电力用电的频率为50Hz，10km长的供电线路算不算集总参数长
7、的供电线路算不算集总参数电路？电路？1000km长的供电线路呢？长的供电线路呢？对于以工频条件下工作的电气电子设备而言，其尺寸远小于这一波长，对于以工频条件下工作的电气电子设备而言，其尺寸远小于这一波长，可按照集总参数电路处理。可按照集总参数电路处理。对于远距离输电线来说，就必须考虑电场和磁场沿电路分布对于远距离输电线来说，就必须考虑电场和磁场沿电路分布的现象，不能按照集总参数电路处理，而要用分布参数表征。的现象，不能按照集总参数电路处理，而要用分布参数表征。答：答：50Hz频率对应的波长为：频率对应的波长为：10km 6000km 可看做集总参数电路可看做集总参数电路1000km 0实际方向
8、与参考方向一致实际方向与参考方向一致i 0，表明该时刻电流的实际方向与参考方向表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同相同；若计算出的电流若计算出的电流i(t)0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+0 表示元件吸收功率表示元件吸收功率(得到能量得到能量)+-iu+-iup 0 表示元件发出功率表示元件发出功率(失去能量失去能量)p 0 表示元件吸收功率表示元件吸收功率(得到能量得到能量)p 0 表示元件发出功率表示元件发出功率(失去能量失去能量)吸收功率，元件为负载，发出功率，元件为电源吸收功率，元件为负载，发出功率，元件为电源第27页，讲稿共83张，创作于星期二例例1.1.计算图中所示各元
9、件的功率，并判断元件的性质计算图中所示各元件的功率，并判断元件的性质（电源或负载）（电源或负载）+-U=10VI=3A(a)+-U=5VI=-2A(b)+-U=-7VI=4A(c)解：解：(a)U与与I是关联参考方向是关联参考方向元件吸收元件吸收30W功率，是负载功率，是负载(b)U与与I是关联参考方向是关联参考方向元件发出元件发出10W功率，是电源功率，是电源(c)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向元件吸收元件吸收28W功率，是负载功率，是负载或或元件吸收元件吸收28W功率，是负载功率，是负载第28页，讲稿共83张，创作于星期二例例2.下图下图A中元件吸收功率中元件吸收功率125W，图
10、，图B中元件发出功率中元件发出功率240W，图，图C中元件吸收功率中元件吸收功率75W，求如图所示电路中流过各元件的电流，求如图所示电路中流过各元件的电流I。+-U=25VI(A)+-U=80VI(B)+-U=-15VI(C)解：解：(A)U与与I是关联参考方向是关联参考方向(B)U与与I是关联参考方向是关联参考方向(C)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向第29页，讲稿共83张，创作于星期二例例3计算图示电路各元件的功率计算图示电路各元件的功率解解解解：吸收吸收1010W功率功率对一完整的电路，满足：对一完整的电路，满足：发出的功率吸收的功率，发出的功率吸收的功率，即功率平衡。即功率平衡
11、。注意u2Ais+_5V-+is理想电压源的理想电压源的u与与is是关联参考方向是关联参考方向理想电流源的理想电流源的u与与is是非关联参考方向是非关联参考方向发出发出1010W功率功率第30页，讲稿共83张，创作于星期二例例4：已知图（：已知图（a）中）中N吸收的功率为吸收的功率为100W，I=2A，求端口电压，求端口电压U，并说明其真实方向。若图，并说明其真实方向。若图(b)中中N发出的功率为发出的功率为100W，U=-100V，求端口电流，求端口电流I并说明其真实方向。并说明其真实方向。IN+-UIN+-U(a)(b)解：解：(a)U与与I是非关联参考方向是非关联参考方向所以，所以，U的
12、实际方向与参考方向相反的实际方向与参考方向相反(b)U与与I是关联参考方向是关联参考方向所以，所以，I的实际方向与参考方向一致的实际方向与参考方向一致第31页，讲稿共83张，创作于星期二乔治西蒙欧姆(17871854年)德国物理学家。1.5 1.5 1.5 1.5 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件 欧姆：欧姆：18031803年考入埃尔兰根大学，未毕业年考入埃尔兰根大学，未毕业就在一所中学教书。就在一所中学教书。18111811年又回到埃尔兰根年又回到埃尔兰根完成了大学学业，于完成了大学学业，于18131813年获得哲学博士学位。年获得哲学博士学位。18171817年，他的年，他的几何学教科书
13、几何学教科书一书出版。同一书出版。同年应聘在科隆大学预科教授物理学和数学。在该年应聘在科隆大学预科教授物理学和数学。在该校设备良好的实验室里，作了大量实验研究，完校设备良好的实验室里，作了大量实验研究，完成了一系列重要发明。成了一系列重要发明。他最主要的贡献是通过实他最主要的贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。其定验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。其定义是：在电路中两点间，当通过义是：在电路中两点间，当通过1 1安培稳恒电流安培稳恒电流时，如果这两点间的电压为时，如果这两点间的电压为1 1伏特，那么这两点伏特，那么这两点间导体的电阻便定义为间导体的电阻便定义为1 1欧姆。欧姆
14、。第32页，讲稿共83张，创作于星期二 若一个二端元件所具有的电压和电流之间的关系若一个二端元件所具有的电压和电流之间的关系可用可用ui平面上的一条曲线来描述，则此二端元件称平面上的一条曲线来描述，则此二端元件称为电阻元件。为电阻元件。iu0 01.1.定义定义电阻元件的伏安特性电阻元件的伏安特性(VAR)VCR:Voltage Current Relation,元件的电流和电压关系。元件的电流和电压关系。VAR:Volt Ampere Relation,伏安关系。伏安关系。第33页，讲稿共83张，创作于星期二任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。2 2、
15、线性电阻元件、线性电阻元件ui01 k =103 ；1 M =106 电路符号电路符号:R线性电阻元件的线性电阻元件的(伏安特性伏安特性)单位：单位：(欧姆)第34页，讲稿共83张，创作于星期二G 称为电导，单位：称为电导，单位：S(西门子西门子)u、i 取取关联关联参考方向参考方向Rui+u,i 取关联参考方向；取关联参考方向；只适用于线性电阻只适用于线性电阻(R 为常数）；为常数）；注意说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。3 3、欧姆定律、欧姆定律第35页，讲稿共83张，创作于星期二则欧姆定律写为：则欧姆定律写为：u R i i G uu、i 取取非关联
16、非关联参考方向参考方向Rui+公式和参考方向必须配套使用！公式和参考方向必须配套使用！第36页，讲稿共83张，创作于星期二电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。p-u i-(-R i)i i2 R u2/Rp u i i2R u2/R表明4 4、功率功率Rui+Rui+第37页，讲稿共83张，创作于星期二iiii+u,i 取取关联参考方向关联参考方向 u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向 u,i 取取关联参考方向关联参考方向 u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向第38页，讲稿共83张，创作于星期二ui5.5.电阻的开路与短路电阻的开路与短路 短路短路 开路
17、开路uiRiu+u+i0 00 0负载负载-大小用电流来衡量大小用电流来衡量负载越小负载越小负载越大负载越大极端情况，电路开路极端情况，电路开路极端情况，电路短路极端情况，电路短路电流越小电流越小电流越大电流越大第39页，讲稿共83张，创作于星期二颜色代表数值代表误差黑0棕11%（常见）红22%（常见）橙33%黄44%绿50.5%蓝60.2%紫70.1%灰80.05%白9金5%（常见）银10%（常见）固定阻值的电阻计算固定阻值的电阻计算颜色代表不同的数字：颜色代表不同的数字：第40页，讲稿共83张，创作于星期二 四色环电阻色环表示意义：四色环电阻色环表示意义：第一条色环：阻值的第一位数字；第一
18、条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：第三条色环：1010的幂数；的幂数；第四条色环：误差表示第四条色环：误差表示。最前面的两道环是读数，第三道环代表读数后有几个零，最前面的两道环是读数，第三道环代表读数后有几个零，第四环表示误差。第四环表示误差。第41页，讲稿共83张，创作于星期二 五色环电阻色环表示意义：五色环电阻色环表示意义：第一条色环：阻值的第一位数字；第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三位数字；第三条色环：阻值的第三位数字；第四条色环：第四条色环：1
19、010的幂数；的幂数；第五条色环：误差表示第五条色环：误差表示。最前面的三道环是读数，第四道环代表读数后有几个零，最前面的三道环是读数，第四道环代表读数后有几个零，第五环表示误差。第五环表示误差。六色环电阻色环表示意义：六色环电阻色环表示意义：前五环的读法与五色环电阻读法相同，第六环表示电阻的温度系数。前五环的读法与五色环电阻读法相同，第六环表示电阻的温度系数。第42页，讲稿共83张，创作于星期二 1.6 1.6 1.6 1.6 电压源和电流源电压源和电流源电压源和电流源电压源和电流源二、电压源二、电压源1.1.理想电压源理想电压源 若一个二端元件其输出的电压恒定或者是时间函数，与流若一个二端
20、元件其输出的电压恒定或者是时间函数，与流若一个二端元件其输出的电压恒定或者是时间函数，与流若一个二端元件其输出的电压恒定或者是时间函数，与流过它的电流和外电路无关。过它的电流和外电路无关。过它的电流和外电路无关。过它的电流和外电路无关。一、一、独立电源独立电源 若一个二端元件所输出的电压（电流）仅由其本身性质决定，若一个二端元件所输出的电压（电流）仅由其本身性质决定，称为独立电源。称为独立电源。第43页，讲稿共83张，创作于星期二1 1）电路符号）电路符号:us2）基本性质：）基本性质：a a、电源两端电压由电源本身决定，与外电路以及流经它的电、电源两端电压由电源本身决定，与外电路以及流经它的
21、电流方向、大小无关。流方向、大小无关。（u(t)=us）b b、通过电压源的电流由电源及外电路共同决、通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。定。(i(t)=任意值任意值)Ri-+外电路外电路电压源不能短路！电压源不能短路！直流电压源的伏安关系直流电压源的伏安关系ui0 0usus=0,相当于短路，相当于短路，电压源不作用（置电压源不作用（置零）零）第44页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.实际电压源实际电压源IbUSURsRL+_+_a 若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和电若实际电源输出的电压值变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源模型表示，即实际电源的阻相串联的电源模型表示，即
22、实际电源的电压源模型电压源模型。1 1）电路模型）电路模型 一个二端元件其输出的电压随流过它的电流而变化。一个二端元件其输出的电压随流过它的电流而变化。第45页，讲稿共83张，创作于星期二2 2）伏安特性）伏安特性3）讨论讨论开路时 I=0 U=US=UOC开路电压短路时 U=0 短路电流电压源不允许短路使用！电压源不允许短路使用！电压源模型外特性电压源模型外特性UI0US-RSIRS越小越好越小越好第46页，讲稿共83张，创作于星期二电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关。两端电压方向、大小无关。（i(t)=
23、is）三、电流源三、电流源1.1.理想电流源理想电流源 若一个二端元件其输出的电流恒定或者是时间函数，与它两若一个二端元件其输出的电流恒定或者是时间函数，与它两若一个二端元件其输出的电流恒定或者是时间函数，与它两若一个二端元件其输出的电流恒定或者是时间函数，与它两端的电压和外电路无关。端的电压和外电路无关。端的电压和外电路无关。端的电压和外电路无关。u+_is1 1）电路符号）电路符号:2）基本性质：）基本性质：电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。(u(t)=任意值任意值)第47页，讲稿共83张，创作于星期二ui0 0例例外电路外电路电流源不能开路！
24、电流源不能开路！Ru-+直流电流源的伏安关系直流电流源的伏安关系is=0,相当于开路，电流源不相当于开路，电流源不作用（置零）作用（置零）第48页，讲稿共83张，创作于星期二IURLRs(Gs)+IS RsU ab 若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电阻相并联的电源模型表示，即实际电源的阻相并联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型电流源模型。2.2.实际电流源实际电流源1 1）电路模型）电路模型第49页，讲稿共83张，创作于星期二IS2 2）伏安特性）伏安特性短路时 U=0 短路电流开路时 I=0 UOC=开路电压电流源不能开路！电
25、流源不能开路！IU0电流源模型外特性电流源模型外特性-GSUGS越小越好越小越好第50页，讲稿共83张，创作于星期二1.71.7 受控电源受控电源受控电源受控电源(非独立源非独立源非独立源非独立源)独立源：独立源：电压源和电流源不受电源以外的电路影响而电压源和电流源不受电源以外的电路影响而独立存在，所以称为独立电源，是二端元件。独立存在，所以称为独立电源，是二端元件。有些电路不能只用电阻和电压有些电路不能只用电阻和电压/电流源构成模型，例如电流源构成模型，例如放大电路，电阻元件不具备放大功能，需要引入另一放大电路，电阻元件不具备放大功能，需要引入另一种种“电源电源”-受控源。受控源。第51页，
26、讲稿共83张，创作于星期二电路符号电路符号受控电压源受控电压源1.1.定义定义受控电流源受控电流源 若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支若一个电源所具有的输出电压（电流）受其它支路上的电压（电流）控制时称为受控电源。路上的电压（电流）控制时称为受控电源。路上的电压（电流）控制时称为受控电源。路上的电压（电流）控制时称为受控电源。+四端元件四端元件输出：被（受）控支路输出：被（受）控支路输入：控制支路输入：控制支路+_u2i2_u1i1+1122受受控控源源第52页，讲稿共83张，创作于星期二电流控制的电流
27、源电流控制的电流源(CCCS):电流放大倍数电流放大倍数 根据控制量和被控制量是电压根据控制量和被控制量是电压u 或电流或电流i，受控源，受控源可分四种类型：可分四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。2.2.理想受控源分类理想受控源分类四端元件四端元件输出：受控部分输出：受控部分输入：控制部分输入：控制部分 i1+_u2i2_u1=0i1+第53页，讲稿共83张，创作于星期二g:转移电导转移电导 电压控制的电流源电压控制的电流源 (VCCS)电压控制的电压源电压控制的电压
28、源 (VCVS):电压放大倍数电压放大倍数 gu1+_u2i2_u1i1=0+i1=0u1+_u2i2_u1+_第54页，讲稿共83张，创作于星期二电流控制的电压源电流控制的电压源 (CCVS)r:转移电阻转移电阻 例例是电路内部电子器件中所发是电路内部电子器件中所发生物理现象的一种模型生物理现象的一种模型ibicib双极晶体管双极晶体管i1ri1+_u2i2_u1=0+_第55页，讲稿共83张，创作于星期二说明1、控制支路控制支路：当当u1为控制量，为控制量，i1=0；当当i1为控制量，为控制量，u1=0；被控支路被控支路：当当u2为输出量，内电阻为输出量，内电阻0；当当i2为输出量，为输出
29、量，内电导内电导0；2、受控源是线性元件、受控源是线性元件3、受控源输出量直接由电路符号判断；、受控源输出量直接由电路符号判断；4、受控源具有独立源的基本特性，具有二重性、受控源具有独立源的基本特性，具有二重性 （电源（电源 性和电阻性）性和电阻性）第56页，讲稿共83张，创作于星期二3.3.受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较独独立立源源的的输输出出电电压压(或或电电流流)由由电电源源本本身身决决定定，与与电电路路中中其其它它电电压压、电电流流无无关关，而而受受控控源源的的输输出出电电压压(或电流或电流)由控制量决定。由控制量决定。独独立立源源在在电电路路中中起起“激激励励”作作用用，在
30、在电电路路中中产产生生电电压压、电电流流，而而受受控控源源是是反反映映电电路路中中某某处处的的电电压压或电流对另一处的电压或电流的控制关系。或电流对另一处的电压或电流的控制关系。第57页，讲稿共83张，创作于星期二4.4.受控源的功率受控源的功率+_u2i2_u1i1+受受控控源源采用关联参考方向采用关联参考方向受控源吸收的功率为：受控源吸收的功率为：由于控制支路不是开路就是短路，所以对所有由于控制支路不是开路就是短路，所以对所有4 4种受种受控源，其功率均为：控源，其功率均为：即由受控支路来计算受控源的功率。即由受控支路来计算受控源的功率。第58页，讲稿共83张，创作于星期二例例求：电压求：
31、电压u2解：解：5i1+_u2_i1+-3u1=6V第59页，讲稿共83张，创作于星期二1.8 1.8 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基基尔尔霍霍夫夫定定律律包包括括基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律（KCL）和和基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(KVL)。它它反反映映了了电电路路中中所所有有支支路路电电压压和和电电流流所所遵遵循循的的基基本本规规律律，是是分分析析集集总总参参数数电电路路的的基基本本定定律。律。基尔霍夫定律基尔霍夫定律与与元件特性元件特性构成了电路分析的基础。构成了电路分析的基础。第60页，讲稿共83张，创作于星期二1.1.几个名词几个名词支路支路结（节）点
32、结（节）点三条或三条以上支路的连接点称为结点。三条或三条以上支路的连接点称为结点。R5ad+_R1uS1+_uS2R2R4R3bc回路回路由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。网孔网孔对对平面电路平面电路，其内部不含任何支路的回路。，其内部不含任何支路的回路。网孔是回路，但回路不一定是网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。注意电路中任意一段无分支且电路中任意一段无分支且具有实有元件的电路。具有实有元件的电路。网络网络复杂的电路复杂的电路路径路径任意两个结点间的一条通路，由支路构成。任意两个结点间的一条通路，由支路构成。第61页，讲稿共83张，创作于星期二2.2.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电
33、流定律 (KCL)令流出为令流出为“+”，流入为，流入为“-”在在集集总总参参数数电电路路中中，任任意意时时刻刻，对对任任意意结结点点流流出出（或流入）该结点电流的代数和等于零。（或流入）该结点电流的代数和等于零。流入流入流出流出第62页，讲稿共83张，创作于星期二例：已知：例：已知：i1,i2,i3,i4,求求i5i1=2A,i2=-5A,i3=4A,i4=-3A-(2)-(-5)+(4)+(-3)+i5=0故：故：i5=-4A解解1：i5=(2)+(-5)-(4)-(-3)故：故：i5=-4A解解2：KCL有两套正负号：有两套正负号：1、给定参考方向后、给定参考方向后KCL方程的正负号；方
34、程的正负号；2、物理量带来的正负号。、物理量带来的正负号。“异类电流异类电流”之和之和减去减去其余其余“同类电流同类电流”之和之和，求待求电流。，求待求电流。第63页，讲稿共83张，创作于星期二三式相加得：三式相加得：表明流入闭合面流入闭合面S S的电流的代数和等于零；的电流的代数和等于零；或者说从或者说从S S面流出的电流等于流入面流出的电流等于流入S S面的电流。面的电流。对对a结点：结点：对对b结点结点：对对c结点结点：a cbKCL的推广的推广结点结点 封闭面（广义结点）封闭面（广义结点）第64页，讲稿共83张，创作于星期二 KCL是是电荷守恒定律电荷守恒定律和和电流连续性原理电流连续
35、性原理在电路在电路中任意结点处的反映。中任意结点处的反映。流过电路中某一结点（或闭合包围面）的各流过电路中某一结点（或闭合包围面）的各支路电流要受支路电流要受KCL约束；约束；KCL方程是按方程是按电流参考方向电流参考方向列写的，与电流列写的，与电流实际方向无关；实际方向无关；小结 KCL只与电路连接方式有关，与支路上连只与电路连接方式有关，与支路上连 接的接的元件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；元件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；第65页，讲稿共83张，创作于星期二例例1：I=?例例例例2:2:求电流求电流 i解解:由由KCLKCL的推广的推广公式可得公式可得I=0第66页，讲稿
36、共83张，创作于星期二3 3.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 (KVL)U3U1U2U4标标定定各各元元件件电电压压参参考方向考方向 选选定定回回路路绕绕行行方方向向，顺顺时针或逆时针时针或逆时针.在在集总参数电路中，任一时刻，集总参数电路中，任一时刻，沿任一回路，所有沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零支路电压的代数和恒等于零。I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_第67页，讲稿共83张，创作于星期二U1US1+U2+U3+U4+US4=0U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4支路电流方向与回路绕行方向一致时，电
37、阻元件的支路电流方向与回路绕行方向一致时，电阻元件的电压前取电压前取“+”，反之，取，反之，取“-”。U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_约定：回路绕行方向沿约定：回路绕行方向沿电压降时，电压前取电压降时，电压前取“+”；回路绕行方向；回路绕行方向沿电压升时，电压前沿电压升时，电压前取取“-”。第68页，讲稿共83张，创作于星期二推广：推广：闭合回路闭合回路 假想回路假想回路aUsb_-+U2U1Uab -a，b两点间的电压降，两点间的电压降，Uab=-UbaUab -等于从等于从a到到b之间的任之间的任一路径上所有元件的电压降的一路径上所有元件的电压降的代数和
38、。代数和。电压单值性电压单值性第69页，讲稿共83张，创作于星期二KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律的实质反映了电路遵从能量守恒定律;KVL与电路的连接方式有关，与各支路的元件性质无与电路的连接方式有关，与各支路的元件性质无关，与电路是线性还是非线性无关；关，与电路是线性还是非线性无关；KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。关。小结 处于电路中某一回路的各支路电压要受处于电路中某一回路的各支路电压要受KVLKVL约束；约束；第70页，讲稿共83张，创作于星期二例例例例3 3解：解：求电压求电压 u例例例例4 4：求电压求电压 u+-4
39、V4V5V5V1A1A+-u u=?=?3 3解：解：第71页，讲稿共83张，创作于星期二4.电位电位 用途：用途：电路中为了分析的方便，常在电路中选某一电路中为了分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位，常用于电子电路中某点的电位计算。位，常用于电子电路中某点的电位计算。定义：定义：在电路中，假设某点的电位为零在电路中，假设某点的电位为零（0，即接“地”，零电位参考点），则其它点相对于零电位点的电压，则其它点相对于零电位点的电压即为该点的电位。即为该点的电位。单位：单位：伏特，伏，V 特点：特点：零电位点的选取
40、是任意的，所以电位是相对零电位点的选取是任意的，所以电位是相对的，而电压是绝对的。的，而电压是绝对的。第72页，讲稿共83张，创作于星期二已知：已知：4C正电荷由正电荷由a点均匀移动至点均匀移动至b点电场力点电场力做功做功8J，由，由b点移动到点移动到c点电场力做功为点电场力做功为12J，若以若以b点为参考点，求点为参考点，求a、b、c点的电位和点的电位和电压电压Uab、Ubc;若以若以c点为参考点，再求以上各值。点为参考点，再求以上各值。解解(1)acb第73页，讲稿共83张，创作于星期二解解(2)结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选
41、定，电路电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电路中各点电路中各点电路中各点电位值将改变电位值将改变电位值将改变电位值将改变，但任意两点间，但任意两点间，但任意两点间，但任意两点间电压保持不变。电压保持不变。电压保持不变。电压保持不变。acb第74页，讲稿共83张，创作于星期二i1=i2?A=B?例例5：AB+_13V+_
42、2Vi111111i2解解:由由KCLKCL推广可知推广可知：i=0，故：故：A=B由由KVLKVL可知：可知：i1+i1=2 故：故：i1=1 A i2+i2+i2=3 故：故：i2=1 A 所以：所以：i1=i2i第75页，讲稿共83张，创作于星期二解：解：解：解：-10V-10VI110V10V+-1A1AI I=?=?1010例例例例6 6求电流求电流 I由由KVL可得：可得：解得：解得：由由KCL可得：可得：第76页，讲稿共83张，创作于星期二例例例例7 7：下列两图中，下列两图中，下列两图中，下列两图中，a a、b b两点的电位各为两点的电位各为两点的电位各为两点的电位各为 ，试问
43、：（试问：（试问：（试问：（1 1）如果电流参考方向如图（）如果电流参考方向如图（）如果电流参考方向如图（）如果电流参考方向如图（a a）所示，）所示，）所示，）所示，I I、U U是多少？如是多少？如是多少？如是多少？如果电流参考方向如图（果电流参考方向如图（果电流参考方向如图（果电流参考方向如图（b b）所示，）所示，）所示，）所示，I I、U U是多少？是多少？是多少？是多少？+_UIRab+_UIRab（b）（a）解：解：解：解：（a）（b）第77页，讲稿共83张，创作于星期二例例例例8 8：如图所示电路，求电路中各元件的功率（说明是吸收如图所示电路，求电路中各元件的功率（说明是吸收还
44、是发出）还是发出）,并验证电路的功率是否平衡并验证电路的功率是否平衡解：解：解：解：-I1+3A3AI I4 43 3I I由由KCL得：得：由由KVL得：得：由上面两式解得：由上面两式解得：所以：所以：吸收吸收吸收吸收发出发出吸收吸收电路功率平衡电路功率平衡第78页，讲稿共83张，创作于星期二79-I1+5A5AI I1010例例例例9 9：如图所示电路，已知电阻如图所示电路，已知电阻R消耗的功率为消耗的功率为50W，求电阻求电阻R的大小。的大小。解：解：解：解：R R2 2I I由由KCL得：得：由由KVL得：得：由上面两式解得：由上面两式解得：整理得：整理得：已知电阻已知电阻R消耗的功率
45、为消耗的功率为50W，所以：，所以：解得：解得：或或第79页，讲稿共83张，创作于星期二解解解解:U Us s+-I I2 22 2A A3 35V5V-+I I1 1R R1 1例例例例1010：如图所示电路，求如图所示电路，求US,R1和和R2的值。的值。R R2 23V3V标注电流标注电流I1和和I2如图所示，由已知条件可得：如图所示，由已知条件可得：2 2故：故：-+U U2 2第80页，讲稿共83张，创作于星期二解解解解:+-2 2A A5 53V3V-+c cU U1 1例例例例1111：如图所示电路，求如图所示电路，求Ucb的值。的值。0.05U0.05U1 1由已知条件可得：由已知条件可得：2020故：故：a a b b第81页，讲稿共83张，创作于星期二解：解：解：解：10V10V+-3 3I I2 2U U=?=?I I=0=05 55 5-+2 2I I2 2 I I2 25 5+-例例例例12:12:求开路电压求开路电压 U I I3 3由由KCL得：得：2 2I I2 2由由KVL得：得：解得：解得：由由KVL得：得：第82页，讲稿共83张，创作于星期二感谢大家观看第83页，讲稿共83张，创作于星期二