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1、关于电路的基本概念和电压电流的约束关系第1页，讲稿共96张，创作于星期二升压升压变压器变压器升压升压变压器变压器升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电电灯灯电电动动机机电电炉炉发电机发电机输电线输电线例如例如电力系统输送、分配电能的电路：电力系统输送、分配电能的电路：1.1.1.1.实现电能的传输与转换实现电能的传输与转换实现电能的传输与转换实现电能的传输与转换返回第2页，讲稿共96张，创作于星期二 2.2.实现电信号的传递和处理实现电信号的传递和处理(去噪、放大等去噪、放大等)例如常见的扩音机电路：例如常见的扩音机电路：放放大大器器话筒话筒返回第3页，讲稿共96张，创作于星期二二、电路的
2、组成二、电路的组成1、电路的主要组成、电路的主要组成电源电源：提供电能或电信号的装置：提供电能或电信号的装置负载负载：用电设备：用电设备消耗电功率消耗电功率“负载增加负载增加”负载消耗电功率增加，负载消耗电功率增加，即负载电流增加。即负载电流增加。电源实际输出功率取决于负载。电源实际输出功率取决于负载。中间环节中间环节：输送和分配电能设备，即导线、开关、输送和分配电能设备，即导线、开关、转换电路转换电路控制及保护部分控制及保护部分等。等。总由三部分组成：总由三部分组成：电源、负载、中间环节电源、负载、中间环节第4页，讲稿共96张，创作于星期二例如：例如：手电筒手电筒电源电源：电池：电池负载负载
3、：小灯泡：小灯泡中间环节中间环节：弹簧、开关等：弹簧、开关等负载负载中间环节中间环节电源电源中中间环节负载放放大大器器话筒筒扬声器声器信号源信号源（电源）源）又例如：又例如：扩音机电路扩音机电路第5页，讲稿共96张，创作于星期二2、电路模型、电路模型理想理想导线：既无：既无电阻性，又无阻性，又无电感性、感性、电容性的容性的导线。电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路。电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路。电路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定义，因而可，因而可以方便地建立起描述以方便地建立起描述电路模型的数学关系式，并用数学方法分路模型的数
4、学关系式，并用数学方法分析、析、计算算电路，从而掌握路，从而掌握电路的特性。路的特性。例如：手电筒电路的实际元件有干电池、电珠、开关和例如：手电筒电路的实际元件有干电池、电珠、开关和筒体，电路模型如图所示。筒体，电路模型如图所示。理想元件：理想元件：在一定条件下在一定条件下对实际元件加以理想化，元件加以理想化，仅仅表征表征实际元元件的主要件的主要电磁性磁性质，可以用其，可以用其电流和流和电压的数学表达式来表示其性能。的数学表达式来表示其性能。第6页，讲稿共96张，创作于星期二负载负载电源电源灯灯泡泡电电池池EIRU+_ 手电筒电路的电路模型手电筒电路的电路模型第7页，讲稿共96张，创作于星期二
5、常用理想元件和符号常用理想元件和符号电阻元件电阻元件R电容元件电容元件C电感元件电感元件L电流源电流源IS电压源电压源US+-第8页，讲稿共96张，创作于星期二色环电阻色环电阻电阻排电阻排电位器电位器电容电容极性电容极性电容第9页，讲稿共96张，创作于星期二电路的激励和响应返回激励：输入（电能或信号）激励：输入（电能或信号）激励：输入（电能或信号）激励：输入（电能或信号）响应：输出（电能或信号）响应：输出（电能或信号）响应：输出（电能或信号）响应：输出（电能或信号）激励与响应以电压电流的形式表现。激励与响应以电压电流的形式表现。激励与响应以电压电流的形式表现。激励与响应以电压电流的形式表现。电
6、路中电源和信号源的电压或电流称为电路中电源和信号源的电压或电流称为电路中电源和信号源的电压或电流称为电路中电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。激励，它推动电路的工作。激励，它推动电路的工作。激励，它推动电路的工作。由激励而在电路中产生的电压和电流称由激励而在电路中产生的电压和电流称由激励而在电路中产生的电压和电流称由激励而在电路中产生的电压和电流称为响应。为响应。为响应。为响应。第10页，讲稿共96张，创作于星期二前前缀符号符号幂阿托a10-18飞母托f10-15皮可p10-12纳诺n10-9微10-6毫m10-3厘c10-2分d10-1十da10百h102千k103兆M106
7、吉咖G109太拉T1012表示表示表示表示1010的的的的幂幂的的的的标标准前准前准前准前缀缀补充补充第11页，讲稿共96张，创作于星期二电路的基本物理量电路的基本物理量1 1、电路的基本物理量电路的基本物理量电流电流电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电 路中某一截面的净电荷量。即：路中某一截面的净电荷量。即：i(或或 I)=d q/d t 单位：安培（单位：安培（A）电压电压电路中电场强弱的度量，它表示单位正电荷从电电路中电场强弱的度量，它表示单位正电荷从电 路中一点移动到另一点路中一点移动到另一点,电场力所作的功，即在移动过电场力所作的功
8、，即在移动过 程中单位正电荷所失去的电位能。即：程中单位正电荷所失去的电位能。即：u(或或 U)=dW/dq 单位：伏特（单位：伏特（V）第12页，讲稿共96张，创作于星期二电动势电动势 电源内部的电源力通过电源内部运送电荷的电源内部的电源力通过电源内部运送电荷的能力。即：能力。即：外力外力驱动正电荷移动的本领。驱动正电荷移动的本领。单位：单位：伏特（伏特（V V）第13页，讲稿共96张，创作于星期二实际方向：实际方向：物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。电流电流I:正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。电电源源负负载载II 电流流过电源时，是从电源的电流流过电源时，是从电源的负极负
9、极到到正极正极；电流流过负载时，是从负载的电流流过负载时，是从负载的高电位高电位到到低电位低电位。USR+_+_II2 2、电流和电压的实际方向电流和电压的实际方向第14页，讲稿共96张，创作于星期二电压电压U:从高电位到低电位从高电位到低电位电位降电位降的方向。的方向。电动势电动势E:从电源的负极到电源的正极从电源的负极到电源的正极电位升电位升的方的方向向。电电源源负负载载ER+_EUSR+_+_EU电电源源负负载载UU第15页，讲稿共96张，创作于星期二3 3、电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向1）问题的提出：）问题的提出：电流、电压电流、电压既然具有方向性，也就不能单既然具有方向性
10、，也就不能单用数值来表示，必须同时标定其方向。但在对复杂电路分析用数值来表示，必须同时标定其方向。但在对复杂电路分析之前显然也不能确定其实际方向。电路如何求解？之前显然也不能确定其实际方向。电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？E1ABRE2IR如：如：第16页，讲稿共96张，创作于星期二2 2）解决的方法）解决的方法(1)(1)在解题前先假设一个电在解题前先假设一个电流方向，作为参考方向。流方向，作为参考方向。(2)(2)根据电路的基本定律，列根据电路的基本定律，列出电压、电流方程。出电压、电流方程。(3)(3)根据计算结果确定电流的实际方向：根据计算结果确定电流的实际方
11、向：若计算结果若计算结果 I3为正为正 ,则实际方向与参考方向一致；则实际方向与参考方向一致；若计算结果若计算结果 I3为负为负,则实际方向与参考方向相反。则实际方向与参考方向相反。I3第17页，讲稿共96张，创作于星期二3 3）参考方向的三种表示）参考方向的三种表示正负号正负号,下标下标a a、b b和箭头都是表示电位降低的方向。和箭头都是表示电位降低的方向。第18页，讲稿共96张，创作于星期二 同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有实际联作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有
12、实际联系。系。但是，为了分析的方便，我们在一个元件上定义两但是，为了分析的方便，我们在一个元件上定义两个独立的参考方向是不合适的。因此，通常我们在分析个独立的参考方向是不合适的。因此，通常我们在分析电路时采用所谓电路时采用所谓关联的参考方向关联的参考方向(关联正方向）关联正方向）：即在同一电路元件或电路部分，电压和电流的参考即在同一电路元件或电路部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向。否则，称为非关联参考方向。方向采用一致的方向。否则，称为非关联参考方向。4 4、电流和电压的关联参考方向、电流和电压的关联参考方向第19页，讲稿共96张，创作于星期二注意注意:1.1.分析电路前必须选定电压和电
13、流的参考方向。分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。2.2.参考方向选定之后，在计算过程中不能改变。参考方向选定之后，在计算过程中不能改变。关联参考方向：电压与电流的参考方向相同关联参考方向：电压与电流的参考方向相同非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反关联关联非关联非关联第20页，讲稿共96张，创作于星期二【例例1.21.2】已知元件已知元件A A、B B的电压、电流参考方向的电压、电流参考方向如图所示。试判断如图所示。试判断A、B元件的电压、电流的参考元件的电压、电流的参考方向是否关联？方向是否关联？解：解：A元件的电压、电流参考方向非关联；元件
14、的电压、电流参考方向非关联；B元件的电压、电流参考方向关联。元件的电压、电流参考方向关联。BA第21页，讲稿共96张，创作于星期二 IRURab假设假设:与与 的正的正方向一致方向一致 （关联）（关联）例例 IRURab假设假设:与与 的正的正方向相反方向相反 （非关联）（非关联）第22页，讲稿共96张，创作于星期二解解因为因为所以所以电源电压电源电压 的参考方向与实的参考方向与实际方向相同。际方向相同。【例例 1.1】第23页，讲稿共96张，创作于星期二5 5、电位及其计算、电位及其计算1)电位的概念电位的概念 电位是描述电场的一个标量物理量，是一个相对量，只有电位是描述电场的一个标量物理量
15、，是一个相对量，只有定义了参考点，电位才有意义。电位的单位是伏特。定义了参考点，电位才有意义。电位的单位是伏特。2)参考点及其参考电位参考点及其参考电位 为了分析方便，在电路中选取一个点为参考点，并设参考为了分析方便，在电路中选取一个点为参考点，并设参考点的电位（参考电位）为点的电位（参考电位）为 0 伏特。称为伏特。称为“接地接地”并用接地符号并用接地符号标出。标出。3)电位与电压的关系电位与电压的关系 定义了参考点后，电路中每点都有一个电位值。两点之间定义了参考点后，电路中每点都有一个电位值。两点之间的电压实际上就是这两点电位之差，因此，电压也称为的电压实际上就是这两点电位之差，因此，电压
16、也称为“电电位差位差”。反过来看，某点电位实际上就是该点到参考点之间的电压。反过来看，某点电位实际上就是该点到参考点之间的电压。因此，通常我们并不十分强调电压与电位之间的差别。因此，通常我们并不十分强调电压与电位之间的差别。第24页，讲稿共96张，创作于星期二E1aE2+20+_bd_6A4A10A56140V90V C则可得出则可得出 从上面的结果可以看出从上面的结果可以看出,a、c、d点的电位比点的电位比b点分点分别高别高60V、140V、90V。例例在图示电路中在图示电路中,若设为若设为b参考点，即参考点，即Vb=0,第25页，讲稿共96张，创作于星期二E1aE2+20+_bd_6A4A
17、10A56140V90V C若设若设a为参考点，即为参考点，即Va=0,则可得出则可得出进而有：进而有：第26页，讲稿共96张，创作于星期二由此得出结论：由此得出结论：E1+_E2+_R1R2R3电位在电路中的表示法电位在电路中的表示法R1R2R3+E1-E2 电位值是相对的，电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变。而电压（两点电位之差）是绝对点的电位也将随之改变。而电压（两点电位之差）是绝对的，它不随参考点的不同而改变。的，它不随参考点的不同而改变。第27页，讲稿共96张，创作于星期二4)电位的计算电位的计算 计算电路中某点的电位，首先要
18、使该点电位有意义，计算电路中某点的电位，首先要使该点电位有意义，因此电位计算的过程可分两步进行：因此电位计算的过程可分两步进行：（1）在电路中设定参考点）在电路中设定参考点一般选则电压源的一端、连接支路最多的结点为参考点。一般选则电压源的一端、连接支路最多的结点为参考点。（2）计算各点到参考节点的电压）计算各点到参考节点的电压 因为某点的电位就是它到参考点的电压，因此，电位因为某点的电位就是它到参考点的电压，因此，电位的计算可转化为电压的计算。的计算可转化为电压的计算。方法：从该点出发，逐点推算。方法：从该点出发，逐点推算。即即 Vi=U第28页，讲稿共96张，创作于星期二例例已知：已知：Va
19、=12 V,Vb=-10 V,求：求：VcVc=Ucb+Ubo=(Va Vb)+Vb=Uab+Vb=(12+10)+(-10)=1V或或 Vc=Uca+Uao=Uba+Va=(Vb-Va)+Va=(-10 12)+12=1VacboRR第29页，讲稿共96张，创作于星期二6、电功率和电能量、电功率和电能量1)电功率的概念电功率的概念电功率电功率电路元件消耗电能快慢的度量，它表电路元件消耗电能快慢的度量，它表 示单位时间内电路元件消耗的电场能量。示单位时间内电路元件消耗的电场能量。2)电功率的符号与单位电功率的符号与单位电路中用电路中用 P 或或 p 表示表示电功率，按照定义电功率，按照定义:p
20、(或或 P)=dW/d t 在在关联参考方向时关联参考方向时第30页，讲稿共96张，创作于星期二3 3）电功率正负的意义）电功率正负的意义aIRUb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,流入此部分电路的电流为流入此部分电路的电流为 I，U与与I正方向关联，则这部分电路消耗的功率为正方向关联，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？功率有无正负？第31页，讲稿共96张，创作于星期二 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 0IUa
21、b+-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）IUab+-（即（即U、I 实际方向一致）实际方向一致）（即（即U、I 实际方向相反）实际方向相反）第32页，讲稿共96张，创作于星期二 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。结结 论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
22、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，为电源为电源。第33页，讲稿共96张，创作于星期二例例E、IS哪个是电源？哪个是负载？哪个是电源？哪个是负载？E：IS、U 实际方向相反，（实际方向相反，（E、IS 实际方向相同）。实际方向相同）。IS:IS、U 实际方向相同，实际方向相同，是负载是负载。+-E=3VIS=2A U是电源。是电源。第34页，讲稿共96张，创作于星期二解：解：可判断：可判断：A A元件是电源，元件是电源，B B元件是负载元件是负载。试判断试判断A、B元件是电源还是负载？元件是电源还是负载？【例例 1.3】第35
23、页，讲稿共96张，创作于星期二例例谁产生功率谁产生功率?产生多少功率产生多少功率?+-EISR40v1A10 E:IS、U 实际方向一致，实际方向一致，P 0，是负载。是负载。US=E+IS R=40+110=50 0，US、IS反向反向 I S 是电源是电源产生功率产生功率 P=USIS=501=50WUS消耗功率消耗功率 P=EIS+RIS2=401+101=50W 功率守恒功率守恒第36页，讲稿共96张，创作于星期二4 4）电能量）电能量单位单位 焦耳（焦耳（J）功率为功率为1W的用电设备在的用电设备在1s时间内所消耗的电能量时间内所消耗的电能量为为1焦耳焦耳工程上常用的电能量单位是千瓦
24、小时（工程上常用的电能量单位是千瓦小时（kWh）俗称）俗称“度度”1度度=1kWh=1033600J=3.6106J第37页，讲稿共96张，创作于星期二流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，即可见，当电压可见，当电压U一定时，电阻一定时，电阻R 越大，电流越大，电流I 越越小。则电阻具有阻碍电流增大的性质。小。则电阻具有阻碍电流增大的性质。电阻的单位电阻的单位:一、无源元件一、无源元件理想电路元件及其伏安特性理想电路元件及其伏安特性1 1、电阻元件及其伏安特性、电阻元件及其伏安特性起阻碍电流作用的元器件称为电阻。起阻碍电流作用的元器件称为电阻。第38页，
25、讲稿共96张，创作于星期二伏伏-安安 特性特性iuRiu由欧姆定律得出：由欧姆定律得出：单位：单位：SR 称称为电阻，阻，单位：位：G 称称为电导，单位位：S 第39页，讲稿共96张，创作于星期二电阻元件的伏安特性电阻元件的伏安特性线性电阻线性电阻非线性电阻非线性电阻第40页，讲稿共96张，创作于星期二RUI注意：注意：用用欧姆定律列方程时，一定要在欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向。图中标明参考方向。RUIRUI欧姆定律与欧姆定律与U U、I I正方向的关系正方向的关系欧姆定律的几种表示形式欧姆定律的几种表示形式第41页，讲稿共96张，创作于星期二 结论：结论：电阻元件是耗能元电阻
26、元件是耗能元件，在任何时刻总件，在任何时刻总是消耗功率的。是消耗功率的。电阻的功率电阻的功率第42页，讲稿共96张，创作于星期二电路基础第43页，讲稿共96张，创作于星期二电容参数：单位电压下存储的电荷电容参数：单位电压下存储的电荷单位：单位：F,F,nF,pF符号符号有极性有极性无极性无极性+-+q-qui+2 2、电容元件、电容元件在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。种储存电能的部件。第44页，讲稿共96张，创作于星期二当
27、当(直流直流)时时,电容在直流电路中相当于断路。电容在直流电路中相当于断路。uiC+_ _电容的电流与电压关系：电容的电流与电压关系：第45页，讲稿共96张，创作于星期二电容是一种储能元件电容是一种储能元件,储存的电场能量为：储存的电场能量为：电容的储能：电容的储能：第46页，讲稿共96张，创作于星期二第47页，讲稿共96张，创作于星期二电路基础3、电感元件及其伏安特性感元件及其伏安特性电感元件：电感元件：把金属把金属导线绕在一骨架上构成一在一骨架上构成一实际电感感线圈，当圈，当电流通流通过线圈圈时，将，将产生磁通，是一种抵抗生磁通，是一种抵抗电流流变化、化、储存磁存磁能的部件。能的部件。(t
28、)N (t)电路符号路符号第48页，讲稿共96张，创作于星期二（单位：（单位：H,mH,H）电感参数：电感参数：单位电流产生的磁链单位电流产生的磁链线圈线圈匝数匝数磁通磁通uiL L3 3、电感元件、电感元件把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁能的部
29、件。磁能的部件。磁能的部件。磁能的部件。第49页，讲稿共96张，创作于星期二电感的电流与电压关系：电感的电流与电压关系：当当(直流直流)时时,所以所以,在直流电路中电感相当于短路。在直流电路中电感相当于短路。ue ei+-+-因为因为所以所以第50页，讲稿共96张，创作于星期二电感是一种储能元件电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：储存的磁场能量为：电感的储能：电感的储能：第51页，讲稿共96张，创作于星期二例例1-3 AD590是半是半导体集成两端感温体集成两端感温电流源，当某一固定温流源，当某一固定温度度时，该器件工作在一定器件工作在一定电压下，将下，将输出恒定的出恒定的电流。其温流。其温
30、度与度与电流的关系流的关系为：。电路如路如图1-11所示，若所示，若测温范温范围-55C-150C,问输出出电压U0的的变化范化范围是多少？是多少？解：解：当温度在当温度在-55 C时，当温度在当温度在150 C时，则电压变换范范围在在218.15mV到到423.15mV。第52页，讲稿共96张，创作于星期二1.1.电压源：能向负载提供一个确定的电压或给定的时间函数电压源：能向负载提供一个确定的电压或给定的时间函数二二.独立电源元件独立电源元件特点特点：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；电压源中的电流由外电路决定。电压源中的电流由外电路决定。伏
31、安特性伏安特性IUabEIE+_abUab+_RL恒压源恒压源第53页，讲稿共96张，创作于星期二设设:E=10V当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AIE+_abUab2 R1R22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：电压源中的电流由外电路决定。电压源中的电流由外电路决定。第54页，讲稿共96张，创作于星期二2.电流源：能向负载提供一个确定的电流。电流源：能向负载提供一个确定的电流。特点特点：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；IUIS伏伏安安特特性性输出电压由外电路决定。输出电压由外电路决定。abIUIs+_RL恒流源恒流源第
32、55页，讲稿共96张，创作于星期二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56页，讲稿共96张，创作于星期二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原原则：Is不能不能变，E 不能不能变。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57页，讲稿共96张，创作于星期二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E+_a
33、bIUabUab=E（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58页，讲稿共96张，创作于星期二例例 AD590是半导体集成两端感温电流源，当某一固定温度时，该器件工作在一定电压下，将输出恒定的电流。其温度与电流的
34、关系为：。电路如图1-11所示，若测温范围-55C-150C,问输出电压U0的变化范围是多少？电路基础解：当温度在-55 C时，当温度在150 C时，则电压变换范围在218.15mV到423.15mV。第59页，讲稿共96张，创作于星期二二二.受控源（非独立源）受控源（非独立源）定定定定义义：电压电压或或或或电电流的大小和方向不是流的大小和方向不是流的大小和方向不是流的大小和方向不是给给定的定的定的定的时间时间函数，而是函数，而是函数，而是函数，而是受受受受电电路中某个地方的路中某个地方的路中某个地方的路中某个地方的电压电压(或或或或电电流流流流)控制的控制的控制的控制的电电源，称受控源，源，
35、称受控源，源，称受控源，源，称受控源，由于控制量的存在，受控源是四端元件。由于控制量的存在，受控源是四端元件。由于控制量的存在，受控源是四端元件。由于控制量的存在，受控源是四端元件。+理想的受控源共有四种，即理想的受控源共有四种，即电压控制控制电流源（流源（简称称VCCS）、）、电压控制控制电压源（源（简称称VCVS）、）、电流控制流控制电流源流源（简称称CCCS）、）、电流控制流控制电压源（源（简称称CCVS）。第60页，讲稿共96张，创作于星期二受控源分类受控源分类U1压控电压源压控电压源+-+-E压控电流源压控电流源U1I2流控电流源流控电流源I2I1I1+-流控电压源流控电压源+-E第
36、61页，讲稿共96张，创作于星期二独立源和非独立源的异同独立源和非独立源的异同相同点：相同点：两者性质都属电源，均可向电路提供电压或电流。两者性质都属电源，均可向电路提供电压或电流。不同点：不同点：独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的，独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；受控源的电动其大小、方向和电路中的电压、电流无关；受控源的电动势或输出电流，受电路中某个电压或电流的控制。它不能势或输出电流，受电路中某个电压或电流的控制。它不能独立存在，其大小、方向由控制量决定。独立存在，其大小、方向由控制量决定。独立源在电路中起独立源在电路中起独立源在电路中
37、起独立源在电路中起“激励激励激励激励”作用，在电路中产作用，在电路中产作用，在电路中产作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中不能作为不能作为不能作为不能作为“激励激励激励激励”。第62页，讲稿共96张，创作于星期二电路基础例例求：求：电压 u2解解5i1+_u2
38、_i1+-3u1=6V第63页，讲稿共96张，创作于星期二（1）有载工作状态）有载工作状态 电源元件接有负载元件，存在电功率的传递，这电源元件接有负载元件，存在电功率的传递，这种工作状态称为电路的有载工作状态。种工作状态称为电路的有载工作状态。电路的基本工作状态电路的基本工作状态开关开关S S闭合闭合有载有载开关开关S S断开断开开路开路cdcd短接短接短路短路ERO+U-RIabdcS 电路的工作状态分为有载、开路、短路三种。电路的工作状态分为有载、开路、短路三种。第64页，讲稿共96张，创作于星期二（2）额定工作状态、额定值）额定工作状态、额定值 元器件生产厂商根据产品特点，规定元器件正常
39、元器件生产厂商根据产品特点，规定元器件正常运行的工作条件称为额定工作状态。运行的工作条件称为额定工作状态。在额定工作状态下元器件的各项指标参数称为额在额定工作状态下元器件的各项指标参数称为额定值。由厂家的产品技术指标给出。如：定值。由厂家的产品技术指标给出。如：UN、IN、PN、RN。例如，某指示灯额定工作状态为例如，某指示灯额定工作状态为12V50Hz交流，额交流，额定功率为定功率为5W。说明该灯正常工作应接在说明该灯正常工作应接在12V50Hz交流电源上，此时，该灯的功率为交流电源上，此时，该灯的功率为5W。第65页，讲稿共96张，创作于星期二 额定值额定值就是制造厂根据设备具有就是制造厂
40、根据设备具有最高效率最高效率与与一定寿命一定寿命所规定的所规定的最佳最佳使用值。使用值。如：灯泡如：灯泡 220V，40W额定电压额定电压 额定功率额定功率用于用于280V，效率很高，但加至效率很高，但加至297V，用用1分钟，相当于分钟，相当于220V的的1小时的寿命。小时的寿命。UN=110VRN=1K220VPR=U2/R=1102/103=12.1WPN=12.5W又如，电阻的额定值有两个：阻值、功率。又如，电阻的额定值有两个：阻值、功率。电源：电源：(电压、电流、容量电压、电流、容量)负载：负载：(电压、电流、功率电压、电流、功率)第66页，讲稿共96张，创作于星期二有载工作状态：有
41、载工作状态：满载满载额定工作状态。额定工作状态。PPN轻载轻载欠载，欠载，PPN过载过载超载，超载，PPN，不允许。不允许。第67页，讲稿共96张，创作于星期二【例例】已知一直流电源的额定电压已知一直流电源的额定电压UN=220V,第68页，讲稿共96张，创作于星期二解：解：（1 1）电源的额定电流和电动势）电源的额定电流和电动势（2 2）电源带一个负载时，电源输出的电流、电压及）电源带一个负载时，电源输出的电流、电压及输出功率。输出功率。电源处于轻载工作状态，电源的利用率低。电源处于轻载工作状态，电源的利用率低。第69页，讲稿共96张，创作于星期二（3 3）电源带五个这样的负载负载时，电源输
42、出的电）电源带五个这样的负载负载时，电源输出的电流、电压及输出功率。流、电压及输出功率。电源处于超载工作状态，长时间运行将烧毁电源。电源处于超载工作状态，长时间运行将烧毁电源。第70页，讲稿共96张，创作于星期二当电源开路时当电源开路时：Uoc+-ERoRI输出电流：输出电流：I=0开路电压：开路电压：Uoc=E输出功率：输出功率：P=0注意：开路时电源电压降到开路端。注意：开路时电源电压降到开路端。火线火线V220V!（3）开路工作状态）开路工作状态 当电路中某元件与外部连接断开时，电路中将没有当电路中某元件与外部连接断开时，电路中将没有电流流过该元件，这种工作状态称为电流流过该元件，这种工
43、作状态称为开路状态。开路状态。显然，显然，开路状态开路状态的元件的元件电流为电流为0，这时其两端电压，这时其两端电压称为开路电压，用下标称为开路电压，用下标OC表示：表示：UOC第71页，讲稿共96张，创作于星期二Isc+-ERoR当电源短路时当电源短路时：输出电压：输出电压：U=0短路电流：短路电流：Isc=E/Ro很大！不允许！很大！不允许！输出功率：输出功率：P=0（4）短路工作状态）短路工作状态 当电路中某元件的外接端用导线直接相连时，元当电路中某元件的外接端用导线直接相连时，元件两端将成等电位，无电压，这种工作状态称为件两端将成等电位，无电压，这种工作状态称为短路状态。（短路状态。（
44、Short Circuit）显然，显然，短路状态短路状态的元件的元件电压为电压为0，这时流过它电流称为短，这时流过它电流称为短路电流路电流,用下标用下标SC表示：表示：ISC 短路通常是一种事故，应避免发生。短路通常是一种事故，应避免发生。第72页，讲稿共96张，创作于星期二基尔霍夫定律基尔霍夫定律 又称克希荷夫定律又称克希荷夫定律 基尔霍夫（基尔霍夫（Kirchhofs Law）定律从物质不灭和能量守定律从物质不灭和能量守恒出发恒出发，描述了电路中各部分电压或各部分电流间的描述了电路中各部分电压或各部分电流间的关系关系,其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电
45、压两个定律。律。这是来自于元件连接方式对各元件电压、电流值的约这是来自于元件连接方式对各元件电压、电流值的约束束第73页，讲稿共96张，创作于星期二电路中电路中各元件各元件电压、电压、电流值电流值受元件连接方式的约束受元件连接方式的约束受元件性质的约束受元件性质的约束由由基尔霍夫定律描叙基尔霍夫定律描叙由元件的端电压与流过电流由元件的端电压与流过电流的关系的关系定律（伏安特性）描叙定律（伏安特性）描叙 如电阻元件的欧姆定律等如电阻元件的欧姆定律等 这就是电路的基本规律，是我们分析电路这就是电路的基本规律，是我们分析电路的重要依据。的重要依据。第74页，讲稿共96张，创作于星期二bR1R2E2E
46、1+-R3+_acdfe ab、acdb、aefb （共共3条）条）a、b (共共2个）个）abdca、eabfe、eacdbfe （共共3 个）个）例例支路：支路：节点：节点：回路：回路：（一）名词注释：（一）名词注释：I3I2I1123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：电路中每一个分支（流过同一电路中每一个分支（流过同一 电流的一段电路）电流的一段电路）回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：不包含其他电路元件的回路不包含其他电路元件的回路 abdca、eabfe （共共2 个）个）网孔：网孔：第75页，讲稿共96张，创作于星期
47、二支路支路：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个）个）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-第76页，讲稿共96张，创作于星期二(二二)基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 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电流定律的电流定律的依据依据：电流的连续性，电荷守恒。：电流的连续性，电荷守恒。I=0即
48、：即：例例或或：第77页，讲稿共96张，创作于星期二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！基氏电流定律的扩展基氏电流定律的扩展I=?I1I2I3E2E3E1+_RR1R+_+_R第78页，讲稿共96张，创作于星期二(三三)基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 对电路中的任一回路，沿任意循行方向绕一周，其电位升等对电路中的任一回路，沿任意循行方向绕一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为于电位降。或，电压的代数和为 0。即：即：E=IR电位升电位升 电位降电位降基氏电压定律的基氏电压定律的依据依据：电位的单值性，能量守恒。：电
49、位的单值性，能量守恒。注意：上公式中注意：上公式中U、E、I的正负由它与回路的循行方向的正负由它与回路的循行方向 是否一致决定。是否一致决定。有有 I1R1+E2=E1+I2R2I1I2I3或或 -E2+I2R2-I1R1+E1=0bR2fR1E2E1+-R3+cedab-例：回路例：回路e-a-c-d-b-f-e或或 U=0第79页，讲稿共96张，创作于星期二基尔霍夫基尔霍夫电压定律扩展到开口电路：电压定律扩展到开口电路：E+_RabUabI+-将开口电路假想接一个无穷大的电阻，组成闭将开口电路假想接一个无穷大的电阻，组成闭合电路，设无穷大电阻两端的电压为合电路，设无穷大电阻两端的电压为 。
50、E+_RabUabI+-R【例例 1.8】第80页，讲稿共96张，创作于星期二（四）关于独立方程式的讨论（四）关于独立方程式的讨论 问题的提出：在用基氏电流定律或电压定律列方程时，问题的提出：在用基氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？究竟可以列出多少个独立的方程？例例aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1分析以下电路时可以列几个独立的电流方程？分析以下电路时可以列几个独立的电流方程？几个独立的电压方程？几个独立的电压方程？第81页，讲稿共96张，创作于星期二基氏电流方程基氏电流方程：节点节点a：节点节点b：独立方程只有独立方程只有 1 个个基氏电压方程