电路分析基础课件.pptx

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1、模模 块块 1 电路基础电路基础第第1 1章章 电路分析基础电路分析基础第第2 2章章 暂态电路分析暂态电路分析第第3 3章章 交流电路交流电路第1页/共119页第第1 1章章 电路分析基础电路分析基础1.1 电路元件电路元件1.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.3 叠加定理叠加定理 1.4 等效电源定理等效电源定理 1.5 含受控源电路的分析含受控源电路的分析 第2页/共119页第第1 1章章 电路分析基础电路分析基础本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；理解电压与电流参考方向的意义；2.2.理解电路

2、的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；理解电路的基本定律并能正确应用；3.3.了解电路的通路、开路与短路状态，了解电路的通路、开路与短路状态，了解电路的通路、开路与短路状态，了解电路的通路、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；理解电功率和额定值的意义；4.4.会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。会计算电路中各点的电位。5.5.了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模型及其等效变换。了解实际电源的两种模

3、型及其等效变换。6.6.掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等 电路的基本分析方法。电路的基本分析方法。电路的基本分析方法。电路的基本分析方法。第3页/共119页电路及电路模型电路及电路模型 电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能量、转换能量；能够采集电电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信号的有机整体。信号、传递和处理电信号的有机整体。电路的组成：电路的组成：电电 源源信号源信号源负载负载中间环节中间环节 1.1 电路元件电

4、路元件1.1.电路的组成和作用电路的组成和作用电路电路电流流通的路径。电流流通的路径。第4页/共119页手电筒电路中间环节：连接电源和负载中间环节：连接电源和负载电路的作用：电路的作用：灯泡灯泡电池电池开关电源电源负载负载电源：非电能电源：非电能 电能电能负载：电能负载：电能 非电能非电能电能的输送和转换（如电能的输送和转换（如电力工程电力工程）信号的传递与处理（如信号的传递与处理（如信息工程信息工程）第5页/共119页返回返回发电机发电机升压升压变压变压器器降压降压变压变压器器电灯电灯电动机电动机电炉电炉电力系统电路示意图电力系统电路示意图输电线输电线第6页/共119页中间环节中间环节负载负

5、载放放大大器器话筒话筒扬声器扬声器扩音机电路示意图扩音机电路示意图信号源信号源（电源）（电源）第7页/共119页电路系统的概念电路系统的概念 系统是由若干互相关联的单元或设备组系统是由若干互相关联的单元或设备组成，并具有一定功能的有机整体。成，并具有一定功能的有机整体。激励激励响应响应 系统中电源（或信号源）的作用称为系统中电源（或信号源）的作用称为激励激励。由激励引起的结果（如某个元件的电流、由激励引起的结果（如某个元件的电流、电压）称为电压）称为响应响应。第8页/共119页2 2 理想元件和电路模型理想元件和电路模型将实际电路中的元件用理想元件来表示，构成的电路图将实际电路中的元件用理想元

6、件来表示，构成的电路图电路模型电路模型常用的理想元件常用的理想元件RL LE+_Is电阻电阻电感电感电容电容恒压源恒压源恒流源恒流源C C+R第9页/共119页 电路模型电路模型US+_RLSRO电路模型是实际电路的科学抽象电路模型是实际电路的科学抽象手电筒电路模型手电筒电路模型iuRL日光灯电路的模型日光灯电路的模型 电路元件分类电路元件分类 线性元件线性元件 非线性元件非线性元件 时变元件时变元件 非时变元件非时变元件 有源元件有源元件 无源性元件无源性元件 第10页/共119页UsIRU+_E+_电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向1.实际方向实际方向物理量物理量单单 位位实际方向实

7、际方向 -E +电流电流 IA,kA,mA,AA,kA,mA,A正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向电压电压 UV,kV,mV,VV,kV,mV,V电场力作用电场力作用,电位降落的方向电位降落的方向电动势电动势 EV,kV,mV,VV,kV,mV,V 电源力作用电源力作用,电位升高的方向电位升高的方向+I -+U -第11页/共119页分析计算电路时，人为任意设定的电量方向分析计算电路时，人为任意设定的电量方向2.参考方向（假设方向、正方向）参考方向（假设方向、正方向）I=5AIRab=5A例Rab注意注意：引入参考方向后，物理量为代数量引入参考方向后，物理量为代数量 若计算结果为正若计算

8、结果为正(I 0)，则实际方向与参考方向则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负若计算结果为负(I0)，则实际方向与参考方向相反。则实际方向与参考方向相反。电流方向电流方向a b？电流方向电流方向b a？第12页/共119页I参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考极性参考极性abUab 双下标双下标箭箭 标标_+USabR参考方向的作用参考方向的作用.便于列写电路方程便于列写电路方程关联参考方向关联参考方向.便于确定实际方向便于确定实际方向关联参考方向关联参考方向 U与与 I 的方向一致的方向一致+_IUabR_IUabR+非关联参考方向非关联参考方向 U与与 I 的方向相反的方向相反 U=

9、I RU=-I R第13页/共119页+_I=3AU=6VabR例 应用欧姆定律求电阻应用欧姆定律求电阻Ra+_I=-3AU=6VbR+_I=3AU=6VabR+_I=-3AU=6VabR第14页/共119页（3）应用欧姆定律列写式子时，式中有）应用欧姆定律列写式子时，式中有_套正负号。套正负号。列写公式时，根据列写公式时，根据U、I 的的_ 得得_U、I 的值本身有的值本身有_和和_之分之分（1）分析计算电路时，首先要画出）分析计算电路时，首先要画出 ，标出电，标出电 压、电流的压、电流的 。（2）参考方向是）参考方向是_设定的。未标参考方向的前设定的。未标参考方向的前 提下，讨论电压、电流

10、的正、负值是提下，讨论电压、电流的正、负值是_。问题与讨论电路图电路图参考方向参考方向两两参考方向参考方向公式中的正负号公式中的正负号正值正值负值负值没有意义的没有意义的人为任意人为任意第15页/共119页例例试求：当试求：当U 分别为分别为 3V 和和 1V 时的电流时的电流IR解：解：(1)假定电路各电量的参考方向如图所示；假定电路各电量的参考方向如图所示；(2)列电路方程：列电路方程：IRR=1E=2VURabU+(3)数值计算数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）第16页/共119页电阻元件电阻元件 电阻为耗能元

11、件如电阻器、白炽灯、电炉等。电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。实物实物Riu1.电压与电流的基本关系电压与电流的基本关系R 的单位为欧姆（的单位为欧姆（）（R 常用单位：常用单位：、k、M ）伏伏 安安 特性特性第17页/共119页电阻元件电阻元件 电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。返回返回第18页/共119页oiuuio线性电阻的线性电阻的伏安特性伏安特性非线性电阻的非线性电阻的伏安特性伏安特性2.电阻的电阻的伏安特性伏安特性注意注意:欧姆定律仅适用于线性电阻电路。欧姆定律仅适用于线性电阻电路。第19页/共119页3.电阻元件的功率和能量电

12、阻元件的功率和能量在关联参考方向下，电阻元件的功率为在关联参考方向下，电阻元件的功率为单位为瓦特（单位为瓦特（W）从从t1到到t2的时间内，电阻元件吸收的能量为的时间内，电阻元件吸收的能量为单位为焦耳（单位为焦耳（J）第20页/共119页1.理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）:RO=0 时的电压源时的电压源.特点特点：(1）输出电）输出电 压压 U 不变，即不变，即 Uab US；（2）电源中的电流）电源中的电流 I 由外电路决定。由外电路决定。外特性外特性U=f(I)oIUUS独立电源元件独立电源元件IUS+_abURL第21页/共119页设

13、设:E=10VIE+_abUab2 R1当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AR22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：（3）恒压源中的电压）恒压源中的电压 US为为 零时，恒压源视为短路。零时，恒压源视为短路。US=0+_（4）与恒压源并联的元件对外电路而言为可视为开路。）与恒压源并联的元件对外电路而言为可视为开路。E+_abR2E+_abR1R2Is第22页/共119页恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_ _ _US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 _

14、的变化，的变化，或者是或者是_ 的变化。的变化。大小大小方向方向恒压源两端恒压源两端可否短路可否短路？a+_IUSUabbR问题与讨论否否 因为因为R=0 时时第23页/共119页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.特点特点：（1）输出电流）输出电流 I 不变，不变，即即 I IS 外外特特性性（2）输出电压）输出电压U由外电路决定由外电路决定。abIUIsRLIUabISo第24页/共119页IUIsR设设:IS=1 A R=10 时，U=10 V R=1 时，U=1 V则则:例E+_abR1R2Is（3）恒流源的电流）恒流源的电流 IS为为 零时，恒流源视为

15、开路。零时，恒流源视为开路。（4 4）与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。）与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。IS=0abR1Is第25页/共119页恒流源特性中不变的是：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。大小大小方向方向恒流源两端恒流源两端可否开路可否开路？abIUabIsR问题与讨论否否 因为因为R=时时第26页/共119页恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源

16、两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例串联电流相同。串联电流相同。电压源中的电流电压源中的电流 I=IS恒流源两端的电压取决外电路恒流源两端的电压取决外电路IUs R_+abUab=?Is解：解：第27页/共119页恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例并联电压相同。并联电压相同。电压源中的电流取决外电路电压源中的电流取决外电路恒流源两端的电压恒流源两端的电压解：解：aIUs R_+bUab=?IsIR第28页/共119页 电功率的正负电功率的正负(1)概念概念：(2)公式公式：关联时关联时：IU+P=U I非关联时非关联时：

17、IU+P=-U I负载消耗（吸收）的功率；负载消耗（吸收）的功率；电源产生（提供）的功率。电源产生（提供）的功率。吸收（取用）功率，元件为负载吸收（取用）功率，元件为负载发出（产生）功率，元件为电源发出（产生）功率，元件为电源若若 P 0若若 P 0(3)功率的正负功率的正负：第29页/共119页根据能量守恒定律根据能量守恒定律电路中的功率平衡电路中的功率平衡P=0 例例+IRURUS2US1已知：已知：US1=15V，US2=5V，R=5，试求电流，试求电流I 和各和各元件的功率。元件的功率。解：解：第30页/共119页 已知：已知：U1=20V，I1=2A，U2=10V，I2=-1A，U3

18、=-10V，I3=-3A，试求，试求元件的功率，并说明性质元件的功率，并说明性质。I3 I2I1U3U2U11423例例元件元件1功率功率 元件元件2功率功率 元件元件3功率功率 元件元件4功率功率 解：解：元件元件1、2发出功率是发出功率是电源电源，元件，元件3、4吸收功率是吸收功率是负载负载。上述计算满足。上述计算满足P=0。第31页/共119页2.实际电压源的两种电路模型实际电压源的两种电路模型电压源模型及外特性电压源模型及外特性IURo越小越小斜率越小斜率越小UIRO+-USRLUSO恒压恒压RO=0时，时，U=US外特性外特性第32页/共119页RO越大越大特性越陡特性越陡电流源模型

19、及外特性电流源模型及外特性外特性外特性ISROabIURLIUIS ROO恒流恒流ISRO=时，时，I=IS第33页/共119页3.3.电源电源(电路电路)的三种的三种状态状态 (1).(1).通路通路：电路中有电流和功率的转换：电路中有电流和功率的转换 电流：电流：电压：电压：功率：功率：RLIUabE+_abRo+_RO I RO Uab 通路、开路、短路通路、开路、短路第34页/共119页电气设备的电气设备的额定值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:欠载欠载欠载欠载(轻载轻载轻载轻载)：I IN

20、，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)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；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 额定电压额定电压UN、额定电流、额定电流IN 和额定功率和额定功率PN第35页/共119页（2）额定电流为）额定电流为100A的发电机，只接的发电机，只接60A的照明负载，还有电流的照明负载，还有电流4

21、0A流到哪里去了？流到哪里去了？问题与讨论（1）一个）一个100、1W的电阻器，在使用时允许的电阻器，在使用时允许流过的电流和允许加的电压不得超过多少？流过的电流和允许加的电压不得超过多少？答答:不存在不存在40A.40A.电源的输出功电源的输出功率和输出电流取决于负载率和输出电流取决于负载.答答:第36页/共119页2.2.开路：开路：开路电压：开路电压：特点特点：Uo=EIE+_RoUoabRL+_输出功率输出功率P=0 输出电流输出电流I=0有源有源二端二端网络网络ab无源无源二端二端网络网络abUo+_Roab第37页/共119页3.3.短路短路：IsUabE+_abRoRLFU特点特

22、点：输出功率输出功率P=0 输出电压输出电压U=0短路电流：短路电流：短路保护短路保护:熔断器熔断器FU工作短接工作短接:ASR1R2第38页/共119页4.两种电源的等效变换两种电源的等效变换 等效互换的条件：对外的电压电流相等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。I=IUab=Uab即：即：IRO+-USbaUabUabISabIRO第39页/共119页aUS+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabRoIsabI 等效互换公式等效互换公式第40页/共119页+等效变换的注意事项等效变换的注意事项(1)两电路两电路对外等效对外等效，外特性一致。，外特性一致。(2)两两内阻相等内阻相等

23、（Ro=Ro），所接位置不同。），所接位置不同。(3)IS流出端流出端对对应应US的正极的正极“+”。+aUSbIRo(Ro、Ro不一定必须是电源的内阻。不一定必须是电源的内阻。)ISaRobI第41页/共119页（4）两电路的内部不等效，其内阻）两电路的内部不等效，其内阻 的压降和内阻的损耗一般不相等。的压降和内阻的损耗一般不相等。（5）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abIUabIsaUS+bI第42页/共119页 应用举例应用举例例10V+2A3 1 2 I10V+3 1 I2 4V+I=?第43页/共119页1A6 2V+2 3 4A2 2 I+1A3 12V+6

24、 2 2 2 I6VI=?例第44页/共119页(接上页接上页)1A6 2V+2 3 4A2 2 I3A1 2V-+2 2 I+1 3V+2 2V2 I-第45页/共119页10V+2A2 I讨论题哪哪个个答答案案对对?+10V+4V2 第46页/共119页电路中电位的概念和计算电路中电位的概念和计算电位：电位：参考点：参考点：1.电位的概念电位的概念电路中某点的是对参考点的电压电路中某点的是对参考点的电压零电位点、零电位点、O点、点、“地地”电力工程中以大地为参考点电力工程中以大地为参考点电子线路以输入、输出的公共线为参考点电子线路以输入、输出的公共线为参考点放大器放大器第47页/共119页

25、bR1R2E2E1+-R3+_acdbR1R2R3a+E1-E2cd设设b b点为参考点点为参考点:c c点的电位为点的电位为:Uc=E1d d点的电位为点的电位为:Ud=-E2电子电路的习惯画法电子电路的习惯画法第48页/共119页R1R2+15V-15V 参考电位在哪里参考电位在哪里？R1R215V+-正电源正电源负电源负电源电子电路的习惯画法电子电路的习惯画法：电源电压用电位值给出：电源电压用电位值给出正电位值表示正电位值表示正电源正电源，电源的，电源的负极接地负极接地。负电位值表示负电位值表示负电源负电源，电源的，电源的正极接地正极接地。15V+-第49页/共119页S断开时各电阻为同

26、一电流断开时各电阻为同一电流其中：其中：UD=+12V；UC=12V S闭闭合上时合上时：例例试求开关试求开关S断开和闭合时电路中各点的电位断开和闭合时电路中各点的电位解：解：2.电位计算电位计算AB4k6kC20kS12V+12VDUA =4V UB =7.2V UD=+12V ；UC=12VUA =2V UB=0第50页/共119页Ua=5V a 点电位：点电位：ab1 5AUb 5V b 点电位：点电位：例例 试求图示电路中各点的电位及电压试求图示电路中各点的电位及电压UabUb=0V b点电位：点电位：Ua=0V a 点电位：点电位：ab1 5A可见可见:电位与参考点的选择电位与参考点

27、的选择有关有关；电压与参考点的选择电压与参考点的选择无关无关.Uab=Ua-UbUab=5VUab=5V第51页/共119页电位与参考点的选择电位与参考点的选择有关有关；电压与参考点的选择电压与参考点的选择无关无关例试分别以电路中的试分别以电路中的a、b、c点为参考点点为参考点求电位和电求电位和电压。压。注意：注意：电压等于电位之差。如电压等于电位之差。如Uab=Ua-Ub+_3V+_6Vabc参考点参考点电位和电压电位和电压UaUbUcUabUbcUcaa为参考点参考点0V-3V-9V3V6V-9Vb 为参考点参考点3V0V-6V3V6V-9Vc为参考点参考点9V6V0V3V6V-9V第52

28、页/共119页 1.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)应用于结点应用于结点基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)应用于回路应用于回路名词注释：名词注释：结点：结点：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：电路中每一个分支电路中每一个分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：单孔回路单孔回路第53页/共119页支路：支路：ab、ad、bc、;I1 I2 I6 （共（共6条）条）回路：回路：abda、bcdb、.（共（共7 个）个）结点：结点：a、b、c、d (共共4个）个）例例I3E4E3_+R3R6+R4R5

29、R1R2abcdI1I2I5I6I4-确定电路中的支路、结点、回路、确定电路中的支路、结点、回路、网孔数目。网孔数目。网孔：网孔：abda、bcdb、adca （共（共3 个）个）第54页/共119页 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)I1I2I3I4定律的定律的依据依据：电荷守恒电荷守恒、电流的连续性、电流的连续性或或：1.定律内容定律内容对任何结点，在任一瞬间，对任何结点，在任一瞬间，I=0或或：流入取正号，流出取负号。流入取正号，流出取负号。例例流入流入流出流出第55页/共119页广义结点广义结点 I1+I2=I3I=0I=?2.定律推广定律推广封闭面封闭面例例I1I2I3例IE

30、ICIBIE=IB+IC8V9V+_3 4 +_4 6 2 I第56页/共119页基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)在任一瞬间，沿任意闭合回路循行方向绕行一周，在任一瞬间，沿任意闭合回路循行方向绕行一周，例如：例如：回路回路 a-d-c-a电位升电位升电位降电位降或：或：或：或：1.定律内容定律内容I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-升取正号升取正号降取负号降取负号第57页/共119页电位升电位升电位降电位降2.定律推广定律推广 开口电路开口电路假想的闭合回路假想的闭合回路例例例例一段有源电路的欧姆定律一段有源电路的欧姆定律IUS+_RabUab+_

31、US+_Ra bUabI+_第58页/共119页R2R1USI+U2U1例分压公式分压公式 例分流公式分流公式 R2R1UISI2I1第59页/共119页基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用(1)特点：特点：以支路电流为未知量，应用以支路电流为未知量，应用KCL和和KVL 列列方程，然后联立求解。方程，然后联立求解。(2)解题步骤：解题步骤：确定支路数目（确定支路数目（b），结点数目（），结点数目（n），网孔数目（），网孔数目（m）。）。由由KCL列（列（n-1）个结点的电流方程。）个结点的电流方程。由由KVL列列m个网孔回路的电压方程。个网孔回路的电压方程。代入数据，解联立方程，求出各代入数

32、据，解联立方程，求出各 个支路电流。个支路电流。1.支路电流法支路电流法第60页/共119页例例试用支路电流法求各支路试用支路电流法求各支路电流。电流。解：解：图示电路，图示电路，b=3，n=2，m=2。由由KCL列列a点点:由由KVL列列回路回路1:回路回路2:代入数据，解联求解，可得代入数据，解联求解，可得I1=4A，I2=-1A，I3=3A。baI1I2US220V+R1 2 R38 R2 4 +_I312US132V第61页/共119页例例试用支路电流法求各支路试用支路电流法求各支路电流。电流。解：解：图中图中含恒流源的支路含恒流源的支路，I1=IS=5A只需列两个方程。只需列两个方程

33、。由由KCL列列a点点由由KVL列列回路回路1代入数据，解联求解，可得代入数据，解联求解，可得I2=2A，I3=-3A。R34R18R21baIS5AI2I3US10VI1+-1注意：注意：图中含恒流源的支路时，图中含恒流源的支路时，可减少列方程数。可减少列方程数。列回路方程时，列回路方程时，要避开含恒流源要避开含恒流源的支路。的支路。第62页/共119页讨论题讨论题你能否很快说你能否很快说I1、I2、I3、I4、I5 出结果出结果？1+3V4V1 1+5VI1I2I3I4I5第63页/共119页支路电流法小结支路电流法小结优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的支路电流法是电路分析中最基本

34、的 方法之一。只要根据方法之一。只要根据基尔霍夫定律基尔霍夫定律 列方程，就能得出结果。列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解显得十分繁琐数较多，求解显得十分繁琐。支路数支路数 B=4须列须列4个方程式个方程式ab第64页/共119页(1)特点特点 在只有两个结点的电路中，先用公式在只有两个结点的电路中，先用公式 求结点电压，再求各支路电流。求结点电压，再求各支路电流。2.结点电压法结点电压法(弥尔曼定理弥尔曼定理)支路数支路数 b=3，结点，结点n=2支路电流法须列支路电流法须列3个方程式个方程式 若能先求出若能先求出a、

35、b两点的电压两点的电压Uab，再，再求出各个支路电流就容易多了。求出各个支路电流就容易多了。R2R1+-I1-+UabbaR3US2US1I2I3第65页/共119页(2)公式公式+I1+R2UabbaR3R1US2US1I2I3设结点电压为设结点电压为Uab，则则:结点结点a:第66页/共119页代代入入结结点点a的的电电流流方方程程，经经整整理理后后可可得得两两结点的结点的结点电压公式结点电压公式:第67页/共119页分母为两结点之间各支路的电阻的倒数和分母为两结点之间各支路的电阻的倒数和 分分子子为为各各支支路路US与与本本支支路路R相相除除后后的的代代数数和和。当当US与与Uab的的参

36、参考考方方向向一一致致时时取取正正号号，相相反反时时则则取取负负号号。（或或各各支支路路恒恒流流源源IS的的代代数数和和，一致取负号，相反取正号。），一致取负号，相反取正号。）结点电压公式结点电压公式:注意注意：等效恒流等效恒流源的电流源的电流第68页/共119页+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3例试用结点电压法试用结点电压法求各支路电流。求各支路电流。已知已知US1=54V，US2=72V，R1=3R2=6，R3=2。解：第69页/共119页+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3结点电压法结点电压法应用举例应用举例（接上页）（接上页）第70页/共119页R

37、S与恒流源串联与恒流源串联对外可视为短路对外可视为短路则：则：BR1I2I1E1IsR2ARS?试求试求A点的电位。点的电位。例例设设解：解：第72页/共119页作业作业：1-8、1-9、1-11、1-16、1-17第73页/共119页1.3 叠加定理叠加定理1.3.1 定理内容：定理内容：含有多个电源的含有多个电源的线性电路线性电路中的电压或中的电压或电流，等于各电流，等于各电源单独电源单独作用时，对应的电作用时，对应的电压或电流的压或电流的代数和代数和。线性电路：线性电路：R=常数常数去源方法：去源方法：恒压源短接，恒流源开路恒压源短接，恒流源开路代数和：代数和：以原电路的电压或电流方向为

38、准，以原电路的电压或电流方向为准，一致取正号，相反取负号。一致取正号，相反取负号。注意：注意：第74页/共119页=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a)原电路原电路R2R3R1ISUS=0(b)IS单独作用电路单独作用电路R2R3R1IS=0US+-(c)US单独作用电路单独作用电路解：解：（1）画出原电路及各个电源单独作用的画出原电路及各个电源单独作用的电路，并标出各支路电流的参考方向。电路，并标出各支路电流的参考方向。应用举例应用举例例例如如图图示示,已已知知US=9V，IS=6A，R1=6，R2=4，R3=3。试试用用叠叠加加原原理理求求各各支支路中的电流。路中的电流。第75页/

39、共119页US单独作用单独作用：R2R3R1IS=0US+-US单独作用电路单独作用电路IS单独作用单独作用：R2R3R1ISUS=0IS单独作用电路单独作用电路（2）计算各电源单独作用时的，各支路的电流。计算各电源单独作用时的，各支路的电流。第76页/共119页（3）叠加求出原电路中各支路电流。）叠加求出原电路中各支路电流。=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a)原电路原电路R2R3R1ISUS=0(b)IS单独作用电路单独作用电路R2R3R1IS=0US+-(c)US单独作用电路单独作用电路第77页/共119页例例+-10 I4A20V10 10 用叠加原理求用叠加原理求：I=?I=

40、2AI=-1AI=I+I=1A+10 I4A10 10+-10 I 20V10 10 解解：第78页/共119页几点注意几点注意1.叠加定理只适用于叠加定理只适用于线性电路线性电路（电路参数不随电压、（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。2.去电源时，恒压源短接，恒流源开路，电路的结构去电源时，恒压源短接，恒流源开路，电路的结构 和其它参数不变。和其它参数不变。3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+第79页/

41、共119页4.叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。如：叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。如：5.运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。设：设：则：则：I3R3=+第80页/共119页例已知已知：US=1V、IS=1A 时Uo=0V；US=10 V、IS=0A 时，Uo=1V求：US=0 V、IS=10A 时 Uo=?US线性无线性无源网络源网络UOIS设解解：（1）和（）和（2）联立求解得）联立求解得：第81页/共119页1.4 等效电源定理等效电源定理 有源有

42、源二端二端网络网络RABU+-IABRU+-I等效电源定理用于化简复杂电路等效电源定理用于化简复杂电路有源二端网络有源二端网络将有源二端网络等效为等效电压源或等效电流源将有源二端网络等效为等效电压源或等效电流源有源二端网络用有源二端网络用电压源电压源替代替代 的方法称的方法称戴维宁定理戴维宁定理有源二端网络用有源二端网络用电流源电流源替代的方法称替代的方法称诺顿诺顿定定理理第82页/共119页戴维戴维宁宁定理定理1.定理内容定理内容 任意一个线性有源二端网络对外都可等任意一个线性有源二端网络对外都可等效为等效电压源。效为等效电压源。UoRo+_RL戴维宁等效电路戴维宁等效电路ABU+-IRL有

43、源有源二端二端网络网络ABU+-I有源二端网络有源二端网络第83页/共119页 有源二端网络去源后端口的等效电阻有源二端网络去源后端口的等效电阻Ro等于等效电压源的内阻（去源方法：等于等效电压源的内阻（去源方法：恒压源短接，恒流源开路。）恒压源短接，恒流源开路。）有源二端网络端口的开路有源二端网络端口的开路电压电压Uo 等于等效电压源的电动等于等效电压源的电动势势有源有源二端二端网络网络AB开路求电压开路求电压Uo无源无源二端二端网络网络AB去源求内阻去源求内阻Ro第84页/共119页求求:I =?例2.应用举例应用举例3 6 4 2 2 AIS+_18VbaIUSR1R2R3R解解:(1)求

44、开路电压求开路电压Uo3 6 2 2 AIS+_18VbaUoUSR1R2R3第85页/共119页(2)求等效内阻求等效内阻Ro3 6 2 baRoUS=0R1R2R3IS=0(3)求未知电流求未知电流 I+_UoRoRI戴维宁等效电路戴维宁等效电路ba4 4 8 V第86页/共119页已知已知：R1=20 、R2=30 R3=30 、R4=20 E=10V求：当求：当 R5=10 时，I5=?R1R3+_R2R4R5EI5R5I5R1R3+_R2R4E等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络例例第87页/共119页(1)求开端电压求开端电压Uo(2)求等效内电阻求等效内电阻 RoUoR1R3

45、+_R2R4EABCDCRoR1R3R2R4ABD=2030+3020=24 第88页/共119页+_UoRoR5I5戴维宁等效电路戴维宁等效电路R5I5R1R3+_R2R4E原电路原电路(3)求未知电流求未知电流 I5时时第89页/共119页求：U=?_+4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V10VCDEU例第90页/共119页(1)求开端电压求开端电压Uo此值是所求此值是所求结果结果U吗？吗？_A+4 4 50 B+_8V10VCDEUo1A5 第91页/共119页(2)求等效内阻求等效内阻 RoRo4 4 50 5 AB1A+_8V_+10VCDEUo4 4 50 5 第92页/共

46、119页+_UoRo57 9V33 戴维宁等效电路戴维宁等效电路4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V+10VCDEU(2)求解未知电压求解未知电压第93页/共119页诺顿定理诺顿定理=任意一个线性有源二端网络对外都可等效为等效电流源。任意一个线性有源二端网络对外都可等效为等效电流源。有源有源二端二端网络网络AB短路求电压短路求电压IS无源无源二端二端网络网络AB去源求内阻去源求内阻RoABISRo诺顿等效电路诺顿等效电路U+-IRL有源有源二端二端网络网络AB有源二端网络有源二端网络U+-IRL第94页/共119页方法（方法（1）:求求 开端电压开端电压 Uo 与与 短路电流短路电流

47、IS开路、短路法开路、短路法有源有源网络网络Uo有源有源网络网络IS+-ROEIS=EROUo=E+-ROE等效等效内内 阻阻UoEIS=ROERO等效电阻等效电阻Ro的求解方法的求解方法第95页/共119页 负载电阻法负载电阻法加负载电阻加负载电阻 RL测负载电压测负载电压 UL方法（方法（2）:RLUL有源有源网络网络Uo有源有源网络网络测开路电压测开路电压 Uo第96页/共119页 加压求流法加压求流法方法（方法（3）:无源无源网络网络IU有源有源网络网络求电流求电流 I步骤：步骤：有源网络有源网络无源网络无源网络外加电压外加电压 U则则：第97页/共119页UIR1R2Ro+-R1R2

48、+-E1E2加压加压求流求流加压求流法举例加压求流法举例第98页/共119页电路分析方法小结电路分析方法小结电路分析方法共讲了以下几种：电路分析方法共讲了以下几种：两种电源等效互换两种电源等效互换支路电流法支路电流法结点电位法结点电位法叠加原理叠加原理戴维宁定理戴维宁定理（诺顿定理）（诺顿定理）总结总结 每种方法各有每种方法各有 什么特点？适什么特点？适 用于什么情况？用于什么情况？第105页/共119页作业作业：1-18、1-20、1-21、1-22、1-26、第107页/共119页电源分类电源分类受控源受控源独立源独立源电压源电压源电流源电流源1.5 含受控源电路的分析含受控源电路的分析(

49、独立存在独立存在)(非独立，受电路中某个非独立，受电路中某个电压或电流的控制。电压或电流的控制。)电压控制电压源电压控制电压源VCVS电压控制电流源电压控制电流源VCCS电流控制电压源电流控制电压源CCVS电流控制电流源电流控制电流源CCCS第108页/共119页电压控电压控制制电流源电流源VCCSU1I2电流控电流控制制电流源电流源ICCSI2I1电压控电压控制制电压源电压源VCVSU1+-U2U2=U1 电流控电流控制制电压源电压源ICVSI1+-U2U2=r I1 受控源的类型和符号受控源的类型和符号第109页/共119页ibicECB受控源实例受控源实例ibic=ibrbe电流控制电流

50、源电流控制电流源ICCS例例晶体管晶体管晶体管微变等效电路晶体管微变等效电路例例电压控制电压源电压控制电压源VCVSu1变变压压器器第110页/共119页含受控源电路的分析含受控源电路的分析 电路的基本定理和各种分析计算方法仍可使用，只是在列方程时必须电路的基本定理和各种分析计算方法仍可使用，只是在列方程时必须增加一个受控源关系式。增加一个受控源关系式。例例0.9I1ba I3I2I1R2R3R1US+-已知已知R1=6，R2=40，R3=4，US=6V，求电流，求电流I1。解：解：a点点 左网孔左网孔 受控源的关系式受控源的关系式 I3=0.9I1联立求解，得联立求解，得I1=0.6A 第1