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1、第1章电路的基本概念和基本定理本讲稿第一页，共六十七页第一章第一章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律内容提要：内容提要：电路与电路模型、电压、电流及其参考方电路与电路模型、电压、电流及其参考方电路与电路模型、电压、电流及其参考方电路与电路模型、电压、电流及其参考方向和功率的计算、电路的基本定律、电路中的理想元件向和功率的计算、电路的基本定律、电路中的理想元件向和功率的计算、电路的基本定律、电路中的理想元件向和功率的计算、电路的基本定律、电路中的理想元件及电路的基本状态、电气设备的额定值及电路的基本状态、电气设备的额定值及电路的基本状态、电气设备的额定值及电路的基本状态、电气设备
2、的额定值 1 1、理解和掌握电路的基本物理量及其应用。、理解和掌握电路的基本物理量及其应用。2 2、理解和掌握无源元件的伏安特性。、理解和掌握无源元件的伏安特性。3 3、理解和掌握电压源、电流源的外特性及实际有源、理解和掌握电压源、电流源的外特性及实际有源元件的两种电路模型。元件的两种电路模型。4 4、理解和掌握电路的基本定律。、理解和掌握电路的基本定律。5 5、了解电气设备的额定值。、了解电气设备的额定值。基本要求：基本要求：本讲稿第二页，共六十七页1.1 1.1 电路与电路模型电路与电路模型一、电路的组成一、电路的组成 为了某种需要由电源、导线、开关和负载按一定为了某种需要由电源、导线、开
3、关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路方式组合起来的电流的通路称为电路(electric electric circuitcircuit)组成电路的电源、导线、开关和负载（即器件和电气组成电路的电源、导线、开关和负载（即器件和电气设备设备)称为电路元件称为电路元件(circuit elementcircuit element)1 1、进行能量的转换、传输和分配、进行能量的转换、传输和分配力能电路力能电路2 2、实现信号的传递、存储和处理、实现信号的传递、存储和处理信号电路信号电路 二、电路的功能及分类二、电路的功能及分类本讲稿第三页，共六十七页 电路分析的主要任务电路分析的主要任务在于
4、解得电路物理量，其中在于解得电路物理量，其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。三、电路模型三、电路模型（circuit modelcircuit model)为了便于电路分析，常将电路元件用具有某一性能为了便于电路分析，常将电路元件用具有某一性能的理想电路元件或它们的组合表示的理想电路元件或它们的组合表示-称为电路元件称为电路元件的模型。的模型。理想电路元件分类理想电路元件分类1.1.有源元件有源元件电压源和电流源电压源和电流源2.2.无源元件无源元件电阻、电感和电容电阻、电感和电容 理想电路元件的电路符号理想电路元件的电路符号本讲稿第四页，共六十
5、七页 (a)(b)(c)(d)(e)其中（其中（a a）图为电压源，（）图为电压源，（b b）图为电流源，反映了电路的）图为电流源，反映了电路的能源形式和对电路的作用。（能源形式和对电路的作用。（c c）、（）、（d)d)、（、（e e）图分别为）图分别为电阻、电感和电容，通过它们将电能转变成其它形式的能电阻、电感和电容，通过它们将电能转变成其它形式的能量。量。由电路元件模型组成的电路称为由电路元件模型组成的电路称为电路模型电路模型四、网络和系统四、网络和系统(netwoke systemnetwoke system)基本概念基本概念结点结点 (nodenode)三个或三个以上元件的公共连接点
6、三个或三个以上元件的公共连接点支路支路 两个结点间由一个或几个元件串联构成的两个结点间由一个或几个元件串联构成的本讲稿第五页，共六十七页的一段无分支电路，称为的一段无分支电路，称为支路支路（branch)。回路回路 由支路构成的闭合路经称为由支路构成的闭合路经称为回路回路(loop)。网孔网孔 内部不包含支路的简单回路称为内部不包含支路的简单回路称为网孔网孔（mesh)。显然网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。显然网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。2.网络网络 由支路和结点连接构成的电路结构称为网络由支路和结点连接构成的电路结构称为网络在电工技术中网络往往是指比较复杂的电路在电工技术中网络往
7、往是指比较复杂的电路有源网络有源网络 含有源元件的网络含有源元件的网络无源网络无源网络 不含有源元件的网络不含有源元件的网络端钮端钮 网络与外电路的连接端称为端钮（由此形网络与外电路的连接端称为端钮（由此形成二端网络、三端网络、四端网络等）成二端网络、三端网络、四端网络等）本讲稿第六页，共六十七页 【例例例例1.1.11.1.11.1.11.1.1 】如图所示】如图所示】如图所示】如图所示电路有电路有电路有电路有3 3 3 3条支路，条支路，条支路，条支路，2 2 2 2个节个节个节个节点，点，点，点，3 3 3 3个回路，个回路，个回路，个回路，2 2 2 2个网孔。个网孔。个网孔。个网孔。
8、该网络含两个电压源，该网络含两个电压源，该网络含两个电压源，该网络含两个电压源，因此是一有源网络因此是一有源网络因此是一有源网络因此是一有源网络端口端口端口端口(portport)如果一个如果一个如果一个如果一个端钮流入的电流等于另一端钮流入的电流等于另一端钮流入的电流等于另一端钮流入的电流等于另一个端钮流出的电流个端钮流出的电流个端钮流出的电流个端钮流出的电流,则这两则这两则这两则这两个端钮构成一个端口个端钮构成一个端口个端钮构成一个端口个端钮构成一个端口,由此由此由此由此可形成单口网络和双口网可形成单口网络和双口网可形成单口网络和双口网可形成单口网络和双口网络如图所示络如图所示络如图所示络
9、如图所示ABINIABCDI2I1I1I2(a)(b)本讲稿第七页，共六十七页支路：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、c、d (共共4个）个）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-【例【例1.1.2】本讲稿第八页，共六十七页3.3.系统系统(systemsystem)为了完成某种特定功能由元件按为了完成某种特定功能由元件按照一定方式连接组合而成的整体称为系统。在电工与照一定方式连接组合而成的整体称为系统。在电工与电子技术中网络、系统与电路并无区别。电子技术中网络、系统与电路并无区别。
10、如图是一个基本放大电路，如图是一个基本放大电路，其作用是放大较小的电压信号，其作用是放大较小的电压信号，它既是一个单元电路，又可称它既是一个单元电路，又可称其为一个系统。由多个较小的其为一个系统。由多个较小的系统又可组成一较大的复杂系系统又可组成一较大的复杂系统（如收音机）统（如收音机）本讲稿第九页，共六十七页 1.2 1.2 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流的大小用电流强度电流强度电流强度电流强度表示，简称电流。表示，简称电流。电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。即即大
11、写大写 I I表示直流电流，小写表示直流电流，小写 i i表示电流的一般符号表示电流的一般符号单位单位 一、电流一、电流(currentcurrent)本讲稿第十页，共六十七页正电荷运动方向规定为电流的正电荷运动方向规定为电流的实际方向实际方向。电流的方向用一个箭头表示。电流的方向用一个箭头表示。任意假设的电流方向称为任意假设的电流方向称为电流的电流的参考方向参考方向。如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。致，否则说明参考方向与实际方向相反。本讲稿第十一页，共六十七页二、电压、电位和电动势二、电压、电位和
12、电动势二、电压、电位和电动势二、电压、电位和电动势电压电压(voltagevoltage)电路中电路中a a、b b点两点间的电压定义为单位正点两点间的电压定义为单位正电荷由电荷由a a点移至点移至b b点电场力所做的功。点电场力所做的功。即即电位电位（potentialpotential)电路中某点的电位定义为单位正电荷电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。由该点移至参考点电场力所做的功。电路中电路中a a、b b点两点间的电压等于点两点间的电压等于a a、b b两点的电位差。两点的电位差。即即本讲稿第十二页，共六十七页电压的实际方向电压的实际方向规定由电位高处指向
13、电位低处。规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为可任选一方向为电压的参考方向电压的参考方向最后求得的最后求得的u u 为正值，说明电压的实际方向与参考方向为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。一致，否则说明两者相反。【例【例1.2.11.2.1】：】：当当u ua a=3V =3V u ub b=2V=2V时时u u1 1=1V=1Vu u2 2=1V1V本讲稿第十三页，共六十七页 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为互
14、独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称一致，称关联方向关联方向；如不一致，称；如不一致，称非关联方向非关联方向。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。非关联方向，则必须全部标示。本讲稿第十四页，共六十七页 电动势电动势 电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为的功，称为电源的电动势电源的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为
15、电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。由负极指向正极。本讲稿第十五页，共六十七页 1.3 1.3 电路的功和功率电路的功和功率电功率电功率(powerpower)电场力在单位时间内所做的功电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率，用称为电功率，简称功率，用p p表示表示 功（功（workwork）电路接通后，负载吸收的电能即为电场力电路接通后，负载吸收的电能即为电场力 移动电荷移动电荷p p所做的功，用所做的功，用W W表示。由电压定义可知表示。由电压定义可知u u、I I 恒定时有恒定时有 W=UItW=UIt功单位是焦耳（功单位是焦耳（J J）、度）、度 1J=1
16、w 1J=1ws 1s 1度度=1kw=1kwh h 功率的单位是瓦特（功率的单位是瓦特（w w）、千瓦）、千瓦(kw)(kw)、毫瓦、毫瓦(mw)(mw)W=本讲稿第十六页，共六十七页aIRUb功率与电流、电压的关系：功率与电流、电压的关系：设电路设电路任意两点间的电压为任意两点间的电压为 U,流入此流入此 部部分电路的电流为分电路的电流为 I，则这部分电路则这部分电路消耗的功率为消耗的功率为:功率有无正负？功率有无正负？如果如果U I方向不一方向不一致结果如何？致结果如何？本讲稿第十七页，共六十七页 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
17、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 0IUab+-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）本讲稿第十八页，共六十七页 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
18、，吸收，吸收10W功率。功率。（b）关联方向，）关联方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收，吸收10W功率功率本讲稿第二十页，共六十七页一一.基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）I1I2I3I4基尔霍夫电流定律的基尔霍夫电流定律的依据依据：电流的连续性原理：电流的连续性原理 对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于流出该节点的电流。或者说，在任一瞬间，一个节流出该节点的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为点上电流的代数和为 0。I=0即：即：例：例：或或：1.4 1.4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律（kirchhoffkirc
19、hhoffs law)s law)本讲稿第二十一页，共六十七页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。I1+I2=I3I=0基尔霍夫电流定律的扩展应用基尔霍夫电流定律的扩展应用I=?I1I2I3例例E2E3E1+_RR1R+_+_R本讲稿第二十二页，共六十七页二、基尔霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL）对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或，电压的代数和为升等于电位降。或，电压的代数和为 0。例如：例如：回路回路 a-d-c-a电位升电位升电位降电位降即：即：或：或：I3E4E
20、3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-本讲稿第二十三页，共六十七页电位升电位升电位降电位降E+_RabUabIKVL推广：基尔霍夫电压定律也适合开口电路。推广：基尔霍夫电压定律也适合开口电路。【例【例1.4.1】本讲稿第二十四页，共六十七页关于独立方程式的讨论关于独立方程式的讨论问题：用基尔霍夫电流或电压定律列方程问题：用基尔霍夫电流或电压定律列方程 时，究竟可以列出多少个独立的方程？时，究竟可以列出多少个独立的方程？【例【例1.4.2】aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1 分析以下电路中应列几个电流方程？分析以下电路中应列几个电流方程？几个电压方程
21、？几个电压方程？本讲稿第二十五页，共六十七页基尔霍夫电流方程基尔霍夫电流方程：节点节点a：节点节点b：独立方程只有独立方程只有 1 个个基尔霍夫电压方程基尔霍夫电压方程：#1#2#3独立方程只有独立方程只有 2 个个aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE1本讲稿第二十六页，共六十七页设：电路中有设：电路中有N个结点，个结点，B个支路个支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小小 结结独立的独立的节点电流方程节点电流方程有有 (N 1)个个独立的独立的回路电压方程回路电压方程有有(B N1)个个则：则：（一般为网孔个数）（一般为网孔个数）独立电流方程：独立电流方程：个个
22、独立电压方程：独立电压方程：个个本讲稿第二十七页，共六十七页求：求：I1、I2、I3 4V1+-3V1 1+-5VI1I2I3【例【例1.4.3】本讲稿第二十八页，共六十七页 1.5 1.5 电路基本元件 常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。压源、电流源。压源、电流源。压源、电流源。电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其端钮的电压、电流关系即端钮的电压、电流关系即伏安关系伏安关系（
23、VARVARVARVAR）来决定的。）来决定的。）来决定的。）来决定的。电路的基本元件包括无源元件和有源元件，学习时电路的基本元件包括无源元件和有源元件，学习时电路的基本元件包括无源元件和有源元件，学习时电路的基本元件包括无源元件和有源元件，学习时我们应注意电路基本元件的性质及伏安关系和伏安关系我们应注意电路基本元件的性质及伏安关系和伏安关系我们应注意电路基本元件的性质及伏安关系和伏安关系我们应注意电路基本元件的性质及伏安关系和伏安关系曲线曲线曲线曲线本讲稿第二十九页，共六十七页 一、无源电路元件（一、无源电路元件（passive circuit element)passive circuit
24、 element)关联方向时：关联方向时：u=Ri非关联方向时：非关联方向时：u=Ri电路符号：电路符号：其功率关系为：其功率关系为：1.电阻电阻(resistance)电阻元件是一种消耗电能的元件。电阻元件是一种消耗电能的元件。它描述了元件对电流的阻碍作用，其伏安关系为：它描述了元件对电流的阻碍作用，其伏安关系为：本讲稿第三十页，共六十七页Riuiu线线性性电电阻阻伏伏-安安 特性特性ui非非线线性性电电阻阻电阻常用单位：电阻常用单位：、k、M 电阻对电流的阻碍也可用电阻的倒数电阻对电流的阻碍也可用电阻的倒数电导电导G来描述来描述 G=1/R 单位：西门子单位：西门子(s)线性、非线性电阻线
25、性、非线性电阻本讲稿第三十一页，共六十七页2.2.电感电感(inductance)(inductance)L L：是一种能够贮存磁场能是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。量的元件，是实际电感器的理想化模型。线圈线圈匝数匝数磁通磁通电感电感L：单位电流产生的磁链：单位电流产生的磁链 即即uiN单位：单位：H,mH,H本讲稿第三十二页，共六十七页线圈线圈面积面积线圈线圈长度长度导磁率导磁率电感和结构参数的关系电感和结构参数的关系线性电感线性电感:L=Const (如如:空心电感空心电感 不变不变)非线性电感非线性电感:L=Const (如如:铁心电感铁心电感 不为常数不为常数)
26、ue ei符符号号本讲稿第三十三页，共六十七页电感中电流、电压的关系电感中电流、电压的关系当当(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-+L本讲稿第三十四页，共六十七页电感的储能电感的储能在电压、电流的关联参考方向下，电感吸收的功率是在电压、电流的关联参考方向下，电感吸收的功率是 电感是一种储能元件电感是一种储能元件,当当 由由 储存的磁场能量为储存的磁场能量为而当而当 由由 时时L吸收能量，将电能转变成磁场能存储吸收能量，将电能转变成磁场能存储L释放能量，将存储磁场能转变成电能释放能量，将存储磁场能转变成电能本讲稿第三十五页，共六十七页3.
27、3.电容电容(capacitance)(capacitance)C:电容元件是一种能够贮存电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。电容电容C：单位电压下存储的电荷：单位电压下存储的电荷 即即+-+q-qui电容符号电容符号有极性有极性无极性无极性+_（单位：（单位：F,F,pF）本讲稿第三十六页，共六十七页极板极板面积面积板间板间距离距离介电介电常数常数电容和结构参数的关系电容和结构参数的关系线性电容线性电容:C=Const (不变不变)非线性电容非线性电容:C=Const (不为常数不为常数)uiC本讲稿第三十七页，共六十七页
28、电容上电流、电压的关系电容上电流、电压的关系当当(直流直流)时时,所以所以,在直流电路中电容相当于断路在直流电路中电容相当于断路.uiC该式说明了电容具有该式说明了电容具有“记忆记忆”功能功能本讲稿第三十八页，共六十七页电容的储能电容的储能在电压、电流的关联参考方向下，电容吸收的功率是在电压、电流的关联参考方向下，电容吸收的功率是 电容是储能元件电容是储能元件,当当 由由0 U0 U时储存的电场能为时储存的电场能为而当而当由由U 0时时电容将电能转换成电场能存储电容将电能转换成电场能存储电容将存储的电场能还原回电路电容将存储的电场能还原回电路本讲稿第三十九页，共六十七页无源元件小结无源元件小结
29、 理想元件的特性理想元件的特性（u 与与 i 的关系）的关系）LCR本讲稿第四十页，共六十七页实际元件实际元件的特性可以用若干理想元件来表示的特性可以用若干理想元件来表示【例【例1.5.1】：】：电感线圈电感线圈L：电感量：电感量R：导线电阻：导线电阻C：线间分布电容：线间分布电容参数的影响和电路的工作条件有关。参数的影响和电路的工作条件有关。本讲稿第四十一页，共六十七页UR1R2LCR1UR2U为直流电压时为直流电压时,以上电路等效为以上电路等效为注意注意 L、C 在不同电路中的作用在不同电路中的作用本讲稿第四十二页，共六十七页特点特点：(1）输出电）输出电 压不变，其值恒等于电动势。压不变
30、，其值恒等于电动势。即即 Uab E；（；（E表示直流电压源）表示直流电压源）（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。1 1、电压源、电压源 （恒压源）（恒压源）:voltage dourcevoltage dource二、有源元件二、有源元件（active element)active element)主要介绍有源元件中的两种电源：电压源和电流源。主要介绍有源元件中的两种电源：电压源和电流源。伏安特性伏安特性IUabEIE+_abUab本讲稿第四十三页，共六十七页实际电压源实际电压源伏安特性伏安特性IUUS电压源模型电压源模型UIRS+-USRs越大越大斜率越大斜率越大本
31、讲稿第四十四页，共六十七页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设设:US=10V当当R1 R2 同时接入时：同时接入时：I=10AIUS+_abUab2 R1R22 例例 当当R1接入时接入时：I=5A则：则：本讲稿第四十五页，共六十七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。大小大小方向方向恒压源特性小结恒压源特性小结+_IEUababR本讲稿第四十六页，共六十七页2 2、电流源
32、、电流源 （恒流源（恒流源):):current sourcecurrent source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伏伏安安特特性性（2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。本讲稿第四十七页，共六十七页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1.5.2】本讲稿第四十八页，共六十七页实际电流源实际电流源ISROabUabIIsUabI外外特特性性 电电流流源源模模型型RORO越
33、大越大特性越陡特性越陡本讲稿第四十九页，共六十七页恒流源特性小结恒流源特性小结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abIUabIsR本讲稿第五十页，共六十七页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1.5.3】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
34、=IS恒流源两端的电压恒流源两端的电压IE R_+abUab=?Is本讲稿第五十一页，共六十七页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+_abIUabUab=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
35、 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定本讲稿第五十二页，共六十七页3.3.两种电源的等效互换两种电源的等效互换 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=I Uab=Uab即即IRO+-EbaUabISabUabI RO本讲稿第五十三页，共六十七页等效互换公式等效互换公式IRO+-EbaUabISabUabIRO则则 I=I Uab=Uab若若本讲稿第五十四页，共六十七页aE+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabROIsabI 本讲稿第五十五页，共六十七页等效变换的注意事项等效变换的注意事项“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互
36、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。对内不等效。(1)时时如：如：IsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量中不消耗能量RO中则消耗能量中则消耗能量对内不等效对内不等效对外等效对外等效本讲稿第五十六页，共六十七页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(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObI本讲稿第五十七页，共六十七页(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aE+-bIabIUabIs（不存在不存在）(4)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
37、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。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。本讲稿第五十八页，共六十七页R1R3IsR2R5R4I3I1I应用举例应用举例【例【例1.5.4】-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?本讲稿第五十九页，共六十七页(接上页接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I本讲稿第六十页，共六十七页+RdEd+R4E4R5I-(接上页接上页)ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3本讲稿第六十一页，共六十七页*1.6*1.6受控源受控源(controlled source)(
38、controlled source)（1 1）概念）概念受控源的电压或电流受电路中另一部分的受控源的电压或电流受电路中另一部分的电压或电流控制。电压或电流控制。（2 2）分类及表示方法）分类及表示方法VCVS 电压控制电压源VCCS 电压控制电流源CCVS 电流控制电压源CCCS 电流控制电流源本讲稿第六十二页，共六十七页VCVSi1=0u2=u1CCVSu1=0u2=ri1VCCSi1=0i2=gu1CCCSu1=0i2=i1本讲稿第六十三页，共六十七页如采用关联方向：如采用关联方向：p=u1i1+u2i2=u2i2（3 3）受控源的功率）受控源的功率本讲稿第六十四页，共六十七页1.6 电路
39、的基本状态和电气设备的额定值电路的基本状态和电气设备的额定值一、电路的基本工作状态一、电路的基本工作状态1、有载工作状态、有载工作状态Is+-U+-USRSRLS闭合时，电源为负载供电，称为闭合时，电源为负载供电，称为有载工作状态，此时有载工作状态，此时等式两边同乘以等式两边同乘以I，得到功率平衡方程为，得到功率平衡方程为或或本讲稿第六十五页，共六十七页2、开路工作状态、开路工作状态I=0s+-U=UOC+-USRSRLURL+-如图，当如图，当S打开使电源与负载打开使电源与负载断开时称为开路工作状态。断开时称为开路工作状态。此时此时 I=0 U=US=UOC URL=0 PRL=0 3、短路
40、工作状态、短路工作状态I=ISC+-+-USRSRLFUU=0由于某种原因，致使电源两断通由于某种原因，致使电源两断通过导线连接，称为短路过导线连接，称为短路注意：注意：短路的短路的危害危害 短路的短路的利用利用短接短接本讲稿第六十六页，共六十七页二、电气设备的额定值二、电气设备的额定值 电气设备的额定值是指电气设备铭牌或说明书上给电气设备的额定值是指电气设备铭牌或说明书上给出的技术数据，出的技术数据，主要有额定电压、额定电流、额定功主要有额定电压、额定电流、额定功率、额定温升等，用下标率、额定温升等，用下标N来表示。它们往往是根据生来表示。它们往往是根据生产过程的要求和条件设计的，与设计要求、工作温度、产过程的要求和条件设计的，与设计要求、工作温度、绝缘材料性能、工作环境、使用寿命等有密切联系。了绝缘材料性能、工作环境、使用寿命等有密切联系。了解额定值是我们正确使用设备的依据。解额定值是我们正确使用设备的依据。说明轻载、过载、满载工作说明轻载、过载、满载工作本章作业：一、本章作业：一、1.11 1.12 1.13 1.15 1.18 1.19 *1.21 1.22 *1.23 *1.24 1.25 1.27 1.31 1.32 1.37 1.38本讲稿第六十七页，共六十七页