1、1青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III劉華波劉華波liuhuabo1979163博遠樓西博遠樓西5教教5122青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III 就要畢業了。就要畢業了。 回頭看自己所謂的大學生活，我想哭，不是回頭看自己所謂的大學生活，我想哭，不是因為離別，而是因為什么都沒學到。因為離別，而是因為什么都沒學到。 我不知，簡歷該怎么寫，若是以往我會讓它我不知，簡歷該怎么寫，若是以往我會讓它空白。空白。 最大的收獲也許是最大的收獲也許是對什么都沒有的忍耐對什么都沒有的忍耐和適應和適應 大學應該學什

2、么？大學應該學什么？3青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III轉載轉載李開復給中國學生的第四封信：大學最李開復給中國學生的第四封信：大學最重要的七項學習重要的七項學習.doc標標 題：等你大學畢業之后再讀會后悔一輩子題：等你大學畢業之后再讀會后悔一輩子的的50條忠告條忠告(轉載轉載).doc4青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電工電子技術是一門專業技術基礎課。電工電子技術是一門專業技術基礎課。基礎要求：基礎要求：2 2、高等數學中的微積分及常系數微分方程。、高等數學中的微積分及常系數微分方程。1

3、1、大學物理大學物理 中的電部分；中的電部分；5青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III課程概述課程概述 教材包括教材包括5個模塊，囊括了電路、模擬電子、個模塊，囊括了電路、模擬電子、數字電子、電氣控制等諸多內容，其中第數字電子、電氣控制等諸多內容，其中第4模塊模塊 EDA技術將在實驗課上進行學習。技術將在實驗課上進行學習。課程要求課程要求1. 課堂認真聽講課堂認真聽講,掌握要點掌握要點,課后要復習鞏固課后要復習鞏固;2. 關鍵在課后練習關鍵在課后練習,舉一反三；舉一反三；3. 作業要求認真獨立完成。作業要求認真獨立完成。6青島大學電工電子實驗教學

4、中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.1 電路的基本概念電路的基本概念 1.2 電路的基本定律電路的基本定律1.3 電路的分析方法電路的分析方法電路的基本定律與分析方法電路的基本定律與分析方法第第1章章7青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIl理解物理量的參考方向的概念。理解物理量的參考方向的概念。l掌握各種理想電路元件的伏安特性。掌握各種理想電路元件的伏安特性。l掌握基爾霍夫定律。掌握基爾霍夫定律。l能夠正確使用支路電流法、節點電壓法列些電能夠正確使用支路電流法、節點電壓法列些電路方程。路方程。l掌握電源等效變換、疊

5、加原理、等效電源定理。掌握電源等效變換、疊加原理、等效電源定理。l理解電位的概念，掌握電位的計算。理解電位的概念，掌握電位的計算。本章學習目標本章學習目標8青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電源電源電源電源負載負載負載負載中間環節中間環節中間環節中間環節1.1 電路的基本概念電路的基本概念1.1.1 電路的組成及作用電路的組成及作用EIU+_9青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電源或信號源）：電源或信號源）：提供電能或信號的部分；提供電能或信號的部分；負負 載：載：吸收或轉換電能的部分；吸收

6、或轉換電能的部分；中間環節：中間環節：連接和控制電源和負載的部分；連接和控制電源和負載的部分；電路中各部分在正常工作時，必須工電路中各部分在正常工作時，必須工作在額定狀態！即電源、負載、導線作在額定狀態！即電源、負載、導線等都有相應的額定值。等都有相應的額定值。留意！留意！10青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向電流和電壓的正方向：電流和電壓的正方向：實際正方向實際正方向假設正方向假設正方向實際正方向：實際正方向：物理中對電量規定的方向。物理中對電量規定的方向。電流電流I電動勢電動勢E電壓電壓

7、U正方向正方向物理量物理量單位單位正電荷移動的方向正電荷移動的方向電源驅動正電荷的方向電源驅動正電荷的方向電位降落的方向電位降落的方向低電位低電位高電位高電位高電位高電位低電位低電位A, kA, mA, AV, kV, mV, VV, kV, mV, V11青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III物理量正方向的表示方法物理量正方向的表示方法IRUabE+_abu_+正負號正負號abUab高電位在前，高電位在前， 低低電位在后）電位在后） 雙下標雙下標箭箭 頭頭uab+-RI12312青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技

8、術電工電子技術III假設正方向參考方向）假設正方向參考方向）在分析計算時，對電量人為規定的方向。在分析計算時，對電量人為規定的方向。在復雜電路中難于判斷元件中物理在復雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向，電路如何求解？量的實際方向，電路如何求解？問題的提出問題的提出電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？E1ABRE2IR13青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III(1) 在解題前先任意設定一個正方向，作為參考方向；在解題前先任意設定一個正方向，作為參考方向；若計算結果為正，則實際方向與參考方向一致；若計算結果為正，則實際方向與參考方向一致；

9、若計算結果為負，則實際方向與參考方向相反；若計算結果為負，則實際方向與參考方向相反；若未標參考方向，則結果的正、負無意義！若未標參考方向，則結果的正、負無意義！(2) 根據電路的定律、定理，列出物理量間相互關根據電路的定律、定理，列出物理量間相互關 系的代數表達式；系的代數表達式；(3) 根據計算結果確定實際方向：根據計算結果確定實際方向：假設正方向參考方向的應用假設正方向參考方向的應用留意！留意！14青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III例例1知：知：E=2V, R=1求：求： 當當U 分別為分別為 3V 和和 1V 時，求時，求IR的大小和方

10、向的大小和方向?解：解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列電路方程：列電路方程： EUUR+=REURUIRR-=EUUR-= IRURUE Rab+-(3) 數值數值 計算計算A112-3 3V=RIUA-112-1 1V=RIU實際方向與參實際方向與參考方向一致考方向一致實際方向與參實際方向與參考方向相反考方向相反15青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III(4) 為了避免列方程時出錯，習慣上把為了避免列方程時出錯，習慣上把 I 與與 U 的方的方向按相同方向假設。稱為關聯參考方向。向按相同方

11、向假設。稱為關聯參考方向。(1) 方程式方程式U/I=R 僅適用于僅適用于U, I參考方向一致的情況參考方向一致的情況。(2) “實際方向是物理中規定的，而實際方向是物理中規定的，而“參考方向參考方向那么那么 是人們在進行電路分析計算時是人們在進行電路分析計算時,任意假設的。任意假設的。 (3) 在以后的解題過程中，注意一定要先假定在以后的解題過程中，注意一定要先假定“正方正方向向”(即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向)，然后再列，然后再列方程計算。短少方程計算。短少“參考方向的物理量是無意義的參考方向的物理量是無意義的。歸納歸納16青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電

12、工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIRIURR= IRURab假設假設: 與與 的方向一致的方向一致RIRURIURR-= IRURab例例2假設假設: 與與 的方向相反的方向相反RIRU（關聯參考方向）（關聯參考方向）17青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.1.3 能量與能量與 功功 率率aIRUb設電路任意兩點間的電壓為設電路任意兩點間的電壓為 U ,流入此流入此 部分電路的電流為部分電路的電流為 I， 則這部分電路消則這部分電路消耗的功率為耗的功率為:P = U I功率的概念功率的概念單位單位: W, kW, mW負載負載

13、若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為和電流為 I的實際方向的實際方向一致一致 ,則該元件吸收功率則該元件吸收功率,為負載為負載;電源電源若元件上的電壓為若元件上的電壓為 U 和電流為和電流為 I的實際方向的實際方向相反相反 ,則該元件發出功率則該元件發出功率,為電源。為電源。18青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III在在 U、 I 為關聯參考方向的前提下：為關聯參考方向的前提下： IRUab或或IRUab則吸收功率則吸收功率為負載為負載假設假設 P = UI 0假設假設 P = UI 0IUab+-根據能量守衡關系根據能量守衡關系P吸收

14、）吸收）= P發出）發出）則發出功率則發出功率為電源為電源19青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III根據根據 電壓和電流的實際方向判斷器件的性質電壓和電流的實際方向判斷器件的性質，或是電源，或是負載。，或是電源，或是負載。當元件上的當元件上的U、I 的實際方向一致，則此元件消耗的實際方向一致，則此元件消耗電功率，為負載。電功率，為負載。當元件上的當元件上的U、I 的實際方向相反，則此元件發出的實際方向相反，則此元件發出電功率，為電源。電功率，為電源。實際方向根據參考方向和計算結果的正、負得到。實際方向根據參考方向和計算結果的正、負得到。結結 論論

15、20青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III根據根據 P 的的 + 或或 - 可以區分器件的性質，或是可以區分器件的性質，或是電源，或是負載。電源，或是負載。在進行功率計算時，如果假設在進行功率計算時，如果假設 U、I 正方向一致。正方向一致。當當P 0 時時, 闡明闡明 U，I 實際方向一致，電路消耗電實際方向一致，電路消耗電功率，為負載。功率，為負載。21青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III負載電阻負載電阻1.1.4 電源的工作狀電源的工作狀態態1.有載工作狀態有載工作狀態+-SER0RLIU電

16、源電源電源電動勢電源電動勢電源內阻電源內阻電路電流電路電流:0LEIRR電源端電壓電源端電壓:0IREU 電路功率電路功率:02RIEIUI 電源外特性電源外特性:IUE0PPPE 功率平衡功率平衡22青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III2.開路狀態開路狀態+-SER0IU0I = 0U=U0=EP = 03.短路狀態短路狀態U = 0+-ER0ISU0REIS 20IRPE 23青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.理想電壓源理想電壓源 （恒壓源）（恒壓源）特點：特點：(1輸出電輸出電 壓不

17、變，其值恒等于電動勢。壓不變，其值恒等于電動勢。 即即 Uab E； （2電源中的電流由外電路決定。電源中的電流由外電路決定。IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE1.1.5 電路模型與理想電路元電路模型與理想電路元件件24青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III恒壓源中的電流由外電路決定恒壓源中的電流由外電路決定設設: E=10VIE+_abUab2R1當當R1 R2 同時接入時：同時接入時： I=10AR22 當當R1接入時接入時 ： I=5A那么：那么：例例325青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電

18、子技術III2、理想電流源、理想電流源 （恒流源）（恒流源）特點：（特點：（1輸出電流不變，其值恒等于電輸出電流不變，其值恒等于電 流源電流流源電流 IS； abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性（2輸出電壓由外電路決定。輸出電壓由外電路決定。26青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III恒流源兩端電壓由外電路決定恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設設: IS=1 A R=10 時，時， U =10 V R=1 時，時， U =1 V那么那么:例例427青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III恒壓

19、源與恒流源特性比較恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒壓源恒流源恒流源不不 變變 量量變變 化化 量量E+_abIUabUab = E （常數）（常數）Uab的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負載對外電路負載對 Uab 無影響。無影響。IabUabIsI = Is （常數）（常數）I 的大小、方向均為恒定，的大小、方向均為恒定，外電路負載對外電路負載對 I 無影響。無影響。輸出電流輸出電流 I 可變可變 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外電路決定由外電路決定端電壓端電壓Uab 可變可變 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外電路決定均由外電路決定28青島大學電工電子實驗教學中

20、心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電壓源中的電流電壓源中的電流如何決定？電流如何決定？電流源兩端的電壓等源兩端的電壓等于多少？于多少？準繩：準繩：Is不能變，不能變，E 不能變。不能變。E-Uab=恒壓源中的電流恒壓源中的電流 I= IS恒流源兩端的電壓恒流源兩端的電壓IE _+abUab=?Is例例529青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III伏伏 - 安安 特性特性iuRiuui3. 電阻電阻 R（常用單位：（常用單位： 、k 、M ）constiuR 線性線性電阻電阻非線性非線性電阻電阻constiuR iRu 30

21、青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III消耗能量消耗能量吸收功率吸收功率RURIUIP22 電阻元件是耗能元件電阻元件是耗能元件 tuidtW0（W）單位：單位：PW），）， ts） ，WJ） PkW），），th），）， WkWh）31青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III4.電感電感 L（單位：（單位：H, mH, H）單位電流產生的磁鏈單位電流產生的磁鏈線圈線圈匝數匝數磁通磁通理想電感元件：理想電感元件：ui 即：即：L i = N iNL 32青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學

22、中心電工電子技術電工電子技術IIIlSNL2線圈線圈面積面積線圈線圈長度長度導磁率導磁率電感和結構參數的關系電感和結構參數的關系線性電感線性電感:L=Const (如如:空心電感空心電感 不變不變)非線性電感非線性電感 :L = Const (如如:鐵心電感鐵心電感 不為常數不為常數)ui 線圈線圈匝數匝數33青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電感中的感應電動勢電感中的感應電動勢eui ee 的方向：的方向：與電流方向一致與電流方向一致與磁通符合右螺旋法則與磁通符合右螺旋法則e 的大小：的大小：dtdiLdtdNe34青島大學電工電子實驗教學

23、中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電感中電流、電壓的關系電感中電流、電壓的關系當當 Ii (直流直流) 時時,0dtdi0u所以所以,在直流電路中電感相當于短路。在直流電路中電感相當于短路。ueiLdtdiLdtdNe eu dtdiLu udtLi1直流電直流電路中，路中，電感中電感中的電流的電流是否為是否為0？35青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電感是一種儲能元件電感是一種儲能元件, 儲存的磁場能量為：儲存的磁場能量為：電感的儲能電感的儲能dtdiLu 20021LiLidiuidtWtiL 221LiWL

24、？電感中的電流是直流時電感中的電流是直流時, 儲儲存的磁場能量是否為存的磁場能量是否為0？否！否！221LIWL 36青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III5.電容電容 C單位電壓下存儲的電荷單位電壓下存儲的電荷（單位：（單位：F, F, pF）ui電容符號電容符號有極性有極性無極性無極性+q = CuuqC 37青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIdsC極板極板面積面積板間板間間隔間隔介電介電常數常數電容和結構參數的關系電容和結構參數的關系線性電容線性電容:C=Const ( 不變不變)非線性電

25、容非線性電容:C = Const ( 不為常數不為常數)uiC38青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIdtduCdtdqi電容上電流、電壓的關系電容上電流、電壓的關系當當 Uu (直流直流) 時時,0dtdu0i所以所以,在直流電路中電容相當于開路。在直流電路中電容相當于開路。uiCq = CudtduCi idtCu1直流電直流電路中，路中，電容兩電容兩端的電端的電壓是否壓是否為為0？39青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III電容是一種儲能元件電容是一種儲能元件, 儲存的電場能量為：儲存的電場能

26、量為：電容的儲能電容的儲能dtduCi 20021CuCuduuidtWtuC 221CuWC ？電容兩端的電壓是直流時電容兩端的電壓是直流時, 儲存的電場能量是否為儲存的電場能量是否為0？否！否！221CUWC 40青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III無源元件小結無源元件小結 LCRu，I關關 系系能量能量儲放儲放dtduCi dtdiLu iRu=221CuWC 221LiWL tuidtW041青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIR1UR2當當U為直流電壓時，計算電感和電容的電壓、為直流電

27、壓時，計算電感和電容的電壓、電流和儲能。電流和儲能。例例6UR1R2LCiLuC221LLLIW 221CCCUW 21RRUIL ，0 LU，0 CI，212*RRRUUC ，42青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III實際元件的特性可以用若干理想元件來表示實際元件的特性可以用若干理想元件來表示例：例： 電感線圈電感線圈L ：電感量：電感量R：導線電阻：導線電阻C：線間分布電容：線間分布電容參數的影響和電路的工作條件有關。在一定條件參數的影響和電路的工作條件有關。在一定條件下可忽略次要參數的影響。下可忽略次要參數的影響。43青島大學電工電子實驗教

28、學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III6、理想受控源、理想受控源在電路中起電源作用，但其電壓或在電路中起電源作用，但其電壓或電流受電路其他部分控制的電源。電流受電路其他部分控制的電源。受控源受控源電壓控制受控源電壓控制受控源電流控制受控源電流控制受控源受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源壓控電壓源：壓控電壓源：VCVS流控電壓源：流控電壓源：CCVS壓控電流源：壓控電流源：VCCS流控電流源：流控電流源：CCCS44青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III理想受控源的分類理想受控源的分類壓控電流源壓控電流源12 UgI

29、 U1I212 UgI 流控電流源流控電流源12 III2I112 II壓控電壓源壓控電壓源U1+-U2 U1m=U2+- U1m=U2流控電壓源流控電壓源I1+-U2 I1r=U2+- I1r=U245青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III獨立源和受控源的異同獨立源和受控源的異同相同點：兩者性質都屬電源，均可向電路相同點：兩者性質都屬電源，均可向電路 提供電壓或電流。提供電壓或電流。不同點：獨立電源的電動勢或電流是由非電不同點：獨立電源的電動勢或電流是由非電能量提供的，其大小、方向和電路能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無關；中的電壓

30、、電流無關； 受控源的電動勢或輸出電流，受電受控源的電動勢或輸出電流，受電 路中某個電壓或電流的控制。它不路中某個電壓或電流的控制。它不 能獨立存在，其大小、方向由控制能獨立存在，其大小、方向由控制 量決定。量決定。46青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III歐姆定律歐姆定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律KCL） 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律KVL）1.2 電路的基本定律電路的基本定律47青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIRUI留意：用歐姆定律列方程時，一留意：用歐

31、姆定律列方程時，一定要在定要在 圖中標明正方向。圖中標明正方向。IRU IRUIRURUIRUI1.2.1 歐姆定律歐姆定律48青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.2.2 基爾霍夫定基爾霍夫定律律名詞解釋：名詞解釋：節點：三個或三個以上支路的聯節點節點：三個或三個以上支路的聯節點支路：電路中每一個分支支路：電路中每一個分支回路：電路中任一閉合路徑回路：電路中任一閉合路徑網孔：回路中無支路時稱網孔網孔：回路中無支路時稱網孔描述電路中各部分電壓或各部分電流間的描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關系關系,其中包括電流和電壓兩個定律。其中包括電流

32、和電壓兩個定律。49青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III支路：支路：ab、ad、 . （共（共6條）條）回路：回路：abda、 bcdb、 . （共（共7 個）個）節點：節點：a、 b、 . (共共4個）個）I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-網孔：網孔：abda、 bcdb adca （共（共3 個）個）50青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)對任何節點，在任一瞬間，流入節點的電流等于由節點流對任何節點，在任一

33、瞬間，流入節點的電流等于由節點流出的電流。或者說，在任一瞬間，一個節點上電流的代數出的電流。或者說，在任一瞬間，一個節點上電流的代數和為和為 0。 I = 0即：即：aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1對對a節點：節點：321III 或：或：0321 III設流入節點取設流入節點取“+”，流出節點取，流出節點取“-”。51青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIKCL還適用于電路的任意封閉面。還適用于電路的任意封閉面。I1+I2 + I3=0基爾霍夫電流定律的擴展基爾霍夫電流定律的擴展證明：證明：I1I2I3abcIbcIabIcacaab

34、III 1a:abbcIII 2b:bccaIII 3c:0321 bccaabbccaabIIIIIIIII52青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIII=0I=?E2E3E1+_RR1R+_+_R例例7例例8計算圖示電路中的未知電流計算圖示電路中的未知電流 I 。I2A-3A4A解：解：2 - 3 - 4 - I=0I= 2 - 3 - 4=-5A利用擴展的利用擴展的KCL列方程：列方程：53青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III2. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)對電路中的任一回路，

35、沿任意方向循行一周，其電對電路中的任一回路，沿任意方向循行一周，其電位升等于電位降。或，電壓的代數和為位升等于電位降。或，電壓的代數和為 0。回路回路 a-d-b-c-a電位升電位升電位降電位降即：即：0U或：或：aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd122211ERIERI 0122211 ERIERI54青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III列寫列寫KVL方程的步驟：方程的步驟：標出回路中各段電壓和電流的參考方向；選定一標出回路中各段電壓和電流的參考方向；選定一個回路方向；個回路方向；沿回路巡行一周，若電壓電流與回路方向沿回路巡行一

36、周，若電壓電流與回路方向一致，取正；一致，取正； 相反，取負；相反，取負；aI1I2E2+-R1R3R2+_I3bE1cd回路回路 a-b-c-a013311 ERIRI回路回路 a-b-d-a023322 ERIRI55青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIRIUEab電位升電位升電位降電位降E+_RabUabIKVL也適合于開口電路。也適合于開口電路。基爾霍夫電壓定律的擴展基爾霍夫電壓定律的擴展56青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIA11433I求：求：I1、I2 、I3 ？A615432I

37、A7321III1+-3V4V11+-5VI1I2I3例例957青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.3 電路的分析方法電路的分析方法電路分析通常是已知電路的結構和參數，電路中電路分析通常是已知電路的結構和參數，電路中的基本物理量。分析的依據是電路的基本定律。的基本物理量。分析的依據是電路的基本定律。對于簡單電路，通過串、并聯關系即可求解。如對于簡單電路，通過串、并聯關系即可求解。如E+-RRRRRR RE+-R58青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III對于復雜電路如下圖僅通過串、并聯無法求解，

38、對于復雜電路如下圖僅通過串、并聯無法求解，必須經過一定的解題方法，才能算出結果。必須經過一定的解題方法，才能算出結果。 E4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6I1I4I3+_如：如：59青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III未知：各支路電流未知：各支路電流解題思路：根據電路的基本定律，列節點解題思路：根據電路的基本定律，列節點 電流和回路電壓方程，然后聯立求解。電流和回路電壓方程，然后聯立求解。1.3.1 支路電流法支路電流法知：電路結構和參數知：電路結構和參數60青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工

39、電子技術III關于獨立方程式的討論關于獨立方程式的討論問題：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程問題：在用基爾霍夫電流定律或電壓定律列方程時，可以列出多少個獨立的時，可以列出多少個獨立的KCL、KVL方程？方程？aI1I2E2+-R1R3R2+_I3#1#2#3bE13條支路；條支路；2個節點；個節點；3個回路，個回路，2個網孔個網孔KCL方程：方程：節點節點a：0321 III節點節點b：0321 IIIKVL方程：方程：獨立方程只有獨立方程只有 1 個個#1：13311ERIRI 23322ERIRI #2：#3：212211EERIRI 獨立方程只有獨立方程只有 2 個個61青島大學電工

40、電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III設：電路中有設：電路中有N個節點，個節點，B個支路個支路N=2、B=3bR1R2E2E1+-R3+_a小小 結結獨立的節點電流方程有獨立的節點電流方程有 (N -1) 個個獨立的回路電壓方程有獨立的回路電壓方程有 (B -N+1)個個那么：那么：（一般為網孔個數）（一般為網孔個數）獨立電流方程：個獨立電流方程：個獨立電壓方程：個獨立電壓方程：個62青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III用支路電流法解題步驟用支路電流法解題步驟1. 對每一支路假設一未知電流對每一支路假設一未知

41、電流I1IB）；）；4. 解聯立方程組，得解聯立方程組，得 I1IB 。2. 列列N-1個節點電流方程；個節點電流方程；3. 列列 B -（N-1個回路取網孔電壓方程；個回路取網孔電壓方程；設：電路中有設：電路中有N個節點，個節點，B個支路個支路63青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III節點節點a：列列3個獨立個獨立KCL方程方程節點節點c：節點節點b：節點數節點數 N=4支路數支路數 B=6例例10列列3個獨立個獨立KVL方程網孔）方程網孔）0143 III0261 III0352 IIIbacdE4E3-+R3R6R4R5R1R2I2I5I6

42、I1I4I3+_4446611ERIRIRI 0665522 RIRIRI43554433EERIRIRI 電壓、電流方程聯立求得：電壓、電流方程聯立求得：I1I664青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III是否能少列是否能少列一個方程一個方程?N=2 B=3支路電流未知數少一個：支路電流未知數少一個：支路中含有恒流源的情支路中含有恒流源的情況況例例116A12VI+-24I1I1+6=I解得：解得： I = 4A I1 = -2A2I1+4 I =12KCLKVL65青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術

43、III支路電流法的優缺點支路電流法的優缺點優點：支路電流法是電路分析中最基本的優點：支路電流法是電路分析中最基本的 方法之一。只要根據方法之一。只要根據KCL、KVL、 歐姆定律列方程，就能得出結果。歐姆定律列方程，就能得出結果。缺陷：電路中支路數多時，所需方程的個缺陷：電路中支路數多時，所需方程的個 數較多，求解不方便。數較多，求解不方便。手算時，適用于支路數較少的電路。手算時，適用于支路數較少的電路。66青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III未知：各節點電壓未知：各節點電壓知：電路結構和參數知：電路結構和參數節點電壓：任意選擇電路中的某個節點

44、電壓：任意選擇電路中的某個節點為參考節點，其他節點與此參節點為參考節點，其他節點與此參考節點之間的電壓稱為節點電壓。考節點之間的電壓稱為節點電壓。1.3.2 1.3.2 節點電壓法節點電壓法67青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III解題思路：解題思路：（1 1指定支路電流的參考方向指定支路電流的參考方向（2 2除參考節點外，對其余節點列除參考節點外，對其余節點列 KCL KCL方程。方程。 （3 3用節點電壓來表示支路電流，用節點電壓來表示支路電流， 代入代入KCLKCL方程中，求解。方程中，求解。 （4 4根據節點電壓求解電路中其他根據節點電壓

45、求解電路中其他 的參數。的參數。 68青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III例例 用節點電壓法求解用節點電壓法求解Uab+_E1E2R1R2R3I1I2I3ab以以b點為參考節點，對點為參考節點，對a點列點列KCLI1+I2+I3 =0用節點電壓用節點電壓Uab表示支路電流：表示支路電流：I1= (UabE1)/R1 I2= (UabE2)/R2 I3= Uab/R3 代入代入KCL方程中：方程中：0RUREUREU3ab22ab11ab 節點電壓：節點電壓：3212211abR1R1R1REREU 69青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電

46、子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III+_E1E2R1R2R3節點電壓：節點電壓：3212211abR1R1R1REREU ab結論：結論：（1分母各項總為正，等于與該節點相連的各支分母各項總為正，等于與該節點相連的各支 路的電阻的倒數和。路的電阻的倒數和。（2分子各項可為正，也可為負。當與該節點相分子各項可為正，也可為負。當與該節點相連的支路包含電壓源，電壓源的電壓與節點電壓一連的支路包含電壓源，電壓源的電壓與節點電壓一致時，為正，反之，為負。若該支路包含電流源，致時，為正，反之，為負。若該支路包含電流源，電流源的電流流入節點給正，相反為負。電流源的電流流入節點給正，相反為負。70青島

47、大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIISR1R2R3+_Eab例例以以b為參考節點：為參考節點：3213sabR1R1R1REIU 例例2AO344-4v+6v-8vAO3442_+4v_+8v+_6v4/14/13/12/14/83/62/4UAO 71青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIabcR1R2R3R4R5+_E1+_E23212b11aR1R1R1RVREV 5422a52bR1R1R1RVREV 例例2.5.472青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工

48、電子技術III1.電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換伏安特性伏安特性實際電壓源模型實際電壓源模型oIREUIUEUIRO+-E1.3.3 電源等效變換法電源等效變換法內阻內阻串！串！E/RO開路點開路點短路點短路點I U 73青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III實際電流源模型實際電流源模型ISROUIoSRUII-=并！并！伏安特性伏安特性IUIS ISRO開路點開路點短路點短路點I U 內阻內阻74青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III兩種電源的等效互換兩種電源的等效互換 等效互換

49、的條件：對外的電壓電流相等。等效互換的條件：對外的電壓電流相等。I = I Uab = Uab即：外特性一致即：外特性一致IRO+-EbaUabISabUabI RO75青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIoabER IUabsosooabUIIRI RRIUaE+-bIUabRO電壓源電壓源電流源電流源UabROIsabI 76青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III等效變換的注意事項等效變換的注意事項（1 1）“等效是指等效是指“對外等效等效互換對外等效等效互換前后對外伏前后對外伏-安特性一致）

50、，對內不等效安特性一致），對內不等效。例如：例如： 時時LRIsaRObUabI RLaE+-bIUabRORLRO中不消耗能量中不消耗能量RO中則消耗能量中則消耗能量0IIEUUabab對內不等效對內不等效對外等效對外等效77青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III(2) 注意轉換前后注意轉換前后 E 與與 Is 的方向的方向aE+-bIROE+-bIROaIsaRObIaIsRObIE與與IS方方向一致向一致！78青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III(3) (3) 恒壓源和恒流源不能等效互換恒壓

51、源和恒流源不能等效互換abIUabIsaE+-bI恒壓源和恒流源伏安特性不同！恒壓源和恒流源伏安特性不同！(4) (4) 在進行等效變換時，與恒壓源串聯的電在進行等效變換時，與恒壓源串聯的電阻和與恒流源并聯的電阻可以作為其內阻處阻和與恒流源并聯的電阻可以作為其內阻處理。理。 79青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III(5) 串聯的恒壓源可以合并，并聯的恒流源串聯的恒壓源可以合并，并聯的恒流源可以合并。可以合并。8V6V4V6V4A2A1A3A80青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III利用電源的等效變

52、換分析電路利用電源的等效變換分析電路變變換換合合并并簡化簡化電路電路1、所求支路不得參與變換；、所求支路不得參與變換；2、與恒壓源并聯的元件、與恒流、與恒壓源并聯的元件、與恒流源串聯的元件對外電路不起作用。源串聯的元件對外電路不起作用。81青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III111REI 333REI R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?例例12求求 I=？82青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIIsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR

53、2R5R4I3I1I83青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III454RRREEIdd+RdEd+R4E4R5I-ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3 4432132131/RIERRRRRRRIIESdd84青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III10V+-2A2I?IA32410A72210A5210III哪哪個個答答案案對對?+-10V+-4V2 例例1385青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III+-+-I120V10 2 5AUs8 I10 試

54、求試求I，I1，Us；并判斷；并判斷20V的理想電壓源和的理想電壓源和5A的理想電流的理想電流源是電源還是負載？源是電源還是負載？解：解：先求先求I,將將8 的電阻看作外電路，兩個的電阻看作外電路，兩個10的電阻對求的電阻對求I 沒有影響，先將沒有影響，先將其除去，簡化電路圖。其除去，簡化電路圖。+-20V2 5A8 I+-20V2 8 I+-10V而后將電流源而后將電流源5A，2 )等效為等效為電壓源電壓源10V，2 )。由此求得：由此求得：A1821020I應用電源等效變換來求應用電源等效變換來求I： 例例86青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術

55、III+-+-I120V10 2 5AUs8 I10 求求I1，Us 時，兩個時，兩個10的電阻應的電阻應保留。保留。I2I1=I+I2=1+20/10=3A理想電壓源的電壓和電流的實際理想電壓源的電壓和電流的實際方向相反，所以是電源。方向相反，所以是電源。Us=8I-20-105=-62V理想電流源的電壓和電流的實際理想電流源的電壓和電流的實際方向相反，所以是電源。方向相反，所以是電源。87青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III1.3.4 1.3.4 疊加原理疊加原理在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流在多個電源同時作用的線性電路中，

56、任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結果的代數和。結果的代數和。+BI2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_原電路原電路I2R1I1R2ABE2I3R3+_E2單獨作用單獨作用+_AE1BI2R1I1R2I3R3E1單獨作用單獨作用概念概念IIIIII III333222111 88青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIIIIIII III333222111 +I2R1I1E1R2AE2I3R3+_+_I2I1AE1+_R1R2I3R3I1 =E1R1 +R2 R3R2 +

57、R3R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1=I1 =- E2R2 +R1 R3R1 + R3R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 -E2=I2R1I1R2AE2I3R3+_89青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III III111 I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E290青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III證明：證明：利用支路電流法求解利用支路電流法求解 I1 + I2 = I3

58、I1 R1 + I3 I3 = E1I2R2 + I3 I3 = E2解得：解得：I1 =R2 + R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E1-R3R1 R2 + R2 R3 + R1 R3 E2BR1E1R2AE2I3R3+_+_（以（以I1為例）為例）I1I291青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III+-10I4A20V1010I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10I4A1010+-10I 20V1010解：解：例例14電路如圖所電路如圖所示，用疊加示，用疊加原理求原理求I=？92青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工

59、電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III應用疊加定理要注意的問題應用疊加定理要注意的問題1. 迭加定理只適用于線性電路中電壓電流迭加定理只適用于線性電路中電壓電流的計算，不能計算功率；的計算，不能計算功率；2. 迭加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。迭加時只將電源分別考慮，電路的結構和參數不變。 不作用的恒壓源應短路，即令不作用的恒壓源應短路，即令E=0； 不作用的恒流源應開路，即令不作用的恒流源應開路，即令 Is=0。=+I3R3那么：那么：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP+= 333 III+= 設：設：93青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工

60、電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術III4. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分 電路的電源個數可能不止一個。電路的電源個數可能不止一個。=+3. 首先要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電首先要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電 路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電 流的代數和。流的代數和。94青島大學電工電子實驗教學中心青島大學電工電子實驗教學中心電工電子技術電工電子技術IIIER1R3R2R4UIS如圖所示電路，知：如圖所示電路，知：E=12V，IS=10AR1= R2 = R3 =