1、1.5 1.5 電路電路的等效變換的等效變換1.1 1.1 電路和電路和電路模型電路模型1.6 1.6 直流電路直流電路中的幾個問題中的幾個問題1.3 1.3 基爾基爾 霍夫定律霍夫定律第第1章章 電路的根本概念和根本定律電路的根本概念和根本定律 1.4 1.4 電壓源電壓源 和電流源和電流源1.2 1.2 電路的電路的根本物理量根本物理量本章的學習目的和要求 本章內容是貫穿全課程的重要實際根底，要求在學習中給予足夠的注重。經過對本章學習，要求了解理想電路元件和電路模型的概念；進一步熟習電壓、電流、電動勢和電功率等根本物理量的概念；深化了解和掌握參考方向在電路分析中的作用；初步了解和掌握基爾霍

2、夫定律的內容及其運用；領會電路等效的概念和掌握電路等效的根本方法。 由實踐元器件構成的電流的通路稱為電路。1、電路的組成及其功能 電路通常由電源、負載和中間環節三部分組成。1、電路的組成及其功能.1、電路的組成及其功能電力系統中電力系統中電子技術中電子技術中2、電路模型負載電源開關銜接導線SRL+ UIUS+_R0 用籠統的理想電路元件及其組合，近似地替代實踐的器件，從而構成了與實踐電路相對應的電路模型。2、電路模型R+ USLIS 理想電路元件是實踐電路器件的理想化和近似，其電特性單一、準確，可定量分析和計算。C2、電路模型1、電路模型是用來討論存在于具有不同特性的、各種真實電路中共同規律的

3、工具。2、電路模型主要針對由理想電路元件構成的集總參數電路，集總參數電路中的元件上所發生的電磁過程都集中在元件內部進展，任何時辰從元件兩端流入和流出的電流恒等、且元件端電壓值確定。因此電磁景象可以用數學方式來準確地分析和計算。3、電路分析根本實際中運用電路模型，其主要義務就是在尋務虛際電路共有的普通規律、討論各種實踐電路共同遵守的根本規律時帶來方便。電路由哪幾部分電路由哪幾部分組成？各部分的組成？各部分的作用是什么？作用是什么？何謂理想電路何謂理想電路元件？其中元件？其中“理想二字理想二字在實踐電路的在實踐電路的含義？含義？集總參數集總參數元件有何元件有何特征？特征？如何在電路如何在電路中區分

4、電源中區分電源和負載？和負載？試述電路的功試述電路的功能？何謂能？何謂“電電路模型？路模型？1、電流i dqdt=1-1穩恒直流情況下I Q t=1-21A=103mA=106A=109nA單位換算 習慣上規定以正電荷挪動的方向為電流的正方向。 電路圖上標示的電流方向為參考方向，參考方向是為列寫方程式提供根據的，實踐方向根據計算結果來定。2、電壓、電位和電動勢I 電位電位V V是相對于參考點的電壓。是相對于參考點的電壓。 參考點的電位參考點的電位:Vb=0:Vb=0；a a點電位：點電位：Va=E-IR0=IRVa=E-IR0=IR+ URL_SE+R0 電動勢電動勢E只只存在電源內存在電源內

5、部，其數值部，其數值反映了電源反映了電源力作功的身力作功的身手，方向規手，方向規定由電源負定由電源負極指向電源極指向電源正極正極 路端電壓路端電壓U。電壓的大小反電壓的大小反映了電場力作映了電場力作功的身手；電功的身手；電壓是產生電流壓是產生電流的根本緣由；的根本緣由；其方向規定由其方向規定由“高高電位端電位端指向指向“低低電電位端。位端。2、電壓、電位和電動勢Uab=WaWbqVa=WaW0qE=W源q 顯然電壓、電位和電動勢的定義式方式一樣，因此顯然電壓、電位和電動勢的定義式方式一樣，因此它們的單位一樣，都是伏特它們的單位一樣，都是伏特VV。 電壓等于兩點電位之差：電壓等于兩點電位之差：U

6、ab=VaVb 電源的開路電壓在數值上等于電源電動勢；電源的開路電壓在數值上等于電源電動勢； 電路中某點電位數值上等于該點到參考點的電壓。電路中某點電位數值上等于該點到參考點的電壓。3、電功和電功率單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】假設U【KV】；I【A】；t【h】時，電功W為度【KWh】1000W的電爐加熱1小時100W的燈泡照明10小時40W的燈泡照明25小時 日常生活中，用電度表丈量電功。當用電器任務時，電度表轉動并且顯示電流作功的多少。顯然電功的大小不僅與電壓電流的大小有關，還取決于用電時間的長短。3、電功和電功率國際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【

7、W】。4、參考方向aIUbaIUb 實踐電源上的電壓、電流方向總是非關聯的，實踐負載上的電壓、電流方向是關聯的。因此，假定某元件是電源時，其電壓、電流方向應選取非關聯參考方向；假定某元件是負載時，其電壓、電流方向應選取關聯參考方向。4、參考方向(1)分析電路前應選定電壓電流的參考方向，并標在圖中；(2)參考方向一經選定，在計算過程中不得恣意改動。參考方向是列寫方程式的需求，是待求值的假定方向而不是真實方向，因此不用追求它們的物理本質能否合理。(4)參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方向下進 行，實踐方向由計算結果確定。(3)電阻、電抗或阻抗普通選取關聯參考方向，獨立源上普通選取非關聯參

8、考方向。(5)在分析、計算電路的過程中，出現“正、負、“加、減及“一樣、相反這幾個名詞概念時，不可混為一談。仔細了解下面的例題 +UI元元 件件I=PU=5=4A+UI元元 件件P=UI =10(-100) =1000W元件吸收正功率，闡明元件是負載。 電壓、電位、電動勢有何異同？ 電功率大的電功率大的用電器，電功用電器，電功也一定大，這也一定大，這種說法正確嗎？種說法正確嗎？為什么？為什么？ 電路分析中引入參考方向的目的是為分析和計算 電路提供方便和根據。 在電路分析中，引入參考方向的目的是什么？ 運用參考方向時，他能闡明“正、負、“加、減及“一樣、相 反這幾對名詞的不同之處嗎？ 運用參考方

9、向時，“正、負 指在參考方向下，電壓電流數值前面的正、負號，假設參考方向下某電流為“2A，闡明其實踐方向與參考方向相反，參考方向下某電壓為“20V，闡明其實踐方向與參考方向一致；“加、減指參考方向下電路方程式各項前面的正、負符號； “一樣是指電壓、電流參考方向關聯，“相反指的是電壓、電流參考方向非關聯。 1、幾個常用的電路名詞m=3abl=3n=2112332網孔網孔=2+_R1US1+_US2R2R32、結點電流定律KCLI1I2I3I4a 通常規定以指向結點的電流取正，背叛結點的電流取負。在此規定下，根據KCL可對結點 a列出KCL方程：KCL的有關舉例與討論 i1i4i2i3整理為 i1

10、+ i3= i2+ i4可列出KCL：i1 i2+i3 i4= 0根據 it= 0可得KCL的另一種方式：i入= i出KCL的推行運用 對圖示電路的三個結點分別列KCL 可見，在任一瞬間經過任一封鎖面的電流的代數和也恒等于零。IAIBIABIBCICAICABCIA = IAB ICAIB = IBC IABIC = ICA IBC 把上述三式相加可得KCL的推行運用 二端網絡的兩個對外引出端子，電流由一端流入、從另一端流出，因此兩個端子上的電流數值相等。只需一條支路相連時： i=0ABi1i2i3IA = IAB ICAABi1i2ABi 圖示B封鎖曲面均可視為廣義結點，KCL運用舉例 jA

11、 = j BjA = j BABi2i1i1 =i2jA = j BjA = j B+_1+_113V1112Vi1 = i2右封鎖曲面可視為廣義節點？3、回路電壓定律KVL 基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各段電壓之間關系的電壓定律。 回路電壓定律根據“電位的單值性原理，其內容：I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4先標繞行方向-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4可得KVL另一方式：IR=

12、USKVL定律的第二種方式根據電路圖將各電壓改寫為：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0把上式加以整理：KVL定律的推行運用 USI IUR+_+_KVL定律的推行運用 ABCUA+_UAB+_UB+_KVL定律運用舉例 #1#2#3I1I2I3R3US1+_US2_+R1R20S13311=URIRI電源壓升 S13311URIRI=S23322URIRI=KVL定律運用舉例 #1#2#3I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2S1S22211UURIRI=）（）（2 1 S23322S13311URIRIURIRI= KVL方程式的常用方式，是把變量和知量區分放在方程式兩邊，顯

13、然給解題帶來一定方便。基爾霍夫定律運用舉例？UIKCL：-3-1+2-I=0 I= -2AVAR: U1=3I=3(-2)= -6VKVL：U+U1+3-2=0 U=5V3A3V2V3WU11A2A基爾霍夫定律運用舉例？14A23V-I=0aVa=U1+3V=(4) 1+3=1VU1根據本人的根據本人的理講解明什理講解明什么是支路？么是支路？回路？結點回路？結點和網孔？和網孔？某電壓或某某電壓或某電流得負值電流得負值闡明什么？闡明什么？基爾霍夫兩定律基爾霍夫兩定律的推行運用如何的推行運用如何了解和掌握？了解和掌握？列寫列寫KCL、KVL方程式前，不方程式前，不在圖上標出電壓、電流和繞行在圖上標

14、出電壓、電流和繞行參考方向行嗎？參考方向行嗎？1、理想電壓源理想電壓源的定義理想電壓源的特點能獨立向外電路提供恒定電壓的二端元件。USUI0理想電壓源的伏安特性理想電壓源的圖符號平行于電流軸的一條直線US理想電壓源的開路與短路開路開路I=0US+_RL+_U=USI=US+_RL短路短路+_U=0理想電壓源上的功率計算+UIP發發=UI P發發=UI +UI P吸吸=UIP吸吸= UI理想電壓源的串聯與并聯US= USk 電壓值一樣的電壓源才干并聯，且每個電源的電流不確定。US2+_+US1US= US1 U S25V+_+_5VI5V+_I+_US2、理想電流源理想電流源的定義理想電流源的特

15、點能獨立向外電路提供恒定電流的二端元件。ISIU0理想電流源的伏安特性理想電流源的圖符號平行于電壓軸的一條直線IS理想電流源的開路與短路I=IS+_U=+_U=0 理想電流源輸出的電流值恒定，開路時由于理想電流源內阻無窮大，因此其端電壓將趨近于無窮大！ISRLISRLI=IS光電池、穩流三極管普通可視為實踐電流源。理想電流源的開路與短路I=IS+_U=+_U=0 理想電流源輸出的電流值恒定，開路時由于理想電流源內阻無窮大，因此其端電壓將趨近于無窮大！ISRLISRLI=IS光電池、穩流三極管普通可視為實踐電流源。理想電流源的串聯與并聯 IS1 IS2 IS3 ISIS= ISk IS= IS1

16、+ IS2 IS3 電流一樣的理想電流源才干串聯，且每個恒流源的端電壓均由它本身及外電路共同決議。ISUS ISUS IS1 IS2US1US2 US IS IS 在電路等效的過程中，與理想電壓源相并聯的電流源不起作用！ 與理想電流源相串聯的電壓源不起作用！3、實踐電源的兩種電路模型IbUSUR0RL+_+_aIURLR0+IS R0U ab 假設實踐電源輸出的電壓值變化不大，可用電壓源和電阻相串聯的電源模型表示，即實踐電源的電壓源模型。 假設實踐電源輸出的電流值變化不大，那么可用電流源和電阻相并聯的電源模型表示，即實踐電源的電流源模型。兩種實踐電源模型的外特性電壓源模型外特性USUI0ISI

17、U0電流源模型外特性 實踐電源總是存在內阻的。假設把電源內阻視為恒定不變，那么電源內部、外部的耗費就主要取決于外電路負載的大小。在電壓源方式的電路模型中，內外電路的耗費是以分壓方式進展的；在電流源方式的電路模型中，內外電路的耗費是以分流方式進展的。1、理想電壓源和理想電流源各有什么特點？它們與實踐電源的主要區別在哪里？2、碳精送話器的電阻隨聲音的強弱變化，當電阻阻值由300變至200時，假設由3V理想電壓源對它供電，電流變化為多少？3、實踐電源的電路模型如課本上圖1.13a所示，知電源為20V,負載電阻為50，當內阻分別為0.2 和30時，流過負載的電流各為多少？由計算結果可闡明什么問題？4、

18、當電流源內阻很小時，對電路有什么影響？1、電阻之間的等效變換RUI+R1R2UI+串聯電路電阻等效是“和的關系21111RRR=R2R1IU+UR+I并聯電路電阻等效是“倒數和的倒數關系電阻的混聯電路求解舉例1KIU+6K3K6K 知圖中U=12V，求I=？R=6/(1+3/6)=2KI=U/R=12/2)=6mAUR+IY形網絡與形網絡之間的等效123I1R1R2R3U 12123I1R 12R 23R 31U 12213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR=312312233133123121223231231231121RRRR

19、RRRRRRRRRRRRRR=YY3 31RRRR=，或Y網絡與網絡等效舉例150A150150150150BAB505050150150RAB=50+(50+150)/(50+150)=1502、電源之間的等效變換Us = Is R0Is = UsR0U+IaRLR0IS R0US b兩種電源模型之間等效變換時，內阻不變。I IU+_bUSR0RL+_a利用電源之間的等效簡化電路舉例I=0.5A+_15V_+8V77 I 5A347 2A I=？ 6A+_ U 55 10V 10V 2A 6A+_ U 5 5 8A+_U 2.5 等效條件：對外部等效，對內部不等效； 理想電源之間不能等效互換

20、，實踐電源模型之間可以等效變換； 實踐電源模型等效變換時應留意等效過程中參數的計算、電源數值與其參考方向的關系； 電阻之間等效變換時一定要留意找對結點，這是等效的關鍵； 與理想電壓源并聯的支路對外可以開路等效； 與理想電流源串聯的支路對外可以短路等效。1、電路中各點電位的計算 電路中某一點的電位是指由這一點到參考點的電壓；原那么上電路參考點可以恣意選取通常可以為參考點的電位為零值Va = US1Vc = US2Vb = I3 R3假設以d為參考點，那么:US1+_R1+_US2R2R3I3abcddabcR1R2R3？電位的計算運用舉例 舉例舉例1：分別以：分別以A、B為參考點計算為參考點計算

21、C和和D點的電點的電位及位及UCD。I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VVD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V10 V2 +5 V+3 BCDIAUCD = VC VD = 15 V電位的計算運用舉例a12V6K4K20KS12VI=12-(-12) (6+4+20)=0.8mAIVa=12-0.820=4V12V20KS12V4K6KaII=12(20+4)=0.5mAVa=0.54=2V2、電橋電路電橋電路是一個復雜電路，如下圖：abcdR1R2R3R4R0USR 電橋電路中的電阻R1、R2、R3、R4稱為電橋電路的4個橋臂，R構成了橋支路，接在a、b兩結點之間；含有內阻的電源接在c、d兩個結點之間。 普通情況下，a、b兩點的電位不相等，R所在的橋支路有電流經過。假設調整R1、R2、R3和R4的數值滿足對臂電阻的乘積相等時，a、b兩點就會等電位，那么橋支路中無電流經過，這時我們稱電橋到達“平衡，平衡電橋如