电路与电子-第1章：电路的基本概念与定律

电路与电子电路与电子-第第1 1章：电路章：电路的基本概念与定律的基本概念与定律 教教 学学 目目 标标基本概念基本定律 应 用电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材实际电路与电路模型实际电路与电路模型第一节第一节电路中常用的物理量电路中常用的物理量第二节第二节电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件 第三节第三节电源电源 第四节第四节电路的工作状态电路的工作状态 第五节第五节第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 第六节第六节电路中电位的计算电路中电位的计算 第七节第七节 实际电路实际电路(由实际电器元件按一定方式连接而成的一个整体,以形成电流通路电流通路,从而实现某种特定的功能)都是由电源电源（或信号源）、负载负载以及连接电源和负载的中间环节中间环节组成。(实际电路举例电灯、电风扇、电磁炉、扩音机等）电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材一、实际电路的组成和作用一、实际电路的组成和作用1.1 实际电路与电路模型实际电路与电路模型电路组成电路组成第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页节首页章目录 用作电源和负载的连接体，包括导线、开关、控制电路等。电源的作用电源的作用中间环节的作用中间环节的作用为电路提供电能或信号。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材负负载载中中间间环环节节电电源源照明电路第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页章目录节首页实现电能的传输，从干电池到灯泡。实现电能的传输，从干电池到灯泡。照明电路的作用照明电路的作用照明电路的作用照明电路的作用实现电能转换为光能、热能、磁场能。由扩音机的工作原理方框图，可以看出，话筒（麦克风）是电源（信号源），它将声音的振动信号转换为电信号，该电信号经过中间环节（放大电路）放大处理后，传递给扬声器，由扬声器将这放大处理后的电信号还原为比原来大很多的声音，达到扩大音量的作用。放大放大电路电路扬声器扬声器话筒话筒扩音机的工作原理方框图负负载载中间环节中间环节信信号号源源电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页章目录节首页实现电能的传输和转换。实现电能的传输和转换。电路的作用电路的作用电路的作用电路的作用实现信号的传递和处理。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材二、电路模型二、电路模型电路模型就是由理想化的电路元件组成的电路图。电路模型就是由理想化的电路元件组成的电路图。理想电路元件包括理想电阻元件R R、理想电感元件L L、理想电容元件C C、理想电压源U US S和理想电流源I IS S。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页章目录节首页E+2.2.2.2.电压源的符号电压源的符号电压源的符号电压源的符号IS3.3.3.3.电流源的符号电流源的符号电流源的符号电流源的符号E+1.1.1.1.电压源的符号电压源的符号电压源的符号电压源的符号L6.6.6.6.电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号C C5.5.5.5.电容元件的符号电容元件的符号电容元件的符号电容元件的符号R4.4.4.4.线性电阻的符号线性电阻的符号线性电阻的符号线性电阻的符号电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页章目录节首页 下图电路的电路模型中，干电池属于直流电压源US，用E E表示，开关用S S 表示，电灯泡用电阻R R表示。I abR1+_ UR2E2+_E1+_RR+USSI+URo+ERSR+ES?电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律实际电路与电路模型实际电路与电路模型下一页上一页章目录节首页 下图电路的电路模型中，干电池属于直流电压源US，用E E表示，开关用S S 表示，电灯泡用电阻R R表示。I abR1+_ UR2E2 _+E1+_RI+U1R1+E1RSI U2+R2+RSE2?I abR1+_ UR2E2+_E1+_R电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1.2 电路中常用的物理量电路中常用的物理量 在电路分析中，基本的物理量主要是电流、电压、电动势和电功率。这些物理量是分析和设计电路的基本指标。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中常用的物理量电路中常用的物理量下一页上一页节首页章目录一、电路基本物理量的实际方向一、电路基本物理量的实际方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E (电位升高的方向电位升高的方向)电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV、V、mV、VkV、V、mV、V第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中常用的物理量电路中常用的物理量电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 电流的方向规定为正电荷的移动方向。但在分析较为复杂的电路时，往往难于事先判断某支路中电流的实际方向。通常引入参考方向参考方向的概念。参考方向又叫假定正方向假定正方向，简称正方向。参考方向可以任意选定，用“”表示。下一页上一页章目录节首页IE+_aRb电流参考方向的表示方法：电流参考方向的表示方法：Iab 双下标双下标箭标箭标abRI二、电流及其参考方向二、电流及其参考方向电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 1.若选定的参考方向与电流的实际方向一致，则电流 为正值，即I0 ；abRI电流的实际方向电流的参考方向(a)I0abRI电流的实际方向电流的参考方向(b)I0 2.若选定的参考方向与电流的实际方向相反，则电流为负值，即I0+abRU电压的实际方向电压参考方向(b)U 0，此元器此元器件是件是负载负载。例例2:2:电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1.3 电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件 电阻、电感和电容是三种常用的无源电路元件，它们具有不同的物理性质。当只考虑它们的主要物理性质时，电阻、电感和电容又是三种单一参数的理想化电路元件。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件上一页节首页章目录下一页电路元件电路元件两端电压和其中电流的关系两端电压和其中电流的关系电阻电阻 I电容电容 C C 电感电感 L 重要公式重要公式电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页一、电阻、电容、电感的串并联一、电阻、电容、电感的串并联(1)(1)电阻的串并联电阻的串并联电阻串联的特点电阻串联的特点电阻串联的特点电阻串联的特点:1)1)1)1)各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；各电阻一个接一个地顺序相联；两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：两电阻串联时的分压公式：R R=R R1 1+R R2 23)3)3)3)等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；等效电阻等于各电阻之和；4)4)4)4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。串联电阻上电压的分配与电阻成正比。R R1 1U U1 1U UR R2 2U U2 2I I+R RU UI I+2)2)2)2)各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；各电阻中通过同一电流；应用：应用：应用：应用：降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。降压、限流、调节电压等。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：两电阻并联时的分流公式：3)3)3)3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；4)4)4)4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。并联电阻上电流的分配与电阻成反比。电阻并联的特点电阻并联的特点电阻并联的特点电阻并联的特点:1)1)1)1)各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；各电阻联接在两个公共的结点之间；R RU UI I+I I1 1I I2 2R R1 1U UR R2 2I I+2)2)2)2)各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；各电阻两端的电压相同；应用：应用：应用：应用：分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。分流、调节电流等。(1)(1)电阻的串并联电阻的串并联电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页R R2 2R R1 1R R2 2R R1 1abR R2 2R R1 1R R2 2R R1 1ab 缩短缩短无元件无元件的导线的导线化简化简1 1 电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页判断题判断题N NZV ZWZUUWV电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页Rabcccddd化简化简2 2电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页abcd第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页章目录节首页abR化简化简3电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页abR0.5R0.5Rcccc电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页a ab b6 6 6 6 15 15 20 20 5 5 7 7 c cc c化简化简4 4缩短无元件的导线缩短无元件的导线电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页a ab b6 6 6 6 15 15 20 20 5 5 7 7 c c(a)10 10 ab(c)ab20 5 10 15 (b)电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材(2)(2)电容的串并联电容的串并联电压与电流为关联参考方向，如图所示。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页uiCs+_等效电容等效电容 类似地，n个电容并联，其等效电容为:n个电容串联,其等效电容为:C1u+_CnC2u1+_u2+_un+_iCnuiC1+_C2电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材(3)(3)电感的串并联电感的串并联 如果有n个电感串联，如图所示。其等效电感为:第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件下一页上一页章目录节首页 类似地，若n个电感并联，等效电感为:+-+-+-L1L2Lnu+_Ls+-等效电感等效电感LnuiL1+_L2电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1.4 电电 源源 电源是提供能量或信息的元件或装置。根据电源是以电压还是电流的形式向电路或负载提供能量或信号，可以分为电压源和电流源。如干电池、稳压电源和信号源等，当接上适当的负载后，电源两端的电压基本保持为额定值，这类电源常称为电压源；又如光电池等，当接上适当的负载后，电源的输出电流基本保持为额定值，这类电源称为电流源。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源下一页上一页节首页章目录电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材一、电压源一、电压源 实际电压源的模型可表示为一个理想电压源US 和一个内部电阻(简称内阻)RO 的串联组合。如图所示。由图可知，电压源的输出电压U与输出电流I之间的关系为第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源下一页上一页章目录节首页R RL LR R0 0+-U Us sU U+baIU Us s I IU U0 0IRIRIRIR0 0 0 0电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源下一页上一页章目录节首页 由式 可见，电压源的输出电压U 将随输出电流I 的增大而减小，其伏安特性如图所示。U Us s 0 0I IU U 这种输出电压为恒定值的电压源称为恒定电压源，简称恒压源。又称为理想电压源。理想电压源两个重要特点：理想电压源两个重要特点：第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源 1、理想电压源两端的电压恒定不变，且与流过电源的电流无关（恒压不恒流）。2、理想电压源输出电流的大小由与其联接的外电路决定。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材章目录节首页下一页上一页a+-E2E1U+-bR(b)+b(a)a+-E1RU+(c)b+-E1aU+-E1IE+_aRb电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材二、电流源二、电流源 实际的电流源的模型可表示为一个理想电流源IS 和一个内部电阻(简称内阻)RO 的并联组合。如图所示。实际的电流源简称电流源。I IR RL LR R0 0U UR R0 0U UI IS S+由图可知，电流源的输出电流I与输出电压U之间的关系为第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源章目录节首页下一页上一页电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 由上式可见，电流源的输出电流I将随输出电压U的增大而减小，其伏安特性如图所示。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源章目录节首页下一页上一页 输出电流为恒定值的电流源称为恒定电流源，简称恒流源。又称为理想电流源。I IS SR R0 0 I IU U0 0I IS SR0R0I I电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材理想电流源两个重要特点：理想电流源两个重要特点：第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源 1、理想电流源的输出电流恒定不变，它与电源两端的电压无关（恒流不恒压）。2、理想电流源两端的电压的大小由与其联接的外电路决定。章目录节首页下一页上一页(a)MIS1IS2aISbUabR(b)+电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材三、受控电源三、受控电源 前面讨论的电压源和电流源，其电动势和电激流不受电路中其它部分电压或电流的影响，故称这种电源为独立电源。电路中还有另一类电源，即电压源的电动势和电流源的电激流是受电路中其它部分的电压或电流控制的，这种电源称为受控电源。受控电源受控电压源受控电流源受电压控制受电流控制受电流控制受电压控制VCVSCCVSVCCSCCCS模型如下页图所示。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源章目录节首页下一页上一页U1+U2_I1=0I2uU1E_+-+VCVS电压控制电压源(Voltage Controlled Voltage Source)I2U2_I1=0rI1E_+U1=0+-+CCVS电流控制电压源(Current Controlled Voltage Source)第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源章目录电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材节首页下一页上一页U2_I1=0I2gU1EU1+_+U2_I1I2EU1=0+_+I1电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材VCCSCCCS电压控制电流源(Voltage Controlled Current Source)电流控制电流源(Current Controlled Current Source)第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电电 源源章目录节首页下一页上一页电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1.6 1.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 对于简单电路，我们可以用欧姆定律来对它们进行分析。对于除简单电路以外的复杂电路，就得运用基尔霍夫定律。基尔霍夫定律揭示了回路中各部分电压之间和结点上各个电流之间的规律。U US SI I1 1E EI I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+R R1 1a ab bc cd d以下图为例，介绍几个名词术语。电路中通过同一电流的分支电路称为支路。acb、ab、adb都是支路。对支路来说，含有电源的叫有源支路，不含电源的叫无源支路。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律(1)(1)支路：支路：章目录节首页下一页上一页IS2.2.2.2.电流源的符号电流源的符号电流源的符号电流源的符号E+E+1.1.1.1.电压源的符号电压源的符号电压源的符号电压源的符号L5.5.5.5.电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号电感元件的符号C C4.4.4.4.电容元件的符号电容元件的符号电容元件的符号电容元件的符号R3.3.3.3.线性电阻的符号线性电阻的符号线性电阻的符号线性电阻的符号 一个的元器件，或者是几个元器件的串联。一个的元器件，或者是几个元器件的串联。（数值不等方向不同的两个电流源不可以串联）（数值不等方向不同的两个电流源不可以串联）+ERo6.6.电压源和电阻的串联电压源和电阻的串联电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律章目录节首页下一页上一页电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 电路中由支路构成的任何闭合路径称为回路。图中acba、adba、acbda都是回路。电路中不再含有分支电路的回路称为网孔。acbda和adba都是网孔。通常把包含回路较多的电路称为网络。实际上有时电路和网络两个名词经常通用。U US SI I1 1E EI I2 2R R2 2I I3 3R R3 3+R R1 1a ab bc cd d第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 三条或三条以上支路的联接点称为结点。图所示的电路中只有两个结点，即结点a和结点b。(2)(2)结点：结点：(3)(3)回路：回路：(4)(4)网孔：网孔：(5)(5)网络：网络：章目录节首页下一页上一页支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：结点：结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路：回路：回路：回路：由由支路支路组成的闭合路径。组成的闭合路径。网孔：网孔：网孔：网孔：内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3例例1:1:ba E2 E1R2R1 E1R1baR3baR3 E2R2支路图支路图4个网孔2个2个4个1个13个回路例例2:2:电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 基尔霍夫电流定律（Kirchoffs Current Law），英文缩写为KCLKCL，它描述了一个结点上各个电流的约束关系。一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律 任一瞬时，对电路中的任一结点，流入结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。其数学表达式为：I入=I出 电流定律体现的是电流的连续性电流的连续性。电路中任何一点电路中任何一点（包括结点在内）均不能堆积电荷（包括结点在内）均不能堆积电荷。I入-I出=0 这就是说，如果规定流入结点的电流为正，流出结点的电流为负，那么，对电路中的任一结点而言，电流的代数和恒等于零。即 I=0 第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律定律内容：定律内容：章目录节首页下一页上一页第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 运用KCL时，首先应标定每一支路电流的参考方向。根据各支路电流的参考方向，确定各电流变量前面的正、负号。按上述规定，流入结点的电流取正号，那么流出结点的电流就取负号。章目录节首页下一页上一页注意I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对结点对结点 a a：I1+I2I3=0电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材ACBIAICIBI IBCBCI ICACAI IABAB 结点C C：上式表明，通过封闭面的电流代数和确实等于零，即KCLKCL适用于广义结点。将上述3个结点电流方程相加，即得广义结点(圆圈围拢的封闭面)的电流方程第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律 结点A A：结点B B：章目录节首页下一页上一页 基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中任一结点，也适用于电路中任一假想的封闭面。这个封闭面称为广义结点。2 电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材【例例1.6.11.6.1】电路如图所示。试求电流表A的读数。【解解】我们可以设想用一个假想封闭面来包围电路的 左边部分，这时进出广义结点的支路只有一条，即 电流表支路，根据基尔霍夫电流定律可知，流过 电流表的电流为零。即电流表A的读数为零。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律章目录节首页下一页上一页2Aba 9VA1 cd0.5 6 1 1.5 亦可以假设右边部分被假象封闭面包围，结论一样。5Vba 2 2 3 2 12V2 8Vba 4 3 4 6 9V1 例例1:1:求求Uab例例2:2:求求Uab1 12 21 12 2电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材二、基尔霍夫电压定律二、基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律（Kirchoffs Voltage Law）,英文缩写为KVLKVL，它描述了一个回路中各支路电压之间的约束关系。在任一时刻，对于电路中的任一回路，按一定方向沿着回路绕行一周，回路中所有支路电压或元件电压的代数和为零。其表达式为：U=0 运用KVLKVL列回路方程时，应首先设定回路的绕行方向，首先设定回路的绕行方向，并标出各支路或元件上电流、电压的参考方向并标出各支路或元件上电流、电压的参考方向。当回路内某个电压的参考方向与回路的绕行方向一致时取正号，相反时取负号。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律定律内容：定律内容：章目录节首页下一页上一页电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律章目录节首页下一页上一页电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 图中，abcd回路以顺时针方向为绕行方向，运用KVL，可以得出第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律章目录节首页下一页上一页代入 得第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材章目录节首页下一页上一页 对于电压源（恒压源），当回路绕行时，先遇到对于电压源（恒压源），当回路绕行时，先遇到电电压源（恒压源）压源（恒压源）的的“”极极，E前面为前面为正号正号，如果先遇到，如果先遇到的是电压源的是电压源（恒压源）（恒压源）的的“”极极，E前面为前面为负号负号。当当电阻上电阻上的的电流参考方向电流参考方向与绕行方向相同时，与绕行方向相同时，IR前前面符号为面符号为正号正号，相反时，相反时，IR前面为前面为负号负号。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 KVL可应用于任一闭合回路，但也可以推广应用于不闭合回路或某一条支路。电源的端电压可求得：第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律基尔霍夫定律基尔霍夫定律章目录节首页下一页上一页例如:对上图所示电路,由KVL，U Uabab+b ba a+I IR Rs sU US S+U Uabab此时,由KVL得到:KVL的推广的推广:电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1.7 电路中电位的计算电路中电位的计算 在电路分析中，特别是电子电路分析中，除了用电压来讨论问题之外，还经常使用电位的概念来分析电路。因为运用电位的概念来分析和处理，一方面可使电路简化；另一方面可以直接知道电子电路中各点的电位高低，以便了解电子器件的工作状态。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算 电位用符号V表示，如a点的电位表示为Va。任意两点间的电压可以用电位差来表示，如a、b两点间的电压可表示为节首页章目录下一页上一页第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 在电路中任选一点为参考点，且设参考点的电位为零，则电路中任一点的电位就等于该点到参考点之间的电压。章目录节首页下一页上一页注意 电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤电位的计算步骤:1.1.1.1.任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；2.2.2.2.标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算；标出各电流参考方向并计算；3.3.3.3.计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。AB参考水平面AB参考水平面电压是绝对的，电位是相对的。电压是绝对的，电位是相对的。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 引入电位概念后，为了简化电路，我们通常不画出电源，只标出各点相对于参考点的电位值。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算章目录节首页下一页上一页+90V20 5+140V6 cdbca20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d 遇到类似这样简便画法的电路，在还不熟悉这种画法时，分析电路前可把电路改画为它的完整画法。在标着电位的悬空端与参考点(地)之间画一理想电压源，理想电压源的极性和数值应和原来标的电位值一致。如图所示电路中开关打开时的电路就可画成右图所示的电路，然后再分析计算。+12V+12V10 ad30 20 cb-18V18V第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算具体方法：具体方法：章目录电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材节首页下一页上一页30 18V18V12V12VI I10 d20 cb+R R1 1a+电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材+12V+12V10 ad30 20 cb-18V-18V 电路中开关闭合时的电路就可画成右图所示的电路，然后再分析计算。第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算章目录节首页下一页上一页18V18VI10 d30 20 cb+R R1 1a12V12V+【例例1.7.11.7.1】如图，分别求开关S断开和闭合时a点的电位。当开关S断开时，完整的电路如右图所示。解：解：第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算章目录电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材节首页下一页上一页+12V+12V10 ad30 20 cb-18V18V电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 当开关S闭合时，完整的电路如上图所示，该电路中，两个回路相互独立，互不影响。因此，从右边回路看第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算章目录节首页下一页上一页+12V+12V10 ad30 20 cb-18V-18V也可以通过另一条路径求得：可见，求电位与路径无关。这说明一旦参考点选定，电路中电位具有单值性。如果参考点改变，电路中各点的电位也会改变。即电位是相对于参考点而言的，与参考点有关。但是，电路中任意两点的电压（电位差）是不变的。电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1章章 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律电路中电位的计算电路中电位的计算章目录节首页下一页上一页2K+6VA2K SI I2 2I I1 1（a）思考题思考题思考题思考题:图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点的电位点的电位VA解解:（1）当开关当开关 S S 断开时断开时（2）当开关闭合时，电路如图（当开关闭合时，电路如图（b）电流电流 I2=0，电位，电位 VA=0V 。电流电流 I1=I2=0，电位，电位 VA=6V 。2K A+I I1 12K I I2 26V（b）电流在闭合电流在闭合路径中流通路径中流通