第1章直流电路课件

理解电流、电压参考方向理解电流、电压参考方向的问题；掌握基尔霍夫定律及的问题；掌握基尔霍夫定律及其应用；掌握电路常用分析方其应用；掌握电路常用分析方法；了解电气设备额定值的定法；了解电气设备额定值的定义；熟悉电路在不同工作状态义；熟悉电路在不同工作状态下的特点；深刻理解电路中电下的特点；深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中位的概念并能熟练计算电路中各点的电位。各点的电位。第第1章章 直流直流电路路1.11.1电路基本概念电路基本概念（1 1 1 1）电路的组成电路的组成电路的组成电路的组成电路一般由电源、负载、控制器件和联接导线组成。电路一般由电源、负载、控制器件和联接导线组成。电路一般由电源、负载、控制器件和联接导线组成。电路一般由电源、负载、控制器件和联接导线组成。电源：电源：电源：电源：如发电机、电池等，电源可将其它形式的能量如发电机、电池等，电源可将其它形式的能量转换成电能，是向电路提供能量的装置。转换成电能，是向电路提供能量的装置。负载：负载：负载：负载：指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收指电动机、电灯等各类用电器，在电路中是接收 电能的装置，可将电能转换成其它形式的能量。电能的装置，可将电能转换成其它形式的能量。控制器件控制器件：控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。控制电路工作状态的器件或设备（如开关等）。联接导线联接导线：将电气设备和元器件按一定方式联接起来将电气设备和元器件按一定方式联接起来。电路可以实现电能的电路可以实现电能的传输、分配和转换。传输、分配和转换。（2）电路的主要功能：）电路的主要功能：电力系统中：电力系统中：电子技术中：电子技术中：电路可以实现电信号电路可以实现电信号的传递、存储和处理。的传递、存储和处理。（3 3）电路模型和电路元件）电路模型和电路元件 电源电源负负载载负负载载电电源源开关开关实体电路实体电路ISUS+_R0中间环节中间环节电路模型电路模型与实体电路相对应的与实体电路相对应的与实体电路相对应的与实体电路相对应的电路图电路图电路图电路图称为实体电路的称为实体电路的称为实体电路的称为实体电路的电路模型电路模型电路模型电路模型。RL+U导线导线电路模型中的所有元件均为理想电路元件。电路模型中的所有元件均为理想电路元件。电路模型中的所有元件均为理想电路元件。电路模型中的所有元件均为理想电路元件。实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。iR R L消耗电消耗电能的能的电电特性可用电阻特性可用电阻元件表征元件表征产生产生磁场的电磁场的电特性可用电感特性可用电感元件表征元件表征由于白炽灯中耗能由于白炽灯中耗能的因素远大于产生的因素远大于产生磁场的因素，因此磁场的因素，因此L L 可以忽略可以忽略白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为：理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。理想电路元件又分有理想电路元件又分有有源有源和和无源无源两大类两大类RC+USIS电阻元件电阻元件电容元件电容元件理想电压源理想电压源理想电流源理想电流源L无源无源无源无源二端元件二端元件二端元件二端元件有源有源有源有源二端元件二端元件二端元件二端元件电感元件电感元件（4 4）电路的基本物理量电路的基本物理量大写大写大写大写 I I 表示直流电流，小写表示直流电流，小写表示直流电流，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表示电流的一般符号表示电流的一般符号（A A）电流电流电流电流 电流强度等于单位时间内通过导体横截面电流强度等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。的电荷量。电流的单位及换算电流的单位及换算电流的单位及换算电流的单位及换算：1A=103mA=106A 电荷的定向移动形成电流。电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流电流的大小用电流强度表示，简称电流。或或或或（B B）电压电压电压电压 电路中电路中a、b两点间的电压定义为单位正电两点间的电压定义为单位正电 荷由荷由a点移至点移至b点电场力所做的功。点电场力所做的功。电压是电路中产生电流的根本原因。电压是电路中产生电流的根本原因。电压等于电路中两点电位之差。电压等于电路中两点电位之差。或或或或大写大写大写大写 U U 表示直流电压，小写表示直流电压，小写表示直流电压，小写表示直流电压，小写 u u 表示电压的一般符号表示电压的一般符号表示电压的一般符号表示电压的一般符号电压的单位及换算电压的单位及换算电压的单位及换算电压的单位及换算：1V=101V=103 3mVmV（C C）电动势电动势电动势电动势 电动势是非电场力把单位正电荷在电动势是非电场力把单位正电荷在电源内部由低电位移至高电位所做电源内部由低电位移至高电位所做的功，用的功，用e或（或（E）表示，大小与电）表示，大小与电压计算方法一样。压计算方法一样。单位和电压的单位一样，也是伏特。单位和电压的单位一样，也是伏特。电动势和电压的区别。电动势和电压的区别。（D D）电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向 解题前在电路图上标示的电压、电流方解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为参考方向。向称为参考方向。为什么要在为什么要在为什么要在为什么要在电路图中标电路图中标电路图中标电路图中标示参考方向示参考方向示参考方向示参考方向？参考方向是为了给参考方向是为了给参考方向是为了给参考方向是为了给方程式中各量前面方程式中各量前面方程式中各量前面方程式中各量前面的正、负号以依据的正、负号以依据的正、负号以依据的正、负号以依据aIRUb关联参考方关联参考方关联参考方关联参考方向下：向下：向下：向下：U=IRU=IRaIRUb非关联参考非关联参考非关联参考非关联参考方向下：方向下：方向下：方向下：U=U=IRIR图中若图中若图中若图中若 I I=3 A=3 A，则表明电流的，则表明电流的，则表明电流的，则表明电流的实际方向与参考方向相同；反实际方向与参考方向相同；反实际方向与参考方向相同；反实际方向与参考方向相同；反之，若之，若之，若之，若 I I=3 A=3 A，则表明电流的，则表明电流的，则表明电流的，则表明电流的实际方向与参考方向相反实际方向与参考方向相反实际方向与参考方向相反实际方向与参考方向相反 。I+US电压、电流的参考方向：电压、电流的参考方向：当电压、电流参考方向与实当电压、电流参考方向与实当电压、电流参考方向与实当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值为正，反之际方向相同时，其值为正，反之际方向相同时，其值为正，反之际方向相同时，其值为正，反之则为负值。则为负值。则为负值。则为负值。电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除用极性除用极性除用极性除用极性“+”、“”外，还可用双下标或箭头外，还可用双下标或箭头外，还可用双下标或箭头外，还可用双下标或箭头表示表示表示表示原则上：原则上：原则上：原则上：任意假定。任意假定。RR0例：例：例：例：当当ua=3V ub=2V时时u1=1Vu2=1V 求得的求得的u1 1为正值，说明电压的实际为正值，说明电压的实际方方向向与参考与参考方向方向一致一致；求得的求得的u2 2为为负负值，说明电压的实际值，说明电压的实际方方向向与参考与参考方向相反。方向相反。E.E.电能、电功率和效率电能、电功率和效率 电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电能的多少可以用功来量度。能的多少可以用功来量度。能的多少可以用功来量度。能的多少可以用功来量度。式中电压的单位为伏特式中电压的单位为伏特式中电压的单位为伏特式中电压的单位为伏特【V V】，电流单，电流单，电流单，电流单位为安培位为安培位为安培位为安培【A A】，时间的单位用秒，时间的单位用秒，时间的单位用秒，时间的单位用秒【s s】时，电能（或电功）的单位是焦耳时，电能（或电功）的单位是焦耳时，电能（或电功）的单位是焦耳时，电能（或电功）的单位是焦耳【J J】。日常生产和生活中，电能（或电功）也常用日常生产和生活中，电能（或电功）也常用日常生产和生活中，电能（或电功）也常用日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为量纲：度作为量纲：度作为量纲：度作为量纲：1 1度度度度=1KW=1KWhh=KV=KVAhAh（a a）电能）电能）电能）电能单位时间内电流所作的功称为电功率，用单位时间内电流所作的功称为电功率，用单位时间内电流所作的功称为电功率，用单位时间内电流所作的功称为电功率，用“P”P”表表表表示示示示（b b）电功率）电功率）电功率）电功率1W=101W=10-3-3KWKW功的单位为功的单位为焦耳焦耳，时间单位为时间单位为秒秒时，电功率的单位是时，电功率的单位是“瓦瓦”（c c）效率）效率）效率）效率输出功率与输入功率的比值称为效率，用输出功率与输入功率的比值称为效率，用输出功率与输入功率的比值称为效率，用输出功率与输入功率的比值称为效率，用“”表表表表示示示示 如部分电路功率如部分电路功率 P 0,说明说明电路电路吸收吸收电功率电功率，如部分电路功率如部分电路功率 P 0,说明说明电路电路发出发出电功率电功率，如部分电路功率如部分电路功率 P R R2 2，则，则，则，则R R R R1 1如果两个并联电阻有：如果两个并联电阻有：如果两个并联电阻有：如果两个并联电阻有：R R1 1R R2 2，则，则，则，则R R R R2 2跳转到第一页电阻的混联计算举例电阻的混联计算举例【解解】Rab=R1+R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab分析：分析：分析：分析：由由a、b端向里看，端向里看，R2和和R3，R4和和R5均连接在相同的两点之间，因均连接在相同的两点之间，因此是此是并联并联关系，把这关系，把这4个电阻个电阻两两并两两并联联后，电路中除了后，电路中除了a、b两点不再有结两点不再有结点，所以它们的等效电阻与点，所以它们的等效电阻与R1和和R6相串联。相串联。电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找出电路的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并的联接点，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。联简化计算，最后将简化的等效电阻相加即可求出。跳转到第一页n二、电感元件n是反映实际电路中的储存磁场能量的元件，用L表示其图形符号为：n由于磁通L和磁通链L都是由线圈本身电流产生的，所以称为自感磁通和自感磁通链。L和L的方向与i的参考方向成右手螺旋关系，有式 ,式中L称为线圈的自感（系数）或电感。n在国际单位制中，磁通和磁通链的单位是Wb（韦伯），自感的单位是H（亨利）。n当L是常数时，称为线性电感，韦安特性是通过原点的一条直线如图所示。n当磁通链L随时间变化时，在线圈的两端产生感应电压。如果感应电压u的参考方向与磁通链的方向也成右手螺旋关系时，那么根据电磁感应定律，有n 跳转到第一页n把 代入上式，得n楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。n法拉第电磁感应定律：电路中的感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比。n电感元件吸收的能量为：跳转到第一页常见电感器电路符号外形图常见电感器电路符号外形图跳转到第一页n三、电容元件n是反映实际电路中的储存电场能量的元件，用C表示其图形符号为：n当电容元件上电压的参考方向由正极板指向负极板，则正极板上的电荷q与其两端电压u有以下关系：nC称为该元件的电容，当C是一个正实常数时，电容为线性电容，库伏特性是通过原点的一条直线，如上图所示:n在国际单位制中，电容的单位用F（法拉）表示。由于法拉的单位太大，常用的单位为微法（F）、皮法（pF）。n单位换算关系：跳转到第一页n当电容两端的电压u与流进正极板电流i取关联参考方向时，n当电容一定时，电流与电容两端电压的变化率成正比，当电压为直流电压时，电流为零，电容相当于开路。电容元件所吸收的能量为：跳转到第一页 常用电容器的实物图及图形符号常用电容器的实物图及图形符号跳转到第一页总结总结2.2.电感元件是储能元件电感元件是储能元件RLCUI0线性电阻元件线性电阻元件伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性Li0qu0线性电感元件线性电感元件韦安特性韦安特性韦安特性韦安特性线性电容元件线性电容元件库伏特性库伏特性库伏特性库伏特性3.3.电容元件是储能元件电容元件是储能元件1.电阻元件是耗能元件电阻元件是耗能元件基本电路元件基本电路元件基本电路元件基本电路元件跳转到第一页1.3 电压源、电流源及其等效变换电压源、电流源及其等效变换U=US 一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式表示称为表示称为表示称为表示称为电压源电压源电压源电压源，用电流的形式表示称为用电流的形式表示称为用电流的形式表示称为用电流的形式表示称为电流源电流源电流源电流源。0I/AU/V电压源电路电压源电路电压源电路电压源电路I IU+_ 当实际电压源的内阻当实际电压源的内阻当实际电压源的内阻当实际电压源的内阻 R R0 0 =0 0 0 0（相当于短路）时，（相当于短路）时，（相当于短路）时，（相当于短路）时，U U=U US S 为一定为一定为一定为一定值，此时通过电压源的电流值，此时通过电压源的电流值，此时通过电压源的电流值，此时通过电压源的电流I I 则由负载电阻则由负载电阻则由负载电阻则由负载电阻 R RL L 和和和和 U U 共同确定，这样共同确定，这样共同确定，这样共同确定，这样的电源称为的电源称为的电源称为的电源称为理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源简称简称简称简称电压源电压源电压源电压源。理想电压源的外特性理想电压源的外特性理想电压源的外特性理想电压源的外特性USRLb+_aR0电电电电 压压压压 源源源源跳转到第一页I=IS0U/VI/A电流源电路电流源电路电流源电路电流源电路I IU+_当实际电流源的内阻当实际电流源的内阻 RS=（相当于开路）时，（相当于开路）时，I=IS 为为一定值，而电流源两端电压则由负载电阻一定值，而电流源两端电压则由负载电阻 RL 和和 I 共同确共同确定，这样的电源称为定，这样的电源称为理想电流源理想电流源简称简称电流源电流源。理想电流源的外特性理想电流源的外特性理想电流源的外特性理想电流源的外特性电电电电 流流流流 源源源源ISRLbaRS跳转到第一页实际电源的两种电路模型实际电源的两种电路模型I IU+_bR0RLUS+_a实际电压源模型实际电压源模型实际电压源模型实际电压源模型实际电流源模型实际电流源模型实际电流源模型实际电流源模型 R0U IaRLR0ISb若实际电源输出的电压变化不大，可用电压源和电阻相若实际电源输出的电压变化不大，可用电压源和电阻相若实际电源输出的电压变化不大，可用电压源和电阻相若实际电源输出的电压变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型；若实串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型；若实串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型；若实串联的电源模型表示，即实际电源的电压源模型；若实际电源输出的电流变化不大，则可用电流源和电阻相并际电源输出的电流变化不大，则可用电流源和电阻相并际电源输出的电流变化不大，则可用电流源和电阻相并际电源输出的电流变化不大，则可用电流源和电阻相并联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。联的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。U+_跳转到第一页两种电源之间的等效变换两种电源之间的等效变换当接有同样的负载时，对当接有同样的负载时，对当接有同样的负载时，对当接有同样的负载时，对外的电压、电流相等。外的电压、电流相等。外的电压、电流相等。外的电压、电流相等。Us=Is R0内阻改并联内阻改并联Is=UsR0内阻改串联内阻改串联两种电源模型之间等效变换时，内阻不变。两种电源模型之间等效变换时，内阻不变。两种电源模型之间等效变换时，内阻不变。两种电源模型之间等效变换时，内阻不变。等效变换的条件：等效变换的条件：等效变换的条件：等效变换的条件：bI IR0Uab+_US+_aIS R0US bI IR0Uab+_a跳转到第一页检检 验验 学学 习习 结结 果果1.uL=0时，时，WL是是否也为否也为0？若？若ic=0时，时，WC是否为是否为0？2.上述直流情况上述直流情况下，电感线圈的下，电感线圈的等效电路模型？等效电路模型？3.电感元件在直电感元件在直流时相当于短路，流时相当于短路，L 是否为零是否为零？电电容元件在直流时容元件在直流时相当于开路，相当于开路，C是是否为零？否为零？4.理想电源和实际理想电源和实际电源有何区别？理电源有何区别？理想电源之间能否等想电源之间能否等效互换？实际电源效互换？实际电源模型的互换如何？模型的互换如何？+Li=0uL=0C+12V3AL1.4 1.4 1.4 1.4 电路的短路和开路电路的短路和开路电路的短路和开路电路的短路和开路1.电气设备的额定值电气设备的额定值电气设备电气设备电气设备电气设备长期长期长期长期、安全安全安全安全工作条件下的工作条件下的工作条件下的工作条件下的最高限值最高限值最高限值最高限值称为称为称为称为额定值额定值额定值额定值。电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等因电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等因素，由制造厂家给出的技术数据。素，由制造厂家给出的技术数据。2.2.电路的三种工作状态电路的三种工作状态电路的三种工作状态电路的三种工作状态（a）开路）开路U=USI0S USRSRL U=USIR0 （b）通路）通路S USRSRLU=0IUS/R0（c）短路）短路 USRSRLSIUS/(R0RL)检检 验验 学学 习习 结结 果果1.电源外电源外特性与横特性与横轴相交处轴相交处的电流的电流=？电源工作电源工作状态？状态？2.该电阻允许加该电阻允许加的最高电压的最高电压=？允许通过的最大允许通过的最大电流电流=？3.额定电流为额定电流为100A的发电机，的发电机，只接了只接了60A的照明的照明负载，还有负载，还有40A电电流去哪了流去哪了？4.电源的开路电压电源的开路电压为为12V,短路电流为短路电流为30A,则电源的则电源的US=?RS=？UI0U0I=?“1W、100”10V+2A2 I讨论题讨论题I=?哪个答哪个答哪个答哪个答案对？案对？案对？案对？1.5 电路基本定律电路基本定律n1.支路：支路：一个或几个二端元件首尾相接中间一个或几个二端元件首尾相接中间没有没有分岔分岔，使各元件上通过的，使各元件上通过的电流相等电流相等，这，这种连接方式称为种连接方式称为支路支路支路支路。n2.结点：结点：三条或三条以上支路的联接点称之为三条或三条以上支路的联接点称之为结结结结点点点点。n3.回路：回路：电路中的任意闭合路径称为电路中的任意闭合路径称为回路回路。n4.网孔：网孔：单一闭合路径，其中不包含其它支路的单一闭合路径，其中不包含其它支路的回路称为回路称为网孔网孔。节点共节点共a、b 2个个支路共支路共3条条回路共回路共3个个例例#1#2#3回路几个？回路几个？abI1I2I3U2+-R1R3R2+_U1+_几条几条支路支路？结点几个？结点几个？网孔数网孔数？网孔共网孔共2个个例例支路：共支路：共？条？条回路：共回路：共？个？个节点：共节点：共？个？个6条条4个个独立回路：？个独立回路：？个7个个有几个网眼就有几个独立回路有几个网眼就有几个独立回路有几个网眼就有几个独立回路有几个网眼就有几个独立回路I3US4US3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4_3.3.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCLKCL用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,其中包括其中包括基氏电流定律基氏电流定律（KCLKCL）和）和基氏电压定律基氏电压定律（KVLKVL)两个定律。两个定律。对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之对任意结点，在任一瞬间，流入结点的电流之和等于由结点流出的电流之和。或者说，和等于由结点流出的电流之和。或者说，和等于由结点流出的电流之和。或者说，和等于由结点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，流入在任一瞬间，流入在任一瞬间，流入在任一瞬间，流入一个节点上的电流的代数和恒等于零。一个节点上的电流的代数和恒等于零。一个节点上的电流的代数和恒等于零。一个节点上的电流的代数和恒等于零。KCLKCL内容内容内容内容:例例I1I2I3I4 I=0即：即：或：或：或：或：流入为正流入为正流入为正流入为正流出为负流出为负流出为负流出为负基氏电流定律的基氏电流定律的基氏电流定律的基氏电流定律的依据依据依据依据：电流的连续性原理：电流的连续性原理：电流的连续性原理：电流的连续性原理基氏电流定律的推广基氏电流定律的推广基氏电流定律的推广基氏电流定律的推广I=?广义节点广义节点广义节点广义节点I1I2I3例例例例I1+I2=I3I=0IU2RU3+_U2+_U1+_RRR广义节点广义节点广义节点广义节点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。对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，其电位降等于电位升。或，电压降的代数和恒为零。其电位降等于电位升。或，电压降的代数和恒为零。其电位降等于电位升。或，电压降的代数和恒为零。其电位降等于电位升。或，电压降的代数和恒为零。对题图回路对题图回路对题图回路对题图回路#1列列列列KVLKVL方程：方程：方程：方程：电位降电位降电位降电位降即：即：即：即：#1#2电位降为正电位降为正电位降为正电位降为正 电位升为负电位升为负电位升为负电位升为负KVLKVL内容内容内容内容:I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2例例电位升电位升电位升电位升 IR=IR=U US S 或或或或 U=U=0 0#3对题图回路对题图回路对题图回路对题图回路#2列列列列KVLKVL方程：方程：方程：方程：电位降电位降电位降电位降电位降电位降电位降电位降等于等于等于等于电位升电位升电位升电位升电位升电位升电位升电位升对题图回路对题图回路对题图回路对题图回路#3列列列列KVLKVL方程：方程：方程：方程：电位降电位降电位降电位降第三个方程式不独立第三个方程式不独立第三个方程式不独立第三个方程式不独立电位升电位升电位升电位升省略省略KVLKVLKVLKVL定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路定律可以扩展应用于任意假想的闭合回路列出下图的列出下图的列出下图的列出下图的KVLKVL方程方程方程方程例例5.负载获得最大功率的条件负载获得最大功率的条件R0RLUSI左图所示的闭合全电路中，电流为：左图所示的闭合全电路中，电流为：左图所示的闭合全电路中，电流为：左图所示的闭合全电路中，电流为：负载上获得的功率为：负载上获得的功率为：负载上获得的功率为：负载上获得的功率为：将式子整理为：将式子整理为：将式子整理为：将式子整理为：由此式能看出负载上由此式能看出负载上获得最大功率的条件获得最大功率的条件吗？吗？*R0=RL检检 验验 学学 习习 结结 果果当这两个电阻相当这两个电阻相串或相并时，等串或相并时，等效电阻效电阻R？负载获得最大功负载获得最大功率的条件？最大率的条件？最大功率为多少？功率为多少？A4=？A5=？结点？支路？结点？支路？Uab=？I=？10K10R R0 0=R RL L 和和和和Pmax=US24R0串联串联串联串联 ：R R 10K10K并联并联并联并联 ：R R 1010R1R2I1I2IR3I3A4A5A4=13mAA5=3mA2 I12V+_16V+_155ab结点结点结点结点n=2支路支路支路支路b=3U Uabab=0 =0 I I=0=016mA14mA1mA跳转到第一页支路电流法支路电流法n支路电流法是以电路中每条支路的电流为未知量，对独立结点、独立回路分别应用基尔霍夫电流定律、电压定律列出相应的方程，从而解得支路电流。n应用支路电流法解电路的步骤：n1、假定各支路电流的参考方向，网孔绕行方向。n2、根据基尔霍夫电流定律，对独立结点列电流方程。n3、根据基尔霍夫电压定律，对独立回路列电压方程。n4、解出支路电流。跳转到第一页结点电压法结点电压法结点电压法是提供一种较直接方便地求出各结点间电压的方法。求出结点间电压，各支路电流也就容易算出来了。图1.37是用得较多的具有两个结点的电路，U为a、b两结点之间电压，U=Uab。根据图中已经设定的电流参考方向列出电压方程式：跳转到第一页图 两结点电路跳转到第一页跳转到第一页根据电流方程得 I1+I2+I3-I40 即 整理上式后可得(1-23)跳转到第一页例例:应用结点电压法计算例1-11中的电流。解解根据图1.34可求得结点电压Uab：跳转到第一页根据图中电流的参考方向可得 1.5 电路中的电位及其计算方法电路中的电位及其计算方法1.1.电位电位电位电位电位具有电位具有相对性相对性相对性相对性，相对于参考点较高的电位点是，相对于参考点较高的电位点是正电位正电位正电位正电位，比参考点低的电位点为比参考点低的电位点为负电位负电位负电位负电位。参考点的电位一般。参考点的电位一般取零取零取零取零 。电位实际上就是电路中电位实际上就是电路中某点到参考点的电压某点到参考点的电压某点到参考点的电压某点到参考点的电压，电压常用，电压常用双双双双下标下标下标下标，而电位则用，而电位则用单下标单下标单下标单下标，电位的单位也是，电位的单位也是伏特伏特伏特伏特【V V】。Va=+5V a a 点电位：点电位：点电位：点电位：ab1 5AVb=5V b b点电位：点电位：点电位：点电位：ab1 5A例例例例baS S打开时，打开时，a a 点电位点电位？S闭合时闭合时a点电位点电位？S S闭合时闭合时闭合时闭合时b b点电位为点电位为点电位为点电位为“地地地地”电位电位电位电位0 0则则则则例例12V6K4K20K12VSS6K4K20K12V12VbaS S打开时电路为一个闭合全电路打开时电路为一个闭合全电路打开时电路为一个闭合全电路打开时电路为一个闭合全电路求求求求S S打开和闭合时打开和闭合时打开和闭合时打开和闭合时a a点电位为多少？点电位为多少？点电位为多少？点电位为多少？则则则则 电位值是相对的电位值是相对的,参考点选得不同，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；电路中其它各点的电位也将随之改变；电路中两点间的电压值是固定的，不电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。会因参考点的不同而改变。注意：电位和电压的区别注意：电位和电压的区别1.6 叠加定理叠加定理 在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路线性电路线性电路中，中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源是各个电源单独作用时单独作用时单独作用时单独作用时所得结果的所得结果的代数和代数和。概念概念:+原电路原电路原电路原电路U U1 1 1 1单独作用单独作用单独作用单独作用“恒压源不起作用恒压源不起作用恒压源不起作用恒压源不起作用”或或或或“令其等于令其等于令其等于令其等于0”0”0”0”，即是将，即是将，即是将，即是将此恒压源去掉，代之以导线连接。此恒压源去掉，代之以导线连接。此恒压源去掉，代之以导线连接。此恒压源去掉，代之以导线连接。R2BAI1I2I3R3U2+_R1U1+_R2I1I2I3R3R1U1+_BAR2I1I2I3R3R1U2+_BAU U2 2 2 2单独作用单独作用单独作用单独作用用叠加原理求下图所示电路中的用叠加原理求下图所示电路中的I2 2。根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理:I I2 2=I I2 2+I I2 2 =1+=1+（1 1）=0=0例例BAI237.2V+_212V+_6I212V+_BA236I27.2V+_BA236解解12V电源单独作用时：电源单独作用时：7.2V电源单独作用时：电源单独作用时：用迭加原理求：用迭加原理求：用迭加原理求：用迭加原理求：I=I=?I=I+I=2+（1）=1A“恒流源不起作用恒流源不起作用恒流源不起作用恒流源不起作用”或或或或“令令令令其等于其等于其等于其等于0”0”0”0”，即是将此恒流，即是将此恒流，即是将此恒流，即是将此恒流源去掉，使电路开路。源去掉，使电路开路。源去掉，使电路开路。源去掉，使电路开路。例例+-I4A20V10 10 10 I4A10 10 10+-I20V10 10 10 4A4A电流源单独作用时：电流源单独作用时：电流源单独作用时：电流源单独作用时：20V20V电压源单独作用时：电压源单独作用时：电压源单独作用时：电压源单独作用时：应用叠加定理要注意的问题应用叠加定理要注意的问题1.1.叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。2.2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0；暂时不予；暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令考虑的恒流源应予以开路，即令Is=0。3.3.3.3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中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、分电流的代数和。各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。各电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。=+4.4.4.4.迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功 率，即功率不能叠加。如：率，即功率不能叠加。如：率，即功率不能叠加。如：率，即功率不能叠加。如：5.5.5.5.运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分支运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分支运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分支运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分支 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。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：设：设：则：则：则：则：R3I3=+跳转到第一页叠加定理叠加定理 练习题练习题US线性线性线性线性网络网络U0IS题题2 US=1V、IS=1A 时，时，Uo=0V已知：已知：已知：已知：US=10 V、IS=0A 时，时，Uo=1VUS=0 V、IS=10A 时，时，Uo=?试用叠加定理求：试用叠加定理求：试用叠加定理求：试用叠加定理求：解解设：设：（1 1）和（）和（2 2）联立求解得：）联立求解得：U US S=0 V0 V、I IS S=10A=10A 时，时，时，时，1.7 1.7 戴维南定理戴维南定理 对外电路来说，任何一个线性对外电路来说，任何一个线性有源二有源二有源二有源二端网络端网络端网络端网络，均可以用一个理想电压源和一个，均可以用一个理想电压源和一个电阻元件串联的有源支路来电阻元件串联的有源支路来等效代替等效代替等效代替等效代替，其，其电压源电压电压源电压U US S等于线性有源二端网络的开等于线性有源二端网络的开路电压路电压UOC，电阻元件的阻值电阻元件的阻值R0等于线性有等于线性有源二端网络源二端网络除源后除源后除源后除源后两个端子间的等效电阻两个端子间的等效电阻Rab。这就是这就是戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理。概念概念:无源二端网络：无源二端网络：二端网络中没有电源二端网络中没有电源ABAB有源二端网络：有源二端网络：二端网络中含有电源二端网络中含有电源有源有源二端网络二端网络RUSRS+_R“等效等效等效等效”是指对端口外等效，即是指对端口外等效，即是指对端口外等效，即是指对端口外等效，即R R两端的两端的两端的两端的电压和流过电压和流过电压和流过电压和流过R R的的的的电流不变。电流不变。电流不变。电流不变。注意：注意：已知：已知：已知：已知：R1=20 、R2=30 R3=30 、R4=20 U=10V求：求：求：求：当当 R5=16 时，时，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络解解戴维南等效电路戴维南等效电路戴维南等效电路戴维南等效电路ABOSUU=R0=RABR5I5R1R3+_R2R4UABUSR0+_AB第一步：求开端电压第一步：求开端电压UABORABUABOCR1R3+_R2R4UABDR1R3R2R4ABD第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻RABR=R1/R2 R3/R4 =20/3030/20 =12+12 =24 戴维南等效电路戴维南等效电路戴维南等效电路戴维南等效电路R5I5R1R3+_R2R4UAB2V24+_AB16I5戴维南定理戴维南定理 练习题练习题US=（30/50）RS+30 US=（50/100）RS+50R R0 0=200 k=200 k U US S=150V=150V1.1.1.1.如图所示有源二端网络，用内阻为如图所示有源二端网络，用内阻为如图所示有源二端网络，用内阻为如图所示有源二端网络，用内阻为50k50k50k50k 的电压表测的电压表测的电压表测的电压表测出开路电压值是出开路电压值是出开路电压值是出开路电压值是30303030V V，换用内阻为，换用内阻为，换用内阻为，换用内阻为100k 100k 的电压表测得开的电压表测得开的电压表测得开的电压表测得开路电压为路电压为路电压为路电压为50V50V，求该网络的戴维南等效电路。，求该网络的戴维南等效电路。，求该网络的戴维南等效电路。，求该网络的戴维南等效电路。解解有源有源VU0二端网络二端网络U0150V200KR根据测量值列出方程式：根据测量值列出方程式：根据测量值列出方程式：根据测量值列出方程式：