第一章-电路的基本概念与基本定律教材课件

电工技术要求：每周交作业一要求：每周交作业一次，次，4 4 次不交者取消次不交者取消期末考试资格；无故期末考试资格；无故旷课旷课4 4次者取消期末次者取消期末考试资格。考试资格。总总 学学 时：时：9090学时学时其中实验：其中实验：8 8学时学时主讲教师：高娜主讲教师：高娜7/13/20241 电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。电工技术：电工技术：电路理论：电路理论：直流、交流、暂态、非正弦。直流、交流、暂态、非正弦。磁路和电机：磁路和电机：变压器、电磁铁、变压器、电磁铁、三相异步电动机及控制。三相异步电动机及控制。电子技术：电子技术：模拟电子线路：模拟电子线路：半导体器件、分离件放大器、半导体器件、分离件放大器、集成运放、电源集成运放、电源数字电路：数字电路：各种门电路、组合电路、各种门电路、组合电路、时序电路及时序电路及555的应用电路。的应用电路。7/13/20242 电工电子学是研究电工电子学是研究电工技术电工技术和和电子技术电子技术的理论的理论和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应具有具有基础性、应用性基础性、应用性和和先进性先进性。基础基础是指基本理论、基本知识和基本技能。是指基本理论、基本知识和基本技能。应用应用是指课程内容要理论联系实际，建立是指课程内容要理论联系实际，建立系统概念，培养大家分析和解决问题的能力；系统概念，培养大家分析和解决问题的能力；重视实验技能的训练。重视实验技能的训练。先进性先进性是指电工学课程内容和体系随着电是指电工学课程内容和体系随着电工技术和电子技术的发展应不断更新。工技术和电子技术的发展应不断更新。7/13/20243 17851785年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，年库仑确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。电荷的概念开始有了定量的意义。18261826年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。年欧姆发现了欧姆定律。18311831年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。年法拉第发现了电磁感应定律。18341834年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机年雅可比制造出第一台电动机。18641864年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论年麦克斯韦提出了电磁波理论。18881888年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了麦克斯韦提出了电磁波理论。麦克斯韦提出了电磁波理论。麦克斯韦提出了电磁波理论。麦克斯韦提出了电磁波理论。18951895年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，年意大利和俄国分别进行了通信实验，从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。从而为无线电技术的发展开辟了道路。7/13/20244未来的发展是未来的发展是未来的发展是未来的发展是量子工学量子工学量子工学量子工学 18831883年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。年爱迪生发现了热电效应。19041904年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。年弗莱明发明了电子二极管。19481948年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。年贝尔实验室发明了晶体管。19581958年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大年生产出集成电路（到现在已经是超大规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是规模集成电路）。现在的集成电路线宽是0.30.3umum，可望达到可望达到可望达到可望达到0.010.01umum（3030个原子的宽度）。个原子的宽度）。个原子的宽度）。个原子的宽度）。7/13/20245 2 2、上课注意听讲，下课要看除教材外的、上课注意听讲，下课要看除教材外的、上课注意听讲，下课要看除教材外的、上课注意听讲，下课要看除教材外的其它参考书及做适当的习题。解题前，要对所其它参考书及做适当的习题。解题前，要对所其它参考书及做适当的习题。解题前，要对所其它参考书及做适当的习题。解题前，要对所学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意分析，用哪个理论和公式以及解题步骤也都要分析，用哪个理论和公式以及解题步骤也都要分析，用哪个理论和公式以及解题步骤也都要分析，用哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题做在本子上，要书写整洁，图要标清楚。习题做在本子上，要书写整洁，图要标清楚。习题做在本子上，要书写整洁，图要标清楚。习题做在本子上，要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。绘清楚，答数要注明单位。绘清楚，答数要注明单位。绘清楚，答数要注明单位。1 1、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。、重点放在物理概念和基本分析法。3 3、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。、要重视实践技能的培养。7/13/20246第一部分第一部分 电路基础电路基础 电电路路基基础础是是研研究究电电路路基基本本规规律律的的一一门门学学科科，它它是是一一门门具具有有丰丰富富内内容容的的学学科科，它它的的理理论论和和方方法，在其它领域也得到了法，在其它领域也得到了广泛的应用。广泛的应用。已已知知输输出出输输入入的的条条件件，求元件参数和电路结构。求元件参数和电路结构。电路基础：电路基础：电路分析电路分析：电路综合电路综合：已知电路结构、元件参数，已知电路结构、元件参数，求电路中的电流、电压和求电路中的电流、电压和功率。功率。7/13/20247下面我们看一个例题，下面我们看一个例题，U US SR+RR+RL LUSRRLILU US1S1-U-US1S1?不会求的原因是不会求的原因是电路中出现了两个回电路中出现了两个回路，路，我们我们对电路结构对电路结构的约束关系不了解，的约束关系不了解，所以不会求。所以不会求。求图示电路中的电流。求图示电路中的电流。U US2S2R R2 27/13/20248第一章第一章 电路的基本概念与电路的基本概念与基本定律基本定律1 1.1 .1 电路与电路模型电路与电路模型1.1.2 2 电路的主要物理量电路的主要物理量1 1.3 .3 电路的电路的三种工作状态三种工作状态 1 1.4 .4 电压源和电流源及其等效变换电压源和电流源及其等效变换1.5 1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律7/13/202491.1 1.1 电路与电路模型电路与电路模型教学目的：教学目的：理解电路的概念、组成及分类理解电路的概念、组成及分类重重 点点:电路的作用和组成电路的作用和组成难难 点：点：电路的作用和组成电路的作用和组成7/13/202410 一、电路的组成一、电路的组成1电路：电路：电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。电流流通的路径称为电路。电电池池负负载载开关开关2组成：组成：（1 1 1 1）电源：）电源：）电源：）电源：提供能量。提供能量。提供能量。提供能量。（2 2 2 2）负载：）负载：）负载：）负载：消耗能量。消耗能量。消耗能量。消耗能量。（3 3 3 3）中间环节：）中间环节：）中间环节：）中间环节：连接电源和连接电源和连接电源和连接电源和 负载的导线及控制元件。负载的导线及控制元件。负载的导线及控制元件。负载的导线及控制元件。7/13/202411（1）电能的传输与转换。）电能的传输与转换。3作用作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器用户用户负载负载如：输配电电路。如：输配电电路。7/13/202412（2）信息的传输与处理。）信息的传输与处理。放放大大器器话筒话筒扬声器扬声器如：各种信息处理电路等。如：各种信息处理电路等。7/13/202413二、二、电路模型电路模型 所谓所谓电路模型电路模型就是指一个就是指一个实际元件实际元件在在特定的条特定的条件下件下，所表现的，所表现的主要的电磁特性主要的电磁特性，而忽略其次要因，而忽略其次要因素，如素，如R、L、C等。这种表示的参数，我们称为等。这种表示的参数，我们称为集集总参数总参数。电电池池负负载载开关开关开关开关+-ER0UR 实际电路都是由一些实际电路都是由一些实际的元器件实际的元器件所组成。所组成。在分析电路时，我们要对实际电路建立在分析电路时，我们要对实际电路建立数学模型数学模型电路模型。电路模型。7/13/2024141.2 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量教学目的：教学目的：掌握电路的基本物理量（电压、电流掌握电路的基本物理量（电压、电流 的定义和参考方向参功率的计算）的定义和参考方向参功率的计算）重重 点点:了解电路中的参考点的意义，掌握电了解电路中的参考点的意义，掌握电 位的计算位的计算难难 点：点：参考方向参考方向 7/13/202415一一.电流电流 电流是由电流是由电荷的定向移动电荷的定向移动而形成的。当金属导而形成的。当金属导体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用，逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电流，简称直流。流，简称直流。电流的强弱用电流强度来表示，电流的强弱用电流强度来表示，对于恒定直流，对于恒定直流，电流强度电流强度I I用单位时间内通过导体用单位时间内通过导体截面的电量截面的电量Q Q来表示，即来表示，即7/13/202416电流的单位是电流的单位是A(安培安培)。在在1秒内通过导体横秒内通过导体横截面的电荷为截面的电荷为1C(库仑库仑)时，其电流则为时，其电流则为1A。计算微小电流时计算微小电流时,电流的单位用电流的单位用mA(毫安毫安)、A(微安）或微安）或nA(纳安），其换算关系为：纳安），其换算关系为：1mA=10-3A，1A=10-6A，1nA=10-9A习惯上，规定正电荷的移动方向表示电流习惯上，规定正电荷的移动方向表示电流的实际方向。的实际方向。在外电路，电流由正极流向负极；在在外电路，电流由正极流向负极；在内电路，电流由负极流向正极。内电路，电流由负极流向正极。7/13/202417 二二.电压电压 电场力把单位正电荷从电场中点电场力把单位正电荷从电场中点A A移到点移到点B B所做的所做的功功W WABAB称为称为A A、B B间的电压间的电压,用用U UABAB表示，即表示，即 U UABAB=电压的单位为电压的单位为V V(伏特伏特)。如果电场力如果电场力把把1 1C C电量从点电量从点A A移到点移到点B B所作的功是所作的功是1 1J(J(焦耳焦耳)，则则A A与与B B两点间的电压就是两点间的电压就是1 1V V。计算较大的电压时用计算较大的电压时用kVkV(千伏），千伏），计算计算较小的电压时用较小的电压时用mV(mV(毫伏）。其换算关系为：毫伏）。其换算关系为：7/13/202418 1 1kV=10kV=103 3V V，1mV=101mV=10-3-3V V 电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，即由即由“+”极指向极指向“”极，极，因此，在电压的方向上电因此，在电压的方向上电位是逐渐降低的。位是逐渐降低的。电压总是相对两点之间的电位而言的，电压总是相对两点之间的电位而言的，所以用双所以用双下标表示，一个下标下标表示，一个下标(如如A)A)代表起点，后一个下标代表起点，后一个下标(如如B)B)代表终点。电压的方向则由起点指向终点，代表终点。电压的方向则由起点指向终点，有时用有时用箭头在图上标明。箭头在图上标明。7/13/202419三三.电动势电动势 为了维持电路中有持续不断的电流，必须有一为了维持电路中有持续不断的电流，必须有一种外力，种外力，把正电荷从低电位处（如负极把正电荷从低电位处（如负极B B）移到高移到高电位处（如正极电位处（如正极A A）。）。在电源内部就存在着这种外力。在电源内部就存在着这种外力。如图如图 1.41.4所示，外力克服电场力把单位正电荷所示，外力克服电场力把单位正电荷由低电位由低电位B B端移到高电位端移到高电位A A端，所做的功称为电动势，端，所做的功称为电动势，用用E E表示。表示。电动势的单位也是电动势的单位也是V V。如果外力把如果外力把1 1C C的电的电量从点量从点B B移到点移到点A A，所做的功是所做的功是1 1J J，则电动势就等于则电动势就等于1 1V V。7/13/202420图图 1-4电动势电动势 电动势的方向规定为从低电位指向高电位，即由电动势的方向规定为从低电位指向高电位，即由“”极指向极指向“+”+”极。极。7/13/202421 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向+-ER0UR+-E1R1R-+E2R2I II I一一.电流的参考方向电流的参考方向电流的实际方向为正电荷的运动方向。电流的实际方向为正电荷的运动方向。（1）为什么要引入参考方向？）为什么要引入参考方向？a）复杂电路很难确定电流的实际方向。复杂电路很难确定电流的实际方向。b）交流电路中，电流本身就是交变的。交流电路中，电流本身就是交变的。（2）参考方向的选择：）参考方向的选择：原则上是任意的，实际和原则上是任意的，实际和 电压的参考方向一起选。电压的参考方向一起选。参考方向的表示方法：参考方向的表示方法：a）箭头；箭头；b）双下标。双下标。电流正负的意义：电流正负的意义：负负表示参考方向和实际方向相反。表示参考方向和实际方向相反。正正表示参考方向和实际方向一致。表示参考方向和实际方向一致。7/13/202422-4Vc)正负号。正负号。二二.电压和电动势的参考方向电压和电动势的参考方向5V4IL+-Uab11A4V-1Aa)箭头；箭头；b)双下标；双下标；那么，在一个电路中，电流和电压的参考方那么，在一个电路中，电流和电压的参考方向应该怎样选择呢？向应该怎样选择呢？7/13/2024231.3 电路的三种工作状态教学目的：教学目的：了解电路的通路、开路和短路了解电路的通路、开路和短路 状态；了解电源的有载、空载状态；了解电源的有载、空载 和短路状态和短路状态重重 点点:电路空载，短路，有载的特点电路空载，短路，有载的特点难难 点：点：电路空载，短路，有载的特点电路空载，短路，有载的特点7/13/202424主要讨论电路中主要讨论电路中电流、电压电流、电压和和功率功率方面的内容。方面的内容。一、一、电源有载工作电源有载工作R0EURabcd+-IR0EURabcd+-I 所谓有载工作状态，是指电源与负载相连通，所谓有载工作状态，是指电源与负载相连通，构成一个电流的回路。构成一个电流的回路。E电动势电动势U端电压端电压R0电源内阻电源内阻R负载负载7/13/2024251 1、电压与电流、电压与电流 电源的伏安特性是指电源对电源的伏安特性是指电源对外供电时，其外供电时，其端电压端电压U和流过其和流过其中中电流电流I的关系。此种关系也称的关系。此种关系也称电源的外特性。电源的外特性。U=E-R0IUI0E电源的外特性曲线电源的外特性曲线理想电源的理想电源的外特性曲线外特性曲线U=ER0EURabcd+-I7/13/2024262 2、功率及功率平衡、功率及功率平衡因为：因为：U=E-R0I所以各项同乘电流后可得功率平衡式：所以各项同乘电流后可得功率平衡式：可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗的功率是平衡的。的功率是平衡的。R0EURabcd+-I式中：式中：P为电源输出功率；为电源输出功率；PE为电源产生功率；为电源产生功率；P为内阻损耗的功率。为内阻损耗的功率。PE=P+P功率的单位是瓦特（功率的单位是瓦特（W W）或千瓦（或千瓦（KWKW）。）。U U =E=E -R-R0 0I I P=PP=PE E-P P I I II I I7/13/202427电源与负载的判别方法电源与负载的判别方法元件元件I+-UP=UI关联方向关联方向0电源电源0负载负载元件元件I-+U非关联方向非关联方向0电源电源0负载负载7/13/202428例题例题5V4I+-Uab11A4VE ER R0 0R RU U0 0试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。解：解：7/13/202429 （5）当当R=RO时，电源输出功率为最大（最时，电源输出功率为最大（最大功率传输）。大功率传输）。几点注意事项：几点注意事项：（1）功率与电压的平方成比，即电压增大）功率与电压的平方成比，即电压增大1倍，倍，P增大增大4倍。倍。（2）P=UI为关联方向的关系式。为关联方向的关系式。（3）在关联方向下功率大于）在关联方向下功率大于0为耗能，小为耗能，小于于0为放能（为放能（电源与负载的判别电源与负载的判别）。）。（4）对于独立电路来说）对于独立电路来说P0。7/13/202430特征特征R0EURabcd+-II=0P=0U=E=U0（开路电压）开路电压）二、电源开路（引伸为支路电流为零）二、电源开路（引伸为支路电流为零）7/13/202431 特征特征R0EURabcd+-IU=0I=IS=E/R0PE=P=R0I2，P=0短路通常是一种短路通常是一种严重事故，应该严重事故，应该尽力预防。尽力预防。三、电源短路三、电源短路7/13/2024321.4 1.4 电压源与电流源及其电压源与电流源及其等效变换等效变换教学目的：教学目的：熟悉电源的外特性及实际电源模型熟悉电源的外特性及实际电源模型重重 点点:电压源与电流源等效变换电压源与电流源等效变换难难 点：点：等效变换原则、条件及注意事项等效变换原则、条件及注意事项7/13/202433例题例题:求图示电路的电流求图示电路的电流I。I+-+6V4V2 3 6 4 1 I=？下面我们讲解求解电路的另下面我们讲解求解电路的另外一种解题方法。外一种解题方法。7/13/2024343 3性质：性质：性质：性质：一、电压源一、电压源 如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何如果一个二端元件在任一时刻，在任何 电电电电路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而路中，其端电压总能保持为某一给定的时间函数，而与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。与通过它的电流无关。2 2符号：符号：符号：符号：+-U US SE E+-u uS Se e1 1定义：定义：定义：定义：（2 2）流过）流过）流过）流过usus的电流与外电路有关。的电流与外电路有关。的电流与外电路有关。的电流与外电路有关。（1 1）usus与外电路无关；与外电路无关；与外电路无关；与外电路无关；7/13/202435注意式中注意式中u与与i为关联方向为关联方向4电源的外特性电源的外特性（1）理想电压源的外特性）理想电压源的外特性（2）有内阻时的外特性）有内阻时的外特性0uSi5功率功率p=ui=0吸收功率吸收功率0释放功率释放功率7/13/202436二、电流源二、电流源如果一个二端元件在如果一个二端元件在任一时刻任一时刻，任何电路，任何电路中，其流过元件的电流总能保持中，其流过元件的电流总能保持 为某一为某一给定的给定的时间函数时间函数而与其两端的电压无关。而与其两端的电压无关。1定义：定义：2符号：符号：ISIs称为电流源的电激流称为电流源的电激流3性质：性质：（1）Is与外电路无关；与外电路无关；（2）u与外电路有关。与外电路有关。7/13/2024375功率：功率：4外特性：外特性：（1）理想电流源的外特性）理想电流源的外特性（2）有内阻时的外特性）有内阻时的外特性0uSi注意式中注意式中u与与i为关联方向为关联方向p=ui=0吸收功率吸收功率0释放功率释放功率7/13/202438理想电压源与电流源的串并联理想电压源与电流源的串并联理想电压源与电流源的串并联理想电压源与电流源的串并联1电压源的串联电压源的串联+-UI+-US1US2US3+-UIUS+-US=US1 US2 US3注意电源的极性注意电源的极性7/13/2024392电压源的并联电压源的并联只有电压源的电压相等时才成立。只有电压源的电压相等时才成立。+-US1US2+-US3电流源的串联电流源的串联只有电流源的电流相等时才成立。只有电流源的电流相等时才成立。ISIS1IS27/13/2024404 4电流源的并联电流源的并联+-UIIS1IS2+UIISIS=IS1+IS2注意电流源的极性注意电流源的极性7/13/2024415 5电流源和电压源的串联电流源和电压源的串联+-UI+-US1US2IS3+-UIIS3+-等效为电流源等效为电流源+-UI+-IS3网络网络7/13/2024426 6电流源和电压源的并联电流源和电压源的并联+-UIIS1US+-+UIUS+-等效为电压源等效为电压源+-UIUS+-网络网络7/13/202443三、电压源与电流源的等效变换三、电压源与电流源的等效变换R0+-UIISUS=R0IS IS=US/R0 R0+-UI+-US使用注意事项：使用注意事项：（1）理想电源不能变换。）理想电源不能变换。（2）注意参考方向。）注意参考方向。（3）串联时变为电压源，并联时变为电流源。串联时变为电压源，并联时变为电流源。（4）只对外部等效，对内不等效。只对外部等效，对内不等效。7/13/202444 例：求图示电路中的例：求图示电路中的I。3 3 2 6 4 1 6V2A4V+-I解：解：3 2 6 4 1 6V2A4V+-I3 2 6 4 1 2A4V+-I2A7/13/2024453 2 6 4 1 2A4V+-I2A2 2 4 1 4V+-I4A2 4 1 4V+-I+-2 8V4 1 4V+-I+-4 8V7/13/2024464 4 1 I2A1A2 1 I3A1 I+-2 6VI=2A4 1 4V+-I+-4 8V解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。解题规则：并联变为电流源；串联变为电压源。7/13/202447 例：求图示电路中的例：求图示电路中的U。+-1 5 4 4 10V5V15V5V5A+-U7/13/202448+-1 5 4 4 10V5V15V5V5A+-U+-4 4 15V5V5A+-U+-4 4 20V5A+-U4 4 5A5A+-U2 5A5A+-UU=0V7/13/202449+-1 5 4 4 10V5V15V5V5A+-U 例：求图示电路中的例：求图示电路中的U。+-7/13/2024501.4 1.4 基尔霍夫定律基尔霍夫定律教学目的：教学目的：掌握电路的基本定律掌握电路的基本定律-基尔霍夫定律基尔霍夫定律重重 点点:基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用难难 点：点：基尔霍夫定律的推广基尔霍夫定律的推广7/13/202451基尔霍夫（德国物理学家）基尔霍夫（德国物理学家）除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律，除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律，还有还有基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律和电压定律(KVL)。基尔基尔霍夫电流定律应用于霍夫电流定律应用于结点结点，基尔霍夫电压定律应用于，基尔霍夫电压定律应用于回路回路。+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd7/13/2024525网络：指较多元网络：指较多元 件组成的电路。件组成的电路。一、名词解释一、名词解释+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd 1支路：电路中的每一分支称为支路（流过同支路：电路中的每一分支称为支路（流过同 一电流）。流过支路的电流称为支路电流。一电流）。流过支路的电流称为支路电流。2结点：支路的交叉称为结点。结点：支路的交叉称为结点。3回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。4网孔：不含支路网孔：不含支路 的回路。的回路。7/13/2024531 1定义：在任一时刻，任一结点上的所有支定义：在任一时刻，任一结点上的所有支 路电流的代数和恒为零。路电流的代数和恒为零。即即I=0I=0；或或 I I入入=I I出出 二、二、KCLKCL（电流定律）电流定律）I1+I2-I3=0或或-I1-I2+I3=0也可写成：也可写成：I1+I2 =I3 （入）入）（出）（出）2 2注意正负号的取法（两套符号）注意正负号的取法（两套符号）注意正负号的取法（两套符号）注意正负号的取法（两套符号）+-E1E2R2R1R3I1I2I3cabd7/13/2024543 3推广到广义结点上使用，任一闭合面。推广到广义结点上使用，任一闭合面。IAIBICIABIBCICAABCIC=ICA-IBC将三式相加得：将三式相加得：IA+IB+IC=0或或 I=0IA=IAB-ICAIB=IBC-IABIA+IB+IC=0【证明证明】7/13/202455 图图示示电电路路中中，已已知知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。求。求I2，I3和和I6。I1R1R2R3I2I3I4I5I6例题：例题：解：解：I3=I1I5=116=5（mA)I2=I3I4=512=7（mA)I6=I1I2=11(7)=18（mA)I6=I4+I5=12+6=18（mA)7/13/2024564 4物理意义：物理意义：KCLKCL是电流的连续性的体现，也是电流的连续性的体现，也 是能量守衡的体现。是能量守衡的体现。5 5KCLKCL对各支路电流施加了约束，而对各支路电流施加了约束，而与支路元件的性质无关。与支路元件的性质无关。qq2q17/13/2024571定定义义：在在任任一一时时刻刻，沿沿任任一一回回路路内内所所有有支支路路或或元件电压降的代数和恒为零。元件电压降的代数和恒为零。三、三、KVLKVL（电压定律）电压定律）E=U 2表达式表达式 ：U=0 +-E1E2R2R1R3I1I2I3cabdE1=I1R1+I3R3E2=I2R2+I3R3E1=I1R1I2R2+E27/13/202458例题：例题：电路如图所示，已知电路如图所示，已知UAB=5V，UBC=4V，UDA=3V。试求：（试求：（1）UCD；（；（2）UCA+-UABUDAUCDUBCABCD+-UCA解：解：（2）ABCA不是不是闭合回闭合回路，也可应用路，也可应用KVL求解。求解。（1）UAB+UBC+UCD+UDA=05+（4）+UCD+（3）=0UCD=2VUAB+UBC+UCA=0UCA=1V7/13/202459 （1）列）列KVL前，要首先选定回路绕行方向，前，要首先选定回路绕行方向，然后再列方程，电压降和回路绕行方向一致取然后再列方程，电压降和回路绕行方向一致取正，否则取负。正，否则取负。（3）KVL对闭合回路中各支路电压施加了约对闭合回路中各支路电压施加了约束，束，它与元件性质无关。它与元件性质无关。讨论讨论U=E（2）KVL的另一种表达式。的另一种表达式。此时注意正负号的取法。此时注意正负号的取法。4绕行方向的选择：原则上是任意。绕行方向的选择：原则上是任意。7/13/202460KCL和和KVL是在实验的基础上是在实验的基础上得出的，是分析电路的理论基础，得出的，是分析电路的理论基础，它和欧姆定律一起构成了电路分它和欧姆定律一起构成了电路分析的析的两个基本依据两个基本依据。局部约束方程：局部约束方程：U=RI整体约束方程：整体约束方程：KCL和和KVL7/13/202461END7/13/202462