第一章电路模型和电路定律2019-课件

返返 回回下下 页页上上 页页 电电 路路授课教师授课教师:王晓燕王晓燕江苏师范大学电气工程及自动化学院江苏师范大学电气工程及自动化学院 第第5 5版版 返返 回回下下 页页上上 页页 只要只要涉及到电能的产生、传输和使用的地方涉及到电能的产生、传输和使用的地方，都有电，都有电路理论的应用，例如：手电筒、电视机、手机、电动玩具、路理论的应用，例如：手电筒、电视机、手机、电动玩具、电力系统、计算机互联网、卫星通信网等等。电力系统、计算机互联网、卫星通信网等等。绪绪 论论返返 回回下下 页页上上 页页电力电网电力电网高铁驾高铁驾驶室驶室返返 回回下下 页页上上 页页美美X-47B无人战机遥控台无人战机遥控台返返 回回下下 页页上上 页页仿生四翼飞行机器人仿生四翼飞行机器人返返 回回下下 页页上上 页页 电路分析电路分析课程为工科电类专业的课程为工科电类专业的专业基础课专业基础课程程，是后续各门专业基础课程、专业课程的前提与基，是后续各门专业基础课程、专业课程的前提与基础。础。电路分析课程学习的电路分析课程学习的目的与意义目的与意义 与自动控制原理课程是工科研究生考与自动控制原理课程是工科研究生考试必考科目中的二选一关系。试必考科目中的二选一关系。返返 回回下下 页页上上 页页电路电路信息融合管理控制系统信息融合管理控制系统专业专业基础基础专业专业应用应用领域领域轨道交通轨道交通供电技术供电技术铁路信号检测铁路信号检测铁路信号铁路信号远程控制远程控制区间信号与列车区间信号与列车运行控制系统运行控制系统计算机连锁系统计算机连锁系统铁路信号铁路信号基础设备基础设备城市轨道交通通城市轨道交通通讯技术讯技术车站信号自动控制车站信号自动控制模拟电子技术模拟电子技术数字电子技术数字电子技术自动控制原理自动控制原理返返 回回下下 页页上上 页页实际电路实际电路电路模型电路模型电路分析电路分析求解方程求解方程（代数、常微分、偏微分等）（代数、常微分、偏微分等）结果结果电路分析课程知识学习思路电路分析课程知识学习思路返返 回回下下 页页上上 页页学习过程中注意环节学习过程中注意环节注意解题方法和技巧，注意解题方法和技巧，书写规范、参数标注规范书写规范、参数标注规范完整。完整。随堂带作业本，独立完成作业随堂带作业本，独立完成作业，按时交作业。，按时交作业。作业本封皮：姓名、学号作业本封皮：姓名、学号作业、习题作业、习题 紧跟讲课思路，对关键内容做好笔记。掌握基本紧跟讲课思路，对关键内容做好笔记。掌握基本概念、基本理论、基本原理和基本分析方法。概念、基本理论、基本原理和基本分析方法。课堂理论教学课堂理论教学（80学时，学时，5学分）学分）实验课实验课独立开课独立开课返返 回回下下 页页上上 页页1、平时成绩：占、平时成绩：占30%（1）考勤：占）考勤：占10%迟到扣分依次递增翻倍：第一次扣迟到扣分依次递增翻倍：第一次扣0.5分；第分；第2次扣次扣1分；分；第三次扣第三次扣2分；第分；第4次扣次扣4分分 旷课一次扣旷课一次扣5分。分。（2）课堂表现：占）课堂表现：占10%上课睡觉一次扣上课睡觉一次扣1分，叫不醒者一次扣分，叫不醒者一次扣5分；分；上课手机应关机，用手机接打电话、收发短信一次扣上课手机应关机，用手机接打电话、收发短信一次扣5分；用手机上网浏览、玩游戏等一次扣分；用手机上网浏览、玩游戏等一次扣10分。）分。）（3）平时作业：占）平时作业：占10%；2、期末考核（闭卷）：占、期末考核（闭卷）：占70%。课程考核（百分制）与课堂纪律要求细则课程考核（百分制）与课堂纪律要求细则单项扣分超出对应单项扣分超出对应10%后从平时成绩总分值中扣。后从平时成绩总分值中扣。返返 回回下下 页页上上 页页学习辅助材料学习辅助材料1 1、刘崇新，罗先觉刘崇新，罗先觉 编编 电路（第电路（第5 5版）学习指导与习题分析版）学习指导与习题分析 高等教育出版社高等教育出版社2 2、康巨珍、康巨珍 康晓明康晓明 编编 电路原理电路原理 国防工业出版社国防工业出版社3 3、周守昌主编、周守昌主编 电路原理（第电路原理（第2 2版）版）高等教育出版社高等教育出版社4 4、胡翔俊主编、胡翔俊主编 电路分析电路分析 高等教育出版社高等教育出版社5 5、网络课件、各工科学校对应的精品课程网站资源网络课件、各工科学校对应的精品课程网站资源返返 回回下下 页页上上 页页1-1 1-1 电路和电路模型电路和电路模型 1-2 1-2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 1-3 1-3 电功率和能量电功率和能量 1-4 1-4 电路元件电路元件 1-5 1-5 电阻元件电阻元件 1-6 1-6 电压源和电流源电压源和电流源 1-7 1-7 受控电源受控电源 1-8 1-8 基尔霍夫定律基尔霍夫定律第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律返返 回回下下 页页上上 页页1.1.电压、电流参考方向的判断电压、电流参考方向的判断 重点：重点：第一章第一章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律(circuit model)(circuit laws)3.3.基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用2.2.电压源、电流源、受控电源的基本特性电压源、电流源、受控电源的基本特性返返 回回下下 页页上上 页页 1-1 电路和电路模型（电路和电路模型（model)（1）实现电能的传输、分配与转换）实现电能的传输、分配与转换 （2）实现信号的传递与处理）实现信号的传递与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒电路的作用：电路的作用：电路是电流的通路，电路是电流的通路，是为了某种功能需要由电工是为了某种功能需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。设备或电路元件按一定方式组合而成。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电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线返返 回回下下 页页上上 页页一、一、实际电路实际电路电路两种表现形式：电路两种表现形式：实际电路、电路模型实际电路、电路模型 由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为备连接而成的电路，称为实际电路实际电路。返返 回回下下 页页上上 页页电阻器电阻器电容器电容器线圈线圈电电池池运算放大器运算放大器晶体管晶体管返返 回回下下 页页上上 页页简单电路简单电路返返 回回下下 页页上上 页页 复杂电路：低频信号发生器的内部结构复杂电路：低频信号发生器的内部结构返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页实际电路实际电路主要由主要由电源电源、负载负载、连接导线连接导线及及开关开关等构成。等构成。导线导线电电池池（电电源源）开关开关灯泡灯泡（负载）（负载）例例 1：电源电源(source)：电能或电信号发生器，电能或电信号发生器，又被称为又被称为“激励源激励源”（激励激励），提供能量或信号。），提供能量或信号。负载负载(load)：用电设备，用电设备，将电能转化为其它形式能量，或对信号进行处理。将电能转化为其它形式能量，或对信号进行处理。导线导线(line)、开关（、开关（switch）等）等：将电源与负载接成通路。：将电源与负载接成通路。返返 回回下下 页页上上 页页由由激励激励所产生的电压和所产生的电压和电流称为电流称为响应响应。返返 回回下下 页页上上 页页手电筒的电路模型手电筒的电路模型UI开关开关ER0R干电池干电池电珠电珠实际电路与电路模型的对应举例实际电路与电路模型的对应举例二、电路模型二、电路模型 (circuit model)电路模型：电路模型：由由理想电路元件理想电路元件相互连接而成，与实际电路具有相互连接而成，与实际电路具有基本相同基本相同的电磁性质。的电磁性质。理理想想电电路路元元件件：根根据据实实际际电电路路元元件件所所具具备备的的电电磁磁性性质质所所假假想想的的具具有有某某种种单单一一电电磁磁性性质质的的元元件件，其其u，i关关系系可用简单的数学公式严格表示。可用简单的数学公式严格表示。几种基本的几种基本的电工电路元件电工电路元件：电阻元件、电感元件、电容元件、电源元件电阻元件、电感元件、电容元件、电源元件二端元件、三端元件、四端元件等二端元件、三端元件、四端元件等返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页导线导线电电池池开关开关灯泡灯泡实际器件的电路模型的建立实际器件的电路模型的建立：用用理想电路元件理想电路元件或其或其组合，组合，模拟实际电模拟实际电 路元器件。路元器件。返返 回回下下 页页上上 页页1、集总（参数）元件集总（参数）元件：每一个二端元件，从其一个端：每一个二端元件，从其一个端子流入的电流等于从其另一个端子流出的子流入的电流等于从其另一个端子流出的电流；端子间的电压为单值量。电流；端子间的电压为单值量。2、集总参数电路集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。：由集总参数元件构成的电路。每一种集总参数元件被假设集中由一种电磁现象所表征。每一种集总参数元件被假设集中由一种电磁现象所表征。三、三、集总参数元件与集总参数电路集总参数元件与集总参数电路（1-4）分布参数电路分布参数电路（P475 18-1）1-2 1-2 电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向 一、电路中的主要物理量一、电路中的主要物理量 主主要要有有电电压压（u）、电电流流（i）、电电荷荷（q）、磁磁通通（）、电电功率（功率（p）、电能（）、电能（W）等。）等。1.电流电流(current)：电荷的定向运动形成电流。：电荷的定向运动形成电流。电电流流的的大大小小用用电电流流强强度度表表示示：单单位位时时间间内内通通过过导导体体截截面的电量。面的电量。单位：单位：A(安安)(Ampere，安培，安培)电流的方向电流的方向：正电荷移动的方向。：正电荷移动的方向。（人为规定）（人为规定）返返 回回下下 页页上上 页页2.电电压压(voltage)：电电场场中中某某两两点点A、B间间的的电电压压(降降)UAB，等于电场力将单位正电荷从等于电场力将单位正电荷从A点移至点移至B点所做的功。点所做的功。单位：单位：V(伏伏)(Volt，伏特，伏特)AB返返 回回下下 页页上上 页页l 实际电压方向实际电压方向 高电位指向低电位的方向。高电位指向低电位的方向。返返 回回下下 页页上上 页页+_USRs+u_RUI二、电流、电压的参考方向二、电流、电压的参考方向 (reference direction)1.电流的参考方向电流的参考方向例例1：电路中电流电路中电流I的的实际流向实际流向？实际方向实际方向 3 5 3 56V 6A6V 6A 3 1 U 3 1 U I参考方向参考方向(人为设定人为设定)?例例2：返返 回回下下 页页上上 页页 对于复杂电路或电路中的电流是随时间而变对于复杂电路或电路中的电流是随时间而变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。化时，电流的实际方向往往很难事先判断。电流电流参考方向参考方向的两种表示的两种表示：用箭头表示：箭头的指向为用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。电流的参考方向。用双下标表示：如用双下标表示：如 iAB,电流的参考方向由电流的参考方向由A指向指向B。i 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0实际方向实际方向实际方向实际方向电流的电流的参考方向参考方向与与实际方向实际方向的关系：的关系：AB返返 回回下下 页页上上 页页2.电压的参考方向电压的参考方向 u 0参考方向参考方向u+实际方向实际方向+实际方向实际方向参考方向参考方向u+返返 回回下下 页页上上 页页电压参考方向的两种表示方式电压参考方向的两种表示方式：（1）用用正正负负极极性性表表示示：由由正正极极指指向向负负极极的的方方向向为为电电压压(降低降低)的参考方向的参考方向（2）用用双双下下标标表表示示：如如 UAB,由由A指指向向B的的方方向向为为电电压压(降降)的参考方向的参考方向u+ABuAB返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流(或电压或电压)值才有正负之分。值才有正负之分。若若 I=5A，则电流的实际方向从则电流的实际方向从 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，则电流，则电流的实际方向的实际方向从从 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a 指向指向 b；若若 U=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b 指向指向 a。总结：总结：返返 回回下下 页页上上 页页电路中电压电路中电压UAB=10V，方向，方向从从A指向指向B（实际方向）。（实际方向）。若若U1电压参考方向如当前图中所示，电压参考方电压参考方向如当前图中所示，电压参考方向与实际方向相同，则向与实际方向相同，则 U1=10V。若若U1电压参考方向如当前图中所示，电压参考方电压参考方向如当前图中所示，电压参考方向与实际方向相反，则向与实际方向相反，则 U1=-10V。U1例例3：10V10 AB U1小结：小结：（1）分析电路前必须设定或明确电压和电流的参考方向分析电路前必须设定或明确电压和电流的参考方向。（2）参考方向一经选定，参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注必须在图中相应位置标注(包括方向包括方向和和符号），在计算过程中不得任意改变。符号），在计算过程中不得任意改变。（3）元元件件或或支支路路的的u，i通通常常采采用用相相同同的的参参考考方方向向以以减减少少公公式式中中负负号，称之为号，称之为关联参考方向关联参考方向。反之，称为。反之，称为非关联参考方向非关联参考方向。+iu+iu关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向u=Riu=Ri（4）参考方向参考方向也称为也称为假定方向假定方向，以后讨论均在参考方向下进行，以后讨论均在参考方向下进行。返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页解：解：对图对图(a)有有,U=IR例例1：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A返返 回回下下 页页上上 页页例例2 2：电压、电流参考方向电压、电流参考方向如图中所标，问：对如图中所标，问：对A、B两两部分电路电压、电流参考方部分电路电压、电流参考方向是否关联？向是否关联？uBAiA元件电压、电流参考方向元件电压、电流参考方向非关联非关联；B元件电压、电流参考方向元件电压、电流参考方向关联关联。解：解：1-3 电功率和能量电功率和能量一、一、（电）功率：（电）功率：单位时间内电场力所做的功。单位时间内电场力所做的功。功率的单位：功率的单位：W(瓦瓦)(Watt，瓦特，瓦特)能量的单位：能量的单位：J (焦焦)(Joule，焦耳，焦耳)能量：能量：一段时间内电场力所做的功。一段时间内电场力所做的功。从从 t0 到到 t 电阻电阻消耗的能量：消耗的能量：返返 回回下下 页页上上 页页二、电压、电流二、电压、电流采用参考方向采用参考方向时功率的计算和判断时功率的计算和判断1.u,i 关联参考方向关联参考方向p=ui 表示元件表示元件吸收吸收的功率的功率P0 吸收功率吸收功率P0 发出功率发出功率P0 吸收功率吸收功率+iu2.u,i 非非关联参考方向关联参考方向吸吸发发返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页结论结论：1 1、上述功率计算不仅适用于元件，也、上述功率计算不仅适用于元件，也适用于任意二端网络；适用于任意二端网络；一一端端口口元元件件：由由一一对对端端钮钮构构成成，且且满满足足从从一一个个端端钮钮流流入入的的电电流流等等于于从从另另一一个个端端钮钮流流出出的电流。的电流。uii+-一端口（一端口（one-port）网络（二端网络）网络（二端网络）:二端口（二端口（two-port）网络）网络:线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1u2+-+-当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。2、电电阻阻元元件件在在电电路路中中总总是是消消耗耗(吸吸收收)功功率率，而而电电源源在在电电路路中可能吸收，也可能发出功率。中可能吸收，也可能发出功率。+5 IURU1U2例例1:U1=10V，U2=5V。分别求电源、电阻的功率。分别求电源、电阻的功率。I=UR/5=(U1U2)/5=(105)/5=1 APR吸吸=URI=5 1=5 WPU1发发=U1I=10 1=10 WPU2吸吸=U2I=5 1=5 WP发发=10 W，P吸吸=5+5=10 WP发发=P吸吸 (功率守恒功率守恒)+-返返 回回下下 页页上上 页页R 1-5 电阻元件电阻元件 (resistor)线性电阻元件线性电阻元件：任何时刻端电压与其电流成正比的元件。：任何时刻端电压与其电流成正比的元件。1.符号符号R（1）电压与电流的参考方向设定一致）电压与电流的参考方向设定一致为关联参考方向为关联参考方向Riu+2.欧姆定律欧姆定律(Ohms Law)的表现形式的表现形式u R iR 称为电阻，称为电阻，电阻的单位：电阻的单位：(欧欧)(Ohm，欧姆，欧姆)R返返 回回下下 页页上上 页页 伏安特性曲线伏安特性曲线:R=cot 线性电阻线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。是一个与电压和电流无关的常数。iuO电阻元件的伏安特性为电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线一条过原点的直线令令 G 1/RG称为称为电导电导则则 欧姆定律表示为欧姆定律表示为 i G u 电导的单位：电导的单位：S(西西)(Siemens，西门子，西门子)返返 回回下下 页页上上 页页（2）电阻的电压和电流的参考方向相反电阻的电压和电流的参考方向相反为非关联参考方向为非关联参考方向Riu+则欧姆定律写为则欧姆定律写为u Ri 或或 i Gu 公式必须和参考方向配合使用！公式必须和参考方向配合使用！返返 回回下下 页页上上 页页3.电阻在电路中的特殊情况电阻在电路中的特殊情况 开路（断路）开路（断路）：当一个线性电阻元件的端电压不论：当一个线性电阻元件的端电压不论为何值时，为何值时，流过它的电流恒为零值流过它的电流恒为零值。短路短路：当流过一个线性电阻元件的电流不论为何值：当流过一个线性电阻元件的电流不论为何值时，它的时，它的端电压恒为零值端电压恒为零值。R=或或 G=0R=0 或或 G=iuO开路开路iuO短路短路返返 回回下下 页页上上 页页4.电阻功率电阻功率Riu+Ri结论：结论：电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。P发发 ui (Ri)i i2 R u(u/R)u2/R0p吸吸 ui （Ri）i=i2R u2/Ru+返返 回回下下 页页上上 页页 1-6 电压源和电流源（独立电源）电压源和电流源（独立电源）一一、（理理想想）电电压压源源：电电源源两两端端电电压压为为uS，其其值值与与流流过过它的电流它的电流 i 无关。无关。1.特点：特点：（1）电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；（2）通过它的电流是任意的，由通过它的电流是任意的，由外电路外电路决定。决定。直流电压源：直流电压源：表示为表示为“US”，为恒定常数，为恒定常数交流电压源：交流电压源：表示为表示为“uS”，是确定的时间函数，是确定的时间函数，如如 uS=Umsin tuS（US）电路符号电路符号+_i返返 回回下下 页页上上 页页2.伏安特性伏安特性US（1）若若uS=US，即即直直流流电电源源，则则其其伏伏安安特特性性为为平平行行于于电流轴的直线，反映电压与电流轴的直线，反映电压与 电源中的电流无关。电源中的电流无关。（2）若若uS为为变变化化的的电电源源，则则某某一一时时刻刻的的伏伏安安关关系系也也是是这这样样。电电压压为为零零的的电电压压源源，伏伏安安曲曲线线与与 i 轴轴重重合合，相当于短路元件相当于短路元件。uS+_iu+_uiO返返 回回下下 页页上上 页页3.（理想）电压源的开路与短路（理想）电压源的开路与短路uS+_iu+_R（1）开路开路：R，i=0，u=uS。（2）短短路路：u=0，与与电电压压源源的的特特性性相相矛矛盾盾，因此因此理想电压源不允许短路理想电压源不允许短路。*实实际际电电压压源源也也不不允允许许短短路路。因因其其内内阻阻小小，若若短短路路，电电流流很很大大，可可能能烧烧毁电源。毁电源。US+_iu+_RSUsuiOu=USRSi实际电压源实际电压源返返 回回下下 页页上上 页页4.电压源功率电压源功率i，uS关联关联，p吸吸=uSi i，us非关联非关联，p发发 uS i uS+_iu+_uS+_iu+_返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页二、（理想）电流源：二、（理想）电流源：1.特点：特点：（1）电源电流由电源本身决定，与外电路无关；电源电流由电源本身决定，与外电路无关；（2）电源两端电压）电源两端电压是任意的，由是任意的，由外电路外电路决定。决定。电路符号电路符号iS+_u直流电流源：直流电流源：表示为表示为“IS”，为恒定常数，为恒定常数交流电流源：交流电流源：表示为表示为“iS”，是确定的时间函数，是确定的时间函数，如如 iS=Imsin t电源输出电流为电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压，其值与此电源的端电压 u 无关。无关。2.伏安特性伏安特性IS（1）若若iS=IS，即即直直流流电电源源，则则其其伏伏安安特特性性为为平平行行于于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。电压轴的直线，反映电流与端电压无关。（2）若若iS为为变变化化的的电电源源，则则某某一一时时刻刻的的伏伏安安关关系系也也是是这这样样 电电流流为为零零的的电电流流源源，伏伏安安曲曲线线与与u 轴轴重重合合，相当于开路元件相当于开路元件uiOiSiu+_返返 回回下下 页页上上 页页3.（理想）电流源的短路与开路（理想）电流源的短路与开路R（2）开开路路：i=0，与与电电流流源源的的特特性性相相矛矛盾，理想电流源不允许开路。盾，理想电流源不允许开路。（1）短短路路：R=0，i=iS，u=0，电电流源被短路。流源被短路。iSiu+_返返 回回下下 页页上上 页页4.电流源功率电流源功率iSiu+_iSiu+_iS，u关联关联，p吸吸=uiS i s，u非关联非关联，p发发 u iS 返返 回回下下 页页上上 页页+_返返 回回下下 页页上上 页页注意：注意：首先根据分析计算首先根据分析计算的需要，在电路图中的需要，在电路图中对将对将要用到的电压、电流进行要用到的电压、电流进行字母定义字母定义和和参考方向的标参考方向的标注！注！禁禁:直接数值列式求解直接数值列式求解！例例1：计算图示电路各元件的功率。：计算图示电路各元件的功率。I+_+_10V5V-+UR解：解：发出发出吸收吸收吸收吸收满足满足：P发发P吸吸+US2-+US1-R返返 回回下下 页页上上 页页U2A+_5V-+例例2：计算图示电路各元件的功率。：计算图示电路各元件的功率。解：解：发出发出吸收吸收满足满足：P发发P吸吸ISUSIS 1-7 受控电源受控电源(非独立源非独立源)电源分类：电源分类：1、电源、电源实际电源实际电源理想电源理想电源（理想）电压源（理想）电压源（理想）电流源（理想）电流源2、电源、电源直流电源（直流电源（DC）交流电源（交流电源（AC）3、电源、电源独立独立电源电源受控受控电源电源返返 回回下下 页页上上 页页(controlled source or dependent source)返返 回回下下 页页上上 页页定定义义：电电压压源源电电压压或或电电流流源源电电流流不不是是给给定定的的时时间间函函数数，而而是受电路中某个支路的电压是受电路中某个支路的电压(或电流或电流)的控制。的控制。电路符号：电路符号：+受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源1.受控电源受控电源例例:ic=ib用以前讲过的元件无法表示此用以前讲过的元件无法表示此电流关系，为此引出新的电路模电流关系，为此引出新的电路模型型电流控制的电流源。电流控制的电流源。一个三极管可以用一个三极管可以用CCCS模型来表示；模型来表示；CCCS可以用一个三极管来实现。可以用一个三极管来实现。ib ib控制部分控制部分受控部分受控部分RcibRbic受控源是一个四端元件（两端口网络）：受控源是一个四端元件（两端口网络）：输入端口是控制支路，输入端口是控制支路，输出端口是受控支路。输出端口是受控支路。返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页2.分类分类：受控电源受控电源电流电流控制控制电压源（电压源（CCVS）电流电流控制控制电流源（电流源（CCCS）电压电压控制控制电流源（电流源（VCCS）电压电压控制控制电压源（电压源（VCVS）根据根据控制量控制量和和被控制量被控制量是电压是电压u u或电流或电流i i ，受控源，受控源可分为四种类型：可分为四种类型：返返 回回下下 页页上上 页页 :电压放大倍数电压放大倍数 i1=0u2=u1（1）电压控制电压源电压控制电压源(Voltage Controlled Voltage Source)+_u1i1 u1+_u2i2VCVS+_g:转移电导转移电导 i1=0i2=gu1（2）电压控制电流源电压控制电流源(Voltage Controlled Current Source)VCCSgu1+_u2i2+_u1i1返返 回回下下 页页上上 页页r :转移电阻转移电阻 u1=0u2=ri1（3）电流控制电压源电流控制电压源(Current Controlled Voltage Source)+_u1i1+_u2i2CCVS+_+_u1i1r i1+_u2i2CCVS+_（4）电流控制电流源）电流控制电流源(Current Controlled Current Source):电流放大倍数电流放大倍数 u1=0i2=i1CCCSb b i1+_u2i2+_u1i13.受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较（1）独独立立源源电电压压（电电流流）由由电电源源本本身身决决定定，与与电电路路中中其其它它电电压压、电电流流无无关关，而而受受控控源源电电压压（电电流流）直直接接由由控制量决定。控制量决定。（2）独独立立源源作作为为电电路路中中“激激励励”，在在电电路路中中产产生生电电压压、电电流流，而而受受控控源源只只是是反反映映输输出出端端与与输输入入端端的的关关系系，在在电路中不能作为电路中不能作为“激励激励”。（3）含受控源电路的分析方法、原理和含独立电源的电）含受控源电路的分析方法、原理和含独立电源的电路的相同，即路的相同，即先把受控源当作独立源来处理，最后再按先把受控源当作独立源来处理，最后再按照控制量和被控制量的关系进行相关参量的确定照控制量和被控制量的关系进行相关参量的确定。返返 回回下下 页页上上 页页 1-8 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs Current LawKCL）和）和基尔霍夫电压基尔霍夫电压定律定律（Kirchhoffs Voltage LawKVL）。它反映了）。它反映了电路中所有支路电压和电流的几何约束（拓扑约束）电路中所有支路电压和电流的几何约束（拓扑约束）关系，是分析集总参数电路的基本定律。关系，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定基尔霍夫定律与元件特性律与元件特性构成了电路分析的基础。构成了电路分析的基础。约束约束元件电压电流关系（元件电压电流关系（VCR）“几何几何”约束（约束（“拓扑拓扑”约束）约束）返返 回回下下 页页上上 页页(Kirchhoffs Laws)一一、基本电路结构名词术语的定义基本电路结构名词术语的定义:1.支路支路(branch)：电路中通过同一电流的每个分支。电路中通过同一电流的每个分支。(b)2.结点（节点结点（节点）(node):三条或三条以上支路的连接点称为结点。三条或三条以上支路的连接点称为结点。(n)4.回路回路(loop)：由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。(l)b=33.路径路径(path)：两结点间的一条通路。路径由支路构成。两结点间的一条通路。路径由支路构成。5.网孔网孔(mesh)：对对平面电路平面电路，每个网眼即为网孔。，每个网眼即为网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123返返 回回下下 页页上上 页页二二、基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律(KCL)：在在任任何何集集总总参参数数电电路路中中，在在任任意意时时刻刻，对对任任意意结结点点，所所有有流流出出或或流流入入该该结结点点的的支支路路电电流流的代数和恒等于零。的代数和恒等于零。即即物理基础：物理基础：电荷守恒，电流连续性。电荷守恒，电流连续性。i1i4i2i3令令流出流出为为“+”(支路电流背离结点支路电流背离结点)i1+i2i3+i4=0i1+i3=i2+i47A4Ai110A-12Ai2i1+i2=10+(12)i2=1A 例例1:47i1=0 i1=3A 例例2:返返 回回下下 页页上上 页页 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。假设的闭合面。应用推广应用推广:I=?例例:广义结点广义结点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律(KVL)：321支路支路:结点结点:网孔网孔:回路回路:6437首首先先设设定定回回路路绕绕行行方方向向:顺顺时时针针或逆时针。或逆时针。R1I1US1+R2I2R3I3+R4I4+US4=0例例:如：设为顺时针方向绕行如：设为顺时针方向绕行:基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(KVL)：在在任任何何集集总总参参数数电电路路中中，在在任任一一时时刻刻，沿沿任任一一闭闭合合路路径径(按按固固定定绕绕向向)，各各部部分分电电压压的的代代数数和恒为零和恒为零。即即I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U1U2U4-U1-US1+U2-U3+U4+US4=0U3返返 回回下下 页页上上 页页KCL、KVL小结：小结：（1）KCL是是对对支支路路电电流流的的线线性性约约束束，KVL是是对对支支路路电压的线性约束。电压的线性约束。（2）KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。与组成支路的元件性质及参数无关。（3）KCL表明在每一结点上电荷是守恒的。表明在每一结点上电荷是守恒的。（4）KCL、KVL只适用于集总参数的电路只适用于集总参数的电路。返返 回回下下 页页上上 页页返返 回回下下 页页上上 页页321KCL、KVL方程式列写练习：方程式列写练习：