河南理工大学电工电子技术之电工技术第一章

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1、《,电工与电子技术,》,教师：,,,,课程性质,包含《电路理论》《电机学基础》《模拟电,子技术》《数字电子技术》四局部内容。,本课程是非电专业的专业基础课程。,课程内容,问题1 电是谁发现的？,问题3 为什么收音机调台旋钮调节时可以收到不同电台的信号,问题4 为什么我国电网采用50Hz供电,问题5 为什么经常开、关灯时容易出现灯坏掉的情况,问题2 为什么低压电力网采用四线制,问题6 为什么话筒可以使声音清楚的变大,问题7 交流电如何变成直流电的,问题8 为什么红绿灯会自动每一秒减少一并显示出来的,问题9 自动报警如何实现,微波防盗报警器,,要求,认真听课，重视概念、掌握规律，

2、课后复习，,重视实验，作业,要认真、标准（,必须画电路图,、,按解题步骤求解）。,考试：,平时成绩：20%（,作业、考勤、实验,）,期末成绩：80%,电路理论,实际电路,电路模型,电气特性,电路分析,电路综合,,,,本章要求:,1.理解电路模型的概念；,2.掌握电压与电流参考方向的意义；,3.掌握电路中的基本物理量及其计算；,4.,掌握各个理想元件的性质；,5.,掌握电路理论中最基本的定理；,第,1,章 电路的基本概念与基本定律,1.1,实际电路的作用与组成局部,,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信息的传递、操作与处理,放大器,扬声器,话筒,1. 实际电路的作用,实际电路是,由

3、电气设备按预期目的连接构成的电流通路。,发电机,升压,变压器,降压,变压器,电灯,电动机电炉,...,输电线,2.,电路的,组成局部,电源: 提供,电能的装置,负载: 取用,电能的装置,中间环节：传递、分,配和操作电能的作用,发电机,升压,变压器,降压,变压器,电灯,电动机电炉,...,输电线,直流电源,直流电源:,提供能源,信号处理：,放大、调谐、检波等,负载,信号源:,提供信息,2.,电路的,组成局部,放大器,扬声器,话筒,电源或信号源的电压或电流称为鼓励，它推动电路工作；由鼓励所产生的电压和电流称为响应。,一、实际电路：,电气元件由导线连接构成的闭合通路，并进行着能量形式转换，电能的

4、传输和分配过程。,二、电路模型： （简称电路）,用于分析计算的电路图形。由理想电路元件构成的模型。,忽略掉次要因素，突出其主要因素的元件,是组成电路模型的最小单元，是具有某种确定的电磁性质的假想元件,根据端子的数目，理想电路元件可分为二端、三端、四端元件等。,1. 2,电路模型,基本的理想电路元件：,电阻元件：表示消耗电能的元件,电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件,电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件,电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成,电能的元件。,具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一电路模型表示。,同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型

5、可以有不同的形式。,电感线圈的电路模型,注意,手电筒的电路模型,例2：手电筒,R,+,R,o,E,–,S,+,U,–,I,电池,导线,灯泡,开关,手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。,,负载,,电源,E,R,电池,导线,灯泡,开关,电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、能量、电功率等，但是电路分析中主要关心的物理量是电流、电压、功率以及能量。,电压:,单位时间内通过导体横截面的电荷量,1.3,电压和电流的参考方向,电流：,单位电荷由a点到b点电场力所做的功,1.3,电压和电流的参考方向,,1. 电路基本物理量的实际方向,,,物理量,实 际 方 向,电流,I,正电荷运动的方向,,,,电压,U,(

6、电位降低的方向),高电位,,低电位,,,,单 位,,kA 、A、mA、μA,kV 、V、mV、μV,电压、电流的实际方向：,R,E,I,U,E,I,R,U,ab,+,_,+,_,都是实际的电压、电流方向，都是高电位指向低电位。,a,b,问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？,E,1,A,B,R,E,2,I,R,电流方向,A,,B,？,电流方向,B,,A,？,U,ab,=V,a,- V,b,电流参考方向,任意假定一个方向为电流的正方向，这个假定的正方向称为电流的参考方向。,i,> 0,i,< 0,实际方向,实际方向,电流的参考方向与实际方向的关系：,i,

7、,,参考方向,A,B,,i,,,参考方向,A,B,,i,,,参考方向,A,B,,电流(代数量),表明,电压的参考方向,U,> 0,参考方向,U,+,–,参考方向,U,+,–,< 0,U,假设的高电位指向低电位的方向。,+,实际方向,–,+,实际方向,–,电压,(2),参考方向的表示方法,电流：,U,ab,,双下标,电压：,(1),参考方向,I,E,+,_,在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。,,I,ab,,双下标,2. 电路基本物理量的参考方向,,a,R,b,箭 标,a,b,R,I,正负极性,+,–,a,b,U,U,+,_,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；,实际方向与参

8、考方向相反，电流(或电压)值为负值。,(3),实际方向与,参考方向的关系,注意：,在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。,假设,I,= 5A，则电流从 a 流向 b；,例：,假设,I,= –5A，则电流从 b 流向 a 。,a,b,R,I,a,b,R,U,+,–,假设,U,= 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；,假设,U,= –5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。,同一元件或支路的,u,，,i,,采用一致的参考方向称,之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。,关联参考方向,非关联参考方向,i,+,-,+,-,i,u,u,电压电流,参考方

9、向的关联性,I,U,元件,元件,元件,元件,I,U,I,I,U,U,关联参考方向,非关联参考方向,习惯取法：负载取关联参考方向、电源取非关联参考方向。,例,电压电流参考方向如图中所标，问：对,A、B,两局部电路电压电流参考方向关联否？,答：,A,电压、电流参考方向非关联；,,B,电压、电流参考方向关联。,＋,－,u,B,A,i,R,E,I,U,I,+,-,U,R,E,I,U,I,+,-,U,设E=4V，R=2Ω，求U、I？,可知R上电压大小为4V，流过电流大小为2A,U=4V、I= -2A,问题：参考方向不同会不会使得结果不同呢？,U=-4V、I= 2A,“实际方向”是客观存在的物理现象，,参

10、考方向是人为假设的方向。,注意,① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。,参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注，,计算依据参考方向进行。,参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。,缺少参考方向的物理量，其数值含义不清。,1.4 电功率和能量,1.电功率,功率的单位：,W,(瓦) (,Watt,，瓦特),单位时间内电场力所做的功。,,u,,,i,,取,关联参考方向,P=ui,,,表,示元件汲取的功率,P,>0,,汲取正功率 (实际汲取),P,<0,,,汲取负功率 (实际发出),P,=,ui,,表示元件发出的功率,P,>0,,发出正功率 (实际发出),P,<

11、0,,,发出负功率 (实际汲取),,u,,,i,,取非,关联参考方向,+,-,i,u,+,-,i,u,2 元件汲取或者发出功率的判断,,,例,求图示电路中各方框所代表的元件汲取或产生的功率。,已知：,U,1,=1V,,U,2,=,-,3V，,U,3,=8V,,U,4,=,-,4V,,U,5,=7V,,U,6,=,-,3V，,I,1,=2A,,I,2,=1A,，,I,3,=,-,1A,U,6,U,1,5,6,4,1,2,I,2,I,3,I,1,+,+,+,+,+,+,－,－,－,－,－,U,5,U,4,U,3,U,2,－,3,解,功率守恒：对一完整的电路，满足：,发出的功率＝汲取的功率,注意,

12、已知：,U,1,=1V,,U,2,=,-,3V，,U,3,=8V,,U,4,=,-,4V,,U,5,=7V,,U,6,=,-,3V，,I,1,=2A,,I,2,=1A,，,I,3,=,-,1A,U,6,U,1,5,6,4,1,2,I,2,I,3,I,1,+,+,+,+,+,+,－,－,－,－,－,U,5,U,4,U,3,U,2,－,3,从,t,0,到,t,元件能量的变化：,能量,单位：,J,(焦) (,Joule,，焦耳),根据图所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是汲取功率还是发出功率。,,,在图所示电路中，试求：,(1)假设元件A汲取

13、10W功率，求其电压,U,A,；,(2)假设元件B汲取－10W功率，求其电流,I,B,；,(3)假设元件C发出10W功率，求其电流,I,C,；,(4)假设元件D汲取－,,10W功率，求其电流,I,D,。,＋,,A,－,U,A,,4 A,＋,,B,－,10V,I,B,－,,C,+,6V,I,C,＋,,D,－,10V,I,D,1.5 理想电路元件,是电路中最基本的组成单元。,5种基本的理想电路元件：,电阻元件：表示消耗电能的元件,电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件,电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件,电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成,电能的元件。,注意,如果表征元件端子特

14、性（元件性质）的数学关系式是线性关系，该元件称为线性元件，否则称为非线性元件。,电路元件,电路符号,R,电阻元件,端电压与端电流可以表示为代数关系的元件。其特性可用,u,～,i,平面上的一条曲线来描述：,i,u,任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。,伏安,特性,0,1 定义,2 线性电阻元件,电阻元件,,u～i,,关系（VCR）,R,,称为电阻，单位：,,(,Ohm,),满足欧姆定律,单位,G,,称为电导，单位,：,S,(,Siemens,),u、i,取关联参考方向,伏安特性为一条过原点的直线,u,i,0,R,u,i,+,－,如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号；,线性电阻

15、是无记忆、双向性的元件。,欧姆定律,只适用于线性电阻,(,,R,,为常数,）；,则欧姆定律写为,u, –,R i i, –,G u,公式和参考方向必须配套使用！,注意,R,u,i,-,+,通常电阻元件的电压电流取关联参考方向！,解：对图(a)有,,U,=,IR,例：应用欧姆定律对以下图电路列出式子，并求电阻,R,。,对图(b)有,,U,= –,IR,R,U,6V,+,–,,2A,R,+,–,U,6V,I,,(a),(b),I,–2A,电阻元件在任何时刻总是消耗功率的，,因此电阻又称为“无源元件”和“耗能元件”。,p,,,,u i, (–,R i) i,–,i,2,R,,

16、-,,u,2,/ R,p,,,u i,,i,2,R,,u,2,/ R,R,u,i,+,-,表明,R,u,i,-,+,3 电阻元件的功率与能量,从,t,0,到,t,电阻消耗的能量：,能量,实际电阻器,普通金属膜电阻,绕线电阻,电阻排,变频器铝合金线绕电阻,大功率电阻器,精密电阻器,水泥电阻器,贴片超低阻值电阻,热敏电阻,压敏电阻,光敏电阻,电阻成型机,电容元件,电容器：,在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。,_,+,q,q,,U,电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。,注意,1. 定义,电容元件,储存电能的两端元

17、件。任何时刻其储存的电荷,q,,与其两端的电压,,u,能用,q,～,u,,平面上的一条曲线来描述。,u,q,库伏,特性,o,,任何时刻，电容元件极板上的电荷,q,与电压,u,成正比。,q,,u,,特性曲线是过原点的直线。,q,u,o,,2.线性电容元件,电容器的电容值,电路符号,C,,,,,,F,(,法拉,),,常用,F，pF,等表示,。,单位,1F=10,6,,,F,1,,F,,=10,6,pF,电容耐压等极16V﹑25V﹑35V﹑50V﹑63V﹑100V﹑160V﹑250V﹑400V﹑630V﹑1000V﹑1250V﹑2000V﹑3000V 到更高耐压，实际的,电容有的电容器耐压

18、值只写上"1250" 不写1250V 。,不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。,电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。,3. 电容的电压,,电流关系,电容元件,微分形式的,VCR,u、i,,取关联参考方向,C,＋,－,u,i,当,u,,为常数(直流)时，,i,=0,，电容相当于开路，电容有隔断直流作用。,表明,C,＋,－,u,,,某一时刻电容电流,i

19、,的大小取决于电容电压,,u,,的变化率，而与该时刻电压,,u,,的大小无关。电容是动态元件；,某一时刻的电容电压值与,-,到该时刻的所,有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，,故称电容元件为记忆元件。,表明,电容元件积分形式的,VCR,上式中,u,(,t,0,),称为电容电压的初始值，它反,映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。,当电容的,u,，,i,,为非关联方向时,注意,4.电容的功率和储能,p >,0,,,电容汲取功率,，电容充电,。,p,<0,, 电容发出功率，,电容放电,。,功率,电容能在一段时间内汲取外部供给的能量并转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电

20、路，因此电容元件是储能元件，但是其本身并不消耗能量。,u、 i,取关联参考方向,表明,从,t,0,到,t,,电容储能的变化量：,电容的储能,实际电容器的模型,_,q,+,q,,i,C,＋,－,u,G,C,＋,－,u,i,实际电容器,电容器,电解电容,耦合电容,云母电容,瓷介电容,高压螺纹穿心电容,电力电容,薄膜电容,贴片电容,高频电容,电容爆炸,1、N(毫微法)表示 1n=1000P 10n=0.01μ 100n=0.1μ,2、直接标注法：,0.01μ 0.047μ  3300pf  560pf 显示的就是实际容量不必换算,,3、用乘方数表示：  101 10+0=100P 102

21、 10+00=1000P 前2位为容量。第三位为乘方数，乘方数单位为P，如221表示22加一个零等于220P，472表示47加二个零等于4700P，683表示68加三个零等于0.068μf,电感元件,i (t),+,-,u,(,t,),电感线圈,把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁场能量的部件。,,(,t,)＝,N ,(,t,),1. 定义,电感元件,任何时刻，其特性可用,,～,i,,平面上的一条曲线来描述。,i,,韦安,特性,o,任何时刻，通过电感元件的电流,i,,与其磁链,,,成正比。,,~ i,,特性为过原点的直

22、线。,2. 线性电感元件,,i,o,,电感器的电感值,电路符号,H (,亨利,)，,常用,H，mH,表示,。,+,-,u,(,t,),i,L,单位,1H=10,3,,m,H,1H =10,6,,H,3.线性电感的电压、电流关系,u、i,取关联参考方向,电感元件,微分形式的,VCR,+,-,u,(,t,),i,L,电感电压,u,,的大小取决于,i,的变化率, 与,i,,的大小无关，电感是动态元件；,当,i,为常数(直流)时，,u,=0,，电感相当于短路；,+,-,u,(,t,),i,L,表明,电感元件,积分形式,的,VCR,表明,某一时刻的电感电流值与,-,到该时刻的所有电流值有关，即

23、电感元件有记忆电压的作用，电感元件也是记忆元件。,上式中,i,(,t,0,),称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。,注意,当电感的,u,，,i,,为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;,上式中,i,(t,0,),称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。,4.电感的功率和储能,功率,u、 i,取关联参考方向,p>0,，,电感汲取功率。,p,<0,，,电感发出功率。,电感能在一段时间内汲取外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件储能元件，其本身不消耗能量。,表明,从,t,0,到,t

24、,,电感储能的变化量：,电感的储能,实际电感线圈的模型,L,＋,－,u,R,+,－,u,(,t,),i,L,贴片型功率电感,贴片电感,贴片型空心线圈,可调式电感,环形线圈,立式功率型电感,磁棒电感,色环电感,滤波电感,环形电感,电抗器,理想电压源和理想电流源,（独立源/鼓励源）,,,电路符号,1.理想电压源,定义,端电压与端电流,i,,无关，端电压保持定值或一定的时间函数的元件叫理想电压源。,+,_,电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。,通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。,理想电压源的电压、电流关系,例,,R,i,-,+,外电路,电压源不能短路！,直流

25、电压源的伏安关系,0,u,i,,u,S,(t,0,),u,i,o,u,S,(t,1,),u,S,(t,2,),u,S,(t,3,),u,S,(t,4,),交流电压源伏安特性,电压源的功率,电压、电流参考方向非关联；,发出功率,电压、电流参考方向关联；,汲取功率,+,_,i,u,+,_,+,_,i,u,+,_,端电流与其端电压,u,,无关，端电流,总能保持定值或一定的时间函数的,元件叫理想电流源。,电路符号,2.理想电流源,定义,理想电流源的电压、电流关系,电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关。,,,,电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。,u,i,直流电流源的伏安关系,0,例,,,R

26、,u,-,+,外电路,电流源不能开路！,i,S,(t,0,),i,u,o,i,S,(t,1,),i,S,(t,2,),i,S,(t,3,),i,S,(t,4,),例,10A,4,2A,+ U,2,,,,U,3,+,R,下面答案哪个正确：,1),当,R,,时,，U,1,,2),当,R,时,，U,2,,3),当,R,时,，U,3,不变,+,U,1,,实际电源,干电池,钮扣电池,1. 干电池和钮扣电池（化学电源）,干电池电动势,1.5V,，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反响不可逆。,钮扣电池电动势,1.35,V，用固体化学材料，化学反响不可逆。,氢氧燃料电

27、池示意图,2. 燃料电池（化学电源）,电池电动势,1.23V,。以氢、氧作为燃料。约,40-45%,的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。,3. 太阳能电池（光能电源）,一块太阳能电池电动势,0.6V,。太阳光照射到,P-N,结上，形成一个从,N,区流向,P,区的电流。约,11%,的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。,,一个,50cm,2,太阳能电池的电动势,0.6V,,电流,0.1A,太阳能电池示意图,太阳能电池板,蓄电池示意图,4. 蓄电池（化学电源）,电池电动势,2V,。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于,2V,，常要充电，化学反响可逆。,直流稳压源,函数发

28、生器,发电机组,可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光电子被激发产生一定值的电流等。,电流源,受控源（非独立源）,独立源： 指电压源的电压或电流源的电流不受,外电路的操作而独立存在的电源。,受控源的特点：当操作电压或电流消失或等于零时，,受控源的电压或电流也将为零。,受控源：,受控源,又称为非独立源，,它表示某一处,电压或电流受电路中另一处电压或电流,的操作。,+,+,_,_,i,b,i,c,u,be,u,ce,晶体管放大器电路 晶体三极管的符号,u,i,R,b,R,c,E,c,c,e,b,1、电流控制电流源 CCCS.,拓宽,场效应管放大器电

29、路 场效应管的符号,u,i,R,g1,R,g2,G,i,G,S,S,D,D,G,i,D,R,D,E,c,2、电压控制电流源 VCCS.,直流发电机示意图,直流发电机的电路模型,I,f,I,f,RI,f,+,_,u,,+,_,u,3、电流操作电压源 CCVS.,R,2,R,1,a,u,1,b,u,2,+,_,u,1,b,a,由运放构成的比例器,4、电压操作电压源 VCVS.,,U,1,+,_,U,1,U,2,I,2,,(a)VCVS,+,-,+,-,,,I,1,(b)CCVS,+,_,U,1,=0,U,2,I,2,I,1,+,-,+,-,四种理想受控电源的模型,(c) VCCS,g,

30、U,1,U,1,U,2,I,2,,+,-,+,-,(d) CCCS,,I,1,U,1,=0,U,2,I,2,I,1,+,-,+,-,电压操作电压源,电流操作电压源,电压操作电流源,电流操作电流源,r,具有电阻量纲，称为转移电阻。,g,具有电导量纲，称为转移电导。,,纲，称为转移电流比。,,亦 纲，称为转移电压比。,4、电压操作的电压源（VCVS）,二、四种类型,1、电流操作的电压源（CCVS）,2、电压操作的电流源（VCCS）,3、电流操作的电流源（CCCS）,受控源与独立源的比较,独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流)由操作量决定。,

31、独立源在电路中起“鼓励”作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的,电压或电流,的操作关系，在电路中不能作为“鼓励”。,古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫,,Gustav Robert Kirchhoff，,1824～1887,,,德国物理学家,,1845年，发表了第一篇论文，提出了,电路网络中电流、电压、关系的,两条电路定律，即著名的基尔霍夫电,流定律（KCL）、基尔霍夫电压电压,（KVL）。,,“电路求解 ”。,,热辐射,,化学,,光学理论,,1.6 基尔霍夫定律,,分析电路的基本依据 —— 两类约束,2. 拓扑约束 —— 连接方式方面的约束,1. 元件约束

32、——元件性质的约束（VCR）,基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电压定律,,比方 欧姆定律,1.6 基尔霍夫定律,,基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律,（,KCL,）,和基尔霍夫电压定律,(,KVL,),。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析电路的基本定律。,基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。,1. 6,基尔霍夫定律,支路：电路中流过同一电流的一个分支。,流过支路的电流，称为支路电流。,支路两端的电压，称为支路电压。,,,结点：,三条或三条以上支路的联接点。,回路：,由支路组成的闭合路径。,网孔：,电路中的自然孔。（内部不含支路的回路）,I,1,I,2,I,3,b,a,+,

33、,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,例1：,支路：ab、bc、ca、,…,（共6条）,回路：abda、abca、 adbca …,,（共7 个）,结点,：,a、 b、c、d,,(共4个）,网孔：abd、 abc、bcd,（共3 个）,a,d,b,c,E,–,+,G,R,3,R,4,R,1,R,2,I,2,I,4,I,G,I,1,I,3,I,1.6.1,基尔霍夫电流定律(,KCL),1．定律内容,即:,,Ｉ,入,=,,,Ｉ,出,在任一时刻，对于任一结点，流入此结点的电流等于流出此结点的电流。,,实质:,电流连续性的表达。,对结点,a：,基尔霍夫电流定律,（KCL）,反映了

34、电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。,对结点,b：,b,a,I,1,I,3,I,2,1.6.1,基尔霍夫电流定律(,KCL),1．定律内容,,Ｉ,入,=,,,Ｉ,出,即 ,Ｉ,= 0 （代数和）,对结点,a：,对结点,b：,整理得：,在任一时刻，对于任一结点，此结点所关联的所有支路电流的代数和为零。,b,a,I,1,I,3,I,2,KCL,是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映；,KCL,是对结点处支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；,KCL,方程是按电流参考方向列写的。在方程中一般取流出为正，流入为负。,明确,例：已知：,求

35、,解,KCL可以推广应用于包围局部电路的任一假设的闭合面（广义结点）。,2．KCL推广,,I,=?,例:,广义结点,I,= 0,－I,A,－,I,B,－,,I,C,= 0,,A,B,C,I,A,I,B,I,C,2,,+,_,+,_,I,5,,1,,1,,5,,6V,12V,基尔霍夫电压定律（,KVL,),1．,定律,在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路绕行一周，电位升之和等于电位降之和。,对回路1,：,对回路2,：,基尔霍夫电压定律,（KVL,）,反映了电路中任一回路中各支路电压间相互制约的关系。,+,–,u,7,+,–,u,5,+,–,u,6,+,–,u,1,+,–,u,4,+,

36、–,u,2,+,–,u,3,Ⅰ,Ⅱ,,在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，回路中各支路电压的代数和恒等于零。即：,,U,= 0,,基尔霍夫电压定律（,KVL,),对回路1,：,对回路2,：,即,即,标定各元件电压参考方向。,,选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。,③,支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致，该电压在和式中取＋，否则取－。,+,–,u,7,+,–,u,5,+,–,u,6,+,–,u,1,+,–,u,4,+,–,u,2,+,–,u,3,Ⅰ,Ⅱ,例 如下图电路，已知,u,1,=u,3,=1V，,u,2,=4V,，u,4,=u,5,=2V，求,u,x,。,+,–,u,x,+,–,u,5,

37、+,–,u,6,+,–,u,1,+,–,u,4,+,–,u,2,+,–,u,3,解：,Ⅰ,Ⅱ,对Ⅰ回路有：,对Ⅱ回路有：,KVL,的实质反映了电路遵从能量守恒定律;,KVL,是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；,KVL,方程是按电压参考方向列写。,明确,,a,,U,s,b,_,_,-,+,+,+,,U,2,,U,1,KVL,也适用于电路中任一假想的回路（不完全回路）。,4.,KCL、KVL,小结,：,KCL,是对支路电流的线性约束，,KVL,是对回路电压的线性约束。,KCL、KVL,与组成支路的元件性质及参数无关。,KCL,说明在每一节点

38、上电荷是守恒的；,KVL,是能量守恒的具体表达(电压与路径无关)。,④,利用KCL、KVL,时，应对电路的结点与回路编号，并指定有关回路的绕行方向,。,例,1,求电流,i,解,例,2,解,求电压,u,,+,+,-,-,4V,5V,i,=?,3,,,+,+,-,-,4V,5V,1A,+,-,u,=?,3,例,3,求电流,,i,例,4,求电压,u,解,解,要求,能熟练求解含源支路的电压和电流。,解,I,1,-10V,,,10V,+,+,-,-,1A,I,=?,10,例,5,求电流,I,例,6,求电压,,U,解,I,,,4V,+,-,10A,U,=?,2,+,-,3A,,对回路1,：,对回路

39、2,：,I,1,I,2,I,3,b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,1,2,+,+,+,-,-,-,I,1,I,2,I,3,b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,1,2,-,-,-,+,+,+,对回路1,：,对回路2,：,对回路1,：,对回路2,：,对回路1,：,对回路2,：,第一章,参考方向,参考方向的关联性,电功率的计算,参考方向定义,理想元件,电阻、电容、电感的VCR,电压源：端电压与外电路无关，端电流取决,于外电路。,电流源：端电流与外电路无关，端电压取决,于外电路。,受控源,基本电路定理,KCL,KVL,利用KCL、KVL列方

40、程求解简单电路的电压电流。,1、一个理想独立电流源的基本特性是: ( ),A. 其输出电流与端电压无关; 端电压可为任意值, 取决于外电路B. 其输出电流与端电压有关; 端电压不为任何值, 取决于电流源C. 其输出电流与端电压无关; 端电压必定与电流方向一致D. 其输出电流与端电压有关; 端电压未必与电流方向一致,1 电路如下图，,（1）图（a）中以知,U,=5V，求,I,；,（2）图（b）中以知,i,=5e,-t,A，求,u,；,i,+,-,u,b,2 如下图电路：,（1）求-5V电压源提供的功率；,,_,+12V -,-3A,2A,-5V,+,-,I,+3V -,+ 4V -,4A

41、,某支路电压电流取关联参考方向，,求得电压为-4V，电流为2A，,则电压的实际方向与参考方向________，,电流的实际方向与参考方向________，,该支路发出的功率P=＿＿＿W。,+,-,U,I,a,如图，已知电压U=10V，电流,1 求I,3,。,2判断整个电路的功率是否守恒。,在图所示电路中，已知,U,1,＝10 V，,U,s1,＝4V，,U,s2,＝2V，,R,1,＝4Ω，,R,2,＝2Ω，,R,3,＝5Ω。试计算端子1、2开路时,流过电阻,R,2,的电流,I,2,和电压,U,2,。,1,+,+,－,U,1,I,2,+,－,－,+,－,R,2,R,1,R,3,U,s1,U,s2,U,2,2,已知,，,，求电流,、电压,。,,小功率直流稳压电源的组成,功能：把交流电压变成稳定的大小适宜 的直流电压,u,4,u,o,u,3,u,2,u,1,交流电源,负载,,变压,整流,滤波,稳压,演讲完毕，谢谢观看！,