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1、 第第7 7章章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 第第8 8章章 數(shù)字電子電路數(shù)字電子電路 第第9 9章章 功率電子電路功率電子電路 第1頁(yè)/共83頁(yè)第2頁(yè)/共83頁(yè)1.1 電路的基本物理量及參考方向電路的基本物理量及參考方向 1.2 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 1.3 理想電路元件理想電路元件 1.4 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 1.5 電路的基本定律電路的基本定律 1.6 電路的暫態(tài)分析電路的暫態(tài)分析 第一章第一章 電路的分析基礎(chǔ)電路的分析基礎(chǔ)第3頁(yè)/共83頁(yè)1.1 1.1 電路的基本物理量及參考方向電路的基本物理量及參考方向電源電源負(fù)載負(fù)載IERU+_+_電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)組成電路電源、

2、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)組成電路1 1、電路：、電路：為能夠?qū)崿F(xiàn)某種需要，由若干電工元器件按一定方式為能夠?qū)崿F(xiàn)某種需要，由若干電工元器件按一定方式 相互聯(lián)接起來(lái)的組合相互聯(lián)接起來(lái)的組合 。電源：電源：其它形式的其它形式的能量（信號(hào)）能量（信號(hào)） 電能（電信號(hào)）電能（電信號(hào)） 負(fù)載：負(fù)載：電能電能 其它形式的其它形式的能量。指電流、功率、能量。能量。指電流、功率、能量。中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用傳遞、分配和控制電能的作用返回返回電池電池?zé)襞轃襞莘祷胤祷谽第4頁(yè)/共83頁(yè)2 2、某汽車電路原理圖、某汽車電路原理圖汽車電路的特點(diǎn)：兩個(gè)電源、低壓直流、單線并聯(lián)、負(fù)極搭鐵汽車電路的特點(diǎn)：兩個(gè)電

3、源、低壓直流、單線并聯(lián)、負(fù)極搭鐵返回返回返回返回第5頁(yè)/共83頁(yè)3 3、電路基本物理量的實(shí)際方向、電路基本物理量的實(shí)際方向?qū)嶋H方向：實(shí)際方向： 物理中對(duì)電量規(guī)定的方向物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。4 4、電路基本物理量的參考方向、電路基本物理量的參考方向問(wèn)題的提出：?jiǎn)栴}的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的 實(shí)際方向，電路如何求解？實(shí)際方向，電路如何求解？i = dq/dtuab= dwab/dqeba= dwba /dq返回返回返回返回電池電池?zé)襞轃襞輆b第6頁(yè)/共83頁(yè)電流方向電流方向AB？電流方向電流方向BA？IRU1ABRU2 (1) (1) 在解題前先

4、設(shè)定一個(gè)方向，作為參考方向在解題前先設(shè)定一個(gè)方向，作為參考方向解決方法解決方法(3) (3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向： 若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致； 若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。(2) (2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互系的代數(shù)表達(dá)式根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互系的代數(shù)表達(dá)式返回返回返回返回第7頁(yè)/共83頁(yè)5、物理量參考方向的表示方法、物理量參考方向的表示方法Uab b_ _+ +正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUab（高電位在前，高電位在前， 低電

5、位在后）低電位在后） 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭Uab bab電壓電壓 雙下標(biāo)雙下標(biāo)箭箭 頭頭電流電流abIab電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) ：通常按實(shí)際方向：通常按實(shí)際方向_ _+ +E標(biāo)注原則：標(biāo)注原則：1.1.按真實(shí)方向按真實(shí)方向2.2.按關(guān)聯(lián)方向按關(guān)聯(lián)方向（電壓與電流（電壓與電流的方向相同的方向相同) )3.3.任意標(biāo)注任意標(biāo)注返回返回返回返回注意：注意：E+_US+_第8頁(yè)/共83頁(yè)6 6、 規(guī)定參考方向的情況下歐姆定律的寫法規(guī)定參考方向的情況下歐姆定律的寫法I與與U的方向一致的方向一致U = IRI與與U的方向相反的方向相反U = IRIRU IRU 返回返回返回返回第9頁(yè)/共83頁(yè)例例1 1：解：解

6、：Uab = I R1Udc = I R2例例2 2：閉合回路的歐姆定律：閉合回路的歐姆定律=(2) 1020V=(2) 510V +I + + +E1E2E3E4R1R2R3R4以電流的參考方向?yàn)闇?zhǔn)，以電流的參考方向?yàn)闇?zhǔn)，E 的方向與的方向與I 相同為正，相同為正，相反則為負(fù)相反則為負(fù)返回返回返回返回12341234EEEEEIRRRRR E1E2I=2A+ abcdeR1=10R2=5求圖中求圖中Uab與與Udc +第10頁(yè)/共83頁(yè)7 7、規(guī)定參考方向的情況下電功率的寫法、規(guī)定參考方向的情況下電功率的寫法功率的概念：功率的概念：設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為 U , ,

7、流入此流入此 部分電路的電流為部分電路的電流為 I， 則這部分電路消耗的功率為則這部分電路消耗的功率為: :如果如果U IU I方向不一方向不一致寫法如何？致寫法如何？電壓電流參考方向一致電壓電流參考方向一致IRU IRU 電壓電流參考方向相反電壓電流參考方向相反P = U I功率有正負(fù)？功率有正負(fù)？P = U I返回返回返回返回第11頁(yè)/共83頁(yè)吸收功率或消耗功率（起負(fù)載作用）吸收功率或消耗功率（起負(fù)載作用）若若 P P 0 0輸出功率（起電源作用）輸出功率（起電源作用）若若 P P 0 0電阻消耗功率肯定為正電阻消耗功率肯定為正電源的功率可能為正（吸收功率），也電源的功率可能為正（吸收功率

8、），也可能為負(fù)（輸出功率）可能為負(fù)（輸出功率）功率有正負(fù)功率有正負(fù)返回返回返回返回功率平衡：功率平衡： P P = 0= 0第12頁(yè)/共83頁(yè)例、一個(gè)含有電壓源和負(fù)載的閉合電路。電壓例、一個(gè)含有電壓源和負(fù)載的閉合電路。電壓源電壓源電壓Us24V，內(nèi)阻，內(nèi)阻RS0.5，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻R7.5。求：。求：(1)電路中的電流。電路中的電流。(2)負(fù)載端電壓。負(fù)載端電壓。(3)各元件的功率。各元件的功率。返回返回+-USRsRUI返回返回第13頁(yè)/共83頁(yè)解解: (1)電路中的電流電路中的電流I=USRS+R=240.5+7.5A=3A(2)負(fù)載端電壓負(fù)載端電壓U=IR=3A7.5=22.5V(3

9、)各元件的功率各元件的功率Ps= USI=24V3A=72W(電源產(chǎn)生的功率電源產(chǎn)生的功率)P=UI=22.5V3A=67.5W(負(fù)載消耗的功率負(fù)載消耗的功率)P=I2RS =320.5W=4.5W(電源內(nèi)阻消耗的功率電源內(nèi)阻消耗的功率)返回返回返回返回根據(jù)功率平衡：根據(jù)功率平衡： SP = 0 P + P + P = 0即即 +-USRsRUI第14頁(yè)/共83頁(yè)有載工作狀態(tài)有載工作狀態(tài) 圖中圖中S閉合閉合I=US/(R0 +R)U=I RU = US I R0PS=PR0+PR 特征特征1.2 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 返回返回返回返回RR0UUSSI第15頁(yè)/共83頁(yè) 電氣設(shè)備的額定值

10、電氣設(shè)備的額定值 為了安全可靠的工作，各種電氣設(shè)備承為了安全可靠的工作，各種電氣設(shè)備承受的電壓，允許通過(guò)的電流及消耗的功率都受的電壓，允許通過(guò)的電流及消耗的功率都有一個(gè)限額，這個(gè)限額稱為電氣設(shè)備的額定有一個(gè)限額，這個(gè)限額稱為電氣設(shè)備的額定值。值。UN IN PN I = IN 滿載滿載I IN 過(guò)載過(guò)載I IN 輕載輕載返回返回返回返回因此，額定值是電氣設(shè)備的安全合理值。因此，額定值是電氣設(shè)備的安全合理值。第16頁(yè)/共83頁(yè)R0UUS1.2.3 短路短路II = USR0U = 0P = 0PS = PR0開(kāi)路開(kāi)路 ( S斷開(kāi)斷開(kāi) ) I = 0 U = 0 P = 0 U0 = USRR0U

11、USSI返回返回返回返回U0第17頁(yè)/共83頁(yè)返回返回返回返回蓄電池蓄電池+ - -0.0012.00+ -+ -斷點(diǎn)前，電壓表指示電源電壓值斷點(diǎn)前，電壓表指示電源電壓值斷點(diǎn)后，電壓表指示為零值斷點(diǎn)后，電壓表指示為零值第18頁(yè)/共83頁(yè)返回返回返回返回汽車電路常用的檢修方法有：汽車電路常用的檢修方法有：直觀法、斷路法、短路法、試燈法、直觀法、斷路法、短路法、試燈法、儀表法、試火法、儀器法。儀表法、試火法、儀器法。(a)檢查磁場(chǎng)繞組斷路檢查磁場(chǎng)繞組斷路(b)檢查磁場(chǎng)繞組搭鐵檢查磁場(chǎng)繞組搭鐵第19頁(yè)/共83頁(yè)伏伏 - - 安安 特性特性iuuRiconst RiuuiuRiconst 線性電阻線性

12、電阻非線性電阻非線性電阻1) 電阻電阻 R（常用單位常用單位： 、k 、M ）1.3 理想電路元件理想電路元件 1. 電阻元件電阻元件 理想無(wú)源元件理想無(wú)源元件 返回返回電阻是耗能元件電阻是耗能元件返回返回第20頁(yè)/共83頁(yè)2) 2) 電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)R1U1R2U2IU電流相等電流相等12RRR 12UUU 12121212RRUUUURRRR 特點(diǎn)：特點(diǎn)：返回返回 常用電阻常用電阻返回返回第21頁(yè)/共83頁(yè)3) 3) 電阻并聯(lián)電阻并聯(lián)電壓相等電壓相等 特點(diǎn)：特點(diǎn)：R1R2IUI1I212121212111RRRR / RRRRR 12III 21121212RRIIIIRRRR 返回返回返

13、回返回第22頁(yè)/共83頁(yè)2. 電感元件電感元件1) 電感電感 LiueLLiueL返回返回電感電感L為衡量線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)能力的參數(shù)，為衡量線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)能力的參數(shù)，用用L=i表示，表示，N ，其單位為亨利其單位為亨利(H)空心線圈空心線圈L為常數(shù)稱為線性電感為常數(shù)稱為線性電感鐵心線圈鐵心線圈L不是常數(shù)稱為非線性電感不是常數(shù)稱為非線性電感返回返回第23頁(yè)/共83頁(yè)2)自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)3)電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系返回返回* * 若若i = I ，u = 0 電感對(duì)直流相當(dāng)于短路電感對(duì)直流相當(dāng)于短路u u = = Ld did dteL=d dd dt=Ld did dteLd d d dt

14、N=返回返回第24頁(yè)/共83頁(yè)電感是一種儲(chǔ)能元件電感是一種儲(chǔ)能元件 不消耗能量不消耗能量 常用電感常用電感WL=12L i 2儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量：儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量：返回返回第25頁(yè)/共83頁(yè)3. 電容元件電容元件1) 電容電容 C uiCC(法拉法拉F) =q ( (庫(kù)侖庫(kù)侖) )u ( (伏伏) )1F = 106F 1F = 106pFui返回返回第26頁(yè)/共83頁(yè)2)電壓與電流關(guān)系電壓與電流關(guān)系i =dqdt= CduCdt若若 uCUC 則則 i0* 電容元件對(duì)直流相當(dāng)于斷路電容元件對(duì)直流相當(dāng)于斷路 常用電容常用電容電容是一種儲(chǔ)能元件電容是一種儲(chǔ)能元件, ,不消耗電能不消耗電能C u212W

15、C=儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量：儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量：返回返回第27頁(yè)/共83頁(yè)U為直流電壓時(shí)為直流電壓時(shí), ,以上電路等效為以上電路等效為思考題：思考題： U U為直流電壓，畫出下列電路的等效電路為直流電壓，畫出下列電路的等效電路UR1R2LC+ +R1UR2 返回返回第28頁(yè)/共83頁(yè)1. 電壓源電壓源USUR0U = US I R0IUII R0伏安特性伏安特性:USIU當(dāng)當(dāng)R0 =0時(shí)時(shí)，電壓源就變成理想電壓源電壓源就變成理想電壓源理想有源元件理想有源元件 E1)電壓源電壓源返回返回第29頁(yè)/共83頁(yè)2)理想電壓源理想電壓源(恒壓源恒壓源)USIU特點(diǎn)特點(diǎn):(1)(1)輸出電壓恒定輸出電壓恒定U= US

16、，與流，與流過(guò)它的電流無(wú)關(guān)。過(guò)它的電流無(wú)關(guān)。(2)(2)輸出電流取決于外電路輸出電流取決于外電路(3)(3)內(nèi)阻內(nèi)阻 R0=0伏安特性：伏安特性：USUIUSIU10VRR1時(shí)，時(shí)，U 不變不變， I10AR10時(shí)，時(shí)，U 不變不變， I1AR100時(shí)，時(shí)，U 不變不變， I0.1A返回返回第30頁(yè)/共83頁(yè)ISIUR0I= IS UR0UIU伏安特性伏安特性IISU/ R02. 電流源電流源1)電流源電流源當(dāng)當(dāng)R0 = 時(shí)時(shí)，電流源就變成理想電流源電流源就變成理想電流源返回返回第31頁(yè)/共83頁(yè)伏安特性伏安特性:UIIS特點(diǎn)特點(diǎn):(1) 輸出電流恒定輸出電流恒定I= IS, 與端電與端電壓無(wú)

17、關(guān)。壓無(wú)關(guān)。(2) 輸出端電壓取決于外電路。輸出端電壓取決于外電路。(3) 內(nèi)阻內(nèi)阻 R0=IISU2)2)理想電流源理想電流源( (恒流源恒流源) )R1時(shí)，時(shí)， I 不變不變， U 1VI1ARISR10時(shí)，時(shí)， I 不變不變， U 10VR100時(shí)，時(shí)， I 不變不變， U 100V返回返回第32頁(yè)/共83頁(yè) 用來(lái)描述電路結(jié)構(gòu)中各部分電壓或各部分電用來(lái)描述電路結(jié)構(gòu)中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系流間的關(guān)系, ,其中包括其中包括節(jié)點(diǎn)電流定律節(jié)點(diǎn)電流定律（KCL) 和和回回路電壓定律路電壓定律（KVL) 兩個(gè)定律。兩個(gè)定律。電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 名名 詞：詞：結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)

18、點(diǎn)三個(gè)或三個(gè)以上支路的聯(lián)結(jié)點(diǎn)支路：支路：電路中每一個(gè)分支電路中每一個(gè)分支回路：回路：電路中任一閉合路徑電路中任一閉合路徑1.4 基爾霍夫定律基爾霍夫定律返回返回第33頁(yè)/共83頁(yè)支路：共支路：共3條條回路：共回路：共3個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：a、 b ( (共共2個(gè)）個(gè)）例例1：#1#2#3aI1I2U2+- -R1R3R2+_I3bU1返回返回第34頁(yè)/共83頁(yè) + abdcefA.圖中有圖中有6個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn) B. 圖中有圖中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)C.圖中有圖中有6條支路條支路D.圖中有圖中有8條支路條支路E. 圖中有圖中有3個(gè)回路個(gè)回路F. 圖中有圖中有7個(gè)回路個(gè)回路例例2：返回返回第35頁(yè)/共83頁(yè)

19、基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律（KCL)I1I2I3I4電流定律的電流定律的依據(jù)依據(jù)：電流的連續(xù)性：電流的連續(xù)性例例流入為正流入為正 流出為負(fù)流出為負(fù)i01324I =II + I = I + I1) 1324I =0I + I - I - I =02) 返回返回第36頁(yè)/共83頁(yè)任意的封閉面可視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)任意的封閉面可視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)例例I1+I2=I3例例I=03)節(jié)點(diǎn)電流定律的擴(kuò)展形式節(jié)點(diǎn)電流定律的擴(kuò)展形式I=?I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R廣義結(jié)點(diǎn)廣義結(jié)點(diǎn)返回返回返回返回第37頁(yè)/共83頁(yè) 例：例：標(biāo)出圖中未知電流大小。標(biāo)出圖中未知電流大小。 2A8A3A346A1A5A

20、返回返回第38頁(yè)/共83頁(yè) 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律（KVL)abI3E1E2R1R3R2I2I1U =E1) 1133122332I R + I R = EI R + I R = E 與繞行方向相同的與繞行方向相同的電壓或電動(dòng)勢(shì)為電壓或電動(dòng)勢(shì)為正正 與繞行方向相反的與繞行方向相反的電壓或電動(dòng)勢(shì)為電壓或電動(dòng)勢(shì)為負(fù)負(fù)返回返回返回返回第39頁(yè)/共83頁(yè)R1R2U1U2I1I2US1US2aU1US1US2U2 = 0與繞行方向一致的電與繞行方向一致的電壓壓 取取正正，反之取，反之取負(fù)負(fù)。返回返回0U =2) 返回返回返回返回3)回路電壓定律的擴(kuò)展形式回路電壓定律的擴(kuò)展形式開(kāi)口電壓（虛擬電壓

21、）也適用于開(kāi)口電壓（虛擬電壓）也適用于KVLERUIU + IR = EU = EIR第40頁(yè)/共83頁(yè)例例1、已知、已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：求：K打開(kāi)時(shí)，打開(kāi)時(shí)，Uab=？ K閉合時(shí)，閉合時(shí)，I3=？1、K打開(kāi)，打開(kāi)，I3=0 UR3=0Uab = E1 E3 + E2Uab=(714+16)V=9V2、K閉合，閉合，Uab=0I3R3= E1E3 + E2I3=(E1E3 + E2) R3 =99A=1AE1R1abKE3E2R2R3I3解：解：返回返回第41頁(yè)/共83頁(yè)+ +60VU1020V例例2、計(jì)算電流、電壓。計(jì)算電流、電壓。

22、+60U200U40VI40/104A+1AU2I104AII413AU3（210） 36V第42頁(yè)/共83頁(yè)例例3、計(jì)算計(jì)算I1、 I2 、 I3、 I4 。+ +- -3V66I46+ +- -3V- -+ +9VI2I3I1I6I5336 I40I41A936I60 I62A396I50 I51AI1I6I43A I2I4I50AI3I5I63A第43頁(yè)/共83頁(yè)例例4、求圖中的、求圖中的U2I1U110VU2R2 2E2E1R1R3 544V2VI1=(104)/(R1+R2)=1AU2=E2+ I1 R1 +E1=6VI3 = 0（開(kāi)路）（開(kāi)路） I2 = 0I2I3U1=I1(R1

23、+R2)+E1第44頁(yè)/共83頁(yè)例例5、判別下圖中理想電壓源和理想電流源，做電源還是、判別下圖中理想電壓源和理想電流源，做電源還是做負(fù)載？做負(fù)載？URIUSR= 110V+_USISU5AIS1)IRIUS110V+_USISU5AIS2)USSI= I = 5AISSU= U = 10VUSSUSP =UI=10 5=50WISISSP = UI = 10 5= 50WISSSU= IR+U = 15VISISSP = UI = 15 5= 75W- - - -負(fù)載負(fù)載電源電源 USSRSRI=II =IU R=5 10 1= 5A- - - - -(USSUSP =UI=105)= 50W

24、電源電源電源電源第45頁(yè)/共83頁(yè)I2mA 例例6、求圖中、求圖中A點(diǎn)電位及恒流源功率。點(diǎn)電位及恒流源功率。對(duì)對(duì)A：I211mA UA=I11VA1K6V1K1K1mA U1U2U2121I0U23VP22(3)6mW6U111UA0U16VP1166mW第46頁(yè)/共83頁(yè)103V例例7、求圖中、求圖中A點(diǎn)電位及恒流源功率。點(diǎn)電位及恒流源功率。電路中存在兩個(gè)獨(dú)立電電路中存在兩個(gè)獨(dú)立電流，如圖流，如圖a1A UC110 10V410bc2 +5V+ bC3UU4 12V 2 4 abUU 57V 第47頁(yè)/共83頁(yè)返回返回1.5 電路的基本電路的基本定律定律疊加原理疊加原理1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :

25、在多個(gè)電源同時(shí)作用的在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路線性電路中，任何支路的電流或任中，任何支路的電流或任意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。意兩點(diǎn)間的電壓，都是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所得結(jié)果的代數(shù)和。+BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原電路原電路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2單獨(dú)作用單獨(dú)作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1單獨(dú)作用單獨(dú)作用111222333I = I + I I = I + I I = I + I 第48頁(yè)/共83頁(yè)2.疊加定理的應(yīng)用步驟疊加定理的應(yīng)用步驟1)1)分分( (分解分解):):分解時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參分解時(shí)只將

26、電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。數(shù)不變。2)2)合合( (疊加疊加):):原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電 壓、分電流的代數(shù)和。分電路中各量的方向與原電路壓、分電流的代數(shù)和。分電路中各量的方向與原電路 中相同者為正，反之則負(fù)。中相同者為正，反之則負(fù)。= =+ +返回返回暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令US=0；暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開(kāi)路，即令暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開(kāi)路，即令I(lǐng)S=0。參考方向分別單獨(dú)設(shè)參考方向分別單獨(dú)設(shè)第49頁(yè)/共83頁(yè)例：用疊加原理求例：用疊加原理求I2BI2R1I1U1R2AU2

27、I3R3+_+_已知：已知：U1=12V， U2=7.2V， R1=2 ， R2=6 ， R3=3 解： I2= I2= I2 = I2 + I2 = 根據(jù)疊加原理根據(jù)疊加原理，I2 = I2 + I2 1A1A0AI22 6 AB7.2V3 +_+_A12VBI22 6 3 返回返回第50頁(yè)/共83頁(yè)例：例：+-10 I4A20V10 10 用疊加原理求用疊加原理求：I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：第51頁(yè)/共83頁(yè)應(yīng)用疊加定理要注意的問(wèn)題應(yīng)用疊加定理要注意的問(wèn)題1. 疊加定理只適用于線性電路。疊加定理只適用于

28、線性電路。 2. 疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)求功疊加原理只能用于電壓或電流的計(jì)算，不能用來(lái)求功率，即功率不能疊加。如：率，即功率不能疊加。如：I3R3 333I = I + I 設(shè)設(shè)：22333333223333P = IR = (I + I ) R(I ) R + (I ) R則則：3. 運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。=+第52頁(yè)/共83頁(yè)例例1、用疊加原理求圖示電路中的、用疊加原理求圖示電路中的I。解解: : 電流源單獨(dú)作用時(shí)電流源單獨(dú)作用時(shí)電壓源單獨(dú)作用時(shí)電壓源單

29、獨(dú)作用時(shí)10A215+ +- -10V4I II=1/(1+4)10A = 2AI=10/5A=2AI=I+I= 4A返回返回第53頁(yè)/共83頁(yè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)電壓源單獨(dú)作用時(shí) R0 = 6（4+2) = 3K U = 12(36) (4 6) = 4VU = 6+4=10V解：解：+12V6K3mA例例2、用疊加原理求圖中電壓用疊加原理求圖中電壓U。4K2K3K電流源單獨(dú)作用時(shí)電流源單獨(dú)作用時(shí) R0 = 36+2 = 4K U=3(48) 4 = 6V+U12V+第54頁(yè)/共83頁(yè)+ +- -35V例例3、用疊加原理求圖中電流用疊加原理求圖中電流I。47A231I電壓源單獨(dú)作用時(shí)電壓源單獨(dú)作

30、用時(shí) I = 35（34） = 5AI 538A電流源單獨(dú)作用時(shí)電流源單獨(dú)作用時(shí)I= 73(34) = 3A第55頁(yè)/共83頁(yè)名詞解釋：名詞解釋：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)：若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路若一個(gè)電路只通過(guò)兩個(gè)輸出端與外電路 相聯(lián)，則該電路稱為相聯(lián)，則該電路稱為“二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)”。ABAB戴維南原理戴維南原理返回返回第56頁(yè)/共83頁(yè)1)1) 戴維南定理的內(nèi)容戴維南定理的內(nèi)容有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RUORO+_R注意：注意：“等效等效”是指對(duì)端口外等效

31、，即是指對(duì)端口外等效，即R兩端的電兩端的電壓和流過(guò)壓和流過(guò)R電流不變電流不變有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用電壓源模型等效有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用電壓源模型等效, ,該等效該等效電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓；等效電壓源的電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓；等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。的等效電阻。 返回返回第57頁(yè)/共83頁(yè)等效電壓源的內(nèi)阻等于有源等效電壓源的內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變的等效電阻。（有源網(wǎng)絡(luò)變無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的原則是：電壓源無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的原則是：電壓源短路，電流源斷路）短路

32、，電流源斷路）等效電壓源的電壓等效電壓源的電壓（UO）等于有源二端）等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UABOABOOUU 有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)ABOUAB有源有源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)RABUORO+_RAB相應(yīng)的相應(yīng)的無(wú)源無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)ABRAB=RO第58頁(yè)/共83頁(yè)b有源有源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)aUabK無(wú)源無(wú)源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)abRab斷開(kāi)待求支路形成有源二端網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)待求支路形成有源二端網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的復(fù)雜的有源有源電路電路aUIbRLUSabRLR0-+UI返回返回2)2) 用戴維南定理解題的步驟用戴維南定理解題的步驟求此二端網(wǎng)絡(luò)的等效電壓源求此二端網(wǎng)絡(luò)的等效電壓源 (US ; R

33、0)把待求支路掛在等效電壓源上把待求支路掛在等效電壓源上求解支路電流求解支路電流第59頁(yè)/共83頁(yè)戴維寧定理應(yīng)用舉例戴維寧定理應(yīng)用舉例已知已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V求求：當(dāng) R5=10 時(shí)，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效電路等效電路有源二端有源二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)返回返回第60頁(yè)/共83頁(yè)R5I5R1R3+_R2R4UABUSRS+_R5ABI5戴維戴維南南等效電路等效電路ABOSUU RS =RAB返回返回第61頁(yè)/共83頁(yè)第一步：求開(kāi)路電壓第一步：求開(kāi)路電壓UABO第二步：求等效電阻第二步：求等效電阻 RABU

34、ABOR1R3+_R2R4UABCDCRABR1R3R2R4ABDABOADDBU= U+ U2412342VRR= U-UR + RR + R=1234ABR= R /R + R /R= 20/30 + 30/20= 24返回返回第62頁(yè)/共83頁(yè)USRS+_R5ABI5R5I5R1R3+_R2R4UAB戴維戴維南南等效電路等效電路返回返回2V24SSU =R =552= 0.059A24+10SSUI =R + R第63頁(yè)/共83頁(yè)1423RR = RRR1R3+_R2R4RgUsIgGI2I1I3I4I電橋電路：電橋電路：電橋平衡條件：電橋平衡條件：返回返回第64頁(yè)/共83頁(yè)返回返回進(jìn)氣

35、壓力傳感器內(nèi)部電路進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)部電路 (a) (a) 剖面圖剖面圖 (b) (b) 硅膜片的結(jié)構(gòu)硅膜片的結(jié)構(gòu) 第65頁(yè)/共83頁(yè)返回返回進(jìn)氣壓力傳感器等效電路圖進(jìn)氣壓力傳感器等效電路圖(c) (c) 等效電路圖等效電路圖 當(dāng)硅膜片不受壓力時(shí)，當(dāng)硅膜片不受壓力時(shí)，調(diào)至電橋平衡。調(diào)至電橋平衡。當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力變化當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力變化時(shí)，硅膜片變形，時(shí)，硅膜片變形，其阻值變化。電橋失其阻值變化。電橋失去平衡，去平衡，AB輸出電壓輸出電壓信號(hào)。信號(hào)。第66頁(yè)/共83頁(yè)+ +- -150V+ +- -20V例例1、用戴維寧定理求圖中電流用戴維寧定理求圖中電流I。+ +- -120V1010104I解：解

36、：斷開(kāi)待求支路斷開(kāi)待求支路Uab=20150+ 120 =10VRo0UabIUab/(Ro+10)1A第67頁(yè)/共83頁(yè)+ +- -2V例例2、用戴維寧定理求圖中電流用戴維寧定理求圖中電流I。- -+ +12VI解：解：斷開(kāi)待求支路斷開(kāi)待求支路abUab23+8 +2 4VR06/3+3 5IUab/(R0+5) 4/10 0.4A63532AUabU116U128V63 第68頁(yè)/共83頁(yè)舊穩(wěn)態(tài)舊穩(wěn)態(tài) 新穩(wěn)態(tài)新穩(wěn)態(tài) 暫態(tài)過(guò)程暫態(tài)過(guò)程 : :C電路處于舊穩(wěn)態(tài)電路處于舊穩(wěn)態(tài)KRU+_Cu開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)K閉閉合合電路處于新穩(wěn)態(tài)電路處于新穩(wěn)態(tài)RU+_Cu1.6 電路的暫態(tài)分析電路的暫態(tài)分析 暫態(tài)分析的基

37、本概念與換路定律暫態(tài)分析的基本概念與換路定律 返回返回第69頁(yè)/共83頁(yè) 產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的電路及原因產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的電路及原因? ? 無(wú)過(guò)渡過(guò)程無(wú)過(guò)渡過(guò)程I電阻電路電阻電路t = 0UR+_IK電阻是耗能元件，其上電流隨電壓比例變化，電阻是耗能元件，其上電流隨電壓比例變化，不存在過(guò)渡過(guò)程。不存在過(guò)渡過(guò)程。返回返回第70頁(yè)/共83頁(yè) 電容為儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存的能量為電場(chǎng)能量電容為儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存的能量為電場(chǎng)能量 ， 其大小為：其大小為： R-C電路電路2012tCWuidtcu 因?yàn)槟芰康拇鎯?chǔ)和釋放需要一個(gè)過(guò)程，所以有因?yàn)槟芰康拇鎯?chǔ)和釋放需要一個(gè)過(guò)程，所以有電容的電路存在過(guò)渡過(guò)程。電容的電路存在過(guò)渡過(guò)

38、程。UKR+_CuC返回返回第71頁(yè)/共83頁(yè)R-L電路電路 電感為儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存的能量為磁場(chǎng)能量，電感為儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存的能量為磁場(chǎng)能量，其大小為：其大小為： 因?yàn)槟芰康拇鎯?chǔ)和釋放需要一個(gè)過(guò)程，所以有因?yàn)槟芰康拇鎯?chǔ)和釋放需要一個(gè)過(guò)程，所以有電感的電路存在過(guò)渡過(guò)程。電感的電路存在過(guò)渡過(guò)程。KRU+_t=0iL2012tLWuidtLi返回返回第72頁(yè)/共83頁(yè)結(jié)論：結(jié)論： 1) 穩(wěn)態(tài)：電路中的電流，電壓穩(wěn)定不變或者是時(shí)間穩(wěn)態(tài)：電路中的電流，電壓穩(wěn)定不變或者是時(shí)間上的周期函數(shù)，稱為電路處于穩(wěn)態(tài)。上的周期函數(shù)，稱為電路處于穩(wěn)態(tài)。 2)2)暫暫態(tài)：態(tài)：電路由一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的中電路由一個(gè)

39、穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的中間過(guò)程。間過(guò)程。3) )產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的原因：產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的原因：內(nèi)因：電路中存在儲(chǔ)能元件（內(nèi)因：電路中存在儲(chǔ)能元件（C、L）外因：換路外因：換路電路狀態(tài)的改變。如：電路狀態(tài)的改變。如：(1) (1) 電路接通、斷開(kāi)電源電路接通、斷開(kāi)電源(2) (2) 電路中電源的升高或降低電路中電源的升高或降低(3) (3) 電路中元件參數(shù)的改變電路中元件參數(shù)的改變.返回返回第73頁(yè)/共83頁(yè)換路定理?yè)Q路定理: :在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能躍變。不能躍變。設(shè)：t=0 時(shí)換路00- 換路前瞬間換路前瞬間- 換路后瞬間換路后瞬間(0

40、)(0 )C+C-u= u(0 )(0 )L+L-i= i返回返回?fù)Q路定理是用來(lái)確定暫態(tài)過(guò)程初始值的。換路定理是用來(lái)確定暫態(tài)過(guò)程初始值的。電路中電路中 u、I 在在 t=0 時(shí)的大小，即時(shí)的大小，即f f(0(0+ +) )。初始值初始值:第74頁(yè)/共83頁(yè)CiL(t)t = 0+t = 0t =uC(t)uC(0+)=0uC(0 )=0uC(0 )=U0uC(0+)=U0iL(0+)=I0iL(0)=I0 iL(0- -)=0iL(0+)=0返回返回第75頁(yè)/共83頁(yè)用數(shù)學(xué)中列微分方程求解時(shí)間函數(shù)用數(shù)學(xué)中列微分方程求解時(shí)間函數(shù)f f( (t t) )的方法。的方法。CCSduRCuUdt 一

41、階常系數(shù)一階常系數(shù)線性微分方程線性微分方程 一階一階R-C電路的充電過(guò)程電路的充電過(guò)程RC電路的暫態(tài)過(guò)程電路的暫態(tài)過(guò)程uCRUS12uRC1.1.經(jīng)典法：經(jīng)典法：返回返回( )()()-t/R C-t/CSSut= U1 - e= U1 - e式中式中R C 稱為時(shí)間常數(shù)稱為時(shí)間常數(shù)CSR iuU RCSuuU 據(jù)據(jù)KVL:第76頁(yè)/共83頁(yè)tU0.632U123結(jié)論：結(jié)論： 越大越大，過(guò)渡過(guò)程曲線變化越慢，過(guò)渡過(guò)程曲線變化越慢， uC達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。( )tCutUUe 123123返回返回t023456Cu00.632U 0.865U 0.950U 0.

42、982U 0.993U 0.998U第77頁(yè)/共83頁(yè)2. 三要素法三要素法teffftf)()0()()(一階電路微分方程解的通用表達(dá)式：一階電路微分方程解的通用表達(dá)式：其中三要素為其中三要素為: : ()f 穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值-初始值初始值-+(0 )f時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)- ( )f t代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)。代表一階電路中任一電壓、電流函數(shù)。式中式中返回返回 (0 )(0 )0 ( ) C+C-CSu=u=u=U= R C 在上例中在上例中: : ( )()+()()()()t-CCCCtt-SSSut = uuue= UUe= Ue - - - - -第78頁(yè)/共83頁(yè)返回返回RC電

43、路的暫態(tài)過(guò)程：電路的暫態(tài)過(guò)程： uC US tt-CSu =U (1-e) t iCt-SC i U=eR uC t iCt-0C i U=eR t0UR SUR U0t-C0u =Ue第79頁(yè)/共83頁(yè)返回返回RL電路的暫態(tài)過(guò)程：電路的暫態(tài)過(guò)程： iL US t( )t-LSu t =Ue t uL( )t-SLUit = 1eR（） t iLu( )t-L0t =RIe t0 RI I0( )t-L0it = IeSUR uL第80頁(yè)/共83頁(yè) (3) (3)通過(guò)對(duì)電感線圈中的暫態(tài)過(guò)程可能產(chǎn)生過(guò)電通過(guò)對(duì)電感線圈中的暫態(tài)過(guò)程可能產(chǎn)生過(guò)電壓和電容電路中的暫態(tài)過(guò)程可能產(chǎn)生過(guò)電流的分析，壓和電容電路中的暫態(tài)過(guò)程可能產(chǎn)生過(guò)電流的分析，可以預(yù)防和減小過(guò)電壓、過(guò)電流對(duì)電器設(shè)備的損壞?？梢灶A(yù)防和減小過(guò)電壓、過(guò)電流對(duì)電器設(shè)備的損壞。返回返回第81頁(yè)/共83頁(yè)我國(guó)國(guó)際規(guī)定汽車閃光器我國(guó)國(guó)際規(guī)定汽車閃光器閃光頻率為（閃光頻率為（60120）次）次/分，其頻率由電容分，其頻率由電容C的充的充放時(shí)間常數(shù)決定。放時(shí)間常數(shù)決定。充電充電R1 C放電放電（R1+R2) C第82頁(yè)/共83頁(yè)感謝您的觀看。第83頁(yè)/共83頁(yè)