《李瀚蓀編《電路分析基礎(chǔ)》(第)第一章課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《李瀚蓀編《電路分析基礎(chǔ)》(第)第一章課件（125頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、u 李瀚蓀編李瀚蓀編電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)（第（第4 4版）版） 教材與教學(xué)參考書教材與教學(xué)參考書u 參考經(jīng)典教材參考經(jīng)典教材: :邱關(guān)源編邱關(guān)源編電路電路 李瀚蓀編李瀚蓀編簡明電路分析基礎(chǔ)簡明電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)( (教材教材) )u 相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書u 課程位置及作用課程位置及作用 專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課u 課程特點課程特點 內(nèi)容多、基本概念多、習(xí)題多內(nèi)容多、基本概念多、習(xí)題多u 課程的學(xué)習(xí)方法課程的學(xué)習(xí)方法 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)用心看書用心看書認(rèn)真聽課認(rèn)真聽課多作習(xí)題多作習(xí)題總結(jié)思路總結(jié)思路大學(xué)英語大學(xué)英語高等數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)普通物理普通物理電路分析基礎(chǔ)電

2、路分析基礎(chǔ)信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)電子線路電子線路數(shù)字邏輯電路數(shù)字邏輯電路數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理信息論與編碼理論信息論與編碼理論計算機(jī)計算機(jī)數(shù)據(jù)通信原理數(shù)據(jù)通信原理通信原理通信原理非專業(yè)課專 業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課數(shù)數(shù)字字圖圖象象處處理理頻頻譜譜分分析析與與估估計計自自適適應(yīng)應(yīng)信信號號處處理理雷雷達(dá)達(dá)信信號號處處理理陣陣列列信信號號處處理理信號與信息處理衛(wèi)衛(wèi)星星通通信信移移動動通通信信光光纖纖通通信信計計算算機(jī)機(jī)通通信信接接入入網(wǎng)網(wǎng)技技術(shù)術(shù)互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)程程控控交交換換通信與信息系統(tǒng)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)l 經(jīng)典電路理論形成于二十世紀(jì)初至經(jīng)典電路理論形成于二十世紀(jì)初至60s。經(jīng)典的時域分。經(jīng)典的時域

3、分析于析于30s初已初步建立，并隨著電力、通訊、控制三大系統(tǒng)的初已初步建立，并隨著電力、通訊、控制三大系統(tǒng)的要求發(fā)展到頻域分析與電路綜合。要求發(fā)展到頻域分析與電路綜合。l 六、七十年代至今發(fā)展了現(xiàn)代電路理論。它隨著電子六、七十年代至今發(fā)展了現(xiàn)代電路理論。它隨著電子革命和計算機(jī)革命而飛躍發(fā)展，特點是：頻域與時域相結(jié)合，革命和計算機(jī)革命而飛躍發(fā)展，特點是：頻域與時域相結(jié)合，并產(chǎn)生了拓?fù)洹顟B(tài)、邏輯、開關(guān)電容、數(shù)字濾波器、有源并產(chǎn)生了拓?fù)?、狀態(tài)、邏輯、開關(guān)電容、數(shù)字濾波器、有源網(wǎng)絡(luò)綜合、故障診斷等新的領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)綜合、故障診斷等新的領(lǐng)域。l 作為首門電技術(shù)基礎(chǔ)課，為學(xué)習(xí)電專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課打作為首門電技

4、術(shù)基礎(chǔ)課，為學(xué)習(xí)電專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課打下基礎(chǔ)；也是電氣電子工程師的必備知識；學(xué)習(xí)本課程還將下基礎(chǔ)；也是電氣電子工程師的必備知識；學(xué)習(xí)本課程還將有助于其他能力的培養(yǎng)（如嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)、抽象的思維能有助于其他能力的培養(yǎng)（如嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)、抽象的思維能力、實驗研究能力、總結(jié)歸納能力等）。力、實驗研究能力、總結(jié)歸納能力等）。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)電路理論電路理論電路分析：已知電路分析：已知 已知已知 求解求解輸入輸入 輸出輸出 電路電路包括包括電路分析電路分析和和電路綜合電路綜合兩方面內(nèi)容兩方面內(nèi)容電路綜合：已知電路綜合：已知 求解求解 已知已知顯然，電路分析是電路綜合的基礎(chǔ)。顯然，電路分析是電路綜合

5、的基礎(chǔ)?！坝∠蟆彪娐贩治鯲110VR21kR11k（a）（b b）V110VR21kR31kR11kR41kV110VR21kR11kR31k（c c）R41kV110VR21kR11kR31kR51k（d d）“印象”電路分析R41kV110VR21kR11kR31kV25VdcR51k（e e）C11uFL210uH12V110VR11k（f f）u 電路的基本概念電路的基本概念u 電路的基本定理或定律電路的基本定理或定律u 電路的基本分析方法電路的基本分析方法 研究內(nèi)容研究內(nèi)容電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)1-1 電路及集總電路模型電路及集總電路模型1-2 電路變量電路變量 電流、電壓及功率電

6、流、電壓及功率1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1-47 幾種電路元件（電阻、電源）幾種電路元件（電阻、電源）1-8 分壓公式、分流公式分壓公式、分流公式1-9 兩類約束兩類約束1-10 支路分析支路分析第一章第一章 集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系主要內(nèi)容主要內(nèi)容電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向基爾霍夫定律基爾霍夫定律重點內(nèi)容重點內(nèi)容第一章第一章 集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系電路元件特性電路元件特性分壓電路、分流電路分壓電路、分流電路1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型l 提供能量：電網(wǎng)、電池提供能量：電

7、網(wǎng)、電池l 傳送和處理信號：音頻、視頻、放大傳送和處理信號：音頻、視頻、放大l 測量電路：電流表、功率表、電壓表、歐姆表測量電路：電流表、功率表、電壓表、歐姆表l 存儲信息：存儲信息：EPROM、RAM電路的作用和組成電路的作用和組成 電路的作用電路的作用 低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型電阻器電阻器電容器電容器線圈線圈電池電池運算放大器運算放大器晶體管晶體管1-11-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型電路：電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流的流通提供路徑電路：電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流的流通提

8、供路徑電路組成：主要由電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載構(gòu)成電路組成：主要由電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載構(gòu)成 電源電源(source)：提供能量或信號（電池、發(fā)電機(jī)：提供能量或信號（電池、發(fā)電機(jī) 、信號發(fā)生器）、信號發(fā)生器） 負(fù)載負(fù)載(load)：將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，：將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量， 或?qū)π盘栠M(jìn)行處理（電阻、電容、晶體管）或?qū)π盘栠M(jìn)行處理（電阻、電容、晶體管） 中間環(huán)節(jié)（中間環(huán)節(jié)（intermediate）：一般由導(dǎo)線、開）：一般由導(dǎo)線、開 關(guān)等構(gòu)成，將電源與負(fù)載接成通路（傳輸線）關(guān)等構(gòu)成，將電源與負(fù)載接成通路（傳輸線）電路的基本組成電路的基本組成1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型 實

9、際電路實際電路是由一定的電工、電子器件按是由一定的電工、電子器件按照一定的方式相互聯(lián)接起來，構(gòu)成電流通照一定的方式相互聯(lián)接起來，構(gòu)成電流通路，并具有一定功能的整體。路，并具有一定功能的整體。 電路模型電路模型是是由理想元件及其組合代表實由理想元件及其組合代表實際電路元件，與實際電路具有基本相同的際電路元件，與實際電路具有基本相同的電磁性質(zhì)。電磁性質(zhì)。是實際電路的抽象化，理想化是實際電路的抽象化，理想化，近似化。，近似化。 電路理論中所說的電路是指由各種電路理論中所說的電路是指由各種理理想電路元件想電路元件按一定方式連接組成的總體按一定方式連接組成的總體。實際器件實際器件 理想元件理想元件 符號

10、符號 圖形圖形 反映特性反映特性電阻器電阻器 電阻元件電阻元件 R 消耗電能消耗電能電容器電容器 電容元件電容元件 C 貯存電場能貯存電場能電感器電感器 電感元件電感元件 L 貯存磁場能貯存磁場能1-11-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型iRSUfR電氣圖電氣圖10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開關(guān)開關(guān)燈泡燈泡實際電路實際電路電路圖電路圖（電路模型）（電路模型）實際器件實際器件與與理想元件理想元件的區(qū)別：的區(qū)別：實際器件實際器件有大小、尺寸，代表有大小、尺寸，代表多種多種電磁現(xiàn)象；電磁現(xiàn)象；理想元件理想元件是一種是一種假想元件

11、假想元件，沒有大，沒有大小和尺寸，即它的特性表現(xiàn)在空間的一小和尺寸，即它的特性表現(xiàn)在空間的一個點上，僅代表個點上，僅代表一種一種電磁現(xiàn)象。電磁現(xiàn)象。1-11-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路(Lumped) 集總參數(shù)元件：集總參數(shù)元件：只反映一種基本電磁現(xiàn)象，且只反映一種基本電磁現(xiàn)象，且可由數(shù)學(xué)方法加以精確定義?？捎蓴?shù)學(xué)方法加以精確定義。 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。 集總假設(shè)集總假設(shè)(理想化理想化): 不考慮電場和磁場的相互作用不考慮電場和磁

12、場的相互作用，不考慮電磁波的傳播現(xiàn)象。，不考慮電磁波的傳播現(xiàn)象。 集總假設(shè)條件：集總假設(shè)條件：實際電路的尺寸必須遠(yuǎn)小于電實際電路的尺寸必須遠(yuǎn)小于電路工作頻率下的電磁波的波長。（不滿足時為分路工作頻率下的電磁波的波長。（不滿足時為分布參數(shù)電路，微波元器件、微波電路）。布參數(shù)電路，微波元器件、微波電路）。 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路特點特點：電壓與電流為確：電壓與電流為確定常數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位定常數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位置無關(guān)置無關(guān)分布參數(shù)電路分布參數(shù)電路特點特點：電壓與電流是時間：電壓與電流是時間的函數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位置的函數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位置有關(guān)有關(guān)1-1電路及

13、集總電路模型電路及集總電路模型1-1電路及集總電路模型電路及集總電路模型fc波長與頻率關(guān)系波長與頻率關(guān)系電力用電電力用電mfc Hz,f610650低頻電路低頻電路mfc Hz,kf5410110130030高頻電路高頻電路mfc Hz,Mf10010303甚高頻及更高頻率電路甚高頻及更高頻率電路mfc Hz,Mf1030例如例如 晶體管調(diào)頻收音機(jī)最高工作頻晶體管調(diào)頻收音機(jī)最高工作頻率約率約108108MHz。問該收音機(jī)的電路是。問該收音機(jī)的電路是集總參數(shù)電路還是分布參數(shù)電路集總參數(shù)電路還是分布參數(shù)電路? ?m78. 21010810368fc 幾何尺寸幾何尺寸dba-b；022)4/cos(

14、4)0( i022)4/5cos(4)5 . 0( i解：（解：（1 1）表明表明此時此時真實方向與參考方向相反，真實方向與參考方向相反，從從b-ab-aiab1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率(2)參考方向改變，代數(shù)表達(dá)式也改變參考方向改變，代數(shù)表達(dá)式也改變, 即為即為Atti)4/2cos(4)(iab022)4/cos(4)0(i表明此時真實方向與參考方向相反，表明此時真實方向與參考方向相反，從從a-b；可見真實方向不變。可見真實方向不變。022)4/5cos(4)5 . 0(i表明表明此時此時真實方向與參考方向一致，真實方向與參考方向一致，從從b-ab-a；可見

15、真實方向不變?？梢娬鎸嵎较虿蛔?。習(xí)題習(xí)題1 如圖所示， 各電流的參考方向已設(shè)定。 已知 I1=10A, I2= 2A, I3=8A。試確定I1、 I2、 I3的實際方向。aI1I2I3cbd解解 ：I10, 故故I1的實際方向與的實際方向與參考方向相同，參考方向相同， I1由由a點流向點流向b點。點。 I20, 故故I3的實際方向與的實際方向與參考方向相同，參考方向相同， I3由由b點流向點流向d點。點。qtwtud)(d)(即兩點間的電位差。即兩點間的電位差。abab間的電壓，數(shù)值上為間的電壓，數(shù)值上為單位正電荷從單位正電荷從a a到到b b移動時所獲得或失去的能移動時所獲得或失去的能量。量

16、。大?。捍笮。簡挝唬悍ㄌ兀﹩挝唬悍ㄌ兀?，V； 1 1伏伏=1=1焦焦/ /庫庫1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率電壓電壓 (voltage) P7 低電位（負(fù)極低電位（負(fù)極-）、高電位（正極）、高電位（正極+）ab：正電荷正電荷移動失去能量，移動失去能量，a高高b低，電壓降低，電壓降ab：正電荷正電荷移動獲得能量，移動獲得能量，a低低b高，電壓升高，電壓升伏特亞歷山德羅伏特（ 17451827年），意大利物理學(xué)家。 主要成就：主要成就： 伏達(dá)電堆 起電盤 靜電計 趣聞軼事趣聞軼事 ：伏特發(fā)明電池的故事：伏特發(fā)明電池的故事 用舌尖舔著一個金幣和銀幣，用一根導(dǎo)線把金幣

17、和銀幣接通，舌頭會嘗到苦味；一塊錫片和一枚銀幣，舌頭會嘗到酸味；銀幣和錫片交換位置，舌頭會嘗到咸味。1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率恒定電壓（直流電壓）：恒定電壓（直流電壓）：大小、方向恒定。大小、方向恒定。 用大寫字母用大寫字母 U表示。表示。時變電壓：時變電壓：大小、極性隨時間變化。用小寫字大小、極性隨時間變化。用小寫字 母母 u表示表示交流電壓：交流電壓：大小和極性作周期性變化的時變電壓大小和極性作周期性變化的時變電壓電壓的分類abu + -+ -a ba b在電子電路課程中也可用在電子電路課程中也可用箭頭箭頭表示。表示。參考方向：也稱參考方向：也稱參考極性參考

18、極性。兩種表示方法：兩種表示方法：在圖上標(biāo)正負(fù)號；在圖上標(biāo)正負(fù)號；用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率在假設(shè)參考方向（極性）下，若在假設(shè)參考方向（極性）下，若計計算值為正，表明電壓真實方向與參考算值為正，表明電壓真實方向與參考方向一致；若計算值為負(fù)，表明電壓方向一致；若計算值為負(fù)，表明電壓真實方向與參考方向相反。真實方向與參考方向相反。P8P8注意：計算前，一定要標(biāo)明電壓極性；注意：計算前，一定要標(biāo)明電壓極性； 參考方向可任意選定，但一旦參考方向可任意選定，但一旦 選定，便不再改變。選定，便不再改變。若沒有確定參考方向，計算結(jié)果是若沒有確定參考方向

19、，計算結(jié)果是沒有意義的。沒有意義的。1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率解：（解：（1）相當(dāng)于正電荷從）相當(dāng)于正電荷從b到到a失去能量，失去能量，故電壓的真實極性為：故電壓的真實極性為：b“+”, a“-”。例例 2（1）若單位負(fù)電荷從）若單位負(fù)電荷從a移到移到b，失去，失去4J能量，問能量，問電壓的真實極性。電壓的真實極性。（2）若電壓的參考方向如圖，則該電壓）若電壓的參考方向如圖，則該電壓u為多少？為多少？（2）單位負(fù)電荷移動時，失去）單位負(fù)電荷移動時，失去4J能量，說能量，說明電壓大小為明電壓大小為4伏，由于電壓的參考極性與伏，由于電壓的參考極性與真實方向相反，因而

20、，真實方向相反，因而，u = - 4伏。伏。 + u -a b關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向 P8關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)：電流與電壓降的參考方向選為：電流與電壓降的參考方向選為一致一致。即即 電流的參考方向為從電壓參考極性的電流的參考方向為從電壓參考極性的正極端正極端“+”流向流向“”極端。極端。關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)參考方向參考方向a b + u -ia b - u +i非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)參考方向參考方向為了方便，電壓與電流參考方向關(guān)聯(lián)為了方便，電壓與電流參考方向關(guān)聯(lián)時，只須標(biāo)上其中之一即可。時，只須標(biāo)上其中之一即可。a i b + u -1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率小結(jié)小結(jié)分析電路前必須分析電路前必

21、須選定選定電壓和電流的電壓和電流的參考方向參考方向。參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注標(biāo)注( (包括包括方向和符號方向和符號），在計算過程中不得任意改變。），在計算過程中不得任意改變。 參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方向下進(jìn)行向下進(jìn)行，不考慮實際方向。不考慮實際方向。1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率電功率（電功率（power）：）：能量隨時間的變化率能量隨時間的變化率單位：瓦（特）單位：瓦（特） W1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率uabi能量傳輸

22、方向能量傳輸方向p0)(tp0)(tp吸收（消耗或儲存）吸收（消耗或儲存）功率功率提供（產(chǎn)生）功率提供（產(chǎn)生）功率ttttdiudpttw00)()()(),(0能量能量單位：焦（耳）單位：焦（耳） J)()()(titutqqwtwtpdddddd功率的計算功率的計算1. u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向取關(guān)聯(lián)參考方向 p= u i 2. u, i 取非關(guān)聯(lián)參考方向取非關(guān)聯(lián)參考方向 p = - u i1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率無論用上面的哪一個公式，其計算結(jié)果無論用上面的哪一個公式，其計算結(jié)果0 p若若 ，表示該元件，表示該元件吸收吸收功率；功率；0 p若若 ，表示該

23、元件，表示該元件提供提供功率。功率。3A-5A2V4V (a) (b) (c)Pc = (4V) ( -5A) = -20W-2V-3APa = ( 2V) ( 3A) = 6WPb = ( -2V) ( -3A) = 6W例例3 計算圖中各元件吸收的功率計算圖中各元件吸收的功率當(dāng)計算功率數(shù)值完畢之后，我們要根據(jù)當(dāng)計算功率數(shù)值完畢之后，我們要根據(jù)數(shù)值符號數(shù)值符號來確定是器來確定是器件是件是吸收吸收功率還是功率還是提供提供功率。功率。1-2 電路變量電路變量 電流、電壓、功率電流、電壓、功率已知已知i1= i2= 2A,i3=3A, i4= -1Au1=3V, u2= -5Vu3= -u4= -

24、8V求：各段電路的功求：各段電路的功率，是吸收還是產(chǎn)生功率。率，是吸收還是產(chǎn)生功率。ABCD+ u1 - u3 + i2-u2+i3+ u4 - i4i1例例4解：解：A段，段，u1 ,i1關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)，2)5(22iuPB2311iuPA吸收功率吸收功率=6W0,B段，段，u2 ,i2 非關(guān)聯(lián)，非關(guān)聯(lián)， =10 W0, 吸收功率吸收功率ABCD+ u1 - u3 + i2-u2+i3+ u4 - i4i1C段，段，u3,i3 關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)， 0243)8(33iuPC8) 1()8(44iuPDDCBAPPPP BCD- u3 +i3+ u4 _ i4 產(chǎn)生功率產(chǎn)生功率D段，段，u4,i4 非關(guān)

25、聯(lián)，非關(guān)聯(lián)， 0, 吸收功率吸收功率驗證：驗證：=0 稱為稱為功率守恒功率守恒習(xí)題習(xí)題2 2 求圖中二端網(wǎng)絡(luò)的功率。求圖中二端網(wǎng)絡(luò)的功率。1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律電路整體的基本規(guī)律：基爾霍夫定律是適用于任何電路整體的基本規(guī)律：基爾霍夫定律是適用于任何集總參數(shù)電路的基本定律，其是電荷守恒和能量守集總參數(shù)電路的基本定律，其是電荷守恒和能量守恒在集總電路中的體現(xiàn)，包括電流定律和電壓定律，恒在集總電路中的體現(xiàn)，包括電流定律和電壓定律，分別對集總電路的電流和電壓進(jìn)行約束。分別對集總電路的電流和電壓進(jìn)行約束。電路的基本規(guī)律電路的基本規(guī)律 電路作為整體服從的規(guī)律：電路作為整體服從的規(guī)律：基爾霍夫定律

26、基爾霍夫定律 電路的各個組成部分特性如何：電路的各個組成部分特性如何：元件特性元件特性基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的核心核心。1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律幾個名詞幾個名詞 P12支路支路 (branch)：一個：一個二端元件二端元件視為一條支路，視為一條支路，或或 為為了減少支路個數(shù)，往往將流過同一電流的幾了減少支路個數(shù)，往往將流過同一電流的幾個元件的串聯(lián)組合作為一條支路。個元件的串聯(lián)組合作為一條支路。1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律幾個名詞幾個名詞 P12節(jié)點節(jié)點 (node): 支路的支路的連接點連接點稱為節(jié)點，也稱為結(jié)點稱為節(jié)點，也稱為結(jié)點回路回

27、路(loop)：由支路組成的任一：由支路組成的任一閉合閉合路徑路徑網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)：內(nèi)部不含有支路內(nèi)部不含有支路的回路的回路基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL) P12物理基礎(chǔ)物理基礎(chǔ): 電荷守恒，電流連續(xù)性。電荷守恒，電流連續(xù)性。i1 i2 i3 i4= 0出入即ii1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律0)(1Kkktii1+ i3= i2+ i4支路電流約束支路電流約束i1i4i2i3 在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任一節(jié)點上，流在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任一節(jié)點上，流入或流出該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和為零。入或流出該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和為零。1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定

28、律 KCL的運用的運用 先選定參考方向，若取流出該節(jié)點的支先選定參考方向，若取流出該節(jié)點的支路電流為正，則流入的支路電流為負(fù)。如由路電流為正，則流入的支路電流為負(fù)。如由下圖可得下圖可得04321 iiiii1 i4 i2 i3基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL)7A4Ai110A-12Ai210+(12) -i1-i2=0 i2=1A 7+i1-4= 0 i1= 3A 例例51-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律取流入電流為正取流入電流為正1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1 3 25i6i4i1i3i2i1460iii例例2450iii3560iii三式相加得：三式相加得：0321iiiKC

29、L不僅適用于節(jié)點，也適不僅適用于節(jié)點，也適用于包圍幾個節(jié)點的用于包圍幾個節(jié)點的閉合面閉合面。注注節(jié)點節(jié)點1：節(jié)點節(jié)點2：節(jié)點節(jié)點3：KCL的推廣的推廣0321 iiii1ABi3i2ABiiABi兩條支路電流大小相等，兩條支路電流大小相等，一個流入，一個流出。一個流入，一個流出。只有一條支路相連，則只有一條支路相連，則 i=0。1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律R21iS1iS2R12習(xí)題習(xí)題3 iS1=6A，iS2=3A，求電阻的電，求電阻的電流及電壓。流及電壓。 解：各支路電壓解：各支路電壓相等，設(shè)為相等，設(shè)為u，電，電阻電壓與電流取阻電壓與電流取關(guān)聯(lián)方向，設(shè)流關(guān)聯(lián)方向，設(shè)流出電流為正，列出

30、電流為正，列KCL方程方程02121 RRSSiiii01236uu代入元件代入元件VCR，得，得+u- R21iS1iS2R12+u- ARuiARuiVuRR2122211計算得計算得1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律能量守恒，電荷守恒。能量守恒，電荷守恒。0654321pppppp0163514332211iuiuiuiuiuiu132iii0)()(353216421iuuuiuuuu06421uuuu0532uuu035641uuuuu0665544332211iuiuiuiuiuiu1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任一回路中

31、，所有支路電壓降的代數(shù)和等一回路中，所有支路電壓降的代數(shù)和等于零。于零?；鶢柣舴螂妷憾苫鶢柣舴螂妷憾?(KVL) P16-170)(1Kkktu回路電壓約束回路電壓約束升降uu另一形式另一形式電壓降之和電壓降之和= =電壓升之和。電壓升之和。U1US1+U2U3+U4US200U順時針順時針方向繞行方向繞行:1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律指定一個回路的指定一個回路的繞行方向繞行方向。首先：首先：規(guī)定：規(guī)定：凡電壓的參考方向與回路繞行方凡電壓的參考方向與回路繞行方向向一致一致者，取者，取“+”，反之，取，反之，取“-”。（電壓（電壓降降取取正正，電壓，電壓升升取取負(fù)負(fù)）例例U4+US1_+

32、US2_U3U1U2 KVL的運用的運用1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律例題見例題見p17 14例例KVL不僅適用于回路，還不僅適用于回路，還可以推廣應(yīng)用于任何一個假可以推廣應(yīng)用于任何一個假象閉合的一段電路（廣義回象閉合的一段電路（廣義回路）。路）。aUsb_-+U2U1SabUUUU 21uab推廣推廣1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律推論推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經(jīng)過的元件電壓的代數(shù)和。條路徑經(jīng)過的元件電壓的代數(shù)和。32UUUAB4211UUUUUSSAB1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律+US1_+US2_U3U1U2U4AB1-3

33、 基爾霍夫定律基爾霍夫定律例例 求求 A B A B + + u1 1=3V - -=3V - - u2 2=-5V=-5V E E + + u3 3=-4V- +=-4V- + C CuADDu1 1- -u2 2- -u3 3- - = 0= 0 = = u1 1- -u2 2- -u3 3 =3-(-5)-(-4)=12 =3-(-5)-(-4)=12VuADuAD解：解：選順選順時針方向，時針方向，例例6 求求 I1 和和 I2 。 d5a + 14V -3A - b2V +c + 4V - I1I22I a ca: I2+I a c-3=0, 得得 I2=1Ad: -I2-I b d

34、-I1=0 I1=-I2-I b d=-1-1=-2A解：解：u b d-4+2=0 u b d=2V, I b d=1Au a c+4-14=0 ua c=10V, I a c=2A習(xí)題習(xí)題4 圖示單回路電路，求電流及電源的圖示單回路電路，求電流及電源的功率。功率。R1=1 + uS2=4V -I- R3=3 +uS1=10V R2= 2解：選回路方解：選回路方向如圖，電阻向如圖，電阻元件的電壓與元件的電壓與電流取關(guān)聯(lián)參電流取關(guān)聯(lián)參考方向，由考方向，由KVL得得013221SRRSRuuuuuA132121RRRuuISSW1011IuPSuSW422IuPSuS012321SSuIRIRu

35、IR代入元件代入元件VCR，得，得R1=1 + uS2=4V -I- R3=3 +uS1=10V R2= 2KCL、KVL小結(jié)小結(jié)(2) KCL是對任一節(jié)點（或封閉面）的各支路電流的是對任一節(jié)點（或封閉面）的各支路電流的線性約束線性約束(3) KVL是對任一回路（或閉合節(jié)點序列）的各支路是對任一回路（或閉合節(jié)點序列）的各支路電壓的線性約束電壓的線性約束(4) KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)(1) KCL表明在每一節(jié)點上電荷是守恒的；表明在每一節(jié)點上電荷是守恒的；KVL是電是電壓單值性的具體體現(xiàn)壓單值性的具體體現(xiàn)(兩點間電壓與路徑無關(guān)兩點間電壓與路徑無

36、關(guān))(5) KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路只適用于集總參數(shù)的電路1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律一般定義一般定義在任一時刻，它的電壓和電流可用代數(shù)關(guān)系在任一時刻，它的電壓和電流可用代數(shù)關(guān)系表示的一個二端元件稱為電阻元件，即這一關(guān)系表示的一個二端元件稱為電阻元件，即這一關(guān)系(VCR)可可以由以由u-i平面上平面上一條一條曲線確定。曲線確定。0),(iuf分類分類線性與非線性電阻、時變或時不變（定常）電阻線性與非線性電阻、時變或時不變（定常）電阻1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)注意注意：電壓與電流：電壓與電流取關(guān)聯(lián)參考方向取關(guān)聯(lián)參考

37、方向電阻單位：歐電阻單位：歐(姆姆) 符號符號: 令令 G 1/RG稱為電導(dǎo)稱為電導(dǎo)則則 歐姆定律表示為歐姆定律表示為 i G u 單位：西單位：西(門子門子) 符號符號: S (Siemens)歐姆定律歐姆定律 P20)(/ )(tituR 電阻元件電阻元件是從實際電阻器抽象出來的模型，只反是從實際電阻器抽象出來的模型，只反映電阻器對電流呈現(xiàn)阻力的性能。映電阻器對電流呈現(xiàn)阻力的性能。R+ui-)()(tRitu注意注意：電壓與電流取非關(guān)聯(lián)參考方向，則：電壓與電流取非關(guān)聯(lián)參考方向，則)()(tRitu)()(tGuti1-4 電阻元件電阻元件 (resistor) 常用的各種二端電阻器件常用的

38、各種二端電阻器件 電阻器晶體二極管1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)實驗表明：實驗表明： 在在低頻低頻工作條件下，工作條件下，電阻器的電壓電流關(guān)系是電阻器的電壓電流關(guān)系是ui平面上通過坐標(biāo)原點的平面上通過坐標(biāo)原點的一條直線。一條直線。用晶體管特性圖示器測用晶體管特性圖示器測量二端電阻器的電壓電量二端電阻器的電壓電流關(guān)系。流關(guān)系。實驗表明：實驗表明： 在在低頻低頻工作條件下，工作條件下，晶體二極管的電壓電流關(guān)晶體二極管的電壓電流關(guān)系是系是ui平面上通過坐標(biāo)原平面上通過坐標(biāo)原點的一條曲線。點的一條曲線。用晶體管特性圖示器測用晶體管特性圖示器測量晶體二極管的電壓電量晶體二極管的電壓電流關(guān)

39、系。流關(guān)系。1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)Riu+開路與短路開路與短路當(dāng)當(dāng) R = 0 (G = )，視其為短路。，視其為短路。i為有限值時，為有限值時，u = 0。當(dāng)當(dāng) R = (G = 0 )，視其為開路。，視其為開路。 u為有限值時，為有限值時，i = 0。ui0開路開路ui0短路短路1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)功率功率 P23RuRiuitp22)(無源與有源元件無源與有源元件一般情況下，電阻的功率非負(fù)，即電阻是一種耗能元件。一般情況下，電阻的功率非負(fù)，即電阻是一種耗能元件。0)()()()(ttdiudptw無源無源0)()()()(ttdiudpt

40、w有源有源1-4 電阻元件電阻元件 (resistor)例例 分別求下圖中的電壓分別求下圖中的電壓U或電流或電流I。3A 2+ U -+ -6V -I 2解：關(guān)聯(lián)解：關(guān)聯(lián)V632IRUA326/RUI非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)電阻器有電阻器有額定值額定值（電壓，電流）問題（電壓，電流）問題解：（解：（1）額定（）額定（rating)電壓電壓V07.75.0100rrRPumA7.70100/5.0/RPirr例例電阻器電阻器RT-100-0.5W，（，（1）求額定電壓和額）求額定電壓和額定電流。（定電流。（2）若其上加）若其上加5V電壓，求流經(jīng)的電流和電壓，求流經(jīng)的電流和消耗的功率。消耗的功率。額定電流額定

41、電流電阻與電阻器的區(qū)別（2）mA501005RuiW25.0100252Rup獨立源獨立源 (independent source) 常用的干電池和可充電電池常用的干電池和可充電電池獨立源獨立源 (independent source) 實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源用示波器觀測直流穩(wěn)壓電源的電壓隨時間變化的波形。示波器穩(wěn)壓電源1-5 理想電壓源理想電壓源性質(zhì)性質(zhì) P26(a) 端電壓由電源端電壓由電源本身本身決定，與外電路無關(guān)；決定，與外電路無關(guān)；(b) 通過它的電流是通過它的電流是任意任意的，由外電路決定。的，由外電路決定。獨立源獨立源 (independent sour

42、ce)伏安特性伏安特性USui0符號符號理想電壓源的開路與短路理想電壓源的開路與短路(1) 開路開路 i=0(2) 理想電壓源不允許短路。理想電壓源不允許短路。uS+_iu+_獨立源獨立源 (independent source)功率功率i , uS 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) p=uSii , us非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)p= - uSi獨立源獨立源 (independent source)uS+_iu+_uS+_iu+_例題見例題見p27 17、8、9獨立源獨立源 (independent source)1-6 理想電流源理想電流源性質(zhì)性質(zhì)： P31 (a) 電源電流由電源電源電流由電源本身本身決定，與外電路無關(guān)；決定

43、，與外電路無關(guān)；(b) 電源兩端電壓電源兩端電壓是是任意任意的，由外電路決定。的，由外電路決定。獨立源獨立源 (independent source)ISui0伏安特性伏安特性符號符號理想電流源的短路與開路理想電流源的短路與開路(2) 理想電流源不允許開路。理想電流源不允許開路。(1) 短路：短路：i= iS ，u=0 iSiu+_獨立源獨立源 (independent source)功率功率p= uisp= u is u , iS 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) u , iS 非非關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) 獨立源獨立源 (independent source)iSiu+_iSiu+例題見例題見p32 110、11、12獨立源獨立

44、源 (independent source) 在電子電路中廣泛使用各種晶體管、運算放大器在電子電路中廣泛使用各種晶體管、運算放大器等多端器件。這些多端器件的等多端器件。這些多端器件的某些端鈕的電壓或電流受到某些端鈕的電壓或電流受到另一些端鈕電壓或電流的控制另一些端鈕電壓或電流的控制。為了模擬多端器件各電壓、。為了模擬多端器件各電壓、電流間的這種電流間的這種耦合耦合關(guān)系，需要定義一些多端電路元件關(guān)系，需要定義一些多端電路元件( (模模型型) )。 本節(jié)介紹的本節(jié)介紹的受控源受控源是一種非常有用的電路元件，是一種非常有用的電路元件，常用來模擬含晶體管、運算放大器等多端器件的電子電路。常用來模擬含晶

45、體管、運算放大器等多端器件的電子電路。從事電子、通信類專業(yè)的工作人員，應(yīng)掌握含受控源的電從事電子、通信類專業(yè)的工作人員，應(yīng)掌握含受控源的電路分析。路分析。 1-7 受控源受控源 (controlled source) 圖圖(a)所示的晶體管在一定條件下可以用圖所示的晶體管在一定條件下可以用圖(b)所示的所示的模型來表示。這個模型由一個受控源和一個電阻構(gòu)成，這模型來表示。這個模型由一個受控源和一個電阻構(gòu)成，這個受控源受與電阻并聯(lián)的開路的控制，控制電壓是個受控源受與電阻并聯(lián)的開路的控制，控制電壓是ube，受，受控源的控制系數(shù)是轉(zhuǎn)移電導(dǎo)控源的控制系數(shù)是轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。1-7 受控源受控源 (contr

46、olled source) 圖圖(d)表示用圖表示用圖(b)的晶體管模型代替圖的晶體管模型代替圖(c)電路中的晶體管電路中的晶體管所得到的一個電路模型。所得到的一個電路模型。1-7 受控源受控源 (controlled source)電路符號電路符號受控源受控源：由電子器件抽象出來的一種模型，是雙：由電子器件抽象出來的一種模型，是雙口元件。一為口元件。一為控制支路控制支路（或為開路或為短路），一（或為開路或為短路），一為為受控支路受控支路（具有電壓或電流源的性質(zhì)），且其電（具有電壓或電流源的性質(zhì)），且其電壓或電流是受受控支路電壓壓或電流是受受控支路電壓(或電流或電流)控制?？刂?。 P35+受控

47、電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源1-7 受控源受控源 (controlled source)l 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source ) : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 u1=0 i2=i1 u1=0u2=r i1l 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( Current Controlled Voltage Source )i1+_u2i2_u1i1+ri1+_u2i2_u1i1+-分類分類 P351-7 受控源受控源 (controlled source)g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) :電壓放大倍數(shù)電壓放

48、大倍數(shù) i1=0i2=gu1 i1=0u2= u1l 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source )l 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( Voltage Controlled Voltage Source )注意：注意： ，g， ，r 為常數(shù)時，被控制量與控制量滿足為常數(shù)時，被控制量與控制量滿足線性關(guān)系，稱為線性受控源。線性關(guān)系，稱為線性受控源。u1gu u1 1+_u2i2_i1+ u1+_u2i2_u1i1+-1-7 受控源受控源 (controlled source)VCR曲線曲線雙口電阻元件雙口電阻元件0),(0),(2

49、121221211iiuufiiuuf2121,iiuu兩支路的電壓、電流兩支路的電壓、電流1-7 受控源受控源 (controlled source)功率功率受控源是有源元件受控源是有源元件受控源的有源性和無源性受控源的有源性和無源性)()()()()()()(222211titutitutitutp受控源與獨立源的比較受控源與獨立源的比較獨立源在電路中起獨立源在電路中起“激勵激勵”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路中不能作為路中不能作為“激勵激勵”。獨立源電壓獨立源電壓(

50、或電流或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓電流無關(guān)，而受控源電壓(或電流或電流)由控制量決定。由控制量決定。1-7 受控源受控源 (controlled source)例題見例題見p38 114（p37例例113）列寫方程時可將受控源列寫方程時可將受控源暫先暫先看作獨立源看作獨立源找出控制量與求解量的找出控制量與求解量的關(guān)系關(guān)系1-7 受控源受控源 (controlled source)串聯(lián)電路串聯(lián)電路( Series Connection)(a) 各電阻順序連接，流過同一電流各電阻順序連接，流過同一電流 (KCL)；(b) 總電壓

51、等于各串聯(lián)電阻的電壓之和總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和 (KVL)。 niinknkRiRRRiuuuu111)(1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式+_R1R n+_uki+_u1+_unuRk1kkniiRuuR分壓公式分壓公式 P401neqiiRR等效（總）電阻等效（總）電阻 在電子設(shè)備中使用的碳膜電位器、實心電位器和線繞在電子設(shè)備中使用的碳膜電位器、實心電位器和線繞電位器是一種三端電阻器件，它有一個滑動接觸端和兩個電位器是一種三端電阻器件，它有一個滑動接觸端和兩個固定端固定端圖圖(a)。在直流和低頻工作時，電位器可用兩個可。在直流和低頻工作時，電位器可用兩個可變電阻串聯(lián)來模擬

52、變電阻串聯(lián)來模擬圖圖(b)。電位器的滑動端和任一固定端。電位器的滑動端和任一固定端間的電阻值，可以從零到標(biāo)稱值間連續(xù)變化，可作為可變間的電阻值，可以從零到標(biāo)稱值間連續(xù)變化，可作為可變電阻器使用。電阻器使用。 1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式并聯(lián)電路并聯(lián)電路 (Parallel Connection)(a) 各電阻兩端分別接在一起，兩端為同一電壓各電阻兩端分別接在一起，兩端為同一電壓 (KVL)；(b) 總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和 (KCL)。i = i1+ i2+ + ik+ +ininG1G2GkGni+ui1i2ik_i1kknjjGi

53、iG分流公式分流公式 P431neqjjGG等效（總）電導(dǎo)等效（總）電導(dǎo)1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式接地接地電壓不能定義在單點上，它定義電壓不能定義在單點上，它定義為兩點之間的電位差。但是許多為兩點之間的電位差。但是許多電路原理圖都使用了將大地電壓電路原理圖都使用了將大地電壓定義為零的約定，其他電壓都是定義為零的約定，其他電壓都是相對于該電壓而言的。這個概念相對于該電壓而言的。這個概念通常稱為通常稱為“接地接地” ” （earth earth groundground）。既然將）。既然將“地地”定義為定義為零電壓，那么在原理圖中把它當(dāng)零電壓，那么在原理圖中把它當(dāng)作公共端通常比較

54、方便。如果電作公共端通常比較方便。如果電路的公共端沒有通過某些低阻抗路的公共端沒有通過某些低阻抗的路徑與大地相接，就可能導(dǎo)致的路徑與大地相接，就可能導(dǎo)致潛在的危險。潛在的危險。 1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式例題見例題見p41 115、161-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式分壓器的應(yīng)用分壓器的應(yīng)用1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式分流器的應(yīng)用分流器的應(yīng)用1-8 分壓公式和分流公式分壓公式和分流公式1-9 兩類約束兩類約束 KCL、KVL方程的獨立性方程的獨立性 KCL、KVL和元件的和元件的VCR是對電路中的各電壓變量和是對電路中的各電壓變量和各電流變量施加的

55、全部約束。各電流變量施加的全部約束。一類是元件的特性對其電壓和電流造成的約束，可稱為一類是元件的特性對其電壓和電流造成的約束，可稱為元件約束元件約束，取決于元件的性質(zhì)。，取決于元件的性質(zhì)。另一類是元件的相互連接給支路電流和電壓帶來的約束，另一類是元件的相互連接給支路電流和電壓帶來的約束，可稱為可稱為拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束，取決于電路的互聯(lián)形式，取決于電路的互聯(lián)形式。兩類約束兩類約束獨立節(jié)點：與獨立獨立節(jié)點：與獨立KCL方程對應(yīng)的節(jié)點。方程對應(yīng)的節(jié)點。 任選任選(n1)個節(jié)點即為獨立節(jié)點。個節(jié)點即為獨立節(jié)點。 設(shè)電路的節(jié)點數(shù)為設(shè)電路的節(jié)點數(shù)為n，則獨立的，則獨立的KCL方程為（方程為（n-1） 個，且

56、為任意的（個，且為任意的（n-1）個。）個。 P46KCL和和KVL的獨立性問題的獨立性問題1-9 兩類約束兩類約束 KCL、KVL方程的獨立性方程的獨立性 給定一平面電路（給定一平面電路（planar circuit） (a)該電路有該電路有b-(n-1)個網(wǎng)孔；個網(wǎng)孔； (b) b-(n-1)個網(wǎng)孔的個網(wǎng)孔的 KVL方程是獨立的。方程是獨立的。P46獨立回路：與獨立獨立回路：與獨立KVL方程對應(yīng)的回路。方程對應(yīng)的回路。對平面電路，對平面電路，b(n1)個網(wǎng)孔即是一組獨立回路。個網(wǎng)孔即是一組獨立回路。KCL和和KVL的獨立性問題的獨立性問題1-9 兩類約束兩類約束 KCL、KVL方程的獨立性

57、方程的獨立性平面電路平面電路：可以畫在平面上：可以畫在平面上,不出現(xiàn)支路交叉的電路。不出現(xiàn)支路交叉的電路。非平面電路非平面電路：在平面上無論將電路怎樣畫，總有支：在平面上無論將電路怎樣畫，總有支路相互交叉。路相互交叉。平面電路平面電路 總有支路相互交叉總有支路相互交叉 非平面電路非平面電路1-9 兩類約束兩類約束 KCL、KVL方程的獨立性方程的獨立性 對于具有對于具有b條支路條支路n個結(jié)點的電路，以個結(jié)點的電路，以b個個支路電壓和支路電壓和b個支路電流為變量的電路方程，個支路電流為變量的電路方程，稱為稱為2b方程。方程。其中包括：其中包括： KCL定律列出的定律列出的(n-1)個結(jié)點方程個結(jié)

58、點方程 KVL定律列出的定律列出的(b-n+1)個回路方程個回路方程 VCR（歐姆定律）列出的（歐姆定律）列出的b個方程個方程求解求解2b方程可得到電路的全部支路電壓和支路方程可得到電路的全部支路電壓和支路電流電流2b方程方程1-10 支路分析支路分析支路電流法和支路電壓法支路電流法和支路電壓法出發(fā)點：以支路電流出發(fā)點：以支路電流(電壓電壓)為電路變量。為電路變量。支路支路電流電流法法：以各支路：以各支路電流電流為為未知量未知量列寫電路方程列寫電路方程分析電路的方法。分析電路的方法。支路支路電壓電壓法法：以各支路：以各支路電壓電壓為為未知量未知量列寫電路方程列寫電路方程分析電路的方法。分析電路

59、的方法。1-10 支路分析支路分析1-10 支路電流法和支路電壓法支路電流分析法步驟：支路電流分析法步驟：1 選各支流電流的參考方向；選各支流電流的參考方向；2 對對(n-1)個獨立節(jié)點個獨立節(jié)點列列KCL方程；方程；3 選選b-(n-1)獨立回路列獨立回路列KVL方程；其中方程；其中電阻的電壓用支路電流表示電阻的電壓用支路電流表示4 求解支路電流及其他響應(yīng)。求解支路電流及其他響應(yīng)。skRkuiRk支路電壓分析法步驟：支路電壓分析法步驟：1 選各支流電壓的參考方向；選各支流電壓的參考方向；2 對對(n-1)個獨立節(jié)點個獨立節(jié)點列列KCL方程；其中電方程；其中電阻的電流用支路電壓表示阻的電流用支

60、路電壓表示3 選選b-(n-1)獨立回路列獨立回路列KVL方程；方程；4 求解支路電壓及其他響應(yīng)。求解支路電壓及其他響應(yīng)。skRkiuGk1-10 支路分析支路分析支路法的特點：支路法的特點：支路電流法是最基本的方法，在支路電流法是最基本的方法，在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由于支路法要同時列寫于支路法要同時列寫 KCL和和KVL方方程，程， 所以方程數(shù)較多。所以方程數(shù)較多。1-10 支路分析支路分析例例節(jié)點節(jié)點a：I1I2+I3=0(1) n1=1個個KCL方程：方程：I1I3US1US2R1R2R3ba+I2US1=130V, US2=117V, R1=1

61、 , R2=0.6 , R3=24 .求各支路電流及電壓求各支路電流及電壓源各自發(fā)出的功率。源各自發(fā)出的功率。解解(2) b(n1)=2個個KVL方程：方程：R2I2+R3I3=US2 U= USR1I1R2I2=US1US20.6I2+24I3=117I10.6I2=130117121-10 支路分析支路分析(3) 聯(lián)立求解聯(lián)立求解I1I2+I3=00.6I2+24I3= 117I10.6I2=13解之得解之得I1=10 AI3= 5 AI2= 5 A(4) 功率分析功率分析PU S1=-US1I1=-130 10=-1300 WPU S2=-US2I2=-117 (5)= 585 W驗證功

62、率守恒：驗證功率守恒：PR 1吸吸=R1I12=100 WPR 2吸吸=R2I22=15 WPR 3吸吸=R3I32=600 WP發(fā)發(fā)=715 WP吸吸=715 WP發(fā)發(fā)= P吸吸1-10 支路分析支路分析I1I3US1US2R1R2R3ba+I2例例 列寫如圖電路的支路電流方程列寫如圖電路的支路電流方程(含理想電流源支路含理想電流源支路)。b=5, n=3KCL方程：方程：- i1- i2 + i3 = 0 (1)- i3+ i4 - i5 = 0 (2)R1 i1-R2i2 = uS (3)R2 i2+R3i3 + R4 i4 = 0 (4)- R4 i4+u = 0 (5)i5 = iS

63、 (6)KVL方程：方程：* 理想電流源的處理：由于理想電流源的處理：由于i5 = iS，所以在選擇獨立回路時，所以在選擇獨立回路時，可不選含此支路的回路?？刹贿x含此支路的回路。對此例，可不選回路對此例，可不選回路3，即去，即去掉方程掉方程(5)，而只列，而只列(1)(4)及及(6)。 iSc123+ui1i3uSR1R2R3ba+i2i5i4R4解解1-10 支路分析支路分析解解列寫下圖所示含受控源電路的支路電流方程。列寫下圖所示含受控源電路的支路電流方程。uSc u2方程列寫分兩步：方程列寫分兩步：(1) 先將受控源看作獨立先將受控源看作獨立源列方程；源列方程；(2) 將控制量用未知量表將

64、控制量用未知量表示，并代入示，并代入(1)中所列中所列的方程，消去中間變的方程，消去中間變量。量。KCL方程：方程：-i1- i2+ i3 + i4=0 (1)-i3- i4+ i5 i6=0 (2)例例1i1i3 i1R1R2R3ba+i2i6i5u24i4R4+R5+u231-10 支路分析支路分析KVL方程：方程：R1i1- R2i2= uS (3)R2i2+ R3i3 +R5i5= 0 (4)-R3i3+R4i4= - u2 (5)-R5i5= - u (6)補充方程：補充方程：i6= i1 (7)u2= -R2i2 (8)另一方法：去掉方程另一方法：去掉方程(6)。1i1i3 i1R

65、1R2R3ba+i2i6i5u24i4R4+R5+u231-10 支路分析支路分析摘摘 要要nkki101實際電路的幾何尺寸遠(yuǎn)小于電路工作信號的波長時，可實際電路的幾何尺寸遠(yuǎn)小于電路工作信號的波長時，可 用電路元件連接而成的用電路元件連接而成的集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路(模型模型)來模擬?；鶃砟M。基 爾霍夫定律適用于任何集總參數(shù)電路。爾霍夫定律適用于任何集總參數(shù)電路。2基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(KCL)陳述為：對于任何集總參數(shù)電陳述為：對于任何集總參數(shù)電 路，在任一時刻，流出任一結(jié)點或封閉面的全部支路電路，在任一時刻，流出任一結(jié)點或封閉面的全部支路電 流的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為流

66、的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為nkku103基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律(KVL)陳述為：對于任何集總參數(shù)電陳述為：對于任何集總參數(shù)電 路，在任一時刻，沿任一回路或閉合結(jié)點序列的各段電路，在任一時刻，沿任一回路或閉合結(jié)點序列的各段電 壓的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為壓的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 4一般來說，二端電阻由代數(shù)方程一般來說，二端電阻由代數(shù)方程f(u,i)=0來表征。線性來表征。線性 電阻滿足歐姆定律電阻滿足歐姆定律(u=Ri)，其特性曲線是，其特性曲線是u-i平面上通過平面上通過 原點的直線。原點的直線。5電壓源的特性曲線是電壓源的特性曲線是u-i平面上平行于平面上平行于i軸的垂直線。電軸的垂直線。電 壓源的電壓按給定時間函數(shù)壓源的電壓按給定時間函數(shù)uS(t)變化，其電流由變化，其電流由uS(t)和和 外電路共同確定。外電路共同確定。摘摘 要要6電流源的特性曲線是電流源的特性曲線是u-i平面上平行于平面上平行于u軸的水平線。電軸的水平線。電 流源的電流按給定時間函數(shù)流源的電流按給定時間函數(shù)iS(t)變化，其電壓由變化，其電壓由iS(t)和和 外電路共同確定。外電路共同