電路(第01章)

1、能源與電氣學(xué)院能源與電氣學(xué)院 周海強(qiáng)周海強(qiáng) 主要任務(wù)：研究電路分析與網(wǎng)絡(luò)綜合與設(shè)計(jì)基本規(guī)律。主要任務(wù)：研究電路分析與網(wǎng)絡(luò)綜合與設(shè)計(jì)基本規(guī)律。作用：作用：電氣工程與電子信息技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)課。電氣工程與電子信息技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)課。 為后續(xù)課程，如：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)為后續(xù)課程，如：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、集成電路設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、電力電子、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、集成電路設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、電力電子 技術(shù)等提供必要的理論準(zhǔn)備。技術(shù)等提供必要的理論準(zhǔn)備。 學(xué)習(xí)方法：理論與實(shí)踐相結(jié)合；學(xué)習(xí)方法：理論與實(shí)踐相結(jié)合； 帶著興趣（問題）學(xué)；帶著興趣（問題）學(xué)；

2、 與物理課程相互驗(yàn)證，搞清物理機(jī)理；與物理課程相互驗(yàn)證，搞清物理機(jī)理； 弄清各種方法的特點(diǎn)，應(yīng)用范圍。弄清各種方法的特點(diǎn)，應(yīng)用范圍。 1. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向; ;關(guān)關(guān)聯(lián)參考方向聯(lián)參考方向3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律l 重點(diǎn)重點(diǎn)：第第1 1章章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律2. 2. 電阻元件、獨(dú)立電源及受控源電阻元件、獨(dú)立電源及受控源 的外特性的外特性電阻器電阻器電容器電容器線圈線圈電池電池運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器晶體管晶體管 低頻信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)低頻信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.1 電路和電路模型（電路和電路模型（model)1. 實(shí)際電路實(shí)際電路功能

3、功能a 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；b 信息的傳遞與處理。信息的傳遞與處理。共性共性建立在同一電路理論基礎(chǔ)上建立在同一電路理論基礎(chǔ)上由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接構(gòu)成的電流的通路。接構(gòu)成的電流的通路。由理想電路元件及其組合代表實(shí)際由理想電路元件及其組合代表實(shí)際電路元件，與實(shí)際電路具有基本相電路元件，與實(shí)際電路具有基本相同的電磁性質(zhì)。同的電磁性質(zhì)。10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開關(guān)開關(guān)燈泡燈泡2. 電路模型電路模型 (circuit model)sRLRsU電路圖電路圖l理想電路元件理想電路元件抽掉了實(shí)際部件的外形、

4、尺寸等差抽掉了實(shí)際部件的外形、尺寸等差異性，反映其電磁共性的電路模型異性，反映其電磁共性的電路模型的最小單元。的最小單元。l電路模型電路模型幾種基本的電路元件：幾種基本的電路元件：電阻元件：表示消耗電能的元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件注注l 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件， 在一定條件

5、下可用同一模型表示；在一定條件下可用同一模型表示；l 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其 模型可以有不同的形式模型可以有不同的形式 電路模型近似地描述實(shí)際電路的電氣特性電路模型近似地描述實(shí)際電路的電氣特性。根據(jù)實(shí)際。根據(jù)實(shí)際電路的不同工作條件以及對(duì)模型精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)電路的不同工作條件以及對(duì)模型精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)用不同的電路模型模擬同一實(shí)際電路。現(xiàn)在以線圈為例加用不同的電路模型模擬同一實(shí)際電路?，F(xiàn)在以線圈為例加以說明。以說明。 圖圖13 線圈的幾種電路模型線圈的幾種電路模型 (a)線圈的圖形符號(hào)線圈的圖形符號(hào) (b)線圈通過低頻交流的模型線圈

6、通過低頻交流的模型 (c)線圈通過高頻交流的模型線圈通過高頻交流的模型1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 (reference direction) 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。是電流、電壓和功率。1. 電流和電流的參考方向電流和電流的參考方向l電流電流l電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量l 方向方向規(guī)定正

7、電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向l 單位單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、 A元件元件(導(dǎo)線導(dǎo)線)中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能: 實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 AABB問題問題復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷l(xiāng)參考方向參考方向i 參考方向參考方向大小大小方向方向電流電流(代數(shù)量代數(shù)量)任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流的參考方向。流

8、的參考方向。ABi 參考方向參考方向i 參考方向參考方向i 0i 0實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：AABB電流參考方向的兩種表示：電流參考方向的兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)橛眉^表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。電流的參考方向?用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 iAB , 電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。iABiABABl 電壓電壓Ul 單位：?jiǎn)挝唬篤 (伏伏)、kV、mV、 V2. 電壓和電壓的參考方向電壓和電壓的參考方向單位正電荷單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做

9、功（場(chǎng)力做功（W）的大小。兩點(diǎn)間的電壓等于）的大小。兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)間的電位之差。兩點(diǎn)間的電位之差。l 電位電位 單位正電荷單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（ 0）時(shí)電場(chǎng)力做功的大小時(shí)電場(chǎng)力做功的大小l 實(shí)際電壓方向?qū)嶋H電壓方向 電位真正降低的方向電位真正降低的方向例例已知：已知：4C正電荷由正電荷由a點(diǎn)均勻移動(dòng)至點(diǎn)均勻移動(dòng)至b點(diǎn)點(diǎn)電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功8J，由，由b點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)點(diǎn)電場(chǎng)力做功為力做功為12J，(1) 若以若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)點(diǎn)的電位和電壓的電位和電壓Uac解解bVqWaba 248 0 b VqWqWbccbc

10、3412 VUbaab 202 VUcbbc )(330 (1)以以b點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電位參考點(diǎn)abc解解VqWaca 54128 0 c VqWbcb 3412 VUbaab 235 VUcbbc 303 (2)電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)一經(jīng)選定，電路中電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)一經(jīng)選定，電路中各點(diǎn)的電位值就是唯一的；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，各點(diǎn)的電位值就是唯一的；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位值將改變，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變。電路中各點(diǎn)電位值將改變，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變。結(jié)論結(jié)論以以c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電位參考點(diǎn)問題問題復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的

11、實(shí)際方向往往復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往不易判別，給實(shí)際電路問題的分析計(jì)算帶來困難。不易判別，給實(shí)際電路問題的分析計(jì)算帶來困難。l 電壓電壓(降降)的參考方向的參考方向U 0參考方向參考方向U+實(shí)際方向?qū)嶋H方向+實(shí)際方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向U+U假設(shè)的電壓降低方向假設(shè)的電壓降低方向電壓參考方向的三種表示方式電壓參考方向的三種表示方式：(1) 用箭頭表示用箭頭表示(2) 用正負(fù)極性表示用正負(fù)極性表示(3) 用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示UU+ABUAB元件或支路的元件或支路的u，i 采用相同的參考方向稱之為采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考關(guān)聯(lián)參考方向方向。反之，稱為反之，稱為非關(guān)

12、聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向3. 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iUU注注(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號(hào)符號(hào)），），在計(jì)算過程中不得任意改變。在計(jì)算過程中不得任意改變。（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際 方向不變。方向不變。例例ABABiU電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對(duì)電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對(duì)A、B兩

13、部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？?jī)刹糠蛛娐冯妷弘娏鲄⒖挤较蜿P(guān)聯(lián)否？答：答： A 電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)； B 電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。1.3 電功率和能量電功率和能量1. 電功率電功率功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，瓦特，瓦特)能量的單位：能量的單位： J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳)單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。2. 電路吸收或發(fā)出功率的判斷電路吸收或發(fā)出功率的判斷l(xiāng) u, i 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向P=ui 表表示元件吸收的功率示元件吸收的功率P0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際

14、吸收)P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出)P0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收)l u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向+-iu+-iu例例564123I2I3I1+-U6U5U4U3U2U1求圖示電路中各方框求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或所代表的元件消耗或產(chǎn)生的功率。已知：產(chǎn)生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V,U3=8V, U4= -4V,U5=7V, U6= -3VI1=2A, I2=1A, I3= -1A 解解（發(fā)發(fā)出出）WIUP221111 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP62)3(122 （消耗）（消耗）WIUP1628133 （消消耗耗）WIU

15、P3)1()3(366 （發(fā)出）（發(fā)出）WIUP7)1(7355 （發(fā)發(fā)出出）WIUP41)4(244 注注對(duì)一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率對(duì)一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率非關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向：關(guān)聯(lián)參考方向：可用功率表示。從可用功率表示。從 t 到到t0元件消耗的能量：元件消耗的能量：ttttRuipW00t dt d3. 能量能量電路元件分類：電路元件分類：1）電路元件按與外部連接的端子數(shù)目可分）電路元件按與外部連接的端子數(shù)目可分 為二端、三端、四端元件等。為二端、三端、四端元件等。 2） 電路元件按是否給電路提供能量分為電路元件按是否給電路提供能量分為無(wú)源元

16、件和有源元件。無(wú)源元件和有源元件。 3）電路元件的參數(shù)如果不隨端子上電壓）電路元件的參數(shù)如果不隨端子上電壓或電流數(shù)值變化稱為線性元件，否則稱為或電流數(shù)值變化稱為線性元件，否則稱為非線性元件。非線性元件。 4）電路元件的參數(shù)如不隨時(shí)間變化稱）電路元件的參數(shù)如不隨時(shí)間變化稱時(shí)不變時(shí)不變 元件，否則稱時(shí)變?cè)?。元件，否則稱時(shí)變?cè)?.4 電路元件電路元件 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路滿足集總化條件、由集總元件構(gòu)成的電路滿足集總化條件、由集總元件構(gòu)成的電路集總元件集總元件假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。在任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的。在任何時(shí)刻，流入二

17、端元件的一個(gè)端子的電流一定等于從另一個(gè)端子流出的電流，兩電流一定等于從另一個(gè)端子流出的電流，兩個(gè)端子之間的電壓為單值量。個(gè)端子之間的電壓為單值量。集總化條件集總化條件d注注集總參數(shù)電路中集總參數(shù)電路中u、i可以是時(shí)間的函數(shù)，但與可以是時(shí)間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)d 指線長(zhǎng)；指線長(zhǎng)； 電磁波工作波長(zhǎng)電磁波工作波長(zhǎng), 光速。光速。mMHzfkmHzfsmv1,3006000,50 ./1038若若1.5 電阻元件電阻元件 (resistor)2. 線性定常電阻元件線性定常電阻元件l 電路符號(hào)電路符號(hào)R電阻元件電阻元件對(duì)電流呈現(xiàn)阻力、消耗能量的元件。其伏安對(duì)電流呈現(xiàn)阻力、消耗能量的元件。

18、其伏安關(guān)系用關(guān)系用ui平面的一條曲線來描述：平面的一條曲線來描述：0 ),(iufiu任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。1. 定義定義伏安伏安特性特性l ui 關(guān)系（關(guān)系（VCR方程）方程）R 稱為電阻，單位：稱為電阻，單位： (歐歐) (Ohm，歐姆，歐姆)滿足歐姆定律滿足歐姆定律 (Ohms Law)GuRui iuR uil 單位單位G 稱為電導(dǎo)，單位：稱為電導(dǎo)，單位： S(西門子西門子) (Siemens，西門子，西門子) u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向Rui+-伏安特性為一條伏安特性為一條過原點(diǎn)的直線過原點(diǎn)的直線Riu (2) 如電

19、阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián) 公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)注注(3) 說明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件說明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件歐姆定律歐姆定律(1) 只適用于線性電阻，只適用于線性電阻，( R 為常數(shù)）為常數(shù)）則歐姆定律寫為則歐姆定律寫為u R i i G u公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！Rui+-3. 功率和能量功率和能量上述結(jié)果說明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。上述結(jié)果說明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。p u i (R i) i i2 R u(u/ R) u2/ Rp u i i2R u2 / R功率：功

20、率：Rui+-Rui+-可用功率表示。從可用功率表示。從 t0 到到t電阻消耗的能量：電阻消耗的能量：ttttRuipW00t dt dRiu+4. 電阻的開路與短路（兩種特殊情況）電阻的開路與短路（兩種特殊情況）能量：能量：l 短路：當(dāng)流過電阻元件的短路：當(dāng)流過電阻元件的電流不論為何值，其端電壓電流不論為何值，其端電壓恒為零。恒為零。00 ui G or R0l 開路：當(dāng)電阻元件的端電壓開路：當(dāng)電阻元件的端電壓不論為何值時(shí)，流過它的電流不論為何值時(shí)，流過它的電流恒為零。恒為零。00 ui 0 G or Rui 1.6 電壓源和電流源電壓源和電流源 (independent source) 其

21、兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與流過它的電流值與流過它的電流 i 無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。l 電路符號(hào)電路符號(hào)1. 理想電壓源理想電壓源l 定義定義iSu+_(1) 電源兩端電壓由電源本身決定，電源兩端電壓由電源本身決定， 與外電路無(wú)關(guān)；與流經(jīng)它的電流方與外電路無(wú)關(guān)；與流經(jīng)它的電流方 向、大小無(wú)關(guān)。向、大小無(wú)關(guān)。(2) 通過電壓源的電流由電源及外通過電壓源的電流由電源及外 電路共同決定。電路共同決定。l 理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系ui)(tuS伏安關(guān)系伏安關(guān)系例例Ri-+Su外外電電路路Ru

22、iS )( Ri0)( 0 Ri電壓源不能短路！電壓源不能短路！l電壓源的功率電壓源的功率電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功 ， 電源吸收功率。電源吸收功率。（1） 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；物理意義：物理意義：+_iu+_Su+_iu+_SuiuPS 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電位向）由低電位向 高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作功電源發(fā)出功率。力作功電源發(fā)出功率。 iuPS 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用（2） 電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；物理意義：物理意義： iuPS 吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載 iuPS

23、 或：或：發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功例例 5R+_i+_Ru+_10V5V計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解VuR5510 )(ARuiR155 WRiPR5152 WiuPSV1011010 55 15VSPu iW 發(fā)出發(fā)出吸收吸收5W吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸） 其輸出電流總能保持定值或一定其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。l 電路符號(hào)電路符號(hào)2. 理想電流源理想電流源l 定義定義uSi+_(1) 電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電流源的輸出電流由電

24、源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)電路無(wú)關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)(2) 電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系ui)(tiS伏安伏安關(guān)系關(guān)系例例外外電電路路)( 00 Ru)( Ru電流源不能開路！電流源不能開路！Ru-+Si實(shí)際電流源的產(chǎn)生實(shí)際電流源的產(chǎn)生可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無(wú)可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無(wú)關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。電流等。SRiu

25、 l電流源的功率電流源的功率（1） 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；SuiP 發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用（2） 電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載 uiPS 或：或：發(fā)出負(fù)功發(fā)出負(fù)功u+_SiSuiP SuiP u+_Si例例計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解Ai2 Vu5 22 510ASPi uW WiuPSV10255 )(吸收吸收發(fā)出發(fā)出滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸）+_u+_2A5Vi1.7 受控電源受控電源 (非獨(dú)立源非獨(dú)立源)(controlled sourc

26、e or dependent source) 電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓受電路中某個(gè)地方的電壓( (或電流或電流) )控制的電源，稱受控源控制的電源，稱受控源l 電路符號(hào)電路符號(hào)+受控電壓源受控電壓源1. 定義定義受控電流源受控電流源(1) (1) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( ( CCCS ) ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u u 或電流或電流i i ，受控源可分，受控源可分四種類型：四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被當(dāng)

27、被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示?？刂屏渴请娏鲿r(shí)，用受控電流源表示。2. 分類分類四端元件四端元件 i1+_u2i2_u1i1+12ii 輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) (2) (2) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( ( VCCS )u1gu u1 1+_u2i2_i1+12gui (3) (3) 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( ( VCVS ) ) u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) ri1+_u2i2_u1i1+-(4) (4) 電流控制的電壓源電流控制的電

28、壓源 ( ( CCVS ) )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例bicibcii bi bi ci電電路路模模型型3. 3. 受控源與獨(dú)立源的比較受控源與獨(dú)立源的比較(1) (1) 獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓( (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(wú)關(guān)，而受控源電壓電流無(wú)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。(2) (2) 獨(dú)立源在電路中起獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)激勵(lì)”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，在電路流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受

29、控關(guān)系，在電路中不能作為中不能作為“激勵(lì)激勵(lì)”。例例求：電壓求：電壓u2。解解5i1+_u2_u1=6Vi1+-3 Ai2361 Viu46106512 1.8 1.8 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )( Kirchhoffs Laws )基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 ( ( KCL ) )和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( ( KVL ) )。它反。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律?；鶢栆?guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨苫?/p>

30、夫定律( (拓?fù)浼s束拓?fù)浼s束) )與元件特性與元件特性(VCR)(VCR)構(gòu)成了構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。電路分析的基礎(chǔ)。1. 1. 幾個(gè)名詞幾個(gè)名詞電路中通過同一電流的分支。電路中通過同一電流的分支。(b)三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。為節(jié)點(diǎn)。( ( n n ) )b=3an=2b+_R1uS1+_uS2R2R3（1）支路）支路 (branch)i3i2i1(2) (2) 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) (node)(node)由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。( ( l ) )兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。對(duì)對(duì)平面電路平面電路，其內(nèi)部不含

31、任何支路的回路稱網(wǎng)孔。，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。l=3+_R1uS1+_uS2R2R3123(3) (3) 路徑路徑(path)(path)(4) (4) 回路回路(loop)(loop)(5) (5) 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)(mesh)網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔2. 2. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 ( (KCL) )令流出為令流出為“+”+”，有：，有：例例 在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出或流入該在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出或流入該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。 mkti10)( 出出入入 iior

32、流進(jìn)的電流進(jìn)的電流等于流流等于流出的電流出的電流1i5i4i3i2i054321 iiiii54321iiiii 1 3 25i6i4i1i3i2i0641 iii例例0542 iii0653 iii三式相加得：三式相加得：0321 iii表明表明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面明確明確（1） KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任 意結(jié)點(diǎn)處的反映；意結(jié)點(diǎn)處的反映；（2） KCL是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是 什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；什么

33、元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；（3）KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實(shí)際方程是按電流參考方向列寫，與電流實(shí)際 方向無(wú)關(guān)。方向無(wú)關(guān)。（2 2）選定回路繞行方向，）選定回路繞行方向， 順時(shí)針或逆時(shí)針順時(shí)針或逆時(shí)針. .U1US1+U2+U3+U4+US4= 03. 3. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 ( (KVL) ) 在在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一閉合路徑繞沿任一閉合路徑繞行，各支路電壓的代數(shù)和等于零行，各支路電壓的代數(shù)和等于零。 mktu10)( 升升降降 uuor I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4（1 1）標(biāo)定各元件電壓參考方向）標(biāo)定各元件電壓參考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4例例KVL也適用于電路中任一假想的回路也適用于電路中任一假想的回路aUsb_-+U2U1SabUUUU 21明確明確（1） KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵的實(shí)質(zhì)反映了