電路(第一章 集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系)10-11(1)

1、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第一章第一章 集總電路中電壓、電流的約束關(guān)系集總電路中電壓、電流的約束關(guān)系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、電壓及功率電流、電壓及功率1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1-4 電阻元件電阻元件1-5 電壓源電壓源1-6 電流源電流源1-7 受控源受控源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1-10 支路分析支路分析電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 由電阻、電容、電感等由電阻、電容、電感等集總參數(shù)元件集

2、總參數(shù)元件組成的電路組成的電路稱為稱為集總電路。集總電路。 只表示一種電磁現(xiàn)象的元件稱為只表示一種電磁現(xiàn)象的元件稱為集總參數(shù)元件。集總參數(shù)元件。 只含電阻元件和電源元件的電路稱為只含電阻元件和電源元件的電路稱為電阻電路。電阻電路。220V開關(guān)開關(guān)S鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器L啟輝器啟輝器日光燈管日光燈管R日光燈實際電路日光燈實際電路i電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-1 電路及集總電路模型電路及集總電路模型 電路電路是由各種電氣器件按一定方式連接起來，為是由各種電氣器件按一定方式連接起來，為電流提供通過的路徑。電流提供通過的路徑。 電路的功能是：電路的功能是： 其一，是進行能量的

3、傳輸、分配與轉(zhuǎn)換。其一，是進行能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換。 典型的例子是電力系統(tǒng)中的輸電電路。典型的例子是電力系統(tǒng)中的輸電電路。 發(fā)電廠的發(fā)電機組將其他形式的能量（或熱能、或水的勢能、或原子能等）轉(zhuǎn)換成電能。 通過變壓器、 輸電線等輸送給各用戶負載。 負載又把電能轉(zhuǎn)換成機械能、光能、熱能等。 其二，是實現(xiàn)信息的傳遞與處理。其二，是實現(xiàn)信息的傳遞與處理。 典型的例子有電話、收音機、電視機電路。接收天線把載有語言、音樂、圖像信息的電磁波接收后，通過電路把輸入信號（又稱激勵）變換或處理為人們所需要的輸出信號（又稱響應(yīng)），送到揚聲器或顯像管，再還原為語言、音樂或圖像。 其三，測量電量。其三，測量電量。 例

4、如，萬用表電路，用來測量電壓、電流和電阻例如，萬用表電路，用來測量電壓、電流和電阻等。等。 其四，存貯信息。其四，存貯信息。 例如，計算機中的存貯器電路，存放數(shù)據(jù)、程序。例如，計算機中的存貯器電路，存放數(shù)據(jù)、程序。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回最簡單的電路：最簡單的電路：手電筒電路手電筒電路 它由 3 部分組成： 是電源。是電源。 它的作用是將其他形式它的作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。的能量轉(zhuǎn)換為電能。 圖中干電池是電源，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。圖中干電池是電源，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。 是負載。是負載。 用電裝置。用電裝置。 它將電源供給的電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量

5、。它將電源供給的電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。 圖中燈泡是負載，是將電能轉(zhuǎn)換為光和熱能。圖中燈泡是負載，是將電能轉(zhuǎn)換為光和熱能。 是連接電源與負載傳輸電能的金屬導(dǎo)線。是連接電源與負載傳輸電能的金屬導(dǎo)線。 圖中圖中S是為了節(jié)約電能所加的控制開關(guān)，需要照是為了節(jié)約電能所加的控制開關(guān)，需要照明時將開關(guān)明時將開關(guān)S閉合，不需要照明時將閉合，不需要照明時將S打開。打開。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 每一種電氣器件都具有多種電磁特性。每一種電氣器件都具有多種電磁特性。 一個燈泡有電流通過時，不僅要消耗電能，而且一個燈泡有電流通過時，不僅要消耗電能，而且還會產(chǎn)生磁場，因此，還兼有電

6、感的性質(zhì)。還會產(chǎn)生磁場，因此，還兼有電感的性質(zhì)。 連接電路的導(dǎo)體總有一點電阻，甚至還有電感。連接電路的導(dǎo)體總有一點電阻，甚至還有電感。 為了分析電路的方便，為了分析電路的方便，在一定條件下，對實際器在一定條件下，對實際器件加以件加以理想化，理想化，忽略它的次要性質(zhì)，用一個足以表征忽略它的次要性質(zhì)，用一個足以表征其主要性能的模型來表示。其主要性能的模型來表示。 這一理想化模型稱為這一理想化模型稱為理想電路元件。理想電路元件。 理想電阻元件：理想電阻元件：消耗電能；消耗電能； RL 理想電感元件：理想電感元件：貯存磁場能。貯存磁場能。 理想電容元件：理想電容元件：貯存電場能；貯存電場能；C電路分析

7、基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 （b）低頻且不考慮損耗時的等效電路；）低頻且不考慮損耗時的等效電路； （c）低頻且考慮損耗時的等效電路；）低頻且考慮損耗時的等效電路； （d）高頻且考慮損耗時的等效電路。）高頻且考慮損耗時的等效電路。 請問：請問：直流且不考慮損耗時的等效電路如何？直流且不考慮損耗時的等效電路如何？電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 集總假設(shè)的條件：器件的尺寸遠小于正常工作頻集總假設(shè)的條件：器件的尺寸遠小于正常工作頻率所對應(yīng)的波長。率所對應(yīng)的波長。 用特定的符號代表理想元件而聯(lián)接成的圖形叫用特定的符號代表理想元件而聯(lián)接成的圖形叫電電路圖

8、。路圖。 一般的理想元件具有兩個與外部聯(lián)接的端鈕，稱一般的理想元件具有兩個與外部聯(lián)接的端鈕，稱為為二端電路元件。二端電路元件。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-2 電路變量電路變量 電流、電壓及功率電流、電壓及功率 一、電流一、電流 帶電粒子的定向運動形成帶電粒子的定向運動形成電流。電流。 單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量定義為單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量定義為電流強電流強度度i，簡稱為電流，用以衡量電流的大小。簡稱為電流，用以衡量電流的大小。 產(chǎn)生電流的條件：產(chǎn)生電流的條件： 1、能夠自由移動的帶電粒子；、能夠自由移動的帶電粒子； 2、能使帶電粒子移動的力。、能使

9、帶電粒子移動的力。tqtidd)( 在國際單位制中，電流的單位是在國際單位制中，電流的單位是安培（安培（A）。）。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 規(guī)定正電荷運動的方向為規(guī)定正電荷運動的方向為電流的方向。電流的方向。 但在復(fù)雜電路中，電流的真實方向是難以確定的；但在復(fù)雜電路中，電流的真實方向是難以確定的；或者在交流電路中，電流的方向是交變的?；蛘咴诮涣麟娐分?，電流的方向是交變的。 在電路中任意選定一個在電路中任意選定一個參考方向參考方向作為電流的方向。作為電流的方向。規(guī)定電流的真實方向與參考方向規(guī)定電流的真實方向與參考方向一致，一致，電流為電流為正值；正值；若兩者若兩

10、者相反相反，則電流值，則電流值小于零。小于零。 利用電流的正負值結(jié)合著參考方向就可以確定電利用電流的正負值結(jié)合著參考方向就可以確定電流的真實方向。流的真實方向。 電流值的正與負只有在設(shè)定參考方向的前提下才電流值的正與負只有在設(shè)定參考方向的前提下才有意義。有意義。 電流的參考方向在電路圖中電流的參考方向在電路圖中用箭頭表示。用箭頭表示。 若電流的大小和方向不隨時間變化，則稱為直流若電流的大小和方向不隨時間變化，則稱為直流（dc或或DC）；）；若大小和方向都隨時間變化，則稱為若大小和方向都隨時間變化，則稱為交流（交流（ac或或AC）。）。電流是矢量嗎？電流是矢量嗎？電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上

11、一頁下一頁下一頁返返 回回 直流電流表兩接線柱旁邊分別標(biāo)有直流電流表兩接線柱旁邊分別標(biāo)有“+”號和號和“- -”號。號。當(dāng)電流由當(dāng)電流由“+ +”端流入電流表時，指針正向（順時針方端流入電流表時，指針正向（順時針方向）偏轉(zhuǎn)；當(dāng)電流由向）偏轉(zhuǎn)；當(dāng)電流由“- -”端流入時，指針反向偏轉(zhuǎn)。端流入時，指針反向偏轉(zhuǎn)。 把電流表接入電路時，實際上就選定了被測電流把電流表接入電路時，實際上就選定了被測電流的參考方向是由電表的的參考方向是由電表的“+”端經(jīng)電表指向電表的端經(jīng)電表指向電表的“- -”端。端。 測量時，若電表正向偏轉(zhuǎn)，則電流為正值，被測測量時，若電表正向偏轉(zhuǎn)，則電流為正值，被測電流的真實方向與參考

12、方向一致，則由電表的電流的真實方向與參考方向一致，則由電表的“+”端端指向電表的指向電表的“- -”端。端。 在選定參考方向下某一支路的電流為在選定參考方向下某一支路的電流為i1；若將其；若將其參考方向選反了為參考方向選反了為i2。則。則 i1=- - i2電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 二、電壓二、電壓 將將單位正電荷單位正電荷從電路中的從電路中的點點A移至電路中另一移至電路中另一點點B時時電場力做功的大小電場力做功的大小就稱為就稱為A、B兩點間的電壓。兩點間的電壓。 用用uAB(t)來表示。來表示。)(d)(d)(tqtwtuABAB 電壓的單位是伏特（電壓的單

13、位是伏特（V）。）。 顯然顯然 uAB=- -uBA 在電路中，通常選一公共點（較多元件的連接點）在電路中，通常選一公共點（較多元件的連接點）作為參考點作為參考點P，電場力將單位正電荷從，電場力將單位正電荷從A點移到參考點點移到參考點所做的功就稱為所做的功就稱為A點的電位，用點的電位，用UA表示。表示。UAB=UA- -UB電壓也稱為電位差。電壓也稱為電位差。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 顯然，顯然，P點的電位為點的電位為0，所以，所以P點稱為點稱為零電位點零電位點。 在一個電路中，選定參考點，在一個電路中，選定參考點，電位才有意義。電位才有意義。 參考點改變時，

14、電路中各點的電位也改變。參考點改變時，電路中各點的電位也改變。 但電路中任意兩點間的但電路中任意兩點間的電壓電壓是不變的，是不變的，與參考點與參考點的選擇無關(guān)。的選擇無關(guān)。 若正電荷從若正電荷從A點移到點移到B點點獲得能量，獲得能量，即電場力作負即電場力作負功，則功，則A點為低電位，點為低電位，即負極，即負極，B點為高電位，即正極。點為高電位，即正極。 從電壓、電位定義可知它們都是代數(shù)量，因而也從電壓、電位定義可知它們都是代數(shù)量，因而也有參考方向問題。有參考方向問題。 規(guī)定電壓的規(guī)定電壓的實際方向?qū)嶋H方向為電位降低的方向，即由為電位降低的方向，即由高高電位端指向低電位端。電位端指向低電位端。

15、在電路中任意選定一個方向作為電壓的在電路中任意選定一個方向作為電壓的參考方向。參考方向。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 在電路圖中用在電路圖中用“+”“- -”號標(biāo)出，號標(biāo)出，“+”號表示高電號表示高電位端，位端，“- -”號表示低電位端；號表示低電位端； 或用或用帶雙下標(biāo)的字母帶雙下標(biāo)的字母表示。表示。 如如電壓電壓uAB，下標(biāo)中第一個字母下標(biāo)中第一個字母A表示電壓表示電壓參考方參考方向向的正極性端（高電位端），的正極性端（高電位端）， 字母字母B表示電壓表示電壓參考方參考方向向的負極性端；的負極性端； 或用或用箭頭箭頭表示，箭頭的方向表示表示，箭頭的方向表示電位

16、降低方向電位降低方向。 規(guī)定：規(guī)定：電壓為正值時，該電壓的真實方向與參考電壓為正值時，該電壓的真實方向與參考方向相同；方向相同；當(dāng)電壓為負值時，則該電壓的真實極性與當(dāng)電壓為負值時，則該電壓的真實極性與參考極性相反。參考極性相反。 根據(jù)電壓值的正負結(jié)合著電壓的參考極性就可確根據(jù)電壓值的正負結(jié)合著電壓的參考極性就可確定電壓的真實極性。定電壓的真實極性。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 若電壓的參考方向與電流的參考方向選得相同，若電壓的參考方向與電流的參考方向選得相同，就稱為就稱為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向，簡稱為關(guān)聯(lián)方向；若不同則稱，簡稱為關(guān)聯(lián)方向；若不同則稱為為非關(guān)聯(lián)方向

17、。非關(guān)聯(lián)方向。 在進行電路分析時，在進行電路分析時，首先要選定首先要選定u和和i的參考方向。的參考方向。首先要選定首先要選定u和和i的參考方向。的參考方向。首先要選定首先要選定u和和i的參考方向。的參考方向。 在電源內(nèi)部通常將電壓和電流的參考方向選得在電源內(nèi)部通常將電壓和電流的參考方向選得不不一致一致（非關(guān)聯(lián)方向非關(guān)聯(lián)方向）；而在電源外電路通常選得）；而在電源外電路通常選得一致一致（則為（則為關(guān)聯(lián)方向關(guān)聯(lián)方向），有時為了簡化，一個元件上只標(biāo)），有時為了簡化，一個元件上只標(biāo)出電壓或電流一個量的參考方向。出電壓或電流一個量的參考方向。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 三、

18、電功率三、電功率 單位時間做功的大小稱作功率，或者說做功的速單位時間做功的大小稱作功率，或者說做功的速率稱為功率。率稱為功率。 在電路中單位時間內(nèi)在電路中單位時間內(nèi)電場力所做的功電場力所做的功就稱為電功就稱為電功率，以符號率，以符號p(t)表示。表示。 在關(guān)聯(lián)方向下，在關(guān)聯(lián)方向下，表示沿著電壓方向移動正電荷，表示沿著電壓方向移動正電荷，電場力作正功，即移動過程中電荷失去能量，表明該電場力作正功，即移動過程中電荷失去能量，表明該元件吸收能量，所以吸收功率為元件吸收能量，所以吸收功率為ttwtpd)(d)( ，quwqwudddd iqttqidddd =ui=ui=ui電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上

19、一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 在非關(guān)聯(lián)方向下，在非關(guān)聯(lián)方向下，表示沿著電壓方向移動正電表示沿著電壓方向移動正電荷，電場力作負功，該元件發(fā)出能量，則為吸收能量荷，電場力作負功，該元件發(fā)出能量，則為吸收能量的負值，所以的負值，所以吸收功率吸收功率為為uittwtp d)(d)( 功率的單位為瓦功率的單位為瓦(W)，即即1W = 1J/s。 若功率為正值，則表示該元件實際吸收功率；若功率為正值，則表示該元件實際吸收功率； 若功率為負值，則表示該元件實際發(fā)出功率。若功率為負值，則表示該元件實際發(fā)出功率。1kA=103A1mA=10- -3A，1A=10- -6A電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁

20、下一頁下一頁返返 回回1-3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 一、幾個電路名詞一、幾個電路名詞 1、支路：、支路： 將兩個或兩個以上的二端元件依次連接稱為將兩個或兩個以上的二端元件依次連接稱為串聯(lián)。串聯(lián)。 電路中通過同一電流的每一分支稱為電路中通過同一電流的每一分支稱為支路。支路。 一個二端元件或多個二端元件的串聯(lián)可看成一條一個二端元件或多個二端元件的串聯(lián)可看成一條支路。支路。 2、節(jié)點、節(jié)點 電路中電路中支路的連接點支路的連接點稱為稱為節(jié)點。節(jié)點。 流過二端元件的電流和元件的端電壓分別稱為流過二端元件的電流和元件的端電壓分別稱為支支路電流和支路電壓。路電流和支路電壓。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁

21、上一頁下一頁下一頁返返 回回 理想導(dǎo)線的兩端從電的角度來看，是相同的端點，理想導(dǎo)線的兩端從電的角度來看，是相同的端點，可以合并成一點?？梢院喜⒊梢稽c。 3、回路、回路 電路中的任一電路中的任一閉合路徑閉合路徑稱為稱為回路。回路。 4、網(wǎng)孔、網(wǎng)孔 對于平面電路，其內(nèi)部對于平面電路，其內(nèi)部不包含任何支路的回路不包含任何支路的回路稱稱為為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔。 二、基爾霍夫定律二、基爾霍夫定律 1、基爾霍夫電流定律（、基爾霍夫電流定律（KCL） 電荷守恒定律電荷守恒定律：電荷不能產(chǎn)生，也不能消滅，只：電荷不能產(chǎn)生，也不能消滅，只能從一個地方移到另一地方。能從一個地方移到另一地方。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁

22、上一頁下一頁下一頁返返 回回 i1 i2 i3 流入流入該節(jié)點的電流代數(shù)和為該節(jié)點的電流代數(shù)和為321iii tqdd 節(jié)點只是理想導(dǎo)體的匯合點，不能積累電荷。 又根據(jù)電荷守恒定律，=0即流進節(jié)點所有電流的代數(shù)和為零。即流進節(jié)點所有電流的代數(shù)和為零。0321 iii也即流出節(jié)點所有電流的代數(shù)和為零。也即流出節(jié)點所有電流的代數(shù)和為零。 KCL可表述為：對于任一集總電路中的任一節(jié)點，可表述為：對于任一集總電路中的任一節(jié)點，在任一時刻，流進（或流出）該節(jié)點的所有支路電流在任一時刻，流進（或流出）該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和為零。的代數(shù)和為零。01 Kkki節(jié)點處的支路節(jié)點處的支路數(shù)數(shù)第第k條支路的電

23、流條支路的電流電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 i1 i2 i3 由于流入每一元件的電流等由于流入每一元件的電流等于流出該元件的電流，每一元件于流出該元件的電流，每一元件存貯的凈電荷為零，因此存貯的凈電荷為零，因此0321 iii即即流進封閉面的所有電流代數(shù)和為零。流進封閉面的所有電流代數(shù)和為零。 KCL表達了電路中支路電流間的約束關(guān)系。表達了電路中支路電流間的約束關(guān)系。 運用運用KCL時常時常需要和兩套符號打交道：需要和兩套符號打交道： 其一是方程中其一是方程中各項前的正、負符號各項前的正、負符號，其正負取決，其正負取決于電流參考方向?qū)?jié)點的相對關(guān)系；于電流參考方向

24、對節(jié)點的相對關(guān)系； 另一是另一是電流本身數(shù)值的正負號電流本身數(shù)值的正負號，即參考方向與真，即參考方向與真實方向的關(guān)系。實方向的關(guān)系。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 2、基爾霍夫電壓定律（、基爾霍夫電壓定律（KVL） 根據(jù)能量守恒定律，若在某段時間內(nèi)電路中某些根據(jù)能量守恒定律，若在某段時間內(nèi)電路中某些元件得到的能量有所增加，則其他一些元件的能量必元件得到的能量有所增加，則其他一些元件的能量必須有所減少。須有所減少。123456u1u3u6 u4 u5 u2 在某段時間內(nèi)各元件在某段時間內(nèi)各元件所得到所得到的能量分別為的能量分別為w1、w2、w3、w4、w5、w6，則，

25、則0654321 wwwwwwi2i1i3電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回,dddd2211twptwp ，求求微微分分0654321 pppppp123456u1u3u6 u4 u5 u2 i2i1i30321 iii（非非關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)方方向向）（關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)方方向向），uipuip ，111iup ，222iup ，333iup ，14444iuiup ，35555iuiup 16666iuiup 0163514332211 iuiuiuiuiuiu電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回0163514332211 iuiuiuiuiuiu 312iii

26、0)()(353216421 iuuuiuuuu06421 uuuu0532 uuu123456u1u3u6 u4 u5 u2 i2i1i3回路回路1中各支中各支路電壓的代數(shù)路電壓的代數(shù)和和回路回路1回路回路2035641 uuuuu KVL表述為：對于任一表述為：對于任一集總電路中任一回路，在任集總電路中任一回路，在任一時刻，沿著該回路的所有一時刻，沿著該回路的所有支路電壓的代數(shù)和為零。支路電壓的代數(shù)和為零。01 Kkku電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 應(yīng)用應(yīng)用KVL列回路電壓方程時，首先設(shè)出回路中各列回路電壓方程時，首先設(shè)出回路中各元件（或各段電路）上電壓的元件

27、（或各段電路）上電壓的參考方向；參考方向； 然后選一個沿回路繞行的然后選一個沿回路繞行的繞行方向繞行方向（順時針或逆（順時針或逆時針均可）；時針均可）； 自回路中某一點開始，自回路中某一點開始，按所選繞行方向沿著回路按所選繞行方向沿著回路“走走”一圈；一圈； 若若“走走”向向與與元件上電壓參考方向相同則元件上電壓參考方向相同則取正號，取正號，反之取負號。反之取負號。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回回路回路A：u1+u2+u3-u4-u5=0假想回路假想回路Bu5+u4-u3-ux=0電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回iR+ -uus 按順時針方

28、向繞行一圈，得按順時針方向繞行一圈，得0 uuRisRiuus iR+ -uusRiuus iR+ -uusRiuus iR+ -uusRiuus 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-4 電阻元件電阻元件 伏安關(guān)系（也稱伏安特性）：伏安關(guān)系（也稱伏安特性）：每一元件電壓與電每一元件電壓與電流之間的關(guān)系，簡寫為流之間的關(guān)系，簡寫為VAR，VCR。 若伏安特性曲線是若伏安特性曲線是u-i平面上過坐標(biāo)原點的一條曲平面上過坐標(biāo)原點的一條曲線，則此二端元件就稱為線，則此二端元件就稱為電阻元件。電阻元件。)()(tRitu （關(guān)聯(lián)方向時）（關(guān)聯(lián)方向時） 若若R為常數(shù)，則稱為為常數(shù)

29、，則稱為線性電阻元件。線性電阻元件。 線性電阻的伏安特性是一條過坐標(biāo)原點的直線。線性電阻的伏安特性是一條過坐標(biāo)原點的直線。 若電阻元件的電壓和電流是非線性的，則稱為若電阻元件的電壓和電流是非線性的，則稱為非非線性電阻元件。線性電阻元件。 非關(guān)聯(lián)方向時，非關(guān)聯(lián)方向時，u(t)=- -Ri(t)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 電阻的倒數(shù)稱為電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)電導(dǎo)，用符號，用符號G表示，即表示，即RG1 在國際單位制中，電導(dǎo)的單位是西門子（在國際單位制中，電導(dǎo)的單位是西門子（S）。）。（關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)方方向向時時），Gui 在任一時刻，電阻的電壓（或電流）是由同一時在任一時刻，

30、電阻的電壓（或電流）是由同一時刻的電流（或電壓）所決定的。刻的電流（或電壓）所決定的。 這就是說，電阻的電壓（或電流）不能這就是說，電阻的電壓（或電流）不能“記憶記憶”電流（或電壓）在歷史上起過的作用。電流（或電壓）在歷史上起過的作用。 電阻是電阻是無記憶元件。無記憶元件。（非非關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)方方向向時時）。Gui 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 一個二端電阻元件（一條支路兩端）不論其電壓一個二端電阻元件（一條支路兩端）不論其電壓是多大，其是多大，其電流恒等于零，電流恒等于零，則此電阻元件稱為則此電阻元件稱為開路。開路。 一個二端電阻元件（一條支路）不論其電流是多一個二端

31、電阻元件（一條支路）不論其電流是多大，其大，其電壓恒等于零，電壓恒等于零，則此電阻元件稱為則此電阻元件稱為短路。短路。 若二端元件的伏安特性曲線是對若二端元件的伏安特性曲線是對原點對稱的，原點對稱的，即即元件對不同方向的電流或不同極性的電壓其表現(xiàn)是一元件對不同方向的電流或不同極性的電壓其表現(xiàn)是一樣的，這一性質(zhì)稱為樣的，這一性質(zhì)稱為雙向性。雙向性。GiGuRiRuuip2222 0 所以電阻元件是所以電阻元件是耗能元件。耗能元件。 使用這類元件時，它的兩個端鈕是沒有區(qū)別的。使用這類元件時，它的兩個端鈕是沒有區(qū)別的。 對原點不對稱，在使用時必須認清它的兩個端鈕。對原點不對稱，在使用時必須認清它的兩

32、個端鈕。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 電阻器的主要參數(shù)電阻器的主要參數(shù) 電阻器的參數(shù)有電阻器的參數(shù)有標(biāo)稱阻值標(biāo)稱阻值、允許偏差、允許偏差、額定功率、額定功率、溫度系數(shù)、溫度系數(shù)、環(huán)境溫度環(huán)境溫度等。等。 （1 1）標(biāo)稱阻值與允許偏差）標(biāo)稱阻值與允許偏差 標(biāo)稱阻值是指電阻器標(biāo)稱阻值是指電阻器表面上標(biāo)注的阻值表面上標(biāo)注的阻值。 電阻的標(biāo)稱阻值與它的實際值允許的最大偏差除電阻的標(biāo)稱阻值與它的實際值允許的最大偏差除以標(biāo)稱阻值的百分比，叫做以標(biāo)稱阻值的百分比，叫做允許偏差。允許偏差。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 為了便于進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和使

33、用、維修的為了便于進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和使用、維修的標(biāo)準(zhǔn)化，國家對電阻器的生產(chǎn)制定了標(biāo)稱值系列。標(biāo)準(zhǔn)化，國家對電阻器的生產(chǎn)制定了標(biāo)稱值系列。E24(級)5標(biāo)稱值系列電阻標(biāo)稱值(10n)1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0E24(級)5標(biāo)稱值系列電阻標(biāo)稱值(10n)3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.13.3 3.6E12(級)E6(級)10201.01.02.7E12(級)E6(級)10電路分析基礎(chǔ)電路分

34、析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 （2）電阻器的額定功率（標(biāo)稱功率）電阻器的額定功率（標(biāo)稱功率） 額定功率是指在正常大氣壓力和規(guī)定的溫度下，額定功率是指在正常大氣壓力和規(guī)定的溫度下，電阻器長期連續(xù)工作并能滿足規(guī)定的性能要求時，所電阻器長期連續(xù)工作并能滿足規(guī)定的性能要求時，所允許耗散的最大功率。允許耗散的最大功率。 在電路中，電阻器額定功率常用國家規(guī)定的通用在電路中，電阻器額定功率常用國家規(guī)定的通用符號表示：符號表示： 一般來說，功率越大，一般來說，功率越大，電阻器的長度和半徑也越電阻器的長度和半徑也越大。大。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 電阻值的標(biāo)識方法電

35、阻值的標(biāo)識方法 電阻器的阻值及允許偏差通常有三種標(biāo)注方法：電阻器的阻值及允許偏差通常有三種標(biāo)注方法：直標(biāo)法、文字符號法和色標(biāo)法。直標(biāo)法、文字符號法和色標(biāo)法。 （1）直標(biāo)法）直標(biāo)法 直標(biāo)法是用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號在電阻器的表直標(biāo)法是用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號在電阻器的表面上直接標(biāo)出阻值和允許偏差。面上直接標(biāo)出阻值和允許偏差。 一般情況只標(biāo)出阻值。一般情況只標(biāo)出阻值。 如如3.6k，510。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 （2）文字符號法）文字符號法 文字符號法是在文字符號法是在電阻器表面電阻器表面上用阿拉伯?dāng)?shù)字和文上用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值。字

36、符號兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值。文字符號法文字符號法表示的阻值單位表示的阻值單位R歐姆（歐姆（100）k千歐（千歐（103）文字符號法文字符號法表示的阻值單位表示的阻值單位M兆歐（兆歐（106）G吉歐（吉歐（109） 如如4.7的電阻器上標(biāo)有的電阻器上標(biāo)有4R7或或4.7。 7.5k的電阻器上標(biāo)有的電阻器上標(biāo)有7.5k或或7k5。通常不標(biāo)電阻的單位符號通常不標(biāo)電阻的單位符號“”。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 （3）色標(biāo)法）色標(biāo)法 色標(biāo)法色標(biāo)法是在電阻器的表面上用不同顏色的環(huán)或點是在電阻器的表面上用不同顏色的環(huán)或點表示其標(biāo)稱阻值和允許偏差。這些電阻稱為表示其標(biāo)稱

37、阻值和允許偏差。這些電阻稱為色環(huán)電阻色環(huán)電阻。 色環(huán)電阻通常有色環(huán)電阻通常有四環(huán)四環(huán)和和五環(huán)五環(huán)。 對于四環(huán)電阻的金色環(huán)（或者為銀色環(huán)，或者與對于四環(huán)電阻的金色環(huán)（或者為銀色環(huán)，或者與電阻表面同顏色）放在右邊，作為第四環(huán)，該環(huán)為電阻表面同顏色）放在右邊，作為第四環(huán)，該環(huán)為誤誤差環(huán)差環(huán)。 五環(huán)電阻的誤差環(huán)與相鄰環(huán)的距離約為其他環(huán)間五環(huán)電阻的誤差環(huán)與相鄰環(huán)的距離約為其他環(huán)間距的距的1.5倍，也放在右邊。倍，也放在右邊。 四環(huán)電阻左邊的第一、二環(huán)及五環(huán)電阻左邊的第四環(huán)電阻左邊的第一、二環(huán)及五環(huán)電阻左邊的第一、二、三環(huán)為有效數(shù)字，即四環(huán)電阻有兩位有效數(shù)一、二、三環(huán)為有效數(shù)字，即四環(huán)電阻有兩位有效數(shù)字，

38、五環(huán)電阻有三位有效數(shù)字。字，五環(huán)電阻有三位有效數(shù)字。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 環(huán)的顏色為棕、紅、橙、黃、綠、蘭、紫、灰、環(huán)的顏色為棕、紅、橙、黃、綠、蘭、紫、灰、白、黑，分別代表白、黑，分別代表1、2、3、4、5、6、7、8、9、0十十個數(shù)字。個數(shù)字。 四環(huán)電阻的第三環(huán)及五環(huán)電阻的第四環(huán)為倍率環(huán)，四環(huán)電阻的第三環(huán)及五環(huán)電阻的第四環(huán)為倍率環(huán)，即有效數(shù)字乘以即有效數(shù)字乘以10n，即在，即在有效數(shù)字后面加有效數(shù)字后面加“0”的個的個數(shù)數(shù)。 除了棕、紅等顏色外，還有金色和銀色，分別表除了棕、紅等顏色外，還有金色和銀色，分別表示有效數(shù)字乘以示有效數(shù)字乘以10- -1和和

39、10- -2。 四環(huán)電阻的誤差環(huán)有金色、銀色和電阻表面四環(huán)電阻的誤差環(huán)有金色、銀色和電阻表面同顏同顏色色，分別表示不大于，分別表示不大于5、10、20的偏差。的偏差。 五環(huán)電阻的誤差環(huán)有棕色、紅色、綠色、藍色和五環(huán)電阻的誤差環(huán)有棕色、紅色、綠色、藍色和紫色，分別表示不大于紫色，分別表示不大于1、2、0.5、 0.25和和0.1的偏差。的偏差。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例如：四環(huán)電阻的四條環(huán)的顏色分別為紅、紫、例如：四環(huán)電阻的四條環(huán)的顏色分別為紅、紫、橙和金，則阻值為橙和金，則阻值為 27k 五環(huán)電阻環(huán)的顏色分別為綠、藍、黑、綜、金，五環(huán)電阻環(huán)的顏色分別為綠、藍

40、、黑、綜、金，則阻值為則阻值為5600電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-5 電壓源電壓源 電壓源的基本性質(zhì)電壓源的基本性質(zhì)：（：（1）它的端電壓為定值）它的端電壓為定值US或是一定的時間函數(shù)或是一定的時間函數(shù)us(t)，與流過的電流無關(guān)；，與流過的電流無關(guān)； （2）它的電流由與之相聯(lián)接的外電路決定。）它的電流由與之相聯(lián)接的外電路決定。 不管外部電路如何（不論流過的電流為多少），不管外部電路如何（不論流過的電流為多少），其兩其兩端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)的電源定的電源定義為義為理想電壓源，簡稱電壓源。理想電壓源，簡稱電壓源。

41、uiO us(t1) US高電位高電位端端+- - us US參考極參考極性性電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-7 單回路電路如圖所示，已知單回路電路如圖所示，已知uS1=12V、uS2=6V、R1=0.2、R2=0.1、R3=1.4，R4=2.3。求電流求電流i及電壓及電壓uab。- - + -+ -R1R2R3R4ab 解：（解：（1）選定電流）選定電流和各電壓的參考方向。和各電壓的參考方向。u1 u2 u3 iu4 uS1 uS2 從從a點出發(fā)按順時針方點出發(fā)按順時針方向繞行一周，向繞行一周，0113422uuuuuuSS。，iRuiRuiRuiRu44

42、3322110113422iRuiRiRiRuSS432121RRRRuuiSS32411020612.A51.電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回- - + -+ -R1R2R3R4abu1 u2 u3 iu4 uS1 uS2 （2）循著右邊路徑計算）循著右邊路徑計算uab。0422abSuiRiRuiRiRuuSab422Vuab69513251106. 如果循著左邊路徑計算如果循著左邊路徑計算uab。0113iRuiRuSabiRuiRuSab113Vuab695120125141.沿兩條路徑計算的結(jié)果是一樣的。沿兩條路徑計算的結(jié)果是一樣的。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)

43、上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-9 求下圖所示直流電阻電路中的求下圖所示直流電阻電路中的U2、I2、R2、R1及及US。32+ 3V - -R2R1+- -I22A+- -+U2- -5VI1 解：選定參考方向。解：選定參考方向。AI5 . 1232AII5 . 05 . 12221105 . 05511IRVUS11523VU2352345 . 12222IURUS電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-6 電流源電流源 電流源的基本性質(zhì)電流源的基本性質(zhì)：（：（1）它發(fā)出的電流為定值）它發(fā)出的電流為定值IS或是一定的時間函數(shù)或是一定的時間函數(shù)is(t)，與兩

44、端的電壓無關(guān)；，與兩端的電壓無關(guān)； （2）它兩端的電壓由與之相聯(lián)接的外電路決定。）它兩端的電壓由與之相聯(lián)接的外電路決定。 不管外部電路如何（不論其兩端電壓為多少），不管外部電路如何（不論其兩端電壓為多少），其其總能向外提供一定的電流總能向外提供一定的電流的電源定義為的電源定義為理想電流源。理想電流源。 uiO is(t1) is IS參考方參考方向向電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-10 計算下圖所示電路中計算下圖所示電路中3電阻的電壓以及電阻的電壓以及電流源的端電壓及功率。電流源的端電壓及功率。+- -2V- - U +UI- -31AI 解：根據(jù)電流源的性

45、質(zhì)，得解：根據(jù)電流源的性質(zhì)，得AIIS1VIu3133VUUUSI5320515WIUPSII電流源實際發(fā)出功率。電流源實際發(fā)出功率。0212WIUPSU電壓源實際吸收功率。電壓源實際吸收功率。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-11 計算下圖所示電路，當(dāng)計算下圖所示電路，當(dāng)iS分別為分別為5A、4A和和3A時的電流時的電流i1、i2及電流源的端電壓及電流源的端電壓u。3iS+u- -+- -12Vi1i2 解：根據(jù)電壓源的性質(zhì)，電流源的端電壓和解：根據(jù)電壓源的性質(zhì)，電流源的端電壓和3電阻的端電壓均為電壓源電壓電阻的端電壓均為電壓源電壓12V。 根據(jù)歐姆定律，根

46、據(jù)歐姆定律，3電阻電阻的電流均為的電流均為Ai43122 根據(jù)根據(jù)KCL，當(dāng)當(dāng)iS分別為分別為3A、4A、5A時，時，i1分別為分別為AiiiS1432104421iiiSAiiiS14521電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-7 受控源受控源 所謂所謂受控源受控源，即，即輸出電壓（電流）的大小和方向輸出電壓（電流）的大小和方向受同一電路中其他支路（元件）的電壓或電流控制的受同一電路中其他支路（元件）的電壓或電流控制的電源。電源。 受控源是一種雙口元件，即受控源是一種雙口元件，即這種電源有這種電源有兩個控制兩個控制端鈕（又稱輸入端，一個口），端鈕（又稱輸入端，一個口）

47、， 兩個受控端鈕（又稱兩個受控端鈕（又稱輸出端，另一個口）。輸出端，另一個口）。 就其就其輸出端輸出端所呈現(xiàn)的性能看，受控源可分為受控所呈現(xiàn)的性能看，受控源可分為受控電壓源和受控電流源兩類。電壓源和受控電流源兩類。 受控電壓源可分為受控電壓源可分為電壓控制電壓源與電流控制電電壓控制電壓源與電流控制電壓源壓源兩類；兩類； 受控受控電流源又分為電壓控制電流源與電流控制電電流源又分為電壓控制電流源與電流控制電流源兩種。流源兩種。 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回VCVS+ +- -u1+ +- -u1轉(zhuǎn)移電壓轉(zhuǎn)移電壓比比CCCSi1i1 在進行電路分析時，常采用正確標(biāo)出控制

48、量的簡在進行電路分析時，常采用正確標(biāo)出控制量的簡化圖?；瘓D。轉(zhuǎn)移電流轉(zhuǎn)移電流比比電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-14 含含CCCS電路如圖所示，試求電壓電路如圖所示，試求電壓uo和和流經(jīng)受控源的電流。（圖中電阻的單位為歐姆）流經(jīng)受控源的電流。（圖中電阻的單位為歐姆）+ +- -+ +- -uou10Ai4i612 解：根據(jù)解：根據(jù)KCL，得，得04610iiu321uui0334610uuuVu12Aui43123 流經(jīng)受控電流源的電流為流經(jīng)受控電流源的電流為Ai16444電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-8 分壓電路和分流電路分

49、壓電路和分流電路 一、分壓電路一、分壓電路+ +- -R1+ +u2- -ui+ + u1- -R221uuuiRiR2121RRui。，uRRRuuRRRu21222111 n個電阻串聯(lián)時，第個電阻串聯(lián)時，第k個電阻的電壓個電阻的電壓。uRRunkkkk1電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 在電子線路中通常將金屬機殼作為導(dǎo)體，把一些在電子線路中通常將金屬機殼作為導(dǎo)體，把一些應(yīng)聯(lián)接在一起的元件分別就近與機殼相聯(lián)。應(yīng)聯(lián)接在一起的元件分別就近與機殼相聯(lián)。 通常將通常將機殼稱為機殼稱為“地地”，用符號，用符號“”表示，其表示，其電位等于零，但電位等于零，但注意機殼并沒接地。注

50、意機殼并沒接地。 US R1 R2+ +ua- -abc 電子線路中采用一種簡化的習(xí)慣畫法：電路圖中電子線路中采用一種簡化的習(xí)慣畫法：電路圖中不再標(biāo)出電壓源符號，而改為只標(biāo)出其極性和電壓值。不再標(biāo)出電壓源符號，而改為只標(biāo)出其極性和電壓值。 +US R1 R2uaacb電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 例例1-15 空載直流分壓電路如圖所示，空載直流分壓電路如圖所示，R1=R2=R3=100。求節(jié)點電壓。求節(jié)點電壓U1和和U2。 +150V R1 R2U22c c1 R3U1 解：解：U2是節(jié)點是節(jié)點2到參考點（地點）到參考點（地點）的電壓，的電壓，而不是電阻而不是電阻

51、R2兩端的電壓。兩端的電壓。 R2兩端的電壓記為兩端的電壓記為U12。150321321RRRRRUV100150100100100100100VRRRRU5015010010010010015032132電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 二、分流電路二、分流電路+ +- -G1i2uii1G221iiiuGuG2121GGiu。，iGGGiiGGGi21222111 n個電導(dǎo)串聯(lián)時，第個電導(dǎo)串聯(lián)時，第k個電導(dǎo)的電流個電導(dǎo)的電流。iGGinkkkk1電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 兩個電阻并聯(lián)時，兩個電阻并聯(lián)時，iGGGi2111，iRRR212iGGGi2122。iRRR211電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回1-9 兩類約束兩類約束 電路電路KCL、KV