第1章 電路基本概念及基本定律課件

電工與電子技術(shù)主講人：王旭教育科學(xué)“十五”國家規(guī)劃課題研究成果

主要教學(xué)環(huán)節(jié)注意解題方法和技巧，書寫整潔。獨(dú)立完成作業(yè)，按時(shí)交作業(yè)。習(xí)題緊跟老師講課思路，積極思考，主動(dòng)學(xué)習(xí)。抓住基本概念、基本理論、基本原理和分析方法。課堂教學(xué)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。注意理論聯(lián)系實(shí)際，掌握常用儀器、儀表的使用方法，驗(yàn)證與探索相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)返回教學(xué)目標(biāo)：通過本次課掌握直流電路基本概念，組成，物理量，電阻電路。本節(jié)重點(diǎn)：電路基本概念，物理量，電阻電路。本節(jié)難點(diǎn)：電阻電路。課下活動(dòng)：練習(xí)直流電路變換，及其分析方法。第一章直流電路一、電路的基本概念二、直流電路的基本分析方法第一章直流電路電路的作用:

電力系統(tǒng)：信號處理系統(tǒng)：電路：

指為了某種需要由若干電氣器件按一定方式聯(lián)接起來的電流的通路電路與電路模型例如：

實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)信號的傳遞、變換與處理。發(fā)電機(jī)

升壓變壓器

降壓變壓器用電設(shè)備輸電線揚(yáng)聲器麥克風(fēng)放大器第1章電路的基本概念一、電路的構(gòu)成及作用

電源：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能。

負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換為非電形態(tài)的能量。

導(dǎo)線等：起溝通電路和輸送電能的作用。

電源

中間環(huán)節(jié)

負(fù)載

非電能→電能

導(dǎo)線、開關(guān)保護(hù)裝置電能→非電能

電路模型

電路模型：由一個(gè)或多個(gè)理想元件代替實(shí)際電氣器件，由此組成的電路叫電路模型,電路是根據(jù)電路模型來進(jìn)行分析的。

實(shí)際電路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)成電流通路，并具有一定功能的整體。理想化：保留所發(fā)生的電磁過程的主要方面

電路理論中所說的電路是指由各種理想電路元件按一定方式連接組成的總體。第1章電路的基本概念電路模型是實(shí)際電路的理想化和模型化，抓住其主要的物理特征，并用一定的數(shù)學(xué)方程來描述。其特點(diǎn)如下：模型化：用一種抽象的電路元件來表征所發(fā)生的某一電磁過程實(shí)際器件理想元件符號圖形反映特性電阻器電阻元件

R消耗電能電容器電容元件

C貯存電場能電感器電感元件

L貯存磁能互感器**互感元件

M貯存磁能幾種典型元器件的電路模型例：手電筒電路實(shí)際元件 主要電磁過程 理想電路元件燈泡 電能→熱能、光能 電阻電池 化學(xué)能→電能 電源聯(lián)接導(dǎo)線 引導(dǎo)電流通過 理想導(dǎo)線（電阻為零）第1章電路的基本概念實(shí)際器件與理想元件的區(qū)別：實(shí)際器件——有大小、尺寸，代表多種電磁現(xiàn)象；電路模型在一定條件下建立

當(dāng)電路中的實(shí)際器件都用理想元件或理想元件的組合表示后，由理想元件構(gòu)成的電路圖就稱為實(shí)際電路的電路模型條件變化→模型修正例：燈泡通過高頻電流時(shí)，就應(yīng)該考慮其電感性能。第1章電路的基本概念理想元件——是一種假想元件，沒有大小和尺寸，表現(xiàn)在空間上為一個(gè)點(diǎn)，僅代表一種電磁現(xiàn)象。(a)實(shí)際電路(b)電路原理圖(c)電路模型實(shí)際電路與電路模型的比較第1章電路的基本概念與基本定律二電路中的基本物理量

描述電路工作狀態(tài)或元件工作特性的物理量稱為電路中的基本物理量。電路中的基本物理量有電流、電壓及功率。電流電流及其參考方向

電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表示，其定義為：單位時(shí)間里通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，簡稱電流，用符號i表示。如果電流不隨時(shí)間變化，則表達(dá)式為：第1章電路的基本概念電流的單位：電流的參考方向預(yù)先任意假定的電流方向，但一經(jīng)設(shè)定便不再改變。參考方向的兩種表示方法：ab1、在圖上標(biāo)箭頭2、用雙下標(biāo)表示。

在參考方向下，若計(jì)算值為正，表明電流真實(shí)方向與參考方向一致；

在參考方向下，若計(jì)算值為負(fù)，表明電流真實(shí)方向與參考方向相反。第1章電路的基本概念電流的方向：直流電流——大小、方向恒定，用大寫字母I表示。安培(A)，1安=1庫/秒，輔助單位有mA、μA。正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。電流的測量其中，E=6V，Ro=5Ω，R=1KΩ

測試試驗(yàn)電路圖中流過電阻R的電流大小。（1）斷開電路，選擇直流電流檔的相應(yīng)量程，用萬用表紅表筆接開關(guān)靠近電源的一端，黑表筆接開關(guān)的另一端，測試I，將結(jié)果記入試驗(yàn)表中（2）將萬用表的紅黑表筆互換插孔，仍按步驟（1），測試I，將結(jié)果記入試驗(yàn)表中。電壓和電位1、電壓及其方向電壓：單位正電荷（Q），在電場力作用下，沿外電路從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。即兩點(diǎn)間的電位差。a、b間的電壓，數(shù)值上為單位正電荷從a到b移動(dòng)時(shí)所獲得或失去的能量。其大小為如果電壓大小不隨時(shí)間變化，則表達(dá)式為：第1章電路的基本概念從測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，直流電路中電阻兩端的電壓值有正、負(fù)之分，說明直流電壓也是有方向的。而電源插座兩端測得的值卻無正、負(fù)之分，說明交流電壓是無正、負(fù)之分的直流電壓——大小、方向恒定，用大寫字母U表示。方向：電壓降落的方向?yàn)殡妷悍较?；高電位端?biāo)“+”，低電位端標(biāo)“－”。單位：伏特（V），1伏=1焦/庫其他還有KV，mV等。1mV=10-3V=10-6KV第1章電路的基本概念a.在圖上標(biāo)正負(fù)號；b.用雙下標(biāo)表示；+u-abc.用箭頭方向表示

在參考方向（極性）下，若計(jì)算值為正，表明電壓真實(shí)方向與參考方向一致；注意：計(jì)算前，一定要標(biāo)明電壓極性；參考方向可任意選定，但一旦選定，便不再改變。2、電壓參考方向：也稱參考極性，預(yù)先任意假定的電壓方向。

在參考方向（極性）下，若計(jì)算值為負(fù)，表明電壓真實(shí)方向與參考方向相反。Uab第1章電路的基本概念與基本定律但一經(jīng)設(shè)定便不再改變。三種表示方法：aba小結(jié)1.基本物理量及其實(shí)際方向：物理中對電量規(guī)定的實(shí)際正方向。物理量單位實(shí)際方向電流I正電荷移動(dòng)的方向電壓U

電位降落的方向

(從高電位指向低電位)

A、mA、μAkV、V、mV、μV在分析計(jì)算電路時(shí)，對電量人為任意假定的方向。IUab參考方向的表示方法：電流電壓第1章電路的基本概念與基本定律3、參考正方向與實(shí)際正方向的關(guān)系1）在解題前給出參考方向，然后再列方程計(jì)算。3)實(shí)際方向是物理中規(guī)定的，而參考正方向則是在進(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)，任意假設(shè)的。2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：1)若把U與I的參考方向按相同方向假設(shè)，則稱為關(guān)聯(lián)方向4、關(guān)聯(lián)方向：2)若把U與I的參考方向按相反方向假設(shè)，則稱為非關(guān)聯(lián)方向若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與參考方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與參考方向相反。4)給定了參考方向之后U與I才有正負(fù)之分(Uab=-

Uba)關(guān)聯(lián)：電壓與電流的參考方向選為一致。即電流的參考方向?yàn)閺碾妷簠⒖紭O性的正極性端“+”流入。第1章電路的基本概念與基本定律電位：電路中某點(diǎn)相對參考點(diǎn)的電壓，記為“VX”

通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。1.電位的概念

電位的計(jì)算步驟:(1)任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；

(2)標(biāo)出各電流參考方向；

(3)計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。電位的概念及計(jì)算第1章電路的基本概念與基本定律

電位值是相對的，參考點(diǎn)選得不同，電路中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改變；注意：電位和電壓的區(qū)別一動(dòng)一靜

電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會因參考點(diǎn)的不同而改變。第1章電路的基本概念與基本定律舉例

求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點(diǎn)，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=4×20=80VVd

=Uda=6×5=30V

設(shè)b為參考點(diǎn)，即Vb=0VVa

=Uab=10×6=60VVc

=Ucb=E1=140VVd

=Udb=E2=90V

第1章電路的基本概念與基本定律電位在電路中的表示法二者等效AI1I2I3A第1章電路的基本概念與基本定律圖示電路，計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位VA解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)(2)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電路如圖（b）電流I2=0，電位VA=0V。電流I1=I2=0，電位VA=6V。電流在閉合路徑中流通第1章電路的基本概念與基本定律例：電路如下圖所示，(1)零電位參考點(diǎn)在哪里？畫電路圖表示出來。(2)當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，A、B兩點(diǎn)的電位增高了還是降低了？解：（1）電路如左圖，零電位參考點(diǎn)為+12V電源的“–”端與–12V電源的“+”端的聯(lián)接處。

當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，回路中的電流I減小，所以A電位增高、B點(diǎn)電位降低。（2）

VA

=–IR1+12VB

=IR2–12I第1章電路的基本概念1、電動(dòng)勢:電源力將單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所作的功。

E=W/q

符號E，單位V2、電動(dòng)勢的方向：規(guī)定為電源力推動(dòng)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，即從負(fù)極指向正極的方向，也就是電位升高的方向。3、常用電壓源：（1）電池（2）太陽能電池（3）發(fā)電機(jī)（4）電子電源4、電動(dòng)勢的符號和方向表示第1章電路的基本概念電動(dòng)勢5、電動(dòng)勢和電壓的區(qū)別電動(dòng)勢描述的是電源內(nèi)部電源力克服電場力把正電荷從低電位推到高電位的正極所做的功，是其他形式能量轉(zhuǎn)換為電能的過程。電壓描述的是電源外部的負(fù)載電路中（外電路）電場力推動(dòng)正電荷從高電位移到低電位，同時(shí)克服負(fù)載中的阻力所做的功，是電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量的過程。第1章電路的基本概念電功率和電能功率：能量隨時(shí)間的變化率直流時(shí)，

P=UI單位：瓦特（W），1W=1J/S=1VA第1章電路的基本概念與基本定律參考方向的情況下電功率的寫法

設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:如果U，I參考方向不一致寫法如何？電壓電流參考方向一致關(guān)聯(lián)參考方向第1章電路的基本概念與基本定律電壓電流參考方向相反功率有正負(fù)非關(guān)聯(lián)參考方向

設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U,流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗的功率為:第1章電路的基本概念與基本定律電源的功率：PE=-E

I<0電源吸收功率或消耗功率（起負(fù)載作用）若P0輸出功率(起電源作用)若P0電阻消耗功率肯定為正電源元件的功率可能為正（吸收功率），也可能為負(fù)（輸出功率）所以，從P的+或-可以區(qū)分器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。注意：u與i關(guān)聯(lián)時(shí)，p=u·i

P=UIu與i非關(guān)聯(lián)時(shí)，p=－u·i

P=－UI第1章電路的基本概念與基本定律例已知i1=i2=2A，i3=3A，i4=－1Au1=3V,u2=－5Vu3=－u4=－8V求：各段電路的功率，并說明是吸收還是產(chǎn)生功率。第1章電路的基本概念與基本定律電源與負(fù)載的判別U、I參考方向不同，P=－UI

0，負(fù)載。（即取非關(guān)聯(lián)方向）

P=－UI

0，電源；U、I參考方向相同，P=UI0，負(fù)載；（即取關(guān)聯(lián)方向）P=UI

0，電源。

1.根據(jù)U、I的實(shí)際方向判別2.根據(jù)U、I的參考方向判別電源：

電流從電壓的低電位“－”端流入，從高電位“+”端流出，即是電源。（發(fā)出功率）；

負(fù)載：電流從電壓的高電位“+”端流入，從低電位“－”端流出，即是電源。

（吸收功率）。第1章電路的基本概念與基本定律電阻元件是無源元件

當(dāng)元件上的電壓與電流由代數(shù)關(guān)系聯(lián)系時(shí)，這種元件稱為電阻元件。電阻元件的電壓電流關(guān)系在u—i平面上是一條曲線，這條曲線稱為電阻元件的伏安特性曲線。電阻元件電路中的電阻通常指線性電阻線性電阻符合歐姆定律對于電阻來說：三電阻電導(dǎo)功率第1章電路的基本概念與基本定律參考方向的情況下歐姆定律的寫法I與U的參考方向一致aIRUbI與U的參考方向相反aIRUb關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向第1章電路的基本概念與基本定律例：應(yīng)用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻R。第1章電路的基本概念與基本定律對于(a)圖對于(b)圖第1章電路的基本概念與基本定律對于(c)圖對于(d)圖第1章電路的基本概念電阻電路的等效變換電路等效變換的概念二端網(wǎng)絡(luò)N1、N2等效：N1、N2端口的VCR完全相同。第1章電路的基本概念等效變換：網(wǎng)絡(luò)的一部分用VCR完全相同的另一部分來代替。用等效的概念可化簡電路。等效只是相對外電路而言的。“對外等效，對內(nèi)不等效”如果還需要計(jì)算其內(nèi)部電路的電壓或電流，則需要返回原電路。第1章電路的基本概念電阻的等效變換1、電阻的串聯(lián)電路中若干個(gè)電阻首尾相接，并且這些電阻中通過同一電流，這樣的連接法稱為電阻的串聯(lián)特點(diǎn):●各電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相聯(lián)；●各電阻中通過同一電流；R=R1+R2電壓分配關(guān)系：串聯(lián)電阻上的電壓與電阻大小成正比。分壓公式：電阻等效關(guān)系：n個(gè)電阻分壓只有兩個(gè)電阻第1章電路的基本概念電感串聯(lián)：電容串聯(lián)：功率第1章電路的基本概念串聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一）例1有一伏特計(jì)，其量程為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使其量程擴(kuò)大到300V，問還需串聯(lián)多大電阻的分壓器？第1章電路的基本概念串聯(lián)電路應(yīng)用舉例（二）開路電路閉合的串聯(lián)電路有電流開路的串聯(lián)電路無電流，燈全不亮第1章電路的基本概念短路電路PC板上短路的例子短路對串聯(lián)電路的影響第1章電路的基本概念2、電阻的并聯(lián)電路中電阻首端和首端聯(lián)在一起，尾端和尾端聯(lián)在一起，各電阻兩端的電壓相同；這樣的連接法稱為電阻的并聯(lián)特點(diǎn):等效：電流分配關(guān)系：兩電阻并聯(lián)時(shí)的分流公式：●各電阻聯(lián)接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間；●各電阻兩端的電壓相同；●并聯(lián)電阻上電流與電阻大小成反比?；颍篏為電導(dǎo)，單位S第1章電路的基本概念或：功率電感并聯(lián)：電容并聯(lián)：第1章電路的基本概念并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一）電流的測量例

有一磁電式安培計(jì)，當(dāng)使用分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA。表頭電阻為20。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問分流的電阻應(yīng)為多大？第1章電路的基本概念并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（二）當(dāng)一盞燈開路時(shí)，總電流減少，但通過其他支路的電流不變第1章電路的基本概念例Ig=50uA,Rg=2kΩ。欲把量程擴(kuò)大為5mA和50mA，求R1和R2。解：5mA檔分流50mA檔代入?yún)?shù)，得第1章電路的基本概念電阻的混聯(lián)3電阻的混聯(lián)定義：串并聯(lián)電路是包含串聯(lián)連接和并聯(lián)連接元件的組合，既有連續(xù)的串聯(lián)電流通道，又有“支路型”并聯(lián)電流通道第1章電路的基本概念例

右圖中，求電路中總電阻RAB。解：由電路可見，R1、R2串聯(lián)，R12=R1+R2；R3、R4串聯(lián)，R34=R3+R4；而R12和R34并聯(lián)，故RAB=R12∥R34=（R1+R2）∥（R3+R4）

=[（R1+R2）（R3+R4）]/（R1+R2+R3+R4）

=4/4=1Ω第1章電路的基本概念第1章電路的基本概念求等效電阻第1章電路的基本概念求開關(guān)開、閉時(shí)ab間的等效電阻求ab間的等效電阻第1章電路的基本概念求開關(guān)開、閉時(shí)ab間的等效電阻第1章電路的基本概念如上圖中兩個(gè)三端網(wǎng)絡(luò)：若N1與N2相應(yīng)的的i1

，i2，i3

；u12

，u23,u13間的關(guān)系完全相同，則N1與N2等效三端網(wǎng)絡(luò)的等效：123i1i2i3N1123i1i2i3N24電阻Y型聯(lián)結(jié)和Δ型聯(lián)結(jié)的等效變換第1章電路的基本概念

Δ—Y互換開路測量：1—2：第1章電路的基本概念第1章電路的基本概念三式相加，除2第1章電路的基本概念式（4）-（1），得同理反過來，從Y型聯(lián)結(jié)到Δ聯(lián)結(jié)的等效變換公式為第1章電路的基本概念為發(fā)便于記憶，上述公式可寫成如下形式。第1章電路的基本概念特別地：若Y形連接R1=R2=R3=RY；則R12=R23=R31=3RY有形連接

R12=R23=R31=R

則：R1=R2=R3=R/3第1章電路的基本概念解：Δ—Y轉(zhuǎn)換例：求電流I第1章電路的基本概念第1章電路的基本概念第1章電路的基本概念特征:

開關(guān)斷開電源開路I=0電源一側(cè)：電源端電壓=開路電壓負(fù)載功率U

=USP

=01.開路處的電流等于零；

I

=02.開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時(shí)的特征:電路的工作狀態(tài)U

=0負(fù)載一側(cè)第1章電路的基本概念與基本定律電源外部端子被短接電源短路

特征:電源端電壓負(fù)載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PUS=P=I2R0P

=01.短路處的電壓等于零；

U

=02.短路處的電流I視電路情況而定。電路中某處短路時(shí)的特征:第1章電路的基本概念與基本定律

開關(guān)閉合，接通電源與負(fù)載負(fù)載端電壓U=IR

特征:電源有載工作①電流的大小由負(fù)載決定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU?；騏=US

–IR0

當(dāng)

R0<<R時(shí)，則UUS

，表明當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電源的端電壓變化不大，即帶負(fù)載能力強(qiáng)。P=PE

–P③電源輸出的功率由負(fù)載決定。負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率第1章電路的基本概念與基本定律電氣設(shè)備的額定值額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì)；不合理)

過載(超載)：

I>IN

，P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：I=IN

，P=PN(經(jīng)濟(jì)合理安全可靠)

1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W第1章電路的基本概念與基本定律電壓源與電流源

一個(gè)元件如果其端電壓或流出的電流能保持為一恒定值或確定的時(shí)間函數(shù)，則稱為電源。電源分為電壓源和電流源兩種形式。+-特性：①端電壓由元件本身確定，與流過的電流無關(guān)。②流過的電流由外電路確定。③us=0，相當(dāng)于一條短路線。電路符號：1.4.1電壓源第1章電路的基本概念如果電源的端電壓與流過的電流無關(guān)，則稱這種電源為理想電壓源。i第1章電路的基本概念④常取非關(guān)聯(lián)參考方向。⑤注意不能短接（電流為無窮大）⑥

us=Us

為常數(shù)時(shí)，稱為直流電壓源。VCR曲線如下：

電壓源模型●當(dāng)電壓源與外電路相連，電源的輸出電壓是I時(shí)，電壓源對外輸出的電壓為當(dāng)R0

0時(shí)

電源電動(dòng)勢：us內(nèi)阻 ： R0內(nèi)阻壓降輸出電壓●組成：●電壓源外特性：由特性方程外特性曲線可見實(shí)際電壓源模型：輸出電壓不變，電流由外電路決定。第1章電路的基本概念則：U=US

I=US/RL理想電壓源（恒壓源）：特性：is1.4.2電流源

電路符號：若從是源流出的電流與電源兩端的電壓大小無關(guān)，則稱這種電源為理想電流源。①流過的電流由元件本身確定，與端電壓無關(guān)。②端電壓由外電路確定③is=0，相當(dāng)于開路④常取非關(guān)聯(lián)參考方向⑤注意不能開路（電壓為無窮大）⑥is=Is為常數(shù)時(shí)，稱為直流電流源。第1章電路的基本概念RLI實(shí)際電流源模型●組成：恒流源：IS內(nèi)阻 ：R0

當(dāng)電流源與外電路相連，電源的端電壓為U時(shí)，電流源的輸出電流為：第1章電路的基本概念輸出電流不變，輸出電壓由外電路決定。UI電流源外特性IS●電流源外特性：由特性方程外特性曲線可見●理想電流源（恒流源）：若：R0

∞

則：I=IS；第1章電路的基本概念1.4.3電源的功率

當(dāng)元件上的電壓和電流為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，元件的吸收功率為

當(dāng)元件上的電壓和電流為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，元件的吸收功率為

對于恒壓源或恒流源來說，在電路中通常選擇非關(guān)聯(lián)方向，這樣，其功率恒壓源的功率恒流源的功率第1章電路的基本概念例求圖(a)、(b)電路中電源吸收的功率解：(a)電壓源上u、i關(guān)聯(lián)方向，而電流源非關(guān)聯(lián)方向

PUs=UI=UsIs=5×2=10W(吸收功率)

PIs=-UI=-10W(產(chǎn)生功率)第1章電路的基本概念電源的等效變換1、電壓源的串并聯(lián)多個(gè)電壓源串聯(lián)時(shí)，可以等效成一個(gè)電壓源。電壓源的大小是各個(gè)電壓源的累加。第1章電路的基本概念只有電壓相等且極性相同時(shí)，電壓源才能并聯(lián)。否則，不滿足KVL?；蚍Q該電路中的元件“模型失效”。當(dāng)電壓源與兩端元件（或一段電路）并聯(lián)時(shí)，可以等效成電壓源本身第1章電路的基本概念2、電流源的串并聯(lián)多個(gè)電流源并聯(lián)時(shí)，可以等效成一個(gè)電流源。電流源的大小是各個(gè)電流源的累加。第1章電路的基本概念只有電流相等且參考方向相同時(shí)，電流源才能串聯(lián)。否則，不滿足KCL?；蚍Q該電路中的元件“模型失效”。當(dāng)電流源與兩端元件（或一段電路）串聯(lián)時(shí)，可以等效成電流源本身第1章電路的基本概念實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源兩種模型可以進(jìn)行等效變換。所謂的等效是指端口的電壓、電流在轉(zhuǎn)換過程中保持不變。等效是對外電路而言電壓源與電流源的等效變換第1章電路的基本概念等效互換的條件：當(dāng)接有同樣的負(fù)載時(shí)，對外的電壓、電流相等。I=I'Uab=Uab'即：等效的條件第1章電路的基本概念2.等效互換公式I=I'Uab=Uab'若Uab=US–IR0

則第1章電路的基本概念例：求I和U第1章電路的基本概念(1)“等效”是指“對外”等效（等效互換前后對外伏--安特性一致），對內(nèi)不等效。IS=US/RSRS′=RS電源等效變換※等效變換的注意事項(xiàng)第1章電路的基本概念兩種等效電路中，元件上的功率就不同。(2)注意轉(zhuǎn)換前后US與Is

的方向第1章電路的基本概念(3)恒壓源和恒流源不能等效互換(4)進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，恒壓源串電阻和恒電流源并電阻兩者之間均可等效變換。與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流源串聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）切記第1章電路的基本概念化簡如下電路：（a）（b）第1章電路的基本概念例

求圖(a)、(b)電路中電源吸收的功率解：（b）圖

電壓源上u、i非關(guān)聯(lián)，而電流源關(guān)聯(lián)

PUs=-UsIs=-5×2=-10W(產(chǎn)生功率)

PIs

=UsIs=10W(吸收功率)第1章電路的基本概念基爾霍夫定律

它們是電路基本定律，適用于任何集總參數(shù)電路，而與元件性質(zhì)無關(guān)。為此本節(jié)討論基爾霍夫定律，配合歐姆定律是分析與計(jì)算電路的基本依據(jù)。(1)支路：電路中通過同一電流的每個(gè)分支稱為支路。圖中有三條支路。a-c-b,a-d-b,a-e-b。(2)節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的匯集點(diǎn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：a,b(3)回路：電路中任意一個(gè)閉合的路徑

3個(gè)回路：a-c-b-d-a,a-d-b-e-a,a-c-b-e-a幾個(gè)主要概念：支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔。如圖所示第1章電路的基本概念(4)網(wǎng)孔：內(nèi)部不含有支路的回路

a-c-b-d-a,a-d-b-e-a例aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1幾個(gè)節(jié)點(diǎn)幾條支路幾個(gè)回路第1章電路的基本概念支路：共3條回路：共3個(gè)結(jié)點(diǎn)：a、b(共2個(gè)）例#1#2#3第1章電路的基本概念例支路：共？條結(jié)點(diǎn)：共？個(gè)網(wǎng)孔：共？個(gè)第1章電路的基本概念例支路：共？條結(jié)點(diǎn)：共？個(gè)6條4個(gè)獨(dú)立回路：？個(gè)3個(gè)有幾個(gè)網(wǎng)孔就有幾個(gè)獨(dú)立回路第1章電路的基本概念

任一時(shí)刻，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零。i1

i4

i2

i3說明：①先選定參考方向，習(xí)慣上取流入該節(jié)點(diǎn)的支路電流為正，流出為負(fù)。如由下圖可得：基爾霍夫電流定律—KCL②另一形式流出電流之和=流入電流之和。第1章電路的基本概念④實(shí)質(zhì)是電流連續(xù)性或電荷守恒原理的體現(xiàn)③可以推廣到廣義節(jié)點(diǎn)（封閉面）或者例:IA+IB+IC=0第1章電路的基本概念例：兩個(gè)電氣系統(tǒng)若用兩根導(dǎo)線聯(lián)接，如圖(a)所示，電流I1和I2的關(guān)系如何？若用一根導(dǎo)線聯(lián)接，如圖(b)所示，電流I是否為零？

兩個(gè)電氣系統(tǒng)聯(lián)接圖解：將A電氣系統(tǒng)視為一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，則對圖(a)：I1=I2

對圖(b)：I=0例已知：i1=-1A

,i2=3A,i

3=4A,i8=-2A,i9=3A求：i4，i5，i6，i7第1章電路的基本概念注意：對已知電流，一般按實(shí)際方向標(biāo)示；對未知電流，可任意設(shè)定方向，由計(jì)算結(jié)果確定未知電流的方向。正值時(shí)，實(shí)際方向與假定方向一致，負(fù)值時(shí)，則相反。+-_+__++u3u1u4u2

在任一時(shí)刻，任一回路中沿某一繞行方向，各元件上電壓降的和等于電壓升的和。即回路電壓的代數(shù)和為零?；鶢柣舴螂妷憾伞狵VL說明：①如圖所示。先選定回路的繞行方向。支路電流參考方向與繞行方向一致時(shí)取正，相反時(shí)取負(fù)。電壓參考方向與繞行方向一致時(shí)取正，相反時(shí)取負(fù)。（遇正得正，遇負(fù)得負(fù)）第1章電路的基本概念與基本定律例求uAD④實(shí)質(zhì)是能量守恒原理在電路中的體現(xiàn)解：選順時(shí)針方向，②另一形式：③推廣到廣義回路（任意假想回路）第1章電路的基本概念與基本定律例：對網(wǎng)孔abda：對網(wǎng)孔acba：對網(wǎng)孔bcdb：I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–

I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–US

=0對回路adbca，沿逆時(shí)針方向循行：–I1R1+I3R3+I4R4–I2R2=0應(yīng)用U=0列方程對回路cadc，沿逆時(shí)針方向循行：–I2R2–I1R1+US=0第1章電路的基本概念與基本定律例4：在圖所示電路中，已知U1=10V，E1=4V，E2=2V，R1=4，R2=2，R3=5，1、2兩點(diǎn)間處于開路狀態(tài)，試計(jì)算開路電壓U2。特征:

開關(guān)斷開電源開路I=0電源一側(cè)：電源端電壓=開路電壓負(fù)載功率U

=USP

=01.開路處的電流等于零；

I

=02.開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時(shí)的特征:電路的工作狀態(tài)U

=0負(fù)載一側(cè)第1章電路的基本概念與基本定律電源外部端子被短接電源短路

特征