電工技術(shù)基礎(chǔ)課件

第1章電路分析基礎(chǔ)第2章正弦交流電路第3章三相交流電路第4章磁路與變壓器第5章異步電動(dòng)機(jī)及其控制第一篇電工技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前1頁(yè)，總共65頁(yè)。

理解電流、電壓參考方向的問(wèn)題；掌握基爾霍夫定律及其具體應(yīng)用；了解電氣設(shè)備額定值的定義；熟悉電路在不同工作狀態(tài)下的特點(diǎn)；深刻理解電路中電位的概念并能熟練計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第1章電路分析基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要點(diǎn)當(dāng)前2頁(yè)，總共65頁(yè)。1.1電路分析基礎(chǔ)知識(shí)1.2電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.3基本電路元件和電源元件1.4電路定律及電路基本分析方法1.5電路中的電位及其計(jì)算方法1.6疊加定理1.7戴維南定理第1章電路分析基礎(chǔ)當(dāng)前3頁(yè)，總共65頁(yè)。1.1電路分析基礎(chǔ)知識(shí)1、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體原子核

原子核中有質(zhì)子和中子，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的電子帶負(fù)電。自然界物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：電子正電荷負(fù)電荷=原子結(jié)構(gòu)中：原子核

導(dǎo)體的外層電子數(shù)很少且距離原子核較遠(yuǎn)，因此受原子核的束縛力很弱，極易掙脫原子核的束縛游離到空間成為自由電子，即導(dǎo)體的特點(diǎn)就是內(nèi)部具有大量的自由電子。原子核

半導(dǎo)體的外層電子數(shù)一般為4個(gè)，其導(dǎo)電性界于導(dǎo)體和絕緣體之間。原子核

絕緣體外層電子數(shù)通常為8個(gè)，且距離原子核較近，因此受到原子核很強(qiáng)的束縛力而無(wú)法掙脫，我們把外層電子數(shù)為8個(gè)稱(chēng)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中不存在自由電子，因此不導(dǎo)電。當(dāng)前4頁(yè)，總共65頁(yè)。

當(dāng)外界電場(chǎng)的作用力超過(guò)原子核對(duì)外層電子的束縛力時(shí)，絕緣體的外層電子同樣也會(huì)掙脫原子核的束縛成為自由電子，這種現(xiàn)象我們稱(chēng)為“絕緣擊穿”。絕緣體一旦被擊穿，就會(huì)永久喪失其絕緣性能而成為導(dǎo)體。1、絕緣體是否在任何條件下都不導(dǎo)電？2、半導(dǎo)體有什么特殊性？

半導(dǎo)體的導(dǎo)電性雖然介于導(dǎo)體和絕緣體之間，但半導(dǎo)體在外界條件發(fā)生變化時(shí)，其導(dǎo)電能力將大大增強(qiáng)；若在純凈的半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)后，其導(dǎo)電能力甚至?xí)黾由先f(wàn)乃至幾十萬(wàn)倍，半導(dǎo)體的上述特殊性，使它在電子技術(shù)中得到了極其廣泛地應(yīng)用。當(dāng)前5頁(yè)，總共65頁(yè)。負(fù)載：2、電路的組成與功能電路

——由實(shí)際元器件構(gòu)成的電流的通路。（1）電路的組成電源：電路中提供電能的裝置。如發(fā)電機(jī)、蓄電池等。在電路中接收電能的設(shè)備。如電動(dòng)機(jī)、電燈等。中間環(huán)節(jié)：電源和負(fù)載之間不可缺少的連接、控制和保護(hù)部件，如連接導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備以及各種繼電保護(hù)設(shè)備等。當(dāng)前6頁(yè)，總共65頁(yè)。

電路可以實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中：電子技術(shù)中：

電路可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。（2）電路的功能當(dāng)前7頁(yè)，總共65頁(yè)。3、電路模型和電路元件電源負(fù)載實(shí)體電路中間環(huán)節(jié)

與實(shí)體電路相對(duì)應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的電路圖，稱(chēng)為實(shí)體電路的電路模型。電路模型負(fù)載電源開(kāi)關(guān)連接導(dǎo)線SRL+

U–IUS+_R0當(dāng)前8頁(yè)，總共65頁(yè)。白熾燈的電路模型可表示為：

實(shí)際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復(fù)雜，采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR

R

L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場(chǎng)的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生磁場(chǎng)的因素，因此L可以忽略。

理想電路元件是實(shí)際電路器件的理想化和近似，其電特性單一、確切，可定量分析和計(jì)算。白熾燈電路當(dāng)前9頁(yè)，總共65頁(yè)。RC+

US–電阻元件只具耗能的電特性電容元件只具有儲(chǔ)存電能的電特性理想電壓源輸出電壓恒定，輸出電流由它和負(fù)載共同決定理想電流源輸出電流恒定，兩端電壓由它和負(fù)載共同決定L電感元件只具有儲(chǔ)存磁能的電特性IS理想電路元件分有無(wú)源和有源兩大類(lèi)無(wú)源二端元件有源二端元件當(dāng)前10頁(yè)，總共65頁(yè)。

必須指出，電路在進(jìn)行上述模型化處理時(shí)是有條件的：實(shí)際電路中各部分的基本電磁現(xiàn)象可以分別研究，并且相應(yīng)的電磁過(guò)程都集中在電路元件內(nèi)部進(jìn)行。這種電路稱(chēng)為集中參數(shù)元件的電路。

集中參數(shù)元件的特征1.電磁過(guò)程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行，其次要因素可以忽略。如R，L、C這些只具有單一電磁特性的理想電路元件。2.

任何時(shí)刻從集中參數(shù)元件一端流入的電流恒等于從它另一端流出的電流，并且元件兩端的電壓值完全確定。

工程應(yīng)用中，實(shí)際電路的幾何尺寸遠(yuǎn)小于工作電磁波的波長(zhǎng)，因此都符合模型化處理?xiàng)l件，均可按集中假設(shè)為前提，有效地描述實(shí)際電路，從而獲得有意義的電路分析效果。當(dāng)前11頁(yè)，總共65頁(yè)。4.電路中的電壓、電流及其參考方向（1）電流

電流的國(guó)際單位制是安培【A】，較小的單位還有毫安【mA】和微安【μA】等，它們之間的換算關(guān)系為：idqdt=……（1-1）1A=103mA=106μA=109nAIQt=……（1-2）

電荷有規(guī)則的定向移動(dòng)形成電流。電流的大小用電流強(qiáng)度表征，定義式為：大小、方向均不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒直流電可表示為：

在電工技術(shù)分析中，僅僅指出電流的大小是不夠的，通常以正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的參考正方向。當(dāng)前12頁(yè)，總共65頁(yè)。直流情況下（2）電壓

高中物理課對(duì)電壓的定義是：電場(chǎng)力把單位正電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。其表達(dá)式為：注意：變量用小寫(xiě)字母表示，恒量用大寫(xiě)字母表示。

電壓的國(guó)際單位制是伏特[V]，常用的單位還有毫伏[mV]和千伏【KV】等，換算關(guān)系為：1V=103mV=10－3KV

電工技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題分析中，通常規(guī)定電壓的參考正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱(chēng)作電壓降。

從工程應(yīng)用的角度來(lái)講，電路中電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。數(shù)值上，電壓等于電路中兩點(diǎn)電位的差值。即：當(dāng)前13頁(yè)，總共65頁(yè)。（3）電流、電壓的參考方向

對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：列寫(xiě)電路方程式之前，首先要在電路中標(biāo)出電流、電壓的參考方向。電路圖上電流、電壓參考方向的標(biāo)定，原則上任意假定，但一經(jīng)選定，在整個(gè)分析計(jì)算過(guò)程中，這些參考方向就不允許再變更。aI電源元件＋U－b非關(guān)聯(lián)參考方向aI負(fù)載元件＋U－b關(guān)聯(lián)參考方向

實(shí)際電源上的電壓、電流方向總是非關(guān)聯(lián)的，實(shí)際負(fù)載上的電壓、電流方向是關(guān)聯(lián)的。因此，假定某元件是電源時(shí)，應(yīng)選取非關(guān)聯(lián)參考方向，假定某元件是負(fù)載應(yīng)選取關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)前14頁(yè)，總共65頁(yè)。

在電路圖上預(yù)先標(biāo)出電壓、電流的參考方向，目的是為解題時(shí)列寫(xiě)方程式提供依據(jù)。因?yàn)椋挥袇⒖挤较驑?biāo)定的情況下，方程式各電量前的正、負(fù)號(hào)才有意義。I

為什么要在電路圖中預(yù)先標(biāo)出參考方向？例如–

+USR0RI

設(shè)參考方向下US=100V，I=－5A，則說(shuō)明電源電壓的實(shí)際方向與參考方向一致；電流為負(fù)值說(shuō)明其實(shí)際方向與圖中所標(biāo)示的參考方向相反。

參考方向一經(jīng)設(shè)定，在分析和計(jì)算過(guò)程中不得隨意改動(dòng)。方程式各量前面的正、負(fù)號(hào)均應(yīng)依據(jù)參考方向?qū)懗?，而電量的真?shí)方向是以計(jì)算結(jié)果和參考方向二者共同確定的。當(dāng)前15頁(yè)，總共65頁(yè)。思考回答1.在電路分析中，引入?yún)⒖挤较虻哪康氖鞘裁矗?.應(yīng)用參考方向時(shí)，你能說(shuō)明“正、負(fù)”、“加、減”及“相同、相反”這幾對(duì)詞的不同之處嗎？

電路分析中引入?yún)⒖挤较虻哪康氖牵簽榉治龊陀?jì)算電路提供方便和依據(jù)。

應(yīng)用參考方向時(shí)，“正、負(fù)”是指在參考方向下，電壓、電流數(shù)值前面的正負(fù)號(hào)，如某電流為“－5A”，說(shuō)明其實(shí)際方向與參考方向相反，某電壓為“＋100V”，說(shuō)明該電壓實(shí)際方向與參考方向一致；“加、減”指參考方向下電路方程式中各量前面的加、減號(hào)；“相同”是指電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，“相反”指的是電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。

當(dāng)前16頁(yè)，總共65頁(yè)。

日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KW?h=1KV?A?h5.電能、電功率和效率（1）電能

電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過(guò)程中進(jìn)行的。因此，電流作功所消耗電能的多少可以用電功來(lái)量度。電功：式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時(shí)，電功W為焦耳【J】1度電的概念1000W的電爐加熱1小時(shí)；100W的電燈照明10小時(shí)；40W的電燈照明25小時(shí)。當(dāng)前17頁(yè)，總共65頁(yè)。

電功率反映了電路元器件能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。如100W的電燈表明在1秒鐘內(nèi)該燈可將100J的電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能；電機(jī)1000W表明它在一秒鐘內(nèi)可將1000J的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。（2）電功率

電工技術(shù)中，單位時(shí)間內(nèi)電流所作的功稱(chēng)為電功率。電功率用“P”表示：國(guó)際單位制：U【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】

通常情況下，用電器的實(shí)際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實(shí)際功率小于額定功率時(shí)，用電器實(shí)際功率達(dá)不到額定值，當(dāng)實(shí)際功率大于額定功率時(shí)，用電器易損壞。

用電器額定工作時(shí)的電壓叫額定電壓，額定電壓下的電功率稱(chēng)為額定功率；額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。當(dāng)前18頁(yè)，總共65頁(yè)。

提高電能效率能大幅度節(jié)約投資。據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，建設(shè)1千瓦的發(fā)電能力，平均在7000元左右；而節(jié)約1千瓦的電力，大約平均需要投資2000元，不到建設(shè)投資的1/3。通過(guò)提高電能效率節(jié)約下來(lái)的電力還不需要增加煤等一次性資源投入，更不會(huì)增加環(huán)境污染。（3）效率

電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)客觀上存在損耗，在工程應(yīng)用中，常把輸出功率與輸入功率的比例數(shù)稱(chēng)為效率，用“η”表示：

所以，提高電能效率與加強(qiáng)電力建設(shè)具有相同的重要地位，不僅有利于緩解電力緊張局面，還能促進(jìn)資源節(jié)約型社會(huì)的建立。

當(dāng)前19頁(yè)，總共65頁(yè)。想想練練1、某用電器的額定值為“220V，100W”，此電器正常工作10小時(shí)，消耗多少焦耳電能？合多少度電？2、一只標(biāo)有“220V，60W”的電燈，當(dāng)其兩端電壓為多少伏時(shí)電燈能正常發(fā)光？正常發(fā)光時(shí)電燈的電功率是多少？若加在燈兩端的電壓僅有110伏時(shí)，該燈的實(shí)際功率為多少瓦？額定功率有變化嗎？

3、把一個(gè)電阻接在6伏的直流電源上，已知某1分鐘單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻的電量為3個(gè)庫(kù)侖，求這1分鐘內(nèi)電阻上通過(guò)的電流和電流所做的功各為多少？3A，1080J3600000J，1度電220V，60W；15W，不變。當(dāng)前20頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果電路由哪幾部分組成？試述電路的功能？為何要引入?yún)⒖挤较?？參考方向和?shí)際方向有何聯(lián)系與區(qū)別？何謂電路模型？理想電路元件與實(shí)際元器件有何不同？如何判斷元件是電源還是負(fù)載？

學(xué)好本課程，應(yīng)注意抓好四個(gè)主要環(huán)節(jié)：提前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽(tīng)課、及時(shí)復(fù)習(xí)、獨(dú)立作業(yè)。還要處理好三個(gè)基本關(guān)系：聽(tīng)課與筆記、作業(yè)與復(fù)習(xí)、自學(xué)與互學(xué)。當(dāng)前21頁(yè)，總共65頁(yè)。1.2電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備長(zhǎng)期、安全工作條件下的最高限值稱(chēng)為額定值。

電氣設(shè)備的額定值是根據(jù)設(shè)計(jì)、材料及制造工藝等因素，由制造廠家給出的技術(shù)數(shù)據(jù)。2.電路的三種工作狀態(tài)I＝US÷(RS＋RL)（1）通路

＋U=US－IRS

－RLS＋

US－RS（2）開(kāi)路＋U=US－I＝0S＋

US－RSRL＋U=0－I＝US/RS（3）短路RLS＋

US－RS當(dāng)前22頁(yè)，總共65頁(yè)。右下圖電路，若已知元件吸收功率為－20W，電壓U=5V，求電流I。+UI元件

分析：由圖可知UI為關(guān)聯(lián)參考方向，因此:

?

舉例2：右下圖電路，若已知元件中電流為I=－100A，電壓U=10V，求電功率P，并說(shuō)明元件是電源還是負(fù)載。+UI元件

解：UI非關(guān)聯(lián)參考，因此:元件吸收正功率，說(shuō)明元件是負(fù)載。I為負(fù)值，說(shuō)明它的實(shí)際方向與圖上標(biāo)示的參考方向相反。當(dāng)前23頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果1.

電源外特性與橫軸相交處的電流=？電流工作狀態(tài)？2.

該電阻允許加的最高電壓=？允許通過(guò)的最大電流=？3.額定電流為100A的發(fā)電機(jī)，只接了60A的照明負(fù)載，還有40A電流去哪了？4.電源的開(kāi)路電壓為12V,短路電流為30A,則電源的US=?RS=？UI0U0I=?“1W、100Ω”當(dāng)前24頁(yè)，總共65頁(yè)。1.3

基本電路元件和電源元件1.電阻元件R線性電阻元件伏安特性0UI

由電阻的伏安特性曲線可得，電阻元件上的電壓、電流關(guān)系為即時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即：因此，電阻元件稱(chēng)為即時(shí)元件。即時(shí)

電阻產(chǎn)品實(shí)物圖

電阻元件圖符號(hào)

電阻元件上的電壓、電流關(guān)系遵循歐姆定律。即元件通過(guò)電流就會(huì)發(fā)熱，消耗的能量為：當(dāng)前25頁(yè)，總共65頁(yè)。2.電感元件和電容元件L線性電感元件的韋安特性0Ψi

對(duì)線性電感元件而言，任一瞬時(shí)，其電壓和電流的關(guān)系為微分(或積分)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，即：

顯然，只有電感元件上的電流

電感產(chǎn)品實(shí)物圖

電感元件圖符號(hào)發(fā)生變化時(shí)，電感兩端才有電壓。因此，我們把電感元件稱(chēng)為動(dòng)態(tài)元件。動(dòng)態(tài)元件可以儲(chǔ)能，儲(chǔ)存的磁能為：或

（1）電感元件當(dāng)前26頁(yè)，總共65頁(yè)。（2）電容元件線性電容元件的庫(kù)伏特性0qu

對(duì)線性電容元件而言，任一瞬時(shí)，其電壓、電流的關(guān)系也是微分(`或積分)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，即：電容元件的工作方式就是充放電。C

電容產(chǎn)品實(shí)物圖

電容元件圖符號(hào)因此，只有電容元件的極間電壓發(fā)生變化時(shí)，電容支路才有電流通過(guò)。電容元件也是動(dòng)態(tài)元件，其儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：或當(dāng)前27頁(yè)，總共65頁(yè)。3.電源元件

任何電源都可以用兩種電源模型來(lái)表示，輸出電壓比較穩(wěn)定的，如發(fā)電機(jī)、干電池、蓄電池等通常用電壓源模型(理想電壓源和一個(gè)電阻元件相串聯(lián)的形式)表示；柴油機(jī)組汽油機(jī)組蓄電池

各種形式的電源設(shè)備圖

輸出電流較穩(wěn)定的：如光電池或晶體管的輸出端等通常用電流源模型(理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻相并聯(lián)的形式)表示。US+_R0ISR0

（1）電壓源

（2）電流源當(dāng)前28頁(yè)，總共65頁(yè)。理想電壓源的外特性0UI電壓源模型的外特性0UI理想電壓源和實(shí)際電壓源模型的區(qū)別電壓源模型輸出端電壓I

理想電壓源內(nèi)阻為零，因此輸出電壓恒定；實(shí)際電源總是存在內(nèi)阻的，因此實(shí)際電壓源模型電路中的負(fù)載電流增大時(shí)，內(nèi)阻上必定增加消耗，從而造成輸出電壓隨負(fù)載電流的增大而減小。因此，實(shí)際電壓源的外特性稍微向下傾斜。＋

U－S＋

US－R0URL當(dāng)前29頁(yè)，總共65頁(yè)。

理想電流源的內(nèi)阻R0I∞(相當(dāng)于開(kāi)路)，因此內(nèi)部不能分流，輸出的電流值恒定。理想電流源的外特性0IU電流源模型的外特性0IUU+_RLR0IISI電流源模型

實(shí)際電流源的內(nèi)阻總是有限值，因此當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，內(nèi)阻上分配的電流必定增加，從而造成輸出電流隨負(fù)載的增大而減小。即實(shí)際電流源的外特性也是一條稍微向下傾斜的直線。理想電流源和實(shí)際電流源模型的區(qū)別當(dāng)前30頁(yè)，總共65頁(yè)。兩種電源之間的等效互換Us=IsR0內(nèi)阻改并聯(lián)Is=

UsR0

兩種電源模型之間等效變換時(shí)，電壓源的數(shù)和電流源的數(shù)值遵循歐姆定律的數(shù)值關(guān)系，但變換過(guò)程中內(nèi)阻不變。bIR0Uab+_US+_aIS

R0US

bIR0Uab+_a

等效互換的原則：當(dāng)外接負(fù)載相同時(shí)，兩種電源模型對(duì)外部電路的電壓、電流相等。內(nèi)阻改串聯(lián)當(dāng)前31頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果+–Li=0uL=0C1.

uL=0時(shí)，WL是否為0？ic=0時(shí)，WC是否為0？2.畫(huà)出圖中電感線圈在直流情況下的等效電路模型？3.

電感元件在直流時(shí)相當(dāng)于短路，L

是否為零？電容元件在直流時(shí)相當(dāng)于開(kāi)路，C是否為零？4.理想電源和實(shí)際電源有何區(qū)別？理想電源之間能否等效互換？實(shí)際電源模型的互換如何？當(dāng)前32頁(yè)，總共65頁(yè)。10V+－2A2II=????哪個(gè)答案對(duì)？問(wèn)題與討論當(dāng)前33頁(yè)，總共65頁(yè)。1.4電路定律及電路基本分析方法RUIR2R1UII1I2R1R2IUU1U2電阻的串聯(lián)電阻的并聯(lián)等效電路串聯(lián)各電阻中通過(guò)的電流相同。并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同。如果兩個(gè)串聯(lián)電阻有：R1>>R2，則R≈R1如果兩個(gè)并聯(lián)電阻有：R1>>R2，則R≈R21、電阻的串聯(lián)與并聯(lián)當(dāng)前34頁(yè)，總共65頁(yè)。電阻的混聯(lián)計(jì)算舉例解：

Rab=R1+R6+(R2//R3)+(R4//R5)R1R2R3R4R5R6ab由a、b端向里看，R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點(diǎn)之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個(gè)電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點(diǎn)不再有結(jié)點(diǎn)，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。

電阻混聯(lián)電路的等效電阻計(jì)算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點(diǎn)，然后分別把兩兩結(jié)點(diǎn)之間的電阻進(jìn)行串、并聯(lián)簡(jiǎn)化計(jì)算，最后將簡(jiǎn)化的等效電阻相串即可求出。

分析：當(dāng)前35頁(yè)，總共65頁(yè)。2、電路名詞支路：一個(gè)或幾個(gè)二端元件首尾相接中間沒(méi)有分岔，使各元件上通過(guò)的電流相等。（m）結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。（n）回路：電路中的任意閉合路徑。（l）網(wǎng)孔：其中不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R3當(dāng)前36頁(yè)，總共65頁(yè)。例支路：共？條回路：共？個(gè)節(jié)點(diǎn)：共？個(gè)6條4個(gè)網(wǎng)孔：？個(gè)7個(gè)有幾個(gè)網(wǎng)眼就有幾個(gè)網(wǎng)孔abcdI3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_電路中的獨(dú)立結(jié)點(diǎn)數(shù)為n-1個(gè)，獨(dú)立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。當(dāng)前37頁(yè)，總共65頁(yè)。3、基爾霍夫第一定律（KCL）

基爾霍夫定律包括結(jié)點(diǎn)電流定律和回路電壓兩個(gè)定律，是一般電路必須遵循的普遍規(guī)律?；鶢柣舴螂娏鞫墒菍⑽锢韺W(xué)中的“液體流動(dòng)的連續(xù)性”和“能量守恒定律”用于電路中，它指出：任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式：I1I2I3I4a–I1+I2–

I3–I4=0

若以指向結(jié)點(diǎn)的電流為正，背離結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，則根據(jù)KCL，對(duì)結(jié)點(diǎn)a可以寫(xiě)出：當(dāng)前38頁(yè)，總共65頁(yè)。例：解：求左圖示電路中電流i1、i2。i1i4i2i3?整理為：

i1+i3=i2+i4可列出KCL：i1–i2+i3–i4=0例：–i1–i2+10+(–12)=0?

i2=1A

–

4+7+i1=0?

i1=－3A

??7A4Ai110A-12Ai2其中i1得負(fù)值，說(shuō)明它的實(shí)際方向與參考方向相反。當(dāng)前39頁(yè)，總共65頁(yè)?；想娏鞫傻耐茝VI=?I1I2I3例例I1+I2=I3I=0IU2+_U1+_RU3+_RRR廣義節(jié)點(diǎn)電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。廣義節(jié)點(diǎn)當(dāng)前40頁(yè)，總共65頁(yè)。4、基爾霍夫第二定律（KVL）

基爾霍夫電壓定律是用來(lái)確定回路中各段電壓之間關(guān)系的電壓定律。回路電壓定律依據(jù)“電位的單值性原理”，它指出：

任一瞬間，沿任一回路參考繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΣU=0然后根據(jù)：

U=0I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4得：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0–R1I1–US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0–R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1–US4電阻壓降可得KVL另一形式：∑IR=∑US電源壓升先標(biāo)繞行方向當(dāng)前41頁(yè)，總共65頁(yè)。根據(jù)ΣU=0對(duì)回路#1列KVL方程電阻壓降#1#2例電源壓升#3即電阻壓降等于電源壓升此方程式不獨(dú)立省略！對(duì)回路#2列KVL常用形式對(duì)回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式

KVL方程式的常用形式，是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊，顯然給解題帶來(lái)一定方便。圖示電路KVL獨(dú)立方程為當(dāng)前42頁(yè)，總共65頁(yè)。KVL推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗?duì)假想回路列KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UAUBUAB=0UAB=

UAUBUSIRU

=0U

=USIR對(duì)假想回路列KVL：或?qū)懽鳟?dāng)前43頁(yè)，總共65頁(yè)。5、負(fù)載獲得最大功率的條件

一個(gè)實(shí)際電源產(chǎn)生的功率通常分為兩部分，一部分消耗在電源及線路的內(nèi)阻上，另一部分輸出給負(fù)載。如何使負(fù)載上獲得最大功率呢？RLSUSIR0＋－

用左圖所示的閉合電路來(lái)分析。

電工技術(shù)中一般考慮的是如何提高電源的利用率問(wèn)題，而電子技術(shù)中則希望負(fù)載上得到的功率越大越好。電路中通過(guò)的電流為：負(fù)載上獲得的功率為：當(dāng)前44頁(yè)，總共65頁(yè)。由此式能看出負(fù)載上獲得最大功率的條件嗎？*R0=RL

把上式加以整理可得：電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻相等稱(chēng)為阻抗匹配。晶體管收音機(jī)的輸出變壓器就是利用這一原理使喇叭上獲得最大功率的。RLSUSIR0＋－負(fù)載上的最大功率為：當(dāng)前45頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果10KΩ10Ω當(dāng)這兩個(gè)電阻相串或相并時(shí)，等效電阻R≈？I2I31KΩA41KΩ2KΩ10mA6mAA5A4=？

A5=？2Ω12V+_1Ω6V+_1Ω5Ω5ΩIab并聯(lián)：R≈10Ω串聯(lián)：R≈10KΩA4=7mAA5=3mA結(jié)點(diǎn)n=2支路b=3Uab=0I=0結(jié)點(diǎn)？支路？Uab=？I=？當(dāng)前46頁(yè)，總共65頁(yè)。Va=+5V

a

點(diǎn)電位：ab15Aab15A例例1.5電路中的電位及其計(jì)算方法1、電位的概念

電位實(shí)際上就是電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓，電壓常用雙下標(biāo)，而電位則用單下標(biāo)，電位的單位也是伏特[V]。

電位具有相對(duì)性，規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零電位。因此，相對(duì)于參考點(diǎn)較高的電位呈正電位，較參考點(diǎn)低的電位呈負(fù)電位。Vb=-5V

b點(diǎn)電位：當(dāng)前47頁(yè)，總共65頁(yè)。＋－12V例求開(kāi)關(guān)S打開(kāi)和閉合時(shí)a點(diǎn)的電位值。－12V6KΩ4KΩ20KΩ＋12VS

解畫(huà)出S打開(kāi)時(shí)的等效電路：baSbadc6KΩ4KΩc20KΩ＋－12V

顯然，開(kāi)關(guān)S打開(kāi)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)閉合的全電路，a點(diǎn)電位為：S閉合時(shí)的等效電路：6KΩ4KΩ20KΩ＋－12V＋－12VbacS閉合時(shí)，a點(diǎn)電位只與右回路有關(guān)，其值為：dd2、電位的計(jì)算當(dāng)前48頁(yè)，總共65頁(yè)。例電路如下圖所示，分別以A、B為參考點(diǎn)計(jì)算C和D點(diǎn)的電位及UCD。10V2+–5V+–3BCDIA

解以A點(diǎn)為參考電位時(shí)I=10+53+2=3AVC=33=9VVD=32=–6VUCD=VCVD=15V以B點(diǎn)為參考電位時(shí)VD=–5VVC=10VUCD=VC–VD=15V*

電路中某一點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓；**電路中各點(diǎn)的電位隨參考點(diǎn)選的不同而改變，但是任意兩點(diǎn)間的電壓不變。當(dāng)前49頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果下圖電路中若選定C為參考點(diǎn)，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和閉合時(shí)，判斷各點(diǎn)的電位值。求下圖電路中開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)時(shí)B點(diǎn)的電位。試述電壓和電位的異同，若電路中兩點(diǎn)電位都很高，則這兩點(diǎn)間電壓是否也很高？+A2Ω4V-BCDS+12VA26KΩ4V-12VBS4KΩ2KΩ當(dāng)前50頁(yè)，總共65頁(yè)。

在多個(gè)電源同時(shí)作用的線性電路中，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。1.6

疊加定理內(nèi)容：計(jì)算功率時(shí)不能應(yīng)用疊加原理！I=II+=IR1+–R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時(shí)應(yīng)視為開(kāi)路I'R1+–R2US+I"R1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路當(dāng)前51頁(yè)，總共65頁(yè)。12V+_7.2V電源單獨(dú)作用時(shí)：用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理:I2=I2′+I2=1+(－1)=0例BAI23Ω7.2V+_2Ω12V+_6Ω12V電源單獨(dú)作用時(shí)：

解BA3Ω7.2V+_2Ω6ΩI2′I2″當(dāng)前52頁(yè)，總共65頁(yè)。用疊加定理求：I=?I=I′+I″=2+（－1）=1A“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使原恒流源處開(kāi)路。例+-I4A20V101010I′4A101010+-I″20V10101020V電壓源單獨(dú)作用時(shí)：4A電流源單獨(dú)作用時(shí)：當(dāng)前53頁(yè)，總共65頁(yè)。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（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。

2.

疊加時(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時(shí)不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時(shí)不予考慮的恒流源應(yīng)予以開(kāi)路，即令I(lǐng)s=0。3.

解題時(shí)要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。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。當(dāng)前54頁(yè)，總共65頁(yè)。4.

疊加定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：5.運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分支電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。

設(shè)：則：R3I3=+當(dāng)前55頁(yè)，總共65頁(yè)。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果說(shuō)明疊加定理的適用范圍，它是否僅適用于直流電路而不適用于交流電路的分析和計(jì)算？從疊加定理的學(xué)習(xí)中，可以掌握哪些基本分析方法？電流和電壓可以應(yīng)用疊加定理進(jìn)行分析和計(jì)算，功率為什么不行？當(dāng)前56頁(yè)，總共65頁(yè)。內(nèi)