電子技術(shù)基礎(chǔ)電路與模擬電子

優(yōu)選電子技術(shù)基礎(chǔ)電路與模擬電子現(xiàn)在是1頁\一共有73頁\編輯于星期日課程介紹課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課課程要求：（1）掌握一定的理論知識，抓住基礎(chǔ)知識和方法；（2）認(rèn)真獨(dú)立完成課后作業(yè)；（3）認(rèn)真做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以加深對理論知識的理解；（4）遵守課堂紀(jì)律，不玩手機(jī)?，F(xiàn)在是2頁\一共有73頁\編輯于星期日重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：基爾堆夫定律、電源等效變換；難點(diǎn)：電流與電壓的參考方向、基爾霍夫定律

現(xiàn)在是3頁\一共有73頁\編輯于星期日1.1電路及電路模型1.1.1實(shí)際電路1.定義:實(shí)際電路是由一些電氣器件按一定的方式連接而構(gòu)成的

。組成實(shí)際電路的電氣器件種類繁多、性能各異。常用的有電池、信號產(chǎn)生器、電阻器、電容器、電感器、開關(guān)、晶體管等。其中電池可以提供電能，信號產(chǎn)生器可以輸出多種標(biāo)準(zhǔn)信號，電阻器可以消耗電能，電感器可以存儲磁場能等等。現(xiàn)在是4頁\一共有73頁\編輯于星期日2.電路的功能：（1）電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換，如電力系統(tǒng)中的輸電線路（2）實(shí)現(xiàn)電信號的傳送和處理，如電話線路、放大器電路等（3）測量電路，例如萬用表電路

（4）存儲信息，例如計(jì)算機(jī)的存儲電路

現(xiàn)在是5頁\一共有73頁\編輯于星期日反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡1.1.2電路模型電路圖理想電路元件有某種確定的電磁性能的理想元件電路模型(a)(b)現(xiàn)在是6頁\一共有73頁\編輯于星期日電路組成:電源：

提供電能量：如蓄電池、發(fā)電機(jī)、太陽能電池等——電壓源、電流源負(fù)載：

消耗能量而做功：如電燈、電機(jī)、電磁鐵、電磁爐等(能量轉(zhuǎn)換:光、聲、熱、磁、機(jī)械能)連接導(dǎo)線：

提供電的通路（導(dǎo)體）開關(guān)：

對電路狀態(tài)進(jìn)行控制（通、斷）現(xiàn)在是7頁\一共有73頁\編輯于星期日幾種基本的電路元件：電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件注具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一定條件下可用同一模型表示；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。現(xiàn)在是8頁\一共有73頁\編輯于星期日1.2電路的基本物理量1.2.1電流電荷在電場力作用下的定向移動形成電流。計(jì)量電流大小的物理量是電流強(qiáng)度，簡稱電流，記為i(t)或i。電流強(qiáng)度的定義是：單位時(shí)間內(nèi)通過路徑中導(dǎo)體橫截面的電荷量，即 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。本章主要討論的物理量是電流、電壓和功率?，F(xiàn)在是9頁\一共有73頁\編輯于星期日方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向單位1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6A1nA=10-9AA（安培）、kA、mA、A元件(導(dǎo)線)中電流流動的實(shí)際方向只有兩種可能:

實(shí)際方向?qū)嶋H方向AABB問題復(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現(xiàn)在是10頁\一共有73頁\編輯于星期日參考方向i

參考方向大小方向電流(代數(shù)量)任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動的方向即為電流的參考方向。ABi

參考方向i參考方向i>0i<0實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：AABB現(xiàn)在是11頁\一共有73頁\編輯于星期日電流參考方向的兩種表示：用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?。用雙下標(biāo)表示：如iAB

,電流的參考方向由A指向B，iBA,電流的參考方向由B指向A。

iAB=-i

BA1A123410Visi→→→↓↓現(xiàn)在是12頁\一共有73頁\編輯于星期日電壓U

單位：V(伏)、kV、mV、V1.2.2電壓單位正電荷q從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時(shí)電場力做功（W）的大小電位單位正電荷q從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（＝0）時(shí)電場力做功的大小實(shí)際電壓方向電位真正降低的方向電位與電壓的概念電路中電位參考點(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)，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)論現(xiàn)在是13頁\一共有73頁\編輯于星期日問題復(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。電壓(降)的參考方向U<0>0參考方向U+–+實(shí)際方向+實(shí)際方向參考方向U+–U假設(shè)的電壓降低方向電壓的參考方向(voltagereferencedirection)現(xiàn)在是14頁\一共有73頁\編輯于星期日元件或支路的u，i采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向3.關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iUU現(xiàn)在是15頁\一共有73頁\編輯于星期日注(1)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(包括方向和符號），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，但實(shí)際方向不變。例ABABi＋－U電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答：A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)?，F(xiàn)在是16頁\一共有73頁\編輯于星期日例1電路如圖1.2所示，圖中矩形框表示電路元件。已知電流I1=-1A,I2=2A,I3=-3A,其參考方向如圖中所標(biāo)；d為參考點(diǎn)，電位Ua=5V,Ub=-5V,Uc=-2V。求(1)電流I1、I2、I3的實(shí)際方向和電壓Uab、Ucd的實(shí)際極性。(2)若欲測量電流I1和電壓Ucd的數(shù)值，則電流表和電壓表應(yīng)如何接入電路?圖1.2←→←+--+現(xiàn)在是17頁\一共有73頁\編輯于星期日解(1)在指定電流參考方向后，結(jié)合電流值的正負(fù)就可判定其實(shí)際方向。已知I2為正值，表明該電流的實(shí)際方向應(yīng)與它的參考方向一致；而I1和I3為負(fù)值，表明它們的實(shí)際方向與指定的參考方向相反。同理，根據(jù)Uab=Ua-Ub=5-(-5)=10VUcd=Uc-Ud=(-2)-0=-2V可知Uab＞0,電壓實(shí)際方向由a指向b，或者a為高電位端，b為低電位端。Ucd＜0，表明電壓實(shí)際方向與參考方向相反，即d為高電位端，c為低電位端。(2)測量直流電流時(shí)，應(yīng)將電流表串聯(lián)接入被測支路，使實(shí)際電流從電流表的“+”極流入，“-”極流出。測量直流電壓時(shí)，應(yīng)把電壓表并聯(lián)接入被測電路，使電壓表“+”極與被測電壓的高電位端連接，“-”極與低電位端連接。圖1.6中給出了具體連接方法。

現(xiàn)在是18頁\一共有73頁\編輯于星期日1.2.3電功率（1）電功率功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)單位時(shí)間內(nèi)電場力所做的功。現(xiàn)在是19頁\一共有73頁\編輯于星期日在p＞0時(shí)，表示電場力對電荷作功，這部分能量被元件吸收，所以p是元件的吸收功率；在p＜0時(shí)，表示元件吸收負(fù)功率，實(shí)際上是該元件向外電路提供功率或產(chǎn)生功率。如果元件電流電壓取非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖下(b)所示，則p=-ui

+-iu+-iu(a)(b)現(xiàn)在是20頁\一共有73頁\編輯于星期日功率的單位是瓦(W)。工程上，常用千瓦小時(shí)(kW·h)作為電能的單位。1kW·h又稱1度。比如某車間使用100只燈泡(功率均為100W)照明一小時(shí)，所消耗電能是10度。1kWh=103W×3600s=3.6×106J綜合上述兩種情況，將元件吸收功率的計(jì)算公式統(tǒng)一表示為

p(t)=±u(t)i(t)式中當(dāng)電流電壓為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“+”號；電流電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，取“-”號。計(jì)算結(jié)果表示元件的吸收功率。具體地說，若p＞0,表示元件吸收功率，其值為p;若p＜0，表示元件發(fā)出功率?，F(xiàn)在是21頁\一共有73頁\編輯于星期日例2在下圖(a)中，已知U=-5V,I=2A，圖(b)中，U=3V，I=-5A，求圖1.4(a)、(b)中元件吸收的功率各為多少？。解：圖(a)中元件A電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向，故吸收的功率為PA<0，表明圖(a)中元件發(fā)出功率10W。圖(a)元件電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，故吸收的功率為

PB>0，表明元件B為吸收功率15W。

+-iu+-iu(a)(b)現(xiàn)在是22頁\一共有73頁\編輯于星期日

§1-

3電阻元件(resistor)2.線性定常電阻元件（線性時(shí)不變）電路符號R電阻元件對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用u～i平面的一條曲線來描述：iu任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。1.定義伏安特性1.3.1線性電阻現(xiàn)在是23頁\一共有73頁\編輯于星期日

u～i關(guān)系R稱為電阻，單位：(歐)(Ohm，歐姆)滿足歐姆定律(Ohm’sLaw)ui單位G稱為電導(dǎo)，單位：S(西門子)(Siemens，西門子)u、i取關(guān)聯(lián)參考方向Rui+-伏安特性為一條過原點(diǎn)的直線現(xiàn)在是24頁\一共有73頁\編輯于星期日(2)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)號注(3)說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件歐姆定律(1)只適用于線性電阻，(R為常數(shù)）則歐姆定律寫為u–Rii–Gu公式和參考方向必須配套使用！Rui+-非關(guān)聯(lián)參考方向現(xiàn)在是25頁\一共有73頁\編輯于星期日1.3.2.電阻元件的功率上述結(jié)果說明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。p

–ui–(–Ri)ii2R

–u(–u/R)u2/Rp

uii2Ru2/R消耗的功率：Rui+-Rui+-現(xiàn)在是26頁\一共有73頁\編輯于星期日Riu+–電阻的開路與短路短路開路ui現(xiàn)在是27頁\一共有73頁\編輯于星期日額定值：額定值是為了保證元件、設(shè)備既安全可靠而又充分發(fā)揮性能的正常運(yùn)行，由制造廠家給出的一些限定值。例如，電阻的使用功率，電容器的使用電壓，電機(jī)的額定電流等。根據(jù)給出的額定值，有時(shí)還可推導(dǎo)出其它額定值。例如，一個(gè)標(biāo)有1/4W、10kΩ的電阻，表示該電阻的阻值為10kΩ、額定功率為1/4W，由p=I2R的關(guān)系，還可求得它的額定電流為5mA。實(shí)際使用中，超過額定值運(yùn)行，會使設(shè)備縮短使用壽命或遭致毀壞而造成事故。例如上述電阻在使用電流超過5mA時(shí)，將會使電阻因過熱而損壞。而低于額定值運(yùn)行也是不合適的，如220V、5kW電機(jī)在低于200V電壓下使用，一方面設(shè)備資源沒有充分利用，另一方面因電機(jī)輸出功率降低，必然影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。額定值一般記載在設(shè)備的銘牌或說明書中，所以在使用設(shè)備前必須仔細(xì)閱讀之?，F(xiàn)在是28頁\一共有73頁\編輯于星期日例3額定功率是40W，額定電壓為220V的燈泡，其額定電流和電阻值是多少？解:由，得現(xiàn)在是29頁\一共有73頁\編輯于星期日1.4電阻電路的等效變換1.4.1電阻的串聯(lián)圖1.5是三個(gè)電阻串聯(lián)的電路。電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)是：u=u1+u2+u3圖1.5電阻串聯(lián)電路現(xiàn)在是30頁\一共有73頁\編輯于星期日應(yīng)用歐姆定律，有 u1=R1i,u2=R2i,u3=R3i

代入上式可得

u=(R1+R2+R3)i=Ri

式中 R=R1+R2+R3

稱為三個(gè)串聯(lián)電阻的等效電阻。圖1.5電阻串聯(lián)電路現(xiàn)在是31頁\一共有73頁\編輯于星期日用等效電阻代替串聯(lián)電阻是一種等效變換，一方面能簡化總體電路，另一方面又能保證不影響外接電路中的電流電壓。這樣，會給分析計(jì)算外電路中的未知量帶來方便。u1、u2、u3與電流的關(guān)系如下:現(xiàn)在是32頁\一共有73頁\編輯于星期日1.6.2電阻的并聯(lián)圖1.6(a)是三個(gè)電阻并聯(lián)的電路。電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)是：通過并聯(lián)電路的總電流是各并聯(lián)電阻中電流的代數(shù)和，即i=i1+i2+i3圖1.28電阻并聯(lián)電路現(xiàn)在是33頁\一共有73頁\編輯于星期日應(yīng)用歐姆定律，上式可表示為上式中電阻R稱為并聯(lián)電阻的等效電阻，它的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻倒數(shù)的總和。圖1.6(b)與圖1.6(a)電路具有相同的伏安關(guān)系，對其相連的外部電路而言，它們是互為等效的電路?，F(xiàn)在是34頁\一共有73頁\編輯于星期日i1、i2、i3與電壓u的關(guān)系如下:現(xiàn)在是35頁\一共有73頁\編輯于星期日同時(shí)含有電阻串聯(lián)和并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路，此種電路，可以根據(jù)電阻的實(shí)際連接方式，分別按串聯(lián)或并聯(lián)電路處理的方法來分析。對于兩個(gè)電阻并聯(lián)，則其等效電阻為：兩條支路的電流分別為：現(xiàn)在是36頁\一共有73頁\編輯于星期日例8如圖1.7(a)電路，已知us=8V,R1=2Ω,R2=1.6Ω,R3=R4=4Ω,R5=6Ω。求電流i1。圖1.7例8電路現(xiàn)在是37頁\一共有73頁\編輯于星期日解:圖1.7(a)是一個(gè)電阻混聯(lián)電路，如果能求出虛框部分二端電路的等效電阻Rad,就可把原電路等效成如圖1.29(d)所示的簡單電路，這時(shí)計(jì)算i1是容易的。計(jì)算等效電阻時(shí)，假設(shè)在a、d端加上一個(gè)電源，觀察電路中哪些電阻流過同一電流，Rad=2Ωi1=2A現(xiàn)在是38頁\一共有73頁\編輯于星期日

§1-5獨(dú)立電源(independentsource)（P20）其兩端電壓總能保持定值(直流)或一定的時(shí)間函數(shù)(交流)，其值與流過它的電流i無關(guān)的元件叫理想電壓源。電路符號(注意方向)1.理想電壓源(P20)定義i+_電源:電壓源、電流源us現(xiàn)在是39頁\一共有73頁\編輯于星期日電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。通過電壓源的電流由電源及外電路共同決定。理想電壓源的電壓、電流關(guān)系(P21)ui伏安關(guān)系例Ri-+外電路電壓源不能短路！現(xiàn)在是40頁\一共有73頁\編輯于星期日電壓源的功率電場力做功，電源吸收功率。（1）

電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；

物理意義：+_iu+_+_iu+_電流（正電荷）由低電位向高電位移動，外力克服電場力作功電源發(fā)出功率。

發(fā)出功率，起電源作用（2）

電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；

物理意義：吸收功率，充當(dāng)負(fù)載或：發(fā)出負(fù)功現(xiàn)在是41頁\一共有73頁\編輯于星期日例+_i+_+_10V5V計(jì)算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出（實(shí)際吸收）吸收滿足：P（發(fā)）＝P（吸）發(fā)出現(xiàn)在是42頁\一共有73頁\編輯于星期日實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。實(shí)際電壓源i+_u+_考慮內(nèi)阻伏安特性一個(gè)好的電壓源要求usuiO現(xiàn)在是43頁\一共有73頁\編輯于星期日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u無關(guān)的元件叫理想電流源。電路符號（注意方向）2.理想電流源(p22)定義u+_(1)電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定理想電流源的電壓、電流關(guān)系ui伏安關(guān)系現(xiàn)在是44頁\一共有73頁\編輯于星期日例外電路電流源不能開路！Ru-+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?，F(xiàn)在是45頁\一共有73頁\編輯于星期日例計(jì)算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出發(fā)出滿足：P（發(fā)）＝P（吸）+_u+_2A5Vi（實(shí)際吸收）現(xiàn)在是46頁\一共有73頁\編輯于星期日實(shí)際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若開路，電壓很高，可能燒毀電源。isuiO

實(shí)際電流源考慮內(nèi)阻伏安特性一個(gè)好的電流源要求u+_i現(xiàn)在是47頁\一共有73頁\編輯于星期日3、電壓源和電流源的等效變換（P25）

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。u=uS

–Ri

ii=iS

–Giui=uS/Ri

–u/Ri比較可得等效的條件（注意各方向）iS=uS/RiGi=1/RiiGi+u_iS實(shí)際電壓源實(shí)際電流源端口特性i+_uSRi+u_現(xiàn)在是48頁\一共有73頁\編輯于星期日A、由電壓源變換為電流源：轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換B、由電流源變換為電壓源：i+_uSRi+u_iGi+u_iSiGi+u_iSi+_uSRi+u_現(xiàn)在是49頁\一共有73頁\編輯于星期日關(guān)于實(shí)際電源兩種模型的等效變換，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)兩種模型僅對外電路而言是互為等效的，即變換后不會改變外電路中任一處電流和電壓。但對于電源內(nèi)部來說，在電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的條件下，討論其電流電壓的等效問題，顯然是沒有意義的。(2)正確選用電壓源的極性和電流源的方向，以保證變換前后端口具有相同的伏安關(guān)系。如圖1.13(a)中，us的極性上正下負(fù)，電源外接負(fù)載時(shí)，電流由a端流出，b端流入?，F(xiàn)在是50頁\一共有73頁\編輯于星期日變換后的電流源，除滿足元件參數(shù)要求外，其外電路中的電流仍應(yīng)由a端經(jīng)負(fù)載流向b端，由此確定電流源電流is的參考方向如圖1.13(b)所示。(3)兩種模型等效變換的方法可以在電路分析中推廣運(yùn)用，即任一電壓源us與電阻R的串聯(lián)連接，都可變換為電流源is與電阻R的并聯(lián)連接；反之亦然。變換后，不會影響電路中其它地方的電流和電壓?，F(xiàn)在是51頁\一共有73頁\編輯于星期日例:化簡圖1.14所示各電路。圖1.14例9電路(一)現(xiàn)在是52頁\一共有73頁\編輯于星期日解對圖1.14(a)電路，利用電源模型等效變換化簡。先將電路中的電壓源模型分別變換為電流源模型，進(jìn)而并聯(lián)等效為圖1.14(d)所示電流源模型，需要時(shí)，還可再變換為電壓源模型。變換過程如圖1.14(e)所示。現(xiàn)在是53頁\一共有73頁\編輯于星期日圖1.15例9電路(二)現(xiàn)在是54頁\一共有73頁\編輯于星期日對圖1.14(b)電路，化簡過程如圖1.15所示。本例應(yīng)用等效變換方法化簡電路過程啟示我們:若有多個(gè)電源模型相并聯(lián)時(shí)，可將它們等效為電流源模型,如由圖1.15(a)、(b)、(c)變換到圖1.15(d);若有多個(gè)電源相串聯(lián)時(shí)，可將它等效為電壓源模型，如圖1.15(a)、(b)、(c)電路變換為圖1.15(d)電路?，F(xiàn)在是55頁\一共有73頁\編輯于星期日圖1.15例9電路(三)現(xiàn)在是56頁\一共有73頁\編輯于星期日§1-3基爾霍夫定律基爾霍夫定律：基爾霍夫電流定律(KCL)基爾霍夫電壓定律(KVL)它反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?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。一、幾個(gè)名詞現(xiàn)在是57頁\一共有73頁\編輯于星期日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)稱為節(jié)點(diǎn)。(

n

)b=3an=2b+_R1uS1+_uS2R2R3（1）支路(branch)電路中由若干元件串聯(lián)而成,i3i2i1(2)結(jié)點(diǎn)(node)現(xiàn)在是58頁\一共有73頁\編輯于星期日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。對平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。l=3+_R1uS1+_uS2R2R3123(3)路徑(path)(4)回路(loop)(5)網(wǎng)孔(mesh)網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔現(xiàn)在是59頁\一共有73頁\編輯于星期日1.6.1基爾霍夫電流定律

1、基爾霍夫電流定律

kirchhoff’scurrentLaw（KCL）KCL：在任一時(shí)刻，流入任一節(jié)點(diǎn)電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)電流之和。在任一時(shí)刻，對于電路中任一節(jié)點(diǎn)，流出（+）該節(jié)點(diǎn)電流之代數(shù)和為零現(xiàn)在是60頁\一共有73頁\編輯于星期日令流出為“+”，有：例流進(jìn)的電流等于流出的電流現(xiàn)在是61頁\一共有73頁\編輯于星期日例6如圖1.24所示電路，已知i1=2A,i3=3A,i4=-2A。試求電壓源us支路和電阻R5支路中流過的電流。解分別用i0、i5表示支路da和cd中的電流，其參考方向如圖中所示。圖1.24例6圖對節(jié)點(diǎn)c，列出KCL方程，有i3+i5-i1=0

求得

i5=i1-i3=2-3=-1A

同理，對節(jié)點(diǎn)d,應(yīng)用KCL，可得

i0+i4-i5=0

所以

i0=i5-i4=(-1)-(-2)=1A現(xiàn)在是62頁\一共有73頁\編輯于星期日1

32例三式相加得：表明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面明確（1）KCL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；（2）KCL是對支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)；（3）KCL方程是按電流參考方向列寫，與電流實(shí)際方向無關(guān)?，F(xiàn)在是63頁\一共有73頁\編輯于星期日1.6.2基爾霍夫電壓定律KVL：在任一時(shí)刻，對于電路中任一閉合回路，電壓降的代數(shù)和為零。KVL也可敘述為：對電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，電位降的和等于電位升的和?，F(xiàn)在是64頁\一共有73頁\編輯于星期日（2）選定回路繞行方向，順時(shí)針或逆時(shí)針.–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4（1）標(biāo)定各元件電壓參考方向U2+U3+U4+US4=U1+US1

或：–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4現(xiàn)在是65頁\一共有73頁\編輯于星期日例KVL也適用于電路中任一假想的回路aUsb__-+++U2U1明確（1）KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律;（2）KVL是對回路電壓加的約束，與回路各支路上接的是什么元件無關(guān)，與電路是線性還是非線性無關(guān)；（3）KVL方程是按電壓參考方向列寫，與電壓實(shí)際方向無關(guān)。現(xiàn)在是66頁\一共有73頁\編輯于星期日4.KCL、KVL小結(jié)：(1)KCL是對支路電流的線性約束，KVL是對回路電壓的線性約束。(2)KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)。(3)

KCL表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒的；KVL是能量守恒的具體體現(xiàn)(電壓與路徑無關(guān))。(4)KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路?，F(xiàn)在是67頁\一共有73頁\編輯于星期日思考：i1=i2?3.AB+_1111113+_2i2i1UA=UB?I=01.？AB+_1111113+_22.i1現(xiàn)