李瀚蓀編《電路分析基礎(chǔ)》(第4版)第一章

李瀚蓀編?電路分析根底?〔第4版〕

教材與教學(xué)參考書參考經(jīng)典教材:邱關(guān)源編?電路?李瀚蓀編?簡明電路分析根底?電路分析根底(教材)

相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書.課程位置及作用專業(yè)根底課課程特點內(nèi)容多、根本概念多、習(xí)題多課程的學(xué)習(xí)方法電路分析根底用心看書認真聽課多作習(xí)題總結(jié)思路.大學(xué)英語高等數(shù)學(xué)普通物理電路分析根底信號與系統(tǒng)電子線路數(shù)字邏輯電路數(shù)字信號處理信息論與編碼理論計算機數(shù)據(jù)通信原理通信原理非專業(yè)課專業(yè)根底課專業(yè)課數(shù)字圖象處理頻譜分析與估計自適應(yīng)信號處理雷達信號處理陣列信號處理信號與信息處理衛(wèi)星通信移動通信光纖通信計算機通信接入網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)程控交換通信與信息系統(tǒng)電路分析根底.經(jīng)典電路理論形成于二十世紀初至60’s。經(jīng)典的時域分析于30’s初已初步建立，并隨著電力、通訊、控制三大系統(tǒng)的要求開展到頻域分析與電路綜合。六、七十年代至今開展了現(xiàn)代電路理論。它隨著電子革命和計算機革命而飛躍開展，特點是：頻域與時域相結(jié)合，并產(chǎn)生了拓撲、狀態(tài)、邏輯、開關(guān)電容、數(shù)字濾波器、有源網(wǎng)絡(luò)綜合、故障診斷等新的領(lǐng)域。作為首門電技術(shù)根底課，為學(xué)習(xí)電專業(yè)的專業(yè)根底課打下根底；也是電氣電子工程師的必備知識；學(xué)習(xí)本課程還將有助于其他能力的培養(yǎng)〔如嚴格的科學(xué)作風(fēng)、抽象的思維能力、實驗研究能力、總結(jié)歸納能力等〕。電路分析根底.電路理論電路分析：求解 輸入輸出 電路包括電路分析和電路綜合兩方面內(nèi)容電路綜合：求解顯然，電路分析是電路綜合的根底。.“印象〞電路分析（a）（b）（c）（d）.“印象〞電路分析（e）（f）.電路的根本概念電路的根本定理或定律電路的根本分析方法

研究內(nèi)容電路分析根底.§1-1電路及集總電路模型§1-2電路變量電流、電壓及功率§1-3基爾霍夫定律§1-4~7幾種電路元件〔電阻、電源〕§1-8分壓公式、分流公式§1-9兩類約束§1-10支路分析第一章集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系主要內(nèi)容.電壓、電流的參考方向基爾霍夫定律重點內(nèi)容第一章集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系電路元件特性分壓電路、分流電路.§1-1電路及集總電路模型提供能量：電網(wǎng)、電池傳送和處理信號：音頻、視頻、放大測量電路：電流表、功率表、電壓表、歐姆表存儲信息：EPROM、RAM電路的作用和組成

電路的作用.低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)§1-1電路及集總電路模型.§1-1電路及集總電路模型電阻器電容器線圈電池運算放大器晶體管.§1-1電路及集總電路模型電路：電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流的流通提供路徑電路組成：主要由電源、中間環(huán)節(jié)、負載構(gòu)成電源(source)：提供能量或信號〔電池、發(fā)電機、信號發(fā)生器〕負載(load)：將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，或?qū)π盘栠M行處理〔電阻、電容、晶體管〕中間環(huán)節(jié)〔intermediate〕：一般由導(dǎo)線、開關(guān)等構(gòu)成，將電源與負載接成通路〔傳輸線〕電路的根本組成.§1-1電路及集總電路模型

實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。電路模型是由理想元件及其組合代表實際電路元件，與實際電路具有根本相同的電磁性質(zhì)。是實際電路的抽象化，理想化，近似化。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。.實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貯存磁場能§1-1電路及集總電路模型.§1-1電路及集總電路模型電氣圖導(dǎo)線電池開關(guān)燈泡實際電路電路圖〔電路模型〕.實際器件與理想元件的區(qū)別：實際器件——有大小、尺寸，代表多種電磁現(xiàn)象；理想元件——是一種假想元件，沒有大小和尺寸，即它的特性表現(xiàn)在空間的一個點上，僅代表一種電磁現(xiàn)象。§1-1電路及集總電路模型.§1-1電路及集總電路模型集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路(Lumped)集總參數(shù)元件：只反映一種根本電磁現(xiàn)象，且可由數(shù)學(xué)方法加以精確定義。

集總參數(shù)電路：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。

集總假設(shè)(理想化):

不考慮電場和磁場的相互作用，不考慮電磁波的傳播現(xiàn)象。集總假設(shè)條件：實際電路的尺寸必須遠小于電路工作頻率下的電磁波的波長?！膊粷M足時為分布參數(shù)電路，微波元器件、微波電路〕。.

集總參數(shù)電路特點：電壓與電流為確定常數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位置無關(guān)分布參數(shù)電路特點：電壓與電流是時間的函數(shù)，與器件的幾何尺寸與空間位置有關(guān)§1-1電路及集總電路模型.§1-1電路及集總電路模型波長與頻率關(guān)系電力用電低頻電路高頻電路甚高頻及更高頻率電路.例如晶體管調(diào)頻收音機最高工作頻率約108MHz。問該收音機的電路是集總參數(shù)電路還是分布參數(shù)電路?幾何尺寸d<<2.78m的收音機電路應(yīng)視為集總參數(shù)電路。解：頻率為108MHz周期信號的波長為.§1-1電路及集總電路模型實際電路電路模型計算分析電氣特性電路分析電路綜合電路分析與電路綜合通過對電路模型的分析計算來預(yù)測實際電路的特性，從而改進實際電路的電氣特性和設(shè)計出新的電路。電路模型是實際電路抽象而成，它近似地反映實際電路的電氣特性。.§1-2電路變量電流、電壓、功率電路變量描述電路電性能的可表示為時間函數(shù)的變量。電流i(t)與電壓u(t)；電荷q(t)與磁鏈ψ(t)；功率p(t)與能量w(t)。常用：電流、電壓、功率.電荷在導(dǎo)體中的定向移動形成電流。定義：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量定義為電流強度，簡稱電流i(t)，大小為：★單位：安〔培〕A，1安=1庫/秒★方向：正電荷移動的方向為電流實際方向電流

(current)P6.安培安德烈·瑪麗·安培〔1775年~1836年〕，法國物理學(xué)家主要成就：安培定律安培定那么分子電流假說懷表變卵石趣聞軼事：馬車車廂做“黑板〞安培先生不在家

.電流的分類恒定電流〔直流〕：大小、方向恒定。用大寫字母I表示。時變電流：大小、方向隨時間變化。用小寫字母i表示交流電：大小和方向作周期性變化的時變電流.★在參考方向下，假設(shè)計算值為正，說明電流真實方向與參考方向一致；假設(shè)計算值為負，說明電流真實方向與參考方向相反。參考方向的兩種表示方法：1

在圖上標箭頭；★參考方向：任意選定的一個方向電流的參考方向P62用雙下標表示iababiab.例如ab2C/sab2C/s§1-2電路變量電流、電壓、功率.假設(shè)沒有確定參考方向，計算結(jié)果是沒有意義的。注意：計算前，一定要標明電流的參考方向；參考方向可任意選定，但一旦選定，便不再改變?！?-2電路變量電流、電壓、功率.例1

在圖示參考方向下，已知

求：（1），的真實方向； （2）若參考方向與圖中相反，則其表達式？，的真實方向有無變化？iab§1-2電路變量電流、電壓、功率.說明此時真實方向與參考方向一致，從a->b；解：〔1〕說明此時真實方向與參考方向相反，從b->aiab§1-2電路變量電流、電壓、功率.(2)參考方向改變，代數(shù)表達式也改變,即為iab說明此時真實方向與參考方向相反，從a->b；可見真實方向不變。說明此時真實方向與參考方向一致，從b->a；可見真實方向不變。.習(xí)題1如以下圖，各電流的參考方向已設(shè)定。I1=10A,I2=—2A,I3=8A。試確定I1、I2、I3的實際方向。解：I1>0,故I1的實際方向與參考方向相同，I1由a點流向b點。

I2<0,故I2的實際方向與參考方向相反，I2由b點流向c點。

I3>0,故I3的實際方向與參考方向相同，I3由b點流向d點。.即兩點間的電位差。ab間的電壓，數(shù)值上為單位正電荷從a到b移動時所獲得或失去的能量。大?。骸飭挝唬悍蔡亍?，V；1伏=1焦/庫§1-2電路變量電流、電壓、功率電壓

(voltage)P7★低電位〔負極-〕、高電位〔正極+〕a—b：正電荷移動失去能量，a高b低，電壓降a—b：正電荷移動獲得能量，a低b高，電壓升.伏特亞歷山德羅·伏特〔1745－1827年〕，意大利物理學(xué)家。主要成就：伏達電堆

起電盤

靜電計

趣聞軼事：伏特創(chuàng)造電池的故事用舌尖舔著一個金幣和銀幣，用一根導(dǎo)線把金幣和銀幣接通，舌頭會嘗到苦味；一塊錫片和一枚銀幣，舌頭會嘗到酸味；銀幣和錫片交換位置，舌頭會嘗到咸味。.§1-2電路變量電流、電壓、功率恒定電壓〔直流電壓〕：大小、方向恒定。用大寫字母U表示。時變電壓：大小、極性隨時間變化。用小寫字母u表示交流電壓：大小和極性作周期性變化的時變電壓電壓的分類.

+-ab在電子電路課程中也可用箭頭表示。參考方向：也稱參考極性。兩種表示方法：在圖上標正負號；用雙下標表示§1-2電路變量電流、電壓、功率.★在假設(shè)參考方向〔極性〕下，假設(shè)計算值為正，說明電壓真實方向與參考方向一致；假設(shè)計算值為負，說明電壓真實方向與參考方向相反。P8注意：計算前，一定要標明電壓極性； 參考方向可任意選定，但一旦選定，便不再改變。假設(shè)沒有確定參考方向，計算結(jié)果是沒有意義的?！?-2電路變量電流、電壓、功率.解：〔1〕相當于正電荷從b到a失去能量，故電壓的真實極性為：b—“+〞,a—“-〞。例2〔1〕假設(shè)單位負電荷從a移到b，失去4J能量，問電壓的真實極性。〔2〕假設(shè)電壓的參考方向如圖，那么該電壓u為多少？〔2〕單位負電荷移動時，失去4J能量，說明電壓大小為4伏，由于電壓的參考極性與真實方向相反，因而，u=-4伏。

+u-ab.★關(guān)聯(lián)參考方向P8關(guān)聯(lián)：電流與電壓降的參考方向選為一致。即電流的參考方向為從電壓參考極性的正極端“+〞流向“－〞極端。關(guān)聯(lián)參考方向ab+u-iab-u+i非關(guān)聯(lián)參考方向.為了方便，電壓與電流參考方向關(guān)聯(lián)時，只須標上其中之一即可。aib+u-§1-2電路變量電流、電壓、功率.小結(jié)分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標注(包括方向和符號〕，在計算過程中不得任意改變。

參考方向也稱為假定正方向，以后討論均在參考方向下進行，不考慮實際方向?！?-2電路變量電流、電壓、功率.電功率〔power〕：能量隨時間的變化率★單位：瓦〔特〕W§1-2電路變量電流、電壓、功率uab＋－i能量傳輸方向p吸收〔消耗或儲存〕功率提供〔產(chǎn)生〕功率能量單位：焦〔耳〕J★★.★功率的計算1.u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向p=ui2.u,i

取非關(guān)聯(lián)參考方向

p=-

ui§1-2電路變量電流、電壓、功率無論用上面的哪一個公式，其計算結(jié)果若，表示該元件吸收功率；若 ，表示該元件提供功率。.3A-5A2V4V

(a)(b)(c)Pc=(4V)×(-5A)=-20W－-2V＋-3APa=(2V)×(3A)=6WPb=(-2V)×(-3A)=6W例3計算圖中各元件吸收的功率當計算功率數(shù)值完畢之后，我們要根據(jù)數(shù)值符號來確定是器件是吸收功率還是提供功率?！?-2電路變量電流、電壓、功率.i1=i2=2A,i3=3A,i4=-1Au1=3V,u2=-5Vu3=-u4=-8V求：各段電路的功率，是吸收還是產(chǎn)生功率。ABCD+u1--u3+

i2-u2+i3+u4-

i4i1例4.解：A段，u1,i1關(guān)聯(lián)，吸收功率=6W>0,B段，u2,i2非關(guān)聯(lián)，

=10W>0,吸收功率ABCD+u1--u3+

i2-u2+i3+u4-

i4i1.C段，u3

,i3關(guān)聯(lián)，

BCD-u3+i3+u4_i4

產(chǎn)生功率D段，u4

,i4非關(guān)聯(lián)，

>0,吸收功率驗證：=0稱為功率守恒.習(xí)題2

求圖中二端網(wǎng)絡(luò)的功率。思路：先確定電壓與電流的參考方向關(guān)系，假設(shè)為關(guān)聯(lián)，用P＝UI計算，假設(shè)為非關(guān)聯(lián)，用P＝－UI計算〔a〕非關(guān)聯(lián)P＝－UI＝－5×2＝－10W產(chǎn)生功率〔b〕非關(guān)聯(lián)P＝－UI＝－5×(－2)＝10W吸收功率〔c〕關(guān)聯(lián)P＝UI＝－5×(－2)＝10W吸收功率.§1-3

基爾霍夫定律電路整體的根本規(guī)律：基爾霍夫定律是適用于任何集總參數(shù)電路的根本定律，其是電荷守恒和能量守恒在集總電路中的表達，包括電流定律和電壓定律，分別對集總電路的電流和電壓進行約束。電路的根本規(guī)律電路作為整體服從的規(guī)律：基爾霍夫定律電路的各個組成局部特性如何：元件特性基爾霍夫定律與元件特性是電路分析的核心。.§1-3基爾霍夫定律★幾個名詞P12支路(branch)：一個二端元件視為一條支路，或為了減少支路個數(shù)，往往將流過同一電流的幾個元件的串聯(lián)組合作為一條支路。.§1-3基爾霍夫定律★幾個名詞P12節(jié)點(node):支路的連接點稱為節(jié)點，也稱為結(jié)點回路(loop)：由支路組成的任一閉合路徑網(wǎng)孔(mesh)：內(nèi)部不含有支路的回路.★基爾霍夫電流定律(KCL)P12物理根底:電荷守恒，電流連續(xù)性。i1－i2＋

i3－i4=0§1-3基爾霍夫定律i1+i3=i2+i4支路電流約束i1i4i2i3?在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任一節(jié)點上，流入或流出該節(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和為零。.§1-3基爾霍夫定律★KCL的運用先選定參考方向，假設(shè)取流出該節(jié)點的支路電流為正，那么流入的支路電流為負。如由以以下圖可得i1i4i2i3.基爾霍夫電流定律(KCL)??7A4Ai110A-12Ai210+(–12)-i1-i2=0i2=1A

7+i1-4=0i1=–3A

例5§1-3基爾霍夫定律取流入電流為正.§1-3基爾霍夫定律1

32例三式相加得：KCL不僅適用于節(jié)點，也適用于包圍幾個節(jié)點的閉合面。注節(jié)點1：節(jié)點2：節(jié)點3：.KCL的推廣i1ABi3i2ABiiABi兩條支路電流大小相等，一個流入，一個流出。只有一條支路相連，那么i=0?！?-3基爾霍夫定律.R21iS1iS2R12習(xí)題3

iS1=6A，iS2=3A，求電阻的電流及電壓。

解：各支路電壓相等，設(shè)為u，電阻電壓與電流取關(guān)聯(lián)方向，設(shè)流出電流為正，列KCL方程代入元件VCR，得+u-

.R21iS1iS2R12+u-

計算得.§1-3基爾霍夫定律能量守恒，電荷守恒。.§1-3基爾霍夫定律在集總參數(shù)電路中，任一時刻，任一回路中，所有支路電壓降的代數(shù)和等于零?！锘鶢柣舴螂妷憾?KVL)P16-17回路電壓約束另一形式電壓降之和=電壓升之和。.–U1－US1+U2＋U3+U4＋US2＝0順時針方向繞行:§1-3基爾霍夫定律指定一個回路的繞行方向。首先：規(guī)定：凡電壓的參考方向與回路繞行方向一致者，取“+〞，反之，取“-〞?！搽妷航等≌妷荷∝摗忱齍4+US1_+US2_U3U1U2★KVL的運用.§1-3基爾霍夫定律例題見p171－4.例KVL不僅適用于回路，還可以推廣應(yīng)用于任何一個假象閉合的一段電路〔廣義回路〕。aUsb__-+++U2U1uab推廣§1-3基爾霍夫定律.推論：電路中任意兩點間的電壓等于兩點間任一條路徑經(jīng)過的元件電壓的代數(shù)和。§1-3基爾霍夫定律+US1_+US2_U3U1U2U4AB.§1-3基爾霍夫定律例

求AB+u1=3V--

u2=-5VE+u3=-4V-+CDu1-u2-u3-

=0=u1-u2-u3=3-(-5)-(-4)=12V解：選順時針方向，.例6

求I1和I2。

da+14V-3A

-b2V+c+4V

-I1I2I

aca:I2+I

ac-3=0,

得

I2=1Ad:-I2-I

bd-I1=0I1=-I2-I

bd=-1-1=-2A解：u

bd-4+2=0

u

bd=2V,I

bd=1Au

ac+4-14=0

uac=10V,I

ac=2A.習(xí)題4

圖示單回路電路，求電流及電源的功率。R1=1+uS2=4V-I-R3=3

+uS1=10V

R2=2解：選回路方向如圖，電阻元件的電壓與電流取關(guān)聯(lián)參考方向，由KVL得.代入元件VCR，得R1=1+uS2=4V-I-R3=3

+uS1=10V

R2=2.KCL、KVL小結(jié)(2)KCL是對任一節(jié)點〔或封閉面〕的各支路電流的線性約束(3)KVL是對任一回路〔或閉合節(jié)點序列〕的各支路電壓的線性約束(4)KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無關(guān)(1)KCL說明在每一節(jié)點上電荷是守恒的；KVL是電壓單值性的具體表達(兩點間電壓與路徑無關(guān))(5)KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路§1-3基爾霍夫定律.一般定義在任一時刻，它的電壓和電流可用代數(shù)關(guān)系表示的一個二端元件稱為電阻元件，即這一關(guān)系(VCR)可以由u-i平面上一條曲線確定。分類線性與非線性電阻、時變或時不變〔定?！畴娮琛?-4電阻元件(resistor).§1-4

電阻元件(resistor)注意：電壓與電流取關(guān)聯(lián)參考方向電阻單位：歐(姆)符號:

令

G

1/RG稱為電導(dǎo)那么歐姆定律表示為iGu單位：西(門子)符號:S(Siemens)★歐姆定律P20電阻元件是從實際電阻器抽象出來的模型，只反映電阻器對電流呈現(xiàn)阻力的性能。R+ui-注意：電壓與電流取非關(guān)聯(lián)參考方向，那么.§1-4

電阻元件(resistor)常用的各種二端電阻器件電阻器晶體二極管.§1-4電阻元件(resistor)實驗說明：在低頻工作條件下，電阻器的電壓電流關(guān)系是u－i平面上通過坐標原點的一條直線。用晶體管特性圖示器測量二端電阻器的電壓電流關(guān)系。.實驗說明：在低頻工作條件下，晶體二極管的電壓電流關(guān)系是ui平面上通過坐標原點的一條曲線。用晶體管特性圖示器測量晶體二極管的電壓電流關(guān)系?！?-4電阻元件(resistor).Riu+–開路與短路當R=0(G=

)，視其為短路。i為有限值時，u=0。當R=(G=0)，視其為開路。

u為有限值時，i=0。ui0開路ui0短路§1-4電阻元件(resistor).★功率P23無源與有源元件一般情況下，電阻的功率非負，即電阻是一種耗能元件。無源有源§1-4電阻元件(resistor).例分別求以以下圖中的電壓U或電流I。3A2Ω+U-+-6V-I2Ω解：關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián).電阻器有額定值〔電壓，電流〕問題解：〔1〕額定〔rating)電壓例 電阻器RT-100-0.5W，〔1〕求額定電壓和額定電流?！?〕假設(shè)其上加5V電壓，求流經(jīng)的電流和消耗的功率。額定電流電阻與電阻器的區(qū)別〔2〕.獨立源(independentsource)

常用的干電池和可充電電池.獨立源(independentsource)實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源用示波器觀測直流穩(wěn)壓電源的電壓隨時間變化的波形。示波器穩(wěn)壓電源.§1-5理想電壓源★性質(zhì)P26(a)端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；(b)通過它的電流是任意的，由外電路決定。獨立源(independentsource)伏安特性USui0符號.理想電壓源的開路與短路(1)開路

i=0(2)理想電壓源不允許短路。uS+_iu+_獨立源(independentsource).功率i,uS關(guān)聯(lián)

p=uSii,us非關(guān)聯(lián)p=-uSi獨立源(independentsource)uS+_iu+_uS+_iu+_.例題見p271－7、8、9獨立源(independentsource).§1-6

理想電流源★性質(zhì)：P31

(a)電源電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；(b)電源兩端電壓是任意的，由外電路決定。獨立源(independentsource)ISui0伏安特性符號.理想電流源的短路與開路(2)理想電流源不允許開路。(1)短路：i=iS

，u=0

iSiu+_獨立源(independentsource).功率p=–uisp=uis

u,iS關(guān)聯(lián)

u,iS非關(guān)聯(lián)

獨立源(independentsource)iSiu+_iSiu－+.例題見p321－10、11、12獨立源(independentsource).在電子電路中廣泛使用各種晶體管、運算放大器等多端器件。這些多端器件的某些端鈕的電壓或電流受到另一些端鈕電壓或電流的控制。為了模擬多端器件各電壓、電流間的這種耦合關(guān)系，需要定義一些多端電路元件(模型)。本節(jié)介紹的受控源是一種非常有用的電路元件，常用來模擬含晶體管、運算放大器等多端器件的電子電路。從事電子、通信類專業(yè)的工作人員，應(yīng)掌握含受控源的電路分析?！?-7受控源(controlledsource).圖(a)所示的晶體管在一定條件下可以用圖(b)所示的模型來表示。這個模型由一個受控源和一個電阻構(gòu)成，這個受控源受與電阻并聯(lián)的開路的控制，控制電壓是ube，受控源的控制系數(shù)是轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm?！?-7受控源(controlledsource).圖(d)表示用圖(b)的晶體管模型代替圖(c)電路中的晶體管所得到的一個電路模型。§1-7受控源(controlledsource).電路符號★受控源：由電子器件抽象出來的一種模型，是雙口元件。一為控制支路〔或為開路或為短路〕，一為受控支路〔具有電壓或電流源的性質(zhì)〕，且其電壓或電流是受受控支路電壓(或電流)控制。P35+–受控電壓源受控電流源§1-7受控源(controlledsource).電流控制的電流源

(CurrentControlledCurrentSource)α

:電流放大倍數(shù)r:轉(zhuǎn)移電阻{u1=0i2=αi1{u1=0u2=ri1電流控制的電壓源

(CurrentControlledVoltageSource)αi1+_u2i2_u1i1+ri1+_u2i2_u1i1++-★分類P35§1-7受控源(controlledsource).g:轉(zhuǎn)移電導(dǎo):電壓放大倍數(shù){i1=0i2=gu1{i1=0u2=u1電壓控制的電流源

(VoltageControlledCurrentSource)電壓控制的電壓源

(VoltageControlledVoltageSource)注意：，g，α，r為常數(shù)時，被控制量與控制量滿足線性關(guān)系，稱為線性受控源。u1gu1+_u2i2_i1+

u1+_u2i2_u1i1++-§1-7受控源(controlledsource).VCR曲線雙口電阻元件兩支路的電壓、電流§1-7受控源(controlledsource).功率受控源是有源元件受控源的有源性和無源性受控源與獨立源的比較獨立源在電路中起“鼓勵〞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，在電路中不能作為“鼓勵〞。獨立源電壓(或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓(或電流)由控制量決定?！?-7受控源(controlledsource).例題見p381－14〔p37例1－13〕列寫方程時可將受控源暫先看作獨立源找出控制量與求解量的關(guān)系§1-7受控源(controlledsource).串聯(lián)電路(SeriesConnection)(a)各電阻順序連接，流過同一電流(KCL)；(b)總電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和(KVL)?！?-8分壓公式和分流公式+_R1Rn+_uki+_u1+_unuRk★分壓公式P40等效〔總〕電阻.在電子設(shè)備中使用的碳膜電位器、實心電位器和線繞電位器是一種三端電阻器件，它有一個滑動接觸端和兩個固定端[圖(a)]。在直流和低頻工作時，電位器可用兩個可變電阻串聯(lián)來模擬[圖(b)]。電位器的滑動端和任一固定端間的電阻值，可以從零到標稱值間連續(xù)變化，可作為可變電阻器使用。§1-8分壓公式和分流公式.并聯(lián)電路(ParallelConnection)(a)各電阻兩端分別接在一起，兩端為同一電壓(KVL)；(b)總電流等于流過各并聯(lián)電阻的電流之和(KCL)。i=i1+i2+…+ik+…+ininG1G2GkGni+ui1i2ik_i★分流公式P43等效〔總〕電導(dǎo)§1-8分壓公式和分流公式.接地電壓不能定義在單點上，它定義為兩點之間的電位差。但是許多電路原理圖都使用了將大地電壓定義為零的約定，其他電壓都是相對于該電壓而言的。這個概念通常稱為“接地〞〔earthground〕。既然將“地〞定義為零電壓，那么在原理圖中把它當作公共端通常比較方便。如果電路的公共端沒有通過某些低阻抗的路徑與大地相接，就可能導(dǎo)致潛在的危險。§1-8分壓公式和分流公式.例題見p411－15、16§1-8分壓公式和分流公式.分壓器的應(yīng)用§1-8分壓公式和分流公式.分流器的應(yīng)用§1-8分壓公式和分流公式.§1-9兩類約束KCL、KVL方程的獨立性

KCL、KVL和元件的VCR是對電路中的各電壓變量和各電流變量施加的全部約束。一類是元件的特性對其電壓和電流造成的約束，可稱為元件約束，取決于元件的性質(zhì)。另一類是元件的相互連接給支路電流和電壓帶來的約束，可稱為拓撲約束，取決于電路的互聯(lián)形式。兩類約束.獨立節(jié)點：與獨立KCL方程對應(yīng)的節(jié)點。任選(n–1)個節(jié)點即為獨立節(jié)點?！镌O(shè)電路的節(jié)點數(shù)為n，那么獨立的KCL方程為〔n-1〕個，且為任意的〔n-1〕個。P46KCL和KVL的獨立性問題§1-9兩類約束KCL、KVL方程的獨立性.給定一平面電路〔planarcircuit〕(a)該電路有[b-(n-1)]個網(wǎng)孔；★(b)[b-(n-1)]個網(wǎng)孔的KVL方程是獨立的。P46獨立回路：與獨立KVL方程對應(yīng)的回路。對平面電路，b–(n–1)個網(wǎng)孔即是一組獨立回路。KCL和KVL的獨立性問題§1-9兩類約束KCL、KVL方程的獨立性.平面電路：可以畫在平面上,不出現(xiàn)支路交叉的電路。非平面電路：在平面上無論將電路怎樣畫，總有支路相互交叉。平面電路

總有支路相互交叉非平面電路§1-9兩類約束KCL、KVL方程的獨立性.對于具有b條支路n個結(jié)點的電路，以b個支路電壓和b個支路電流為變量的電路方程，稱為2b方程。其中包括：KCL定律列出的(n-1)個結(jié)點方程KVL定律列出的(b-n+1)個回路方程VCR〔歐姆定律〕列出的b個方程求解2b方程可得到電路的全部支路電壓和支路電流2b方程§1-10支路分析.支路電流法和支路電壓法出發(fā)點：以支路電流(電壓)為電路變量。支路電流法：以各支路電流為未知量列寫電路方程分析電路的方法。支路電壓法：以各支路電壓為未知量列寫電路方程分析電路的方法。§1-10支路分析.1-10支路電流法和支路電壓法支路電流分析法步驟：1選各支流電流的參考方向；2對(n-1)個獨立節(jié)點列KCL方程；3選b-(n-1)獨立回路列KVL方程；其中電阻的電壓用支路電流表示4求解支路電流及其他響應(yīng)。.支路電壓分析法步驟：1選各支流電壓的參考方向；2對(n-1)個獨立節(jié)點列KCL方程；其中電阻的電流用支路電壓表示選b-(n-1)獨立回路列KVL方程；求解支路電壓及其他響應(yīng)?！?-10支路分析.支路法的特點：支路電流法是最根本的方法，在方程數(shù)目不多的情況下可以使用。由于支路法要同時列寫KCL和KVL方程，所以方程數(shù)較多?！?-10支路分析.例節(jié)點a：–I1–I2+I3=0(1)n–1=1個KCL方程：I1I3US1US2R1R2R3ba+–+–I2US1=130V,US2=117V,R1=1

,R2=0.6,R3=24.求各支路電流及電壓源各自發(fā)出的功率。解(2)b–(n–1)=2個KVL方程：R2I2+R3I3=US2

U=USR1I1–R2I2=US1–US20.6I2+24I3=117I1–0.6I2=130–11712§1-10支路分析.(3)聯(lián)立求解–I1–I2+I3=00.6I2+24I3=

117I1–0.6I2=13解之得I1=10AI3=

5AI2=–5A(4)功率分析PUS1=-US1I1=-13010=-1300WPUS2=-US2I2=-117(–5)=585W驗證功率守恒：PR1吸=R1I12=100WPR2吸=R2I22=15WPR3吸=R3I32=600WP發(fā)=715WP吸=715WP發(fā)=P吸§1-10支路分析I1I3US1US2R1R2R3ba+–+–I2.例列寫如圖電路的支路電流方程(含理想電流源支路)。b=5,n=3KCL方程：-i1-i2+i3=0(1)-i3+i4-i5=0(2)R1

i1-R2i2=uS(3)R2

i2+R3i3+R4

i4=0(4)-R4

i4+u=0(5)i5=iS(6)KVL方程：*理想電流源的處理：由于i5=iS，所以在選擇獨立回路時，可不選含此支路的回路。對此例，可不選回路3，即去掉方程(5)