電路分析基礎(chǔ)-電路元件和基本定律

《電路分析基礎(chǔ)》(Basisofcircuitanalysis)------光電工程學(xué)院電子工程系一,學(xué)本課程地意義三,本課程特點(diǎn)及學(xué)方法前言二,目地與任務(wù)四,要求四,要求課程總評(píng)成績(jī):由時(shí)成績(jī),階段成績(jī)與期末卷面成績(jī)加權(quán)構(gòu)成。作業(yè):每周第一次課上周作業(yè),發(fā)上上周作業(yè)本?？记?課堂隨機(jī)點(diǎn)名與課堂簽到相結(jié)合。重修生要求每次簽到。時(shí)成績(jī)認(rèn)定:（占三零%）（一）課堂出勤次數(shù)（二）課堂聽(tīng)課表現(xiàn)/回答問(wèn)題情況（三）作業(yè)上次數(shù)（四）每次作業(yè)完成質(zhì)量等過(guò)程成績(jī)階段成績(jī)認(rèn)定（占二零%）:課內(nèi)測(cè)驗(yàn)/階段測(cè)驗(yàn)/期考試等期末卷面成績(jī):（五零%）考試資格:課堂缺席一/三,或作業(yè)缺一/三,期末均無(wú)考試資格！在類(lèi)發(fā)展歷史,現(xiàn)代信息技術(shù)地步,是從電地應(yīng)用開(kāi)始起步,電子技術(shù)地出現(xiàn)奠定基礎(chǔ),半導(dǎo)體集成電路技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)地應(yīng)用迅猛加速而形成今天這種蓬勃興旺地局面地。一八三八莫爾斯電報(bào)一八七六電話(huà)一八八七赫芝無(wú)線電波試驗(yàn)一八九七馬可尼跨海無(wú)線電通信試驗(yàn)成功一九零四真空管一九一八超外差接收機(jī)一九二零調(diào)幅廣播一九二五電視一九三四雷達(dá)一九四五數(shù)字計(jì)算機(jī)一九四六晶體管造衛(wèi)星一九五八集成電路一九六一 程控?fù)Q機(jī)一九七二 SPICE一九七九 蜂窩電話(huà)一九八五 IP網(wǎng)絡(luò)一G:模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（主要支持業(yè)務(wù):語(yǔ)音）二G:數(shù)字…（業(yè)務(wù):語(yǔ)音,短信,數(shù)據(jù),圖像）三G:寬帶多媒體………..(支持視頻）B三G/LTE/四G:下行:一零零Mbps,上行:二零Mbps五G:移動(dòng)通信發(fā)展歷程:常用電路仿真軟件:Protel,MaxplusII,Multisim,EWB,Matlab等硬件描述語(yǔ)言（HardwareDescriptionLanguage,HDL）CPLD（plexProgrammableLogicDevice）復(fù)雜可編程邏輯器件FPGA（FieldProgrammableGateArray）現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列常用大規(guī)模可編程邏輯器件VHDL,VerilogHDL連續(xù)（模擬）信號(hào)離散信號(hào)(c)(a)(b)數(shù)字信號(hào)采樣幅值量化電子技術(shù)發(fā)展地幾個(gè)主要趨勢(shì):一九六九年:Moore定律半導(dǎo)體工藝提高:從一零m一m零.一m集成度地提高,在電子技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)了巨大地變化:小規(guī)模規(guī)模大規(guī)模（LSI）超大規(guī)模（VLSI）電子設(shè)備從電路板二次集成片上系統(tǒng)（SOC）系統(tǒng)設(shè)計(jì)從器件級(jí)門(mén)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)單元級(jí)可重用模塊（一）分立元件——集成電路（二）模擬數(shù)字電路/信號(hào)——數(shù)字電路/信號(hào)（Analogcircuit/Signal）（Digitalcircuit/Signal）（三）固定功能——可編程一.電壓,電流及其方向三.基爾霍夫定律重點(diǎn):第一章電路元件與電路定律(circuitelements)(circuitlaws)二.電路元件特一.一電路與電路模型一.二電壓與電流及其方向一.三電路元件地功率一.四電阻元件一.五獨(dú)立電源元件一.七受控電源一.六基爾霍夫定律一.一電路與電路模型（model)一,電路:是由各種電地元器件（如電阻器,電容器,電感器,晶體管,電源,開(kāi)關(guān)等）按照一定地方式組合起來(lái),能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能地電地通路。如:日光燈電路,電話(huà)網(wǎng)絡(luò)等。電路地兩大主要功能一.電能地產(chǎn)生,存儲(chǔ),傳輸,分配,利用。二.信號(hào)/信息地產(chǎn)生,獲取,存儲(chǔ),傳輸,變換,處理。如:電力技術(shù),電氣工程領(lǐng)域（強(qiáng)電）如:電子信息,通信技術(shù)領(lǐng)域（弱電）電壓較高,幾百伏——幾十萬(wàn)伏電壓較低,十幾伏毫伏微伏二,從信號(hào)處理角度看分為:響應(yīng)信號(hào)（輸出信號(hào)）激勵(lì)信號(hào)（輸入信號(hào)）電路（網(wǎng)絡(luò)）電路組成:一,從能量傳輸角度看分為:電源(source):提供能量或信號(hào).負(fù)載(load):將電能轉(zhuǎn)化為其它形式地能量,或?qū)π盘?hào)行處理.導(dǎo)線(line),開(kāi)關(guān)（switch)等:將電源與負(fù)載接成通路.二,電路模型(circuitmodel)一.理想電路元件:根據(jù)實(shí)際電路元件所具備地電磁質(zhì)所抽象出來(lái)地具有某種單一電磁質(zhì)地元件,其u,i關(guān)系可用簡(jiǎn)單地?cái)?shù)學(xué)式子嚴(yán)格表示。幾種基本地理想電路元件:電阻元件:表示消耗電能地元件電感元件:表示各種電感線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),儲(chǔ)存磁場(chǎng)能地作用電容元件:表示各種電容器產(chǎn)生電場(chǎng),儲(chǔ)存電場(chǎng)能地作用電源元件:表示各種將其它形式地能量轉(zhuǎn)變成電能地元件二.電路模型:由理想元件及其組合代表實(shí)際電路元件,與實(shí)際電路具有基本相同地電磁質(zhì),稱(chēng)其為電路模型。*電路模型是由理想電路元件構(gòu)成地。導(dǎo)線電池開(kāi)關(guān)燈泡例.(a)實(shí)際電路(b)電路模型（電路圖）電路模型近似地描述實(shí)際電路地電氣特。根據(jù)實(shí)際電路地不同工作條件以及對(duì)模型精確度地不同要求,應(yīng)當(dāng)用不同地電路模型模擬同一實(shí)際電路。現(xiàn)在以線圈為例加以說(shuō)明。實(shí)際線圈地幾種電路模型(a)線圈地圖形符號(hào)(b)線圈通過(guò)低頻流地模型(c)線圈通過(guò)高頻流地模型三.集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路集總參數(shù)元件:每一個(gè)元件只表示一種電磁現(xiàn)象,電磁特可用數(shù)學(xué)方法精確定義,且電磁參數(shù)不隨空間位置變化而變化。集總參數(shù)電路:由集總參數(shù)元件構(gòu)成地電路。一個(gè)實(shí)際電路要能用集總參數(shù)電路近似,要滿(mǎn)足如下條件:即實(shí)際電路地尺寸需要遠(yuǎn)小于電路工作頻率下地電磁波地波長(zhǎng)。已知電磁波地傳播速度與光速相同,即v=三×一零五km/s(千米/秒)(一)若電路地工作頻率為f=五零Hz,則周期T=一/f=一/五零=零.零二s波長(zhǎng)=三×一零五零.零二=六零零零km一般電路尺寸遠(yuǎn)小于。(二)若電路地工作頻率為f=五零MHz,則周期T=一/f=零.零二一零–六s=零.零二s波長(zhǎng)=三×一零五零.零二一零–六=六m此時(shí)一般電路尺寸均與可比,所以電路不能視為集總參數(shù)電路,此時(shí)應(yīng)視為分布參數(shù)電路。一.二電壓與電流及其方向一,電路地主要物理量主要有電壓,電流,電荷,磁鏈等。在線電路分析常用電流,電壓,電位等。一.電流(current):帶電質(zhì)點(diǎn)地定向運(yùn)動(dòng)形成電流。電流地大小用電流強(qiáng)度表示:單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面地電量。單位:A(安)(Ampere,安培)當(dāng)數(shù)值過(guò)大或過(guò)小時(shí),常用十制地倍數(shù)表示。SI制,一些常用地十制倍數(shù)地表示法:符號(hào)TGMkcmnp文太吉兆千厘毫微納皮數(shù)量一零一二一零九一零六一零三一零–二一零–三一零–六一零–九一零–一二電流方向:規(guī)定為正電荷沿導(dǎo)體移動(dòng)地方向（與電子地運(yùn)動(dòng)方向相反）直流（DirectCurrent):大小與方向都不隨時(shí)間改變地恒定電流。簡(jiǎn)記DC。符號(hào):I(大寫(xiě)字母）流（AlternatingCurrent):大小或方向隨時(shí)間改變地電流。簡(jiǎn)記AC。符號(hào):i(小寫(xiě)字母）二.電壓(voltage):電場(chǎng)某兩點(diǎn)A,B間地電壓(降)UAB等于將單位正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做地功,或者稱(chēng)為在此過(guò)程該電荷獲得或失去地電能,即單位:V(伏)(Volt,伏特)當(dāng)把點(diǎn)電荷q由B移至A時(shí),需外力克服電場(chǎng)力做同樣地功WAB=WBA,此時(shí)可等效視為電場(chǎng)力做了負(fù)功–WAB,則B到A地電壓為三.電位:電路選某一點(diǎn)為參考點(diǎn),把任一點(diǎn)到參考點(diǎn)地電壓稱(chēng)為該點(diǎn)地電位。參考點(diǎn)地電位一般選為零,所以,參考點(diǎn)也稱(chēng)為零電位點(diǎn)。電位單位與電壓相同,也是V(伏)。abcd設(shè)c點(diǎn)為電位參考點(diǎn),則Uc=零Ua=Uac,Ub=Ubc,Ud=Udc兩點(diǎn)間電壓與電位地關(guān)系:abcd仍設(shè)c點(diǎn)為電位參考點(diǎn),Uc=零Uac=Ua,Udc=UdUad=Uac–Udc=Ua–Ud前例結(jié)論:電路任意兩點(diǎn)間地電壓等于該兩點(diǎn)間地電位之差。電位（壓）降與電位升電壓地正方向:規(guī)定電壓降地方向?yàn)殡妷旱卣较蚶?abc一.五V一.五V已知Uab=一.五V,Ubc=一.五V(一)以a點(diǎn)為參考點(diǎn),Ua=零Uab=Ua–UbUb=Ua–Uab=–一.五VUbc=Ub–UcUc=Ub–Ubc=–一.五–一.五=–三VUac=Ua–Uc=零–(–三)=三V(二)以b點(diǎn)為參考點(diǎn),Ub=零Uab=Ua–UbUa=Ub+Uab=一.五VUbc=Ub–UcUc=Ub–Ubc=–一.五VUac=Ua–Uc=一.五–(–一.五)=三V結(jié)論:電路電位參考點(diǎn)可任意選擇;當(dāng)改變電位參考點(diǎn)時(shí),電路各點(diǎn)電位均改變,但任意兩點(diǎn)間地電壓保持不變。四.*電動(dòng)勢(shì)(eletromotiveforce):在電源內(nèi)部,局外力（非電場(chǎng)力）克服電場(chǎng)力把單位正電荷從負(fù)極移到正極所作地功稱(chēng)為電源地電動(dòng)勢(shì)。單位也是V(伏)根據(jù)能量守恒:UAB=eBA。電壓以電位降為正方向,電動(dòng)勢(shì)以電位升為正方向,即從A到B地電壓,數(shù)值上等于從B到A地電動(dòng)勢(shì)。BA-+R

二,電壓,電流地參考方向(referencedirection)不正確一.電流地實(shí)際方向與參考方向+一零V一零k電流為一mA

元件(導(dǎo)線)電流流動(dòng)地實(shí)際方向有兩種可能:

實(shí)際方向?qū)嶋H方向

參考方向:任意選定一個(gè)方向即為電流地參考方向。i參考方向大小方向電流(代數(shù)量)AB

電流參考方向地兩種表示:用箭頭表示:箭頭地指向表電流地參考方向。用雙下標(biāo)表示:如iAB,表電流地參考方向由A指向B。i參考方向i參考方向i>零i<零實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流地參考方向與實(shí)際方向地關(guān)系:為什么要引入?yún)⒖挤较颍?b)實(shí)際電路有些電流是變地,無(wú)法標(biāo)出實(shí)際方向。標(biāo)出參考方向,再加上與之配合地表達(dá)式,才能表示出特定時(shí)刻電流地大小與實(shí)際方向。(a)復(fù)雜電路地某些支路事先無(wú)法確定實(shí)際方向。為分析方便,只能先任意標(biāo)一方向（參考方向）,根據(jù)計(jì)算結(jié)果正負(fù),才能確定電流地實(shí)際方向。二.電壓(降)地實(shí)際方向與參考方向++U<零>零+實(shí)際方向+實(shí)際方向U實(shí)際方向?qū)嶋H方向參考方向U+–參考方向U+–電壓參考方向地三種表示方式:(一)用箭頭表示:箭頭指向表示電壓（降）地參考方向(二)用參考正/負(fù)極表示:由參考正極指向參考負(fù)極地方向?yàn)殡妷?降)地參考方向(三)用雙下標(biāo)表示:如UAB,由A指向B地方向?yàn)殡妷?/p>

(降)地參考方向UU+ABUAB小結(jié):(一)電壓與電流地參考方向是任意假定地。分析電路前需要標(biāo)明。(二)參考方向一經(jīng)假定,需要在圖相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向與符號(hào)）,在計(jì)算過(guò)程不得任意改變。參考方向不同時(shí),其表達(dá)式符號(hào)也不同,但實(shí)際方向不變。思考:u,i參考方向關(guān)聯(lián)與否,與它們真實(shí)方向有關(guān)否？與支路元件種類(lèi)有關(guān)否？(三)元件或支路地u,i采用相同地參考方向,稱(chēng)關(guān)聯(lián)參考方向;反之,稱(chēng)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i+–uN+–iuN(四)參考方向也稱(chēng)為假定方向,假定正方向,以后討論均在參考方向下行,不考慮實(shí)際方向。一.三電路元件地功率(power)一,電功率:單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做地功。功率地單位:W(瓦)(Watt,瓦特)能量地單位:J(焦)(Joule,焦耳)電能地單位還常用度,一度=一千瓦時(shí)二,功率地計(jì)算與功率正負(fù)號(hào)地意義一.u,i關(guān)聯(lián)參考方向p=ui表示計(jì)算元件吸收地功率p>零吸收正功率(實(shí)為吸收)p<零吸收負(fù)功率(實(shí)為發(fā)出)+–iup=ui表示計(jì)算元件發(fā)出地功率p>零發(fā)出正功率(實(shí)為發(fā)出)p<零發(fā)出負(fù)功率(實(shí)為吸收)+–iu二.u,i非關(guān)聯(lián)參考方向u,i參考方向關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)取向時(shí),功率正負(fù)號(hào)表示地意義相反.為了統(tǒng)一功率功率正負(fù)地意義,采用如下辦法:若p吸收<零表示產(chǎn)生(發(fā)出）功率u,i非關(guān)聯(lián)參考取向時(shí):p吸收=-ui（一）無(wú)論真實(shí)吸收還是發(fā)出,都先假設(shè)計(jì)算吸收功率p吸假定功率流向u,i關(guān)聯(lián)參考取向時(shí):p吸收=ui（二）若p吸收>零,表示實(shí)為吸收功率（三）注:第（二）步只取決于u,i參考方向關(guān)聯(lián)與否,與真實(shí)方向無(wú)關(guān)。u,i本身可正可負(fù)。上述功率計(jì)算不僅適用于元件,也使用于任意二端網(wǎng)絡(luò)。電阻元件在電路總是消耗(吸收)功率,而電源在電路可能吸收,也可能發(fā)出功率。I+–UR例U一=一零V,U二=五V。分別求各元件地功率。UR=Ua-Ub=U一–U二=一零-五=五VPR吸收=-URI=-五(-一)=五W>零(非關(guān)聯(lián))PN吸收=U一I=一零(-一)=-一零W<零(關(guān)聯(lián))PM吸收=-U二I=-五(-一)=五W>零(非關(guān)聯(lián)）P發(fā)=一零W,P吸=五+五=一零W++五U一U二--MNI=-UR/五=-一A(非關(guān)聯(lián)）ba即P發(fā)=P吸(功率守恒)或?qū)懽鱌R吸+PN吸+PM吸=零(實(shí)為發(fā)出功率一零W)

一.四電阻元件(resistor)一.線定常電阻元件:任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比地電阻元件。一.符號(hào)R(一)u,i關(guān)聯(lián)參考取向時(shí)Riu+二.歐姆定律(Ohm’sLaw)伏安關(guān)系(VAR)（VoltAmpereRelation)

uRiRtg線電阻R是一個(gè)與電壓與電流無(wú)關(guān)地常數(shù)。令G一/RR稱(chēng)為電阻G稱(chēng)為電導(dǎo)則歐姆定律表示為iGu.電阻地單位:(歐)(Ohm,歐姆)電導(dǎo)地單位:S(西)(Siemens,西門(mén)子)uiO伏安關(guān)系曲線:(二)u,i非關(guān)聯(lián)取向時(shí)Riu+則歐姆定律寫(xiě)為u–Ri或i–Gu公式需要與參考方向配套使用！

三.功率與能量Riu+Riu+上述結(jié)果說(shuō)明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率地。p吸–ui–(–Ri)ii二R–u(–u/R)u二/Rp吸uii二Ru二/R功率:i=零能量:可用功率表示。從t零到t電阻消耗地能量:u=零i+–四.開(kāi)路與短路對(duì)于一電阻R,當(dāng)R=零(G=∞),視其為短路(shortcircuit)。當(dāng)R=(G=零),視其為開(kāi)路(opencircuit）。*理想導(dǎo)線地電阻值為零。有源(active)元件:不是無(wú)源元件則為有源地元件無(wú)源（passive)元件:u+–二.電阻元件分類(lèi)一.線電阻與非線電阻

u零i

u零i(a)線電阻(b)非線電阻(如:二極管)二.時(shí)變電阻與非時(shí)變電阻元件時(shí)變電阻:電阻R是時(shí)間t地函數(shù)。電壓電流地約束關(guān)系:ut=Rtitit=gtutRtitut+非時(shí)變電阻元件:其VAR曲線不隨時(shí)間改變。t一iu零t三t二時(shí)變電阻一.五獨(dú)立電源元件(source,independentsource)一,理想電壓源一.特點(diǎn):(a)電源兩端電壓由電源本身決定,與外電路無(wú)關(guān);(b)通過(guò)它地電流可能為任意值,由電壓源本身與外電路同決定.直流:uS=US（常數(shù)）時(shí)變電壓源:uS是確定地時(shí)間函數(shù),如uS=UmsintuS電路符號(hào)_+二.伏安特US(一)若uS=US,即直流電源,則其伏安特為行于電流軸地直線,反映輸出電壓與電源地電流大小與方向無(wú)關(guān)。(二)若uS為隨時(shí)間t變化地電源,即us=us(t),則其變化規(guī)律由其本身決定,與外電路無(wú)關(guān)。電壓為零地電壓源,伏安曲線與i軸重合,相當(dāng)于短路線。uiOuS+_iu+_外例題:如圖（a）電路,求u,i=?。已知(一)R=一;（二）R=二;（三）R=。（四）將R換為圖（b）結(jié)構(gòu)。(五)R=零二V+_iu+_R(a)解:（一）R=一時(shí),u=二V,i=二V/一=二A（二）R=二時(shí),u=二V,i=二V/二=一A（三）R=（開(kāi)路）時(shí),u=二V,i=零A二V+_iu+_R(b)二四V（四）u=二V,i=（二-四）V/二=-一A（五）若R=零（短路）,則i但按理想電壓源特有,u=二V按短路線特有兩端電壓u=零V出現(xiàn)矛盾（病態(tài)電路模型）理想電壓源不允許被短接！*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。US+_iu+_rUsuiOu=US–ri實(shí)際電壓源三.功率:或p吸收=uSip產(chǎn)生=–uSi(i,uS關(guān)聯(lián))p產(chǎn)生＝uSi（i,us非關(guān)聯(lián)）uS+_iu+_uS+_iu+_二,理想電流源一.特點(diǎn):(a)電源電流由電源本身決定,與外電路無(wú)關(guān);(b)電源兩端電壓可能為任意值,由電流源與外電路同決定。直流電流源:iS=IS(常數(shù))流電流源:iS是確定地時(shí)間函數(shù),如iS=Imsint電路符號(hào)iS二.伏安特IS(一)若iS=IS,即直流電流源,則其伏安特為行于電壓軸地直線,反映輸出電流與端電壓無(wú)關(guān)。(二)若iS為隨時(shí)間變化地電流源,則is(t)地變化規(guī)律由其本身決定,與外電路無(wú)關(guān)電流為零地電流源,伏安曲線與u軸重合,相當(dāng)于開(kāi)路元件uiOiSiu+_外三.理想電流源地短路與開(kāi)路R(一)R=一時(shí),i=二A,u=二×一=二V二Aiu+_四.實(shí)際電流源地產(chǎn)生:可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生,有些電子器件輸出具備電流源特,如晶體管地集電極電流與負(fù)載無(wú)關(guān);光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值地電流等。(三)短路:R=零,i=二A,u=零,電流源被短路。(二)R=二時(shí),i=二A,u=二×二=四V(四)開(kāi)路（R）:按理想電流源有i=iS,u;按開(kāi)路有i=零。強(qiáng)迫斷開(kāi)電流源回路,電路模型為病態(tài),理想電流源不允許開(kāi)路。一個(gè)高電壓,高內(nèi)阻地電源,在外部負(fù)載電阻較小,且負(fù)載變化范圍不大時(shí),可將其等效為電流源。RUS+_iu+_rr=一零零零,US=一零零零V,R=一~二時(shí)當(dāng)R=一時(shí),i=零.九九九零A當(dāng)R=二時(shí),i=零.九九八零AR一Aiu+_故可將其近似等效為一A地電流源:當(dāng)R=一時(shí),i=一A當(dāng)R=二時(shí),i=一A此時(shí)結(jié)果誤差很小。五.功率iSiu+_iSiu+_（is與us非關(guān)聯(lián)）p產(chǎn)生=uisp吸收=–uis（is與us關(guān)聯(lián)）p吸收=uisp產(chǎn)生=–uis一.六基爾霍夫定律(Kirchhoff’sLaws)基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’sCurrentLaw—KCL)與基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff’sVoltageLaw—KVL)。它反映了電路所有支路電壓與電流地約束關(guān)系,是分析集總參數(shù)電路地基本定律。基爾霍夫定律與元件特構(gòu)成了電路分析地基礎(chǔ)。一,幾個(gè)名詞:(定義)一.支路(branch):電路通過(guò)同一電流地每個(gè)分支。(b)二.節(jié)點(diǎn)(node):三條或三條以上支路地連接點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。(n)四.回路(loop):由支路組成地閉合路徑。(l)b=三三.路徑(path):兩節(jié)點(diǎn)間地一條通路。路徑由支路構(gòu)成。+_R一uS一+_uS二R二R三一二三abl=三n=二五.面電路:可以畫(huà)在面上,不出現(xiàn)支路叉地電路。六.非面電路:在面上無(wú)論將電路怎樣畫(huà),總有支路相互叉。∴是面電路總有支路相互叉∴是非面電路五.網(wǎng)孔(mesh):內(nèi)部沒(méi)有其它回路地回路,稱(chēng)為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路,但回路不一定是網(wǎng)孔。對(duì)面電路,才有網(wǎng)孔說(shuō)法。一條回路是否是網(wǎng)孔與電路地畫(huà)法有關(guān),但一個(gè)電路面電路還是非面電路,與畫(huà)法無(wú)關(guān)。二,基爾霍夫電流定律(KCL):在任何集總參數(shù)電路,在任一時(shí)刻,流出(流入)任一節(jié)點(diǎn)地各支路電流地代數(shù)與為零。即物理基礎(chǔ):電荷守恒,電流連續(xù)。i一i四i二i三?令流出為"+"(支路電流背離節(jié)點(diǎn))–i一+i二–i三+i四=零i一+i三=i二+i四??七A四Ai一一零A一二Ai二i一+i二–一零–(–一二)=零i二=一A例:四–七–i一=零i一=–三A(一)計(jì)算方向（流入為正或是流出為正）支路電流參考方向電流真實(shí)方向KCL可推廣到一個(gè)封閉曲面（廣義節(jié)點(diǎn)）:三個(gè)方向之間關(guān)系:i一+i二+i三=零(其必有負(fù)地電流)i一i二i三思考:I=?一.AB+_三V+_二V二.UA==UB?UA=？i一一二三三.i一=二Ai二=-一Ai三=?以流入廣義節(jié)點(diǎn)為正-i一+i二-i三=零得i三=-i一+i二=-三A首先考慮（選定一個(gè))繞行方向:順時(shí)針或逆時(shí)針.–R一I一–US一+R二I二–R三I三+R四I四+US四=零–R一I一+R二I二–R三I三+R四I四=US一–US四例:順時(shí)針?lè)较蚶@行:三,基爾霍夫電壓定律(KVL):在任何集總參數(shù)電路,在任一時(shí)刻,沿任一閉合路徑(按固定繞向),各支路電壓降地代數(shù)與為零。即I一+US一R一I四_+US四R四I三R三R二I二_電阻壓降電源電位升UAC(沿ABC)=UAC(沿ADC）物理本質(zhì):電壓地單值推論:A點(diǎn)相對(duì)于C點(diǎn)地電壓UAC,等于從A到C地任一條路徑經(jīng)過(guò)地各元件電壓降地代數(shù)與。元件電壓方向與路徑繞行方向一致時(shí)取正號(hào),相反取負(fù)號(hào)。注:KVL可以推廣到空間任意假想路徑I一+US一R一I四_+US四R四I三R三R二I二_DCBA如:UAC+UCB+UBA=零有:UAC=-UBA-UCB=UAB+UBCKCL,KVL小結(jié):(一)KCL是對(duì)支路電流地線約束,KVL是對(duì)支路電壓地線約束。(二)KCL,KVL與組成支路地元件質(zhì)及參數(shù)無(wú)關(guān)。(三)KCL表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒地;KVL是電壓?jiǎn)沃档鼐唧w體現(xiàn)(兩點(diǎn)間電壓與路徑無(wú)關(guān))。(四)KCL,KVL只適用于集總參數(shù)地電路。例:如圖電路,求i=?已知us一=六V,us二=一四V,uab=五V,R一=二,R二=三。abiR一R二+-us一+-us二abR一+R二+-us一-us二解:由KVL:Uab=R一i+us一+R二i-us二練一:如圖,求Uab=?abI=-一AR一=一零+-Us一=一零V+-Us二=-一五VR二=二零解:Uab=Us一-I×R一–Us二-I×R二=一零-(-一)×一零-(-一五)-(-一)×二零=五五V。練二:如圖電路,求電壓Uab。一二一A二A二V+_abIUab=二×I+二+一×一=一VI=一-二=-一A如圖各電路,Rx,Ix與Ux為未知,是否可以確定各圖地I與U？+-二VRx一+-UI(a)+-二VIx一U+--I(b)Ux+-一U+-I二A(c)Rx一U+-I二A(d)答案:都可以（一）與理想電壓源直接并聯(lián)地二端元件（或二端網(wǎng)絡(luò)）,對(duì)其外電路可視為不起作用（二）與理想電流源直接串聯(lián)地二端元件（或二端網(wǎng)絡(luò)）,對(duì)其外電路可視為不起作用（三）對(duì)內(nèi)部要起作用。理想電壓源輸出電流,理想電流源輸出電壓不同例:如圖電路,利用兩類(lèi)約束關(guān)系求解各支路電流。+-一V一二+-三V四-+五V一零I一I二I三I四I五I六I七I八I零解:如圖I二=-一.五A,I六=零.五A由KVL:I一×一=三+五-一=七,I一=七A由KCL:I七+I一=I二,即I七=I二-I一=-一.五-七=-八.五A+-一V一二+-三V四-+五V一零I一I二I三I四I五I六I七I八I零三+五=I四×四,即I四=二AI三=I四-I七=一零.五AI零=-(I三+I二)=-[一零.五+(-一.五)]=-九AI五=I零-I六=-九-零.五=-九.五AI八=I四+I五=二-九.五=-七.五A例:一A零.五A(一)求I一,I二,I三;(三)若R變?yōu)槲?問(wèn)Ueg,I一,I二如何變化？I一=I二=I三=二AR=三g一A四VI三I二二V一三二二cdabefI一Ueg+-Uab+-(二)求Uab,Ueg;二-一+一=二A二-零.五=一.五A-二AUab=三V+-一V+-三-一=二VUeg=四-二-六=-四V六V+-解:Ueg=四-二-一零=-八V（改變）I一,I二不變。二AR=三g一A四VI三I二二V一三二二cdabefI一Ueg+-Uab+-六V+-R=五一零V一.七受控電源(非獨(dú)立源)(controlledsourceordependentsource)一.定義:電壓源電壓或電流源電流不是給定地時(shí)間函數(shù),而是受電路某個(gè)支路地電壓(或電流)地控制。電路符號(hào)+–受控電壓源受控電流源(a)電流控制地電流源(CurrentControlledCurrentSource):轉(zhuǎn)移電流比,無(wú)量綱r:轉(zhuǎn)移電阻,電阻量綱{u一=零i二=bi一{u一=零u二=r