單元一-直流電路基本概念及基本定律

2024/10/1汽車電工與電子基礎(chǔ)（第4版）全國交通運輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會任成堯喬金平任佳麗靳煒“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材經(jīng)全國職業(yè)教育教材審定委員會審定組織編寫主

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編2024/10/1直流電路基本概念及基本定律正弦交流電路三相交流電路磁路與變壓器交流電動機及控制單元一單元二單元三單元四單元五單元六單元七單元八直流電動機半導(dǎo)體器件及應(yīng)用三極管及放大電路單元九數(shù)字電路基礎(chǔ)單元十單元十一電子電力技術(shù)汽車微機控制系統(tǒng)介紹

單元一直流電路基本概念

及基本定律單元學(xué)習(xí)目標知識目標：1、敘述電路的組成和作用。2、敘述電路的基本物理量及其方向。3、正確描述電路基本定律4、正確描述電路分析方法及計算方法。能力目標：1、會用萬用表測量直流電路中的電阻、電壓及電流值。2、會進行電路的基本計算3、會檢查汽車上的簡單直流電路直流電路基本知識電路的電器元件電路的基本定律與分析計算123

直流電路基本知識1.1電路的組成電路:是電流所經(jīng)過的路徑，一般由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)四部分組成。

直流電路基本知識電源:是把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。常見的電源有干電池、蓄電池、發(fā)電機和各種整流電源(汽車電路采用的電源是蓄電池和發(fā)電機)等。用電器:是把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能的元件或設(shè)備，也常被稱為電源的負載。常見的負載有電燈、電爐、電烙鐵、揚聲器和電動機等，汽車電路中的負載很多，例如照明與信號用燈、汽車起動機、電動設(shè)備及汽車音響等。開關(guān):是控制電路接通或斷開的器件，例如手電筒的按鈕、汽車上的點火開關(guān)及轉(zhuǎn)向燈開關(guān)等。導(dǎo)線:是連接電源與用電器的金屬線，它把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器。常用導(dǎo)線材料有銅、鋁等。1.1電路的組成直流電路基本知識

電荷的定向運動稱為電流。在金屬導(dǎo)體中，電流是電子在外電場力作用下的定向運動而形成的。

規(guī)定正電荷定向運動的方向為電路中電流的實際方向，用帶箭頭的虛線表示。

在分析電路時，電流的實際方向往往難以判斷，此時可以先假定一個方向作為電流的參考方向，用帶箭頭的實線表示。若參考方向與實際方向一致，電流值為正值；參考方向與實際方向相反，電流值為負值。如圖所示，電流的參考方向和實際方向相反。1.2電路中的物理量

電壓是衡量電場做功本領(lǐng)大小的物理量。規(guī)定電壓的方向為由“＋”極性指向“－”極性。

在分析電路時，電壓的實際方向不能確定時，也可以先假定一個方向作為電壓的參考方向，用帶箭頭的實線表示，或者用雙下標字母表示。若參考方向與實際方向一致，電壓值為正值；若參考方向與實際方向相反，電壓值為負值。如圖１-3所示，電壓Ｕab的參考方向與實際方向相同。直流電路基本知識1.2電路中的物理量

直流電路基本知識

電路的工作狀態(tài)有三種:空載、負載和短路。

空載狀態(tài):外電路處于斷路狀態(tài)稱為空載。此時，相當(dāng)于負載電阻Ｒ→∞，電路電流Ｉ＝0，電源的輸出電壓等于電源的電動勢，即Ｕ＝Ｅ。該電壓稱為開路電壓。1.3電路的工作狀態(tài)

直流電路基本知識

負載狀態(tài):電源與負載電阻Ｒ形成回路，電源向負載供給能量的狀態(tài)稱為負載狀態(tài)，負載時電路中的電流為

電源的輸出端電壓為U=E-rI可知此時電源的輸出電壓小于電動勢,即

U<E1.3電路的工作狀態(tài)

直流電路基本知識

短路狀態(tài):電源外電路電阻為零時稱為短路,此時電路中的電流稱為短路電流

由于ｒ一般很小,所以Is很大,可能損壞設(shè)備和線路,這是不允許的。短路時，U=0。

1.3電路的工作狀態(tài)

直流電路基本知識通?？捎萌f用表的電壓擋測量電源的端電壓來判斷電源路處于何種狀態(tài)1.3電路的工作狀態(tài)

直流電路基本知識

負載是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量的裝置。實際的負載可能是一個元件，也可能是一個網(wǎng)絡(luò)。我們把用電設(shè)備長期安全工作時允許的最大電流、電壓和電功率分別稱為該用電設(shè)備的額定電流(In)、額定電壓(Un)、額定功率(Pn),統(tǒng)稱為額定值.對于電阻性負載,其額定電流和額定電壓的乘積就等于它的額定功率,

Pn=InUn

一般用電設(shè)備的額定值都標在設(shè)備的明顯位置(設(shè)備銘牌上),也可以在產(chǎn)品目錄中查得。我們把用電設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)稱為額定工作狀態(tài),又稱滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)稱為輕載；超過額定功率的工作狀態(tài)稱為過載或超載。由于過載很容易燒壞用電設(shè)備，一般都不允許出現(xiàn)過載。防止過載的常用方法是在電路中安裝熔斷器。

1.4負載的額定值項目步驟

電路的電器元件

電阻器又稱電阻，在電子產(chǎn)品和汽車電路中是一種必不可少的元件。它的種類繁多，形狀各異，功率也不相同，在電路中使用電阻的目的是限壓、限流或得到規(guī)定的電壓等。2.1電阻器電阻器項目步驟

電路的電器元件電阻器的分類（1）按制作材料分:有碳膜電阻、金屬膜電阻、繞線電阻和半導(dǎo)體電阻。（2）按結(jié)構(gòu)形式分:有固定電阻和可變電阻。（3）按功率分:有１/16W、１/8W、１/4W、１/2W、１W、2W等。（4）按用途分:有精密電阻、高頻電阻、高壓電阻、大功率電阻、熔斷電阻、熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等。2.1電阻器項目步驟

電路的電器元件1、直接標注法：大電阻可直接用數(shù)字與單位標注在電阻上，如R260Ω。貼片電阻用三位數(shù)字標注，前兩位表示有效數(shù)字，第三位表示有多少個零，如標注452就是4500Ω。2、色標法：對于碳膜電阻和金屬膜電阻分別用4環(huán)和5環(huán)色環(huán)標注阻值。固定電阻阻值的標注方法四色環(huán)五色環(huán)項目步驟

電路的電器元件電阻阻值的讀法項目步驟

電路的電器元件

可變電阻是阻值可以調(diào)整的電阻器，用于需要調(diào)節(jié)電路電流或需要改變電路阻值的場合。常見的可變電阻有變阻器、電位計和熱敏電阻。

汽車上常見的變阻器是前照燈開關(guān)，改變電阻器上滑動觸頭的位置，阻值會增加(燈變暗)或減小(燈變亮)，以此來控制電流強度。

電位計不同于變阻器之處在于它有三個接線端子并能控制電壓。節(jié)流閥位置傳感器就是裝有電位計的一種輸入傳感器。

熱敏電阻器是敏感元件的一類,按照溫度系數(shù)不同，分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導(dǎo)體器件?？勺冸娮桧椖坎襟E

電路的電器元件熱敏電阻的主要特點是:1、靈敏度較高。

2、工作溫度范圍寬。

3、體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度。

4、使用方便，電阻值可在0.1～100KΩ任意選擇。

5、易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)。

6、穩(wěn)定性好、過載能力強。項目步驟

電路的電器元件熱敏電阻在汽車上的應(yīng)用:

1、控制空調(diào)溫度，監(jiān)測發(fā)動機冷卻液溫度、進氣溫度等。當(dāng)冷卻液溫度上升時，熱敏電阻阻值減小，測溫計電流增，反之，電流下降。

2、汽車電動機及電路的控制保護，如中央門鎖控制、風(fēng)窗玻璃刮水電動機等的控制電路。3、液面高度監(jiān)測，如制動液面、發(fā)動機油及冷卻液液面高度監(jiān)測，燃油高度監(jiān)測等。項目步驟

電路的電器元件

電容器通常簡稱為電容(Capacitor),用字母Ｃ表示,國際單位是法拉(Ｆ)。所謂電容器就是能夠儲存電荷的“容器”，是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直通交、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換、控制電路等方面。2.2電容器項目步驟

電路的電器元件

充電和放電是電容器的基本功能。

把電容器的一個極板接電源(如電池組)的正極，另一個極板接電源的負極，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個過程稱為充電。充電后電容器的兩極板之間就有了電場，充電過程是把電源中的電能儲存在電容器中。使充電后的電容器失去電荷(釋放電荷和電能)的過程稱為放電。例如，用一根導(dǎo)線把電容器的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就會放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場消失，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

項目步驟

電路的電器元件

電感器是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲起來的元件，是用絕緣導(dǎo)線繞制的各種線圈。

電感器的特性：

具有阻止交流電通過而讓直流電順利通過的特性。2.3電感器

電路的基本定律與分析計算

通常流過電阻R的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻R成反比。3.1歐姆定律

電路的基本定律與分析計算

在國際單位制(SI)中，電阻的單位是歐姆(Ω)。當(dāng)電路兩端電壓為１伏(Ｖ)，流過的電流為１安(Ａ)時，則這條支路的電阻為１歐(Ω)。在實際工作中還常用千歐(ｋΩ)或兆歐(ＭΩ)，它們之間的關(guān)系為

電路的基本定律與分析計算

在電壓與電流參考方向一致時,電阻吸收或消耗的功率為

電路的基本定律與分析計算【例１-2】如圖1-10所示電路，試用歐姆定律求Ｉ或Ｕ以及電阻吸收的功率。圖１-10

例１-2的圖

電路的基本定律與分析計算由圖１-10ｂ)可知，電壓、電流方向不一致即有由圖1-10ａ)可知，電壓、電流的參考方向一致，有

電路的基本定律與分析計算由圖１-10ｃ)可知，電壓、電流的參考方向不一致，即有由圖１-10ｄ)可知，電壓、電流的參考方向一致，有

電路的基本定律與分析計算

基爾霍夫電流定律(ＫＣＬ)

基爾霍夫電流定律是用來確定一個節(jié)點上各支路電流之間關(guān)系的。3.2基爾霍夫定律

在任一瞬間，流入某節(jié)點的電流Ｉ入之和等于從該節(jié)點流出的電流Ｉ出之和對于圖中汽車電源電路來說，由節(jié)點a可得

圖1-12

汽車上發(fā)電機與蓄電池并聯(lián)電路如果我們規(guī)定流入節(jié)點的電流為正，而流出節(jié)點的電流為負，這樣基爾霍夫電流定律可寫成一般表達式

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律

基爾霍夫電流定律不僅適用于電路中的任一節(jié)點，而且還適用于電路中的任一封閉面。該封閉面稱為廣義節(jié)點，如圖所示電路，封閉面包圍的是一個三角形電路，它有A、B、C三個節(jié)點。應(yīng)用電流定律可列出:上列三式相加，便得可見，在任一瞬間，通過任一封閉面的電流的代數(shù)和也恒等于零。

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律

電路的基本定律與分析計算【例1-3】

圖1-14所示為電路中的某一節(jié)點O，試求bo支路中的電流。解:在分析計算支路電流時，應(yīng)首先假設(shè)各支路電流的參考方向。一經(jīng)標定，就應(yīng)根據(jù)基爾霍夫電流定律列寫方程。必須指出，在計算過程中嚴禁變更電流的參考方向，以免引起混亂。在本例所示電路圖中，假定ｂ支路中的電流方向為流入節(jié)點Ｏ，所以

這里Ibo為負值,說明電流Ibo的實際方向是從節(jié)點流出的,與參考方向相反。圖１-14電路中的一個節(jié)點

基爾霍夫電壓定律(ＫＶＬ)

基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各部分電壓之間的關(guān)系，具體內(nèi)容如下

在任一瞬間，對于電路中任一回路，沿任一指定(順時針或逆時針)方向繞行一周，各部分電壓的代數(shù)和恒等于零。即所謂代數(shù)和，必須要考慮正負號，正負號的確定方法如下。首先任意規(guī)定繞行方向(順時針或逆時針方向)，各部分電壓參考方向與繞行方向一致者取正號，不一致者取負號。

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律

基爾霍夫電壓定律常與歐姆定律配合使用。如圖1-15所示電路，其電流的參考方向如圖1-15所示。當(dāng)沿回路abdca所示的順時針方向繞行時,列寫KVL方程,有

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律圖1-15電路中的一個閉合電路

如圖所示電路，試寫出回路Ⅰ和回路Ⅱ的電壓方程式。解:應(yīng)用ＫＶＬ時，一般步驟:(１)首先假定各支路電流的參考方向。

(２)假定回路繞行方向，圖中為順時針方向。

(３)應(yīng)用式(1-11)或式(1-12)列出電壓方程式。

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律圖1-16例1-4的圖

由此可見，基爾霍夫電壓定律不僅適用于任一閉合回路，而且對于任一假想的閉合回路，基爾霍夫電壓定律同樣適用。綜上所述，在電路中，電阻元件上的電流、電壓關(guān)系要符合歐姆定律，而對于任何節(jié)點，各支路電流要按照基爾霍夫電流定律分配；對于任何閉合回路中的各支路電壓，應(yīng)滿足基爾霍夫電壓定律。另外，在應(yīng)用歐姆定律和基爾霍夫定律列寫電路方程時，首先應(yīng)在電路圖中標出電壓、電流的參考方向，因為方程式中各個物理量的正、負號均由相應(yīng)的電壓、電流的參考方向所決定。

電路的基本定律與分析計算3.2基爾霍夫定律

電路的基本定律與分析計算

在進行電路分析時，用電位會將煩瑣和復(fù)雜的問題變得簡單明了。例如，有一個電路有5個不同的點，任何兩點間均有電壓，如果用電壓來分析時，將涉及10個電壓值(如果考慮反向電壓，將有20個電壓值)；若用電位分析時，可選定任意一點為參考點，并規(guī)定其電位為零。然后只需分析其他４點的電位就行了，如圖1-19所示。3.3

電路中電位的計算圖1-19電壓分析與電位分析的比較

電路的基本定律與分析計算要計算電路中某點的電位，只要從這一點通過一定的路徑繞到零電位點，該點的電位即等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。但要注意每一項電壓的正負值，如果在繞行過程中從正極到負極，此電壓便是正的；反之從負極到正極，此電壓則是負的。電壓可以是電源電壓，也可以是電阻上的電壓。電源電壓的正負極是直接給出的，電阻上電壓的正負極則是根據(jù)電路中電流的方向來確定的。

綜上所述，計算電路中某點電位的步驟可歸納為:

(１)根據(jù)題意選擇一個合適的點為零電位點。

(２)確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正負極。

(３)從被求點出發(fā)通過一定的路徑繞到零電位點，則該點的電位即等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。3.3

電路中電位的計算

電路的基本定律與分析計算解：電路中的電流為（1）以D點為參考點（圖1-20a）或3.3

電路中電位的計算

電路的基本定律與分析計算（2）以A點為參考點或3.3

電路中電位的計算

電路的基本定律與分析計算3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算所以式中即若干個電阻串聯(lián)時，它們的等效電阻R等于各個串聯(lián)電阻之和。如圖所示。各個電阻上的電壓為3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算

上式為串聯(lián)電路的分壓公式。它表明串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻大小成正比。電阻串聯(lián)的應(yīng)用很多。例如，在負載額定電壓低于電源電壓的情況下，通常需要與負載串聯(lián)一個電阻，用來降低一部分電壓。有時為了限制負載中通過過大的電流，也可以與負載串接一個限流電阻。如果需要調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流，一般也可在電路中串聯(lián)一個變阻器來進行調(diào)節(jié)。3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算如果電路中有兩個或更多個電阻接在兩個公共的節(jié)點之間，這樣的連接方式稱為電阻的并聯(lián)。

圖中所示是三個電阻并聯(lián)的電路。由圖可以看出，并聯(lián)電路的基本特點是各個電阻兩端的電壓相同。3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算由歐姆定律可知：3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算因此，式中，即并聯(lián)電路等效電阻R的倒數(shù)等于各個電阻的倒數(shù)之和。上式也可以寫成3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算

在實際應(yīng)用中，最常見的是兩個電阻的并聯(lián)，如圖所示，它們的等效電阻為3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算通過兩個并聯(lián)電阻的電流分別為這為兩個并聯(lián)電阻的分流公式。它表明在并聯(lián)電路中，各個電阻中的電流與電阻大小成反比，而與相鄰的電阻成正比。

電阻并聯(lián)的應(yīng)用也很廣泛。一般負載都是并聯(lián)連接的，在同一電壓下，任何一個負載的工作情況基本上不受其他負載的影響。有時為了某些需要，可將電路中的某一段與電阻或電位器并聯(lián)，以起分流或調(diào)節(jié)電流的作用。3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

混聯(lián)：實際電路中往往既有電阻的并聯(lián)，又有串聯(lián)，這種連接稱為混聯(lián)，要分析和計算這類電路，首先要從電路的結(jié)構(gòu)出發(fā)，依次運用電阻串并聯(lián)關(guān)系，把它們化簡成一個等效電阻的電路。

電路的基本定律與分析計算3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)【例１-8】將圖所示電路簡化成為一個等效電阻電路求這個等效電阻的阻值。

解:化簡從電路右邊著手，按照串并聯(lián)關(guān)系，依次求出Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４。最后求出電路的等效電阻R。

由圖可以看出：

電路的基本定律與分析計算3.4

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

(1-21)

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

圖中虛線框內(nèi)所示為理想電壓源的符號，其外特性是一條平行于Ｉ軸的直線，如圖所示。

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

圖1-30a)中虛線框內(nèi)所示為理想電流源的符號，其外特性是一條平行于Ｕ軸的直線，如圖1-30b)所示。

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

圖1-30

理想電流源

在電路分析計算中，以上兩種電源模型是可以等效變換的。下面我們就來研究這兩種實際電源等效變換的條件。由式(1-21)可得對電流源來說，其端電壓和電流的關(guān)系由式(1-22)可知

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

若它們對外電路等效，則式(1-23)和式(1-24)對應(yīng)項應(yīng)相等。因此等效變換條件為或

當(dāng)兩者滿足以上關(guān)系，且電壓源的內(nèi)阻等于理想電流源的內(nèi)阻時，這兩種電源是可以互換的。兩種電源的等效互換電路如圖所示。

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

【例1-10】

把圖1-32a)所示的電路變換成電壓源的等效電路。解：(１)先將電壓源等效變換成電流源,如圖1-32b)所示,其中:

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

圖１-32例1-10的圖

(３)再將圖1-32C)中的電流源等效變換成電壓源，如圖1-32ｄ)所示，其中:

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

圖１-33例1-11的圖

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

(３)將兩電流源分別等效變換成兩電壓源，如圖1-33d)所示，其中:

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

(４)將兩個電壓源合并成如圖1-33e)所示的電壓源。其中:

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

(５)按等效電路圖1-33e),可求得電流Ｉ為:

電路的基本定律與分析計算3.5電壓源與電流源及其等效交換

電路的基本定律與分析計算

支路電流法是計算復(fù)雜電路的最基本的方法，它以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律和歐姆定律對節(jié)點和回路列出所需要的方程，然后解出各支路電流，進而求出電壓或功率。在圖1-34所示電路中，支路數(shù)ｂ＝３，節(jié)點數(shù)ｎ＝２，要求出三條支路的電流，需列出三個獨立方程聯(lián)立求解。所謂獨立方程是指該方程不能通過已經(jīng)列出的方程演變而來。

3.6支路電流法圖1-34兩個電源并聯(lián)的電路

電路的基本定律與分析計算對于節(jié)點a:對于節(jié)點b:

比較以上兩式發(fā)現(xiàn)，只有一個方程是獨立的。因為對于式(1-28)可由式(1-27)導(dǎo)出。所以對具有兩個節(jié)點的電路，應(yīng)用基爾霍夫電流定律，只能列出一個獨立方程。

一般地說，對具有ｎ個節(jié)點的電路應(yīng)用基爾霍夫電流定律只能列出(ｎ－１)個獨立方程。3.6支路電流法

電路的基本定律與分析計算

圖1-34中有三個回路:即回路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。根據(jù)基爾霍夫電壓定律可列出三個回路電壓方程?；芈返睦@行方向如圖1-34所示對于回路Ⅰ可列出:

對于回路Ⅱ可列出:對于回路Ⅲ可列出:3.6支路電流法

以上三個方程中，實際上只有兩個是獨立方程，因為第三個方程可以從前面兩個方程導(dǎo)出。在列回路方程時，要使所列出的方程都是獨立方程，就得適當(dāng)選取回路。

一般來說，在電路分析中，選取以網(wǎng)孔為回路所列出的電壓方程一定為獨立方程。圖1-34所示電路有兩個網(wǎng)孔，可列出兩個獨立的回路電壓方程。一般來說，對具有n個節(jié)點和b條支路的電路，按基爾霍夫電壓定律列出的獨立方程數(shù)為ｂ－(ｎ－１)個，這正好等于電路中的網(wǎng)孔數(shù)。

電路的基本定律與分析計算3.6支路電流法

現(xiàn)在，我們把用支路電流法計算復(fù)雜電路的解題步驟歸納如下:(１)判定電路的支路數(shù)ｂ和節(jié)點數(shù)ｎ。(２)標出各待求支路電流的參考方和回路的繞行方向。

(３)根據(jù)ＫＣＬ列出(ｎ－１)個獨立的電流方程式。(４)根據(jù)ＫＶＬ列出ｂ－(ｎ－１)個獨立回路的電壓方程式。

(５)解聯(lián)立方程組，求出各支路電流。

電路的基本定律與分析計算3.6支路電流法

電路的基本定律與分析計算3.6支路電流法

列KVL方程：代入數(shù)據(jù)得：聯(lián)立求解方程得：

電路的基本定律與分析計算3.6支路電流法圖1-35例1-12的圖

電路的基本定律與分析計算3.6支路電流法

圖1-36例1-13的圖

疊加原理是網(wǎng)絡(luò)定理中一個最基本的定理，它的重要性并不在于用來計算復(fù)雜電路，而在于它是分析和計算線性電路的普遍原理，它反映了線性電路的兩個基本性質(zhì)，即疊加性和比例性。其具體內(nèi)容為:在具有n個電源的線性電路中，ｎ個電源共同作用時，在某一支路中所產(chǎn)生的電流(或電壓)，等于各個電源單獨作用時分別在該支路中所產(chǎn)生的電流(或電壓)之代數(shù)和。這個關(guān)于各個電源作用的獨立性的原理，稱為疊加原理(圖1-37)

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理圖1-37疊加原理

而后解之，得

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理

令于是

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理

同理

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理由此可見，用疊加原理計算復(fù)雜電路，就是把一個多電源的復(fù)雜電路化為幾個單電源電路來進行計算。

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理

圖1-38

例1-14的圖

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理

【例1-15】

用疊加原理計算圖1-39a)所示電路。已知各電阻R相等，測得電壓Ｕ＝６Ｖ，若16Ｖ電壓源電壓降為０Ｖ時，電壓等于多少?解:由于該題存在三個有源元件，其中只有一個電源發(fā)生變化，所以特別適宜疊加原理。

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理圖1-39

例1-15的圖

電路的基本定律與分析計算3.7疊加原理解:由于該題存在三個有源元件，其中只有一個電源發(fā)生變化，所以特別適宜疊加原理。(１)電壓源16Ｖ單獨作用時的電路如圖1-39ｂ)所示，由圖可知(２)當(dāng)１６Ｖ電壓源電壓降為０Ｖ時，Ｕ″相當(dāng)于兩個電流源單獨作用時產(chǎn)生的電壓，電路如圖1-39ｃ)所示，根據(jù)題意，三個電源共同作用時產(chǎn)生的電壓為(３)當(dāng)１６Ｖ電壓源電壓降為０Ｖ時，兩個電流源單獨作用時產(chǎn)生的電壓為

知識拓展在分析研究一些電路時，往往只需求解一個復(fù)雜電路中某個支路的電流或功率；或者在電路其他參數(shù)不變的情況下，某支路的電阻改變時，分析計算該支路的電流變化情況。如果用前面講的支路電流法、疊加原理來計算時，必然要求出一些不需要求的電流來，使計算過程復(fù)雜，此時若用戴維寧定理來進行計算，就比較簡便。戴維寧定理戴維寧定理

知識拓展任何電路，不論是簡單的還是復(fù)雜的，只要它具有兩個端鈕，則稱它為二端網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)它內(nèi)部是否含有電源，又分為無源二端網(wǎng)絡(luò)(圖1-40a)和有源二端網(wǎng)絡(luò)(圖1-40b)。戴維寧定理二端網(wǎng)絡(luò)圖1-40二端網(wǎng)絡(luò)

知識拓展戴維寧定理

知識拓展戴維寧定理圖1-41戴維寧等效電路

知識拓展戴維寧定理

圖1-42

例1-16的圖

知識拓展因為于是戴維寧定理

知識拓展

然后將有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的理想電壓源短路,如圖1-42ｃ)所示，此無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻為戴維寧定理