模塊三 負(fù)責(zé)直流電路（課件）-中職高考《電工基礎(chǔ)》一輪復(fù)習(xí)講練測（高教版第2版）

電工基礎(chǔ)模塊三：復(fù)雜直流電路使用教材電工基礎(chǔ)（第2版）主編劉志平蘇永昌

學(xué)習(xí)目標(biāo)1電壓源與恒壓源、電流源與恒流源；2節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)孔、支路、回路和二端網(wǎng)絡(luò)；理

解3基爾霍夫電流定律、電壓定律；4疊加定理、戴維寧定理。掌

握1電壓源和電流源等效變換的條件；2疊加定理的應(yīng)用條件。實(shí)際電壓源實(shí)際電流源會(huì)用支路電流法分析兩個(gè)網(wǎng)孔的簡單電路；用戴維寧定理分析兩個(gè)網(wǎng)孔的一般復(fù)雜電路。12

知識(shí)要點(diǎn)復(fù)雜電路

基本概念支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件組成的無分支電路?；芈罚弘娐分腥魏我粋€(gè)閉合路徑。節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。復(fù)雜電路

基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電流定律

基爾霍夫定律基爾霍夫定律電流定律

電壓定律

（節(jié)點(diǎn)電流定律:KCL）（回路電壓定律:KVL）內(nèi)容：對(duì)于電路中的任一節(jié)點(diǎn),流人節(jié)點(diǎn)的電流之和

等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。（節(jié)點(diǎn)電流定律:KCL）基爾霍夫電流定律另外一種表述:在任一瞬間通過電路中任意節(jié)點(diǎn)的電

流的代數(shù)和恒等于零。表達(dá)式：

I流入

I流出表達(dá)式：∑I=0

基爾霍夫電壓定律內(nèi)容：對(duì)于一個(gè)閉合回路,沿回路的任意方向繞行一周，各段電阻上電壓降的代數(shù)和等于各

電源電動(dòng)勢的代數(shù)和。（回路電壓定律:KVL）表達(dá)式：RI

E另外一種表述:對(duì)任一閉合回路，沿回路繞行方向

上各段電壓的代數(shù)和為零。表達(dá)式：

U=0

利用

RI=

E列回路電壓方程的原則：

(1)

標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(既可沿著

順時(shí)針方向繞行，也可沿著逆時(shí)針方向繞行)；

(2)電阻元件的端電壓為±RI，當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，選取“

”號(hào)；

(3)

電源電動(dòng)勢為

E，當(dāng)電源電動(dòng)勢的標(biāo)定方向與回路繞行方向

一致時(shí)，選取“+”號(hào)，反之應(yīng)選取“

”號(hào)。

內(nèi)容支路電流法：以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流法。解題步驟（1）在電路中，任意標(biāo)出各支路的電流參考方向和網(wǎng)孔的

繞行方向。（2）根據(jù)基爾霍夫電流定律列出獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程(注意事項(xiàng):

如果電路中有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)有(n-1)個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程)。（3）根據(jù)基爾霍夫電壓定律列出獨(dú)立的回路電壓方和網(wǎng)孔來列回

路電壓方程。（為了保證方程是獨(dú)立的，通常選擇網(wǎng)孔來列

回路電壓方程。如果電路中有m個(gè)網(wǎng)孔，應(yīng)該列出m個(gè)回路電壓方程)。（4）代人已知數(shù),解聯(lián)立方程組,求出各支路電流。

注意：在求解多支路的電流時(shí)比較適宜采用支路電流法。

理想電壓源定義：如果電源內(nèi)阻為零，電源將提供一個(gè)恒定不變

的電壓，叫做理想電壓源。電路圖形符號(hào)：特點(diǎn)：（1）它的電壓恒定不變；

（2）通過它的電流可以是任意的，且取決于

與它連接的外電路負(fù)載的大小。電壓源（恒壓源）理想電壓源實(shí)際電壓源定義：實(shí)際電壓源是含有一定內(nèi)阻R0的電壓源。電路圖形符號(hào)：實(shí)際電壓源注意：實(shí)際電壓源，可以看成是由理想電壓源與一內(nèi)電阻串聯(lián)的組合。電流源

理想電流源定義：如果電源內(nèi)阻為無窮大，電源將提供一個(gè)恒定

的電流，叫做理想電流源。（恒流源）特點(diǎn)：（1）它提供的電流是一定的，不隨外電路而改變；

（2）理想電流源的端電壓是任意的，由外部連接

的電路來決定。電路圖形符號(hào)：理想電流源實(shí)際電流源定義：實(shí)際電流源是含有一定內(nèi)阻RS的電流源。電路圖形符號(hào)：實(shí)際電流源注意：實(shí)際電流源，可以看成是由理想電流源與一內(nèi)電阻并聯(lián)的組合。電壓源與電流源的等效變換ER0IUR+-ISR0I0IUR+-對(duì)外電路來說，實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源是相互等效的。R0=RS

US=RSIS

或

IS=US/R0等效變換條件戴維寧定理

任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來說，可以用一個(gè)等效電源

內(nèi)容：

代替。等效電源的電動(dòng)勢E0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，電阻R0等于該二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源不作用時(shí)(即令電壓源短路、電流源開路）的等效電阻(叫做該二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻)。

二端網(wǎng)絡(luò)

（4）將等效電源于待求支路連接，形成等效簡化回路，根據(jù)已知條件戴維寧定理解題步驟：（1）斷開待求支路，將電路分為待求支路和有源二端口網(wǎng)絡(luò)兩部分。（2）求出有源二端網(wǎng)絡(luò)兩端點(diǎn)間的開路電壓Uab，即為等效電源的電（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)中各電源置零后，計(jì)算無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。動(dòng)勢E0。求解。注意：（1）等效電源電動(dòng)勢E0的方向與有源二端網(wǎng)絡(luò)開路時(shí)的端電壓極性一致。（2）等效電源只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。(一)填空題1.基爾霍夫電流定律指出：任一時(shí)刻，流過電路任一節(jié)點(diǎn)

為零，

3.如圖所示電路中，Rab

=

。

自測練習(xí)電流代數(shù)和2.如圖所示的電路中，有

個(gè)節(jié)點(diǎn)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

；基爾霍夫電壓定律指出：任一時(shí)刻，從電路的表達(dá)式為

。網(wǎng)孔數(shù)為

。10Ω10Ω10Ω5Ωab（3題）（2題）

∑I=0

U=0

各段電壓的代數(shù)和

條支路，

個(gè)回路，任一點(diǎn)出發(fā)繞任意回路一周回到該點(diǎn)時(shí)，

為零，其數(shù)學(xué)46735

ΩER1R2R3R4R55.一個(gè)具有b條支路，n個(gè)節(jié)點(diǎn)（b＞n）的復(fù)雜電路，用支路電流法求解時(shí)，

需列出

個(gè)方程式來聯(lián)立求解，其中

個(gè)為節(jié)點(diǎn)電流方程式，其余電流源相當(dāng)于

。4.應(yīng)用疊加定理時(shí)，當(dāng)某電源單獨(dú)作用時(shí)，其余電壓源相當(dāng)于

，短路斷路(二)判斷題1.應(yīng)用疊加定理既可以計(jì)算電壓、電流，也可以計(jì)算功率。（）2.一個(gè)有源支路，當(dāng)其端電壓為零時(shí)，該支路電流也為零。（）×3.應(yīng)用戴維寧定理時(shí)，等效電動(dòng)勢E0只對(duì)外電路等效。（）√

個(gè)為回路電壓方程式。bn-1b-（n-1）×(二)判斷題4.基爾霍夫定律不僅適用于線性電路，而且對(duì)非線性電路也適用。（

）

5.任一瞬時(shí)從電路中某點(diǎn)出發(fā)，沿回路繞行一周回到出發(fā)點(diǎn)，電位不會(huì)6.任何一個(gè)含源二端網(wǎng)絡(luò)，都可以用一個(gè)電壓源模型來等效代替。（）7.恒壓源和恒流源之間也能等效變換。（）8.理想電流源的輸出電流和電壓都是恒定的，是不隨負(fù)載而變化的。（）×××9.基爾霍夫電流定律僅適用于電路中的節(jié)點(diǎn)，與元件的性質(zhì)有關(guān)。（）×

10.基爾霍夫電壓定律只與元件的相互連接方式有關(guān)，而與元件的性質(zhì)無關(guān)。（）

√√發(fā)生變化。（）√【

解題示例一

】R3如圖所示,已知電源電動(dòng)勢E2=40V,電源內(nèi)阻不計(jì)，電阻R1=4Ω，R2=10Ω，R3=40Ω。求（1）當(dāng)使電流I1=0時(shí)，E1應(yīng)為多大？（2）若使電流I2=0時(shí)，E1又為何值？（3）當(dāng)E1=20V時(shí)，R3中的電流為多大？解析:設(shè)各支路的電流為I1、I2和I3，方向如圖所示，回路繞行方向取順時(shí)針方向，則可得方程組

I1+I2=I3R1I1+R3I3-E1=0-R2I2+E2-R3I3=0R1R2I1I2I3E1E2現(xiàn)分別討論三種情況：（1）電流I1=0時(shí)E1的值。①②③④

⑤（3）當(dāng)E1=20V時(shí)I3的值。將已知條件

代入①、②、③式，整理化簡后

為

I1+I2=I3

I1+10I3-5=0I2+4I3-4=0由⑥式和⑦式，分別得①I1=5-10I3

I2=4-4I3將⑧式和⑨式代入①式化簡后，得15I3=9所以I3=0.6A

將I3的值分別代入⑧式和⑨式，即可

解出I1=-1AI2=1.6A

其中I1為負(fù)值，表示I1的實(shí)際方向與標(biāo)

定參考方向相反。⑥⑦⑧⑨

課堂點(diǎn)擊本題的計(jì)算方法有多種，這里以支路電流法來求解。這個(gè)電路有3條支路，需要列出3個(gè)方程，電路有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，可用節(jié)點(diǎn)電流定律列出1個(gè)電流方程，用回路電壓定律列出2個(gè)回路電壓方程。

解出的結(jié)果是否正確，可以驗(yàn)算，一般驗(yàn)算方法有兩種。方法一：選用求解時(shí)未用過的回路，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律進(jìn)行驗(yàn)算。方法二：用電路中功率平衡關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)算。

注

意:

（2）電源E2的電動(dòng)勢方向和電流I2的方向是一致的，所以E2發(fā)出功率。是作為負(fù)載在充電，吸收功率。負(fù)載吸收功率分別為：PR1=R1I12=4×（-1）2W=4WPR2=R2I22=10×1.62W=25.6WPR3=R3I32=40×0.62W=14.4WPE