1、12第第1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律Capter 1 Circuit Variables and Circuit Elements1.11.1电路和电路模型电路和电路模型1.21.2电路的主要物理量电路的主要物理量1.31.3电阻元件电阻元件1.41.4电感元件电感元件1.51.5电容元件电容元件1.61.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源1.71.7受控源受控源1.81.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律小结小结习题课习题课 31.1电路和电路模型电路和电路模型电路电路(circuit)(circuit)（也叫网络（也叫网络networknetwork） ：为
2、电流流通提供路径的总体。为电流流通提供路径的总体。电力系统用电用电设备设备发电机升升 压压变压器变压器降降 压压变压器变压器扩音器话筒话筒扬声器扬声器放放大大器器实现电能的传输和转换实现电能的传输和转换实现信号的传递和变换实现信号的传递和变换电路的作用电路的作用4一、电路的构成一、电路的构成1.构成构成 ：1）电源电源(electric source)： 提供电能的装置。提供电能的装置。 如如:干电池、蓄电池、干电池、蓄电池、 发电机等。发电机等。 2）负载负载(load)：消耗电能：消耗电能（或储存能量（或储存能量)将电能转化为非电能。将电能转化为非电能。 如如:电阻器、电容器、电感器等。电
3、阻器、电容器、电感器等。 3）中间环节中间环节：连接电源和负：连接电源和负 载，载， 起传递和控制电能的作用。起传递和控制电能的作用。 如如:导线、开关等。导线、开关等。1.1电路和电路模型电路和电路模型负载电源中间环节5n按能量方式分按能量方式分 1)消耗电能消耗电能 (学生自己举例说明学生自己举例说明) 2)储存电能储存电能 3)提供电能提供电能n2.电路分析常用主要电路分析常用主要理想元件理想元件 1)电阻元件电阻元件（ resistenceresistence elementelement） 2)电容电容（capacitancecapacitance）元件元件 3)电感元件电感元件 4
4、)理想电流源理想电流源（ideal current ideal current sourcesource）、）、理想电压源元件理想电压源元件（ideal voltage sourceideal voltage source）RCL.+ uS -Is1.11.1电路和电路模型电路和电路模型 (The Ideal Basic Circuit Element)(The Ideal Basic Circuit Element)61.1电路和电路模型电路和电路模型n3.电路模型（简称电路）电路模型（简称电路） （简称（简称，举下例举下例）。）。图图 手电筒电路手电筒电路+Us-R0RL（b）电气图电气图
5、 （c）电路模型（电路图电路模型（电路图）实际电路简易图实际电路简易图实际电路实际电路71.2电路的主要物理量电路的主要物理量n一、电流及其参考方向一、电流及其参考方向n1.1.电流电流（currentcurrent）的定义的定义 ( (定性定性) ) 电荷的定向移动。规定：正电荷移动电荷的定向移动。规定：正电荷移动的方向为电流方向。的方向为电流方向。（定量）（定量） 大小用电流强度大小用电流强度current intensitycurrent intensity（简称电流）来度量，定义为：（简称电流）来度量，定义为：单位时间内单位时间内通过导体横截面的电荷量通过导体横截面的电荷量。 即：即：
6、 i=dq/dti=dq/dt 对于对于直流电流直流电流（direct currentdirect current）可表示为：可表示为：I=q/t.元件.i i81.2电路的主要物理量电路的主要物理量（单位）（单位）如果如果1 1秒内通过导体横截面的电量是秒内通过导体横截面的电量是1 1库仑，则该导体中的电流为库仑，则该导体中的电流为1 1安培安培ampereampere（简（简称称“安安”SISI符号为符号为A A）。）。 1A=101A=103 3 mAmA=10=106 6AA（分类）（分类）直流（直流（direct currentdirect current）电流的电流的大小和方向都不
7、随时间变化；大小和方向都不随时间变化； 交流交流（alternating currentalternating current）周期变动且平均值为零（周期变动且平均值为零（如正弦波、方波、三角如正弦波、方波、三角波、锯齿波波、锯齿波 等等） ； 脉动电流脉动电流（如正弦波叠加在某直流电上面）。9l方向方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向l单位单位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、A元件元件( (导线导线) )中电流流动的实际方向只有两种可能中电流流动的实际方向只有两种可能: : 实际方向实际方向AB实
8、际方向实际方向AB 对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。流的实际方向往往很难事先判断。问题101.2电路的主要物理量电路的主要物理量2.电流的电流的参考方向参考方向（reference directionreference direction）： （1）电流的实际方向：正电荷移动的方向。）电流的实际方向：正电荷移动的方向。（2）电流的参考方向：人为暂定的电流方向。注意：）电流的参考方向：人为暂定的电流方向。注意：参考方向可以任意设定参考方向可以任意设定。（3 3）实际方向与参考方向的关系）实际方向与参考方向的关系：计
9、算结果为正，计算结果为正，i0i0，说明实际方向与参考方向一致。，说明实际方向与参考方向一致。计算结果为负，计算结果为负，i0i 0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+ 0时时,元件消耗功率；元件消耗功率；P0时时,元件产生功率。元件产生功率。举灯泡和电池的例子i+ u -24 1.2电路的主要物理量电路的主要物理量单位单位:1:1焦耳焦耳(J)=1(J)=1瓦特瓦特(w)1(w)1秒秒(s). 1(s). 1度度=1=1千瓦千瓦小时小时ttuidtpdtw00- U +iUIttPW直流： 非关联方向：非关联方向：元件消耗功率元件消耗功率P0,P0P0。 n 四四. .电能电能(ener
10、gy)251.3电阻元件电阻元件n一、电阻一、电阻 1、线性电阻及伏安特性、线性电阻及伏安特性 从电阻本身的材料和结构来看：从电阻本身的材料和结构来看：R=l/s 当理想电阻当理想电阻元件成型后且元件成型后且为恒定值时，则电阻值为恒定值时，则电阻值R恒定不变。外加恒定不变。外加电压电压U（或电流（或电流I）改变，）改变，R值恒定不变值恒定不变，该电阻称为，该电阻称为线性线性电阻电阻。其。其伏安特性伏安特性(解释解释“伏安特性伏安特性”）为一直线。为一直线。uio线性电阻的伏安特性i+ u -R理想电阻元件符号261.3电阻元件电阻元件n2 2、欧姆定理、欧姆定理（OhmOhm，s Laws L
11、aw）（）（线性电阻线性电阻linear resistancelinear resistance) ) 流过流过线性电阻线性电阻R R的电流的电流i i，与电阻两端的电压，与电阻两端的电压u u成正成正比，与电阻比，与电阻R R成反比（成反比（注意：注意：满足欧姆定理的两个前提满足欧姆定理的两个前提条件！）。条件！）。 取取关联方向关联方向时：时： u=Riu=Ri 或或 i=u/Ri=u/R 或或 R=u/I=R=u/I=常量常量 取非关联方向时：取非关联方向时：u=-iRu=-iR （举例：见参考书（举例：见参考书P7P7例例1-51-5） 电阻的单位：电阻的单位：1 1伏特伏特/ /安培
12、安培 = 1= 1欧姆（欧姆（）。）。 1M1M=10=103 3kk=10=106 6 电导电导电阻的倒数叫电导（电阻的倒数叫电导（conductanceconductance）。）。 G=1/RG=1/R 单位：西门子（单位：西门子（simenssimens）S Si+ u -R271.3电阻元件电阻元件n3 3、非线性电阻及伏安特性、非线性电阻及伏安特性 电阻的阻值随着电流或电压的变化而变化，电阻的阻值随着电流或电压的变化而变化，R R不是不是常数：常数：R=u/IR=u/I常量常量。非线性电阻不遵守欧姆定理。非线性电阻不遵守欧姆定理。伏安特性是曲线（如：二极管的伏安特性）。伏安特性是曲
13、线（如：二极管的伏安特性）。OUI二极管：非线性电阻的伏安特性+-U二极管：非线性电阻I281.3电阻元件电阻元件n二、短路和开路二、短路和开路 1、开路：、开路：电阻为无限大电阻为无限大R=，当两端电压不为零时，当两端电压不为零时，其电流总是零。其电流总是零。 2、短路：、短路：电阻为零电阻为零R=0，当有电流通过时，其，当有电流通过时，其电压电压（电位差）总为零。（电位差）总为零。 I=0+U有有源源电电路路I+U=0有有源源电电路路断开处电流断开处电流I=0I=0，开路，开路电压电压 U U 视电路情况而视电路情况而定定短路处短路处U=0U=0，电流，电流 I I 视电路情况而定视电路情
14、况而定开路开路短路短路291.3电阻元件电阻元件n三、线性电阻元件的功率（在关联参考方向下）三、线性电阻元件的功率（在关联参考方向下） P= ui= i2R= u2/R （见书例题（见书例题P8） 结论：在关联参考方向下，电阻上的功率总是大于结论：在关联参考方向下，电阻上的功率总是大于零，说明电阻是零，说明电阻是耗能元件耗能元件。课堂练习：课堂练习：参考书参考书P11:1-1（1）（）（2）（）（7）（）（8） 作业：参考书作业：参考书P11:1-1 （3）（）（4）（）（5）（）（6）注意注意：用用欧姆定律列方程时，一定要在欧姆定律列方程时，一定要在 图中标明参考方向！图中标明参考方向！30
15、实际电阻元件实际电阻元件金属膜电阻器金属膜电阻器碳膜电阻器碳膜电阻器31实际电阻元件实际电阻元件水泥线绕电阻水泥线绕电阻金属氧化膜电阻器金属氧化膜电阻器被漆线绕电阻被漆线绕电阻321.4 1.4 电感元件电感元件电感线圈电感线圈 把金属导线绕在一骨架上构成一实际把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。i (t)+-u (t) (t)N (t)331.4 电感元件电感元件n一、线性电感元件一、线性电感元件 线性电感元件是实际电感线圈的理想化模型（即：线性
16、电感元件是实际电感线圈的理想化模型（即：假想是由没有电阻的导线绕制而成的线圈）。假想是由没有电阻的导线绕制而成的线圈）。电感电感 L：单位电流产生的磁链单位电流产生的磁链iiNL线圈线圈匝数匝数磁通磁通磁链磁链ui带铁芯的带铁芯的电感电感器器电感量电感量L L较大较大34l 电路符号电路符号H (亨利亨利)，常用常用H，mH表示表示。+-u (t)iLl 单位单位电感电感器的器的自感自感1H=103 mH1 mH =103 H1.4 电感元件电感元件351.4 电感元件电感元件n线性线性电感元件电感元件电感的大小只与线电感的大小只与线圈的结构、形状有关，与通过线圈的圈的结构、形状有关，与通过线
17、圈的电流大小无关，电流大小无关，L为常量为常量。 电感：电感： L=/i/i（见左图韦安特性）（见左图韦安特性） 磁链磁链（总磁通）总磁通）： =N=N 显然，单位电流产生的磁链大，显然，单位电流产生的磁链大，说明说明该元件的电感大。该元件的电感大。电感电感L L反映了反映了电感线圈产生磁场能力的大小。电感线圈产生磁场能力的大小。io线性电感元件的线性电感元件的韦安特性韦安特性iL+ UL -I理想电感元件符号361.4 电感元件电感元件n二、二、电感元件的伏安特性电感元件的伏安特性 （电流电压取关联方向时）（电流电压取关联方向时）当通过电感线圈当通过电感线圈的的电流电流i发生变化发生变化时，
18、电感中会有感应电时，电感中会有感应电动势，其两端就存在感应电压动势，其两端就存在感应电压UL： i+UL-LdtdiLuLdi/dtdi/dt电流的电流的变化率变化率。说明。说明流过电感的流过电感的电流变电流变化化越快，则电感两端的电压就越大越快，则电感两端的电压就越大。对于直流，。对于直流，i=i=常量，常量，di/dtdi/dt=0=0，则，则U UL L=0=0，即电感对于，即电感对于直流直流相当相当于于短路短路。若电流电压取非关联方向时若电流电压取非关联方向时：U UL L= - Ldi/dt= - Ldi/dt371.4 电感元件电感元件n三、电感元件的磁场能量三、电感元件的磁场能量
19、 (推导推导) tLitWL221 因磁场能不可能无穷大，所以因磁场能不可能无穷大，所以电感电流不能跳变电感电流不能跳变。但。但电感电压可以跳变。电感电压可以跳变。 注意：电感元件本身不消耗能量，只和外电路进行磁注意：电感元件本身不消耗能量，只和外电路进行磁 场能与其他能的相互转换，故为场能与其他能的相互转换，故为储能元件储能元件。ui38实际电感元件实际电感元件空芯电感空芯电感磁棒电感磁棒电感磁环电感磁环电感39实际电感元件实际电感元件中周、可调电感中周、可调电感40电感器电感器41功率电感功率电感42贴片型功率电感贴片型功率电感贴片电感贴片电感43贴片型空心线圈贴片型空心线圈可调式电感可调
20、式电感环形线圈环形线圈立式功率型电感立式功率型电感44电抗器电抗器451.5 1.5 电容元件电容元件电容器电容器 在外电源作用下，正负电极上分别在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。部件。_+ qqU电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意461.5 电容元件电容元件n电容电容 C：单位电压下存储的电荷单位电压下存储的电荷+ +- - - -+q-quiuqC 电容符号电容符号无极性无极性有极性有极性+_F
21、(法拉法拉), 常用常用F，pF等表示等表示。l 单位单位1F=106 F, 1 F =106pF471.5 电容元件电容元件iC+ u -uqo1.1.线性电容元件线性电容元件（取关联方向时）（取关联方向时） 电容器是存放电荷的容器，电容器是存放电荷的容器，称为电容器的电容量，简称为电容器的电容量，简称称电容电容C C（符号见左上图）。（符号见左上图）。 C=q/uC=q/uc c 当当C C只与电容器的结构、只与电容器的结构、介质、形状有关，与电容两端的电介质、形状有关，与电容两端的电压大小无关，即压大小无关，即 ，该电容，该电容器是器是。481.5 电容元件电容元件n2.2.伏安特性伏安
22、特性dtduci dtduciiC+ u -当当u u、i i为关联参考方向时为关联参考方向时当当u u、i i为非关联参考方向时为非关联参考方向时说明说明: :任一瞬间任一瞬间, ,电容电流的大小与该瞬间电容电流的大小与该瞬间电压的变化率电压的变化率成成正比正比, ,而与该瞬间电压的大小无关。而与该瞬间电压的大小无关。注意，注意，1)1)直流直流激励达到稳态后，激励达到稳态后，u uc c不变，其电流不变，其电流I Ic c为零，为零，电电容容相当于相当于开路开路。显然电容元件有。显然电容元件有隔直通交隔直通交的作用的作用 。 2 2）电压）电压u uc c为零时，电流为零时，电流I Ic
23、c不一定为零。不一定为零。491.5 电容元件电容元件n3.电容元件的电场能量电容元件的电场能量因能量不可能无穷大因能量不可能无穷大,故故电容电容电压电压uc(t)也不能跳变也不能跳变. tcutWcc221+ u -ici+ u -当电容的当电容的u u、i i方向一致（关联）方向一致（关联）, ,即电容即电容充电时充电时,|u,|uc c| |增大，电容从外电路吸收能量；增大，电容从外电路吸收能量；当电容的当电容的u u、i i方向不一致方向不一致, ,即电容放电时，即电容放电时，|u|uc c| |减少，电容向外电路释放能量。减少，电容向外电路释放能量。可见，在动态电路中，电容和外电路进
24、行着能量的交换可见，在动态电路中，电容和外电路进行着能量的交换电容元件本身不消耗能量。电容器也是储能元件。电容元件本身不消耗能量。电容器也是储能元件。50实际电容元件实际电容元件瓷片电容器瓷片电容器金属化膜金属化膜电容器电容器51实际电容元件实际电容元件电解电容器电解电容器高压电容器高压电容器52实际电容器实际电容器531.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n一、一、理想电压源理想电压源（ideal voltage sourceideal voltage source） 电源电源端电压端电压恒定不变或按某给定规律变化恒定不变或按某给定规律变化，与负载大小的变，与负载大小的变化无关（
25、即与其电流的变化无关），称为理想电压源。化无关（即与其电流的变化无关），称为理想电压源。n（恒压源）（恒压源）特点特点：n(1）输出电）输出电 压不变，其值恒等于电动势。即压不变，其值恒等于电动势。即 U US； （2）电源中的电流由外电路决定。）电源中的电流由外电路决定。 （3） 内阻内阻rO= 0 直流理想电压源直流理想电压源及其伏安特性及其伏安特性+Us-iuRUsiuo541.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n理想电压源理想电压源注意：注意：1 1）当）当视视一个理想电压源的电压为零时，将电一个理想电压源的电压为零时，将电压源压源看成看成短路短路（因（因理想电压源的内阻理
26、想电压源的内阻r=0r=0）。）。即在即在作理论分析计算作理论分析计算时时,“,“电压源置零电压源置零”相当于用短路相当于用短路线替代。线替代。 2 2）实际操作实际操作中，由于电压源内阻都很小，中，由于电压源内阻都很小，短路电流短路电流I Iscsc=U=Uococ/r/r将很大，会损坏电源，所以将很大，会损坏电源，所以实际实际操作中操作中不允许电压源短路不允许电压源短路。 3 3）将端电压不相等的理想电压源并联，是没）将端电压不相等的理想电压源并联，是没有意义的。有意义的。551.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n恒压源特性小结：恒压源特性小结：1、恒压源特性中不变的是：、恒
27、压源特性中不变的是：Uab=Us 2、恒压源特性中变化的是：、恒压源特性中变化的是：I 是由是由外电路如外电路如R的改变的改变引起引起I大小或方向大小或方向的变化：的变化：RUIs+_IUSUababR561.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n二、二、理想电流源理想电流源（ideal current sourceideal current source） 电源输出的电源输出的电流电流是给定值或给定的时间函数是给定值或给定的时间函数，而，而与端电压无关（即与负载的大小无关），该电源称为理与端电压无关（即与负载的大小无关），该电源称为理想电流源。想电流源。注意：当一个理想电流源的电流
28、为零时，电流源相当于开注意：当一个理想电流源的电流为零时，电流源相当于开路。理想电流源的内阻相当于无穷大。路。理想电流源的内阻相当于无穷大。 rIsiu+-RIsiuo直流理想电流源及其伏安特性直流理想电流源及其伏安特性571.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n理想电流源理想电流源（恒流源）（恒流源）n特点特点：n（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流）输出电流不变，其值恒等于电流源电流 IS； （2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。 （3） 内阻：内阻：ro= 注意：注意： 当当视视一个理想电流源的电流为零时，将电流源一个理想电流源的电流为零时，将电流源看成看成
29、开路开路（因（因理想电压源的内阻理想电压源的内阻ro= ）。）。即在即在作理作理论分析计算论分析计算时时,“,“电流源置零电流源置零”相当于用断开表示。相当于用断开表示。581.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n恒流源特性小结：恒流源特性小结：1、恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是： Is2、恒流源特性中变化的是：、恒流源特性中变化的是： Uab是由是由外电路如外电路如R的改变的改变引起引起Uab 大小或方向大小或方向的变化：的变化：RIUsababIUabIsR591.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n问题与举例问题与举例1 1、R R由由5050换成换成
30、2525，U Uabab大小大小 会变吗？会变吗？I I由多少变成多少？由多少变成多少？ R R由由5050换成换成2525， I I的大的大小会变吗？小会变吗？ U Uabab由多少变成多由多少变成多少？少？a+5v-b+uab-iRbi+uab-R2A601.6理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源n2 2、将下图所示电路用一个电源表示、将下图所示电路用一个电源表示：5ARR+6v-2A+10v-5A+5v-611.7受控源受控源controlled sourcecontrolled sourcen以上介绍的两种电源为独立源。以上介绍的两种电源为独立源。受控源受控源是是不能独立向电路
31、提供电不能独立向电路提供电源，它源，它受其他支路的电压或电流的控制受其他支路的电压或电流的控制。n理想理想受控源受控源（controlled sourcecontrolled source）：）：电压控制的电压源电压控制的电压源 VCVSVCVS： 电压控制的电流源电压控制的电流源 VCCSVCCS：1u1u+u2-1gu1ui212uu电压放大系数：电压放大系数：12uig （s）转移电导：转移电导：621.7受控源受控源 n电流控制的电压源电流控制的电压源 CCVS CCVS 电流控制的电流源电流控制的电流源 CCCSCCCS1ib b1i1i g g1i+u2-i2（）bg,g 为相关的
32、控制系数，当这些控制系数为常数为相关的控制系数，当这些控制系数为常数时，被控制量与控制量成正比，称为线性受控源，我们时，被控制量与控制量成正比，称为线性受控源，我们今后所提到的今后所提到的受控源均指线性受控源。受控源均指线性受控源。12iur 转移电阻：转移电阻：12iib电流放大系数：电流放大系数：631.7受控源受控源n受控源实际上是有源器件如：晶体管、电子管、场效受控源实际上是有源器件如：晶体管、电子管、场效应管、运算放大器等的电路模型。例如：共射极晶体应管、运算放大器等的电路模型。例如：共射极晶体管放大电路在低频小信号情况下，其简化等效电路可管放大电路在低频小信号情况下，其简化等效电路
33、可用用CCCS来表征。来表征。ECBubeuce+-+icib等效模型ibrbeuce-+ubeicib课外作业：课外作业：P11P11：1-31-3641.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律 德 国德 国物理学家物理学家基尔霍夫基尔霍夫18481848年提年提出，电路出，电路中中节点节点电电流与流与回路回路电压所遵电压所遵循的基本循的基本定律。定律。 651.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律n二、有关电路的一些名词（画一个两个网孔以上的电路为例）二、有关电路的一些名词（画一个两个网孔以上的电路为例）n支路支路（branchbranch）由一个或几个元件组成的由一个或几个元件组成的无分支无分支电路。电路。
34、n节点节点（nodenode）三条三条及及三条以上三条以上支路的连接点支路的连接点 。n回路回路（looploop）由一条或几条支路组成的由一条或几条支路组成的闭合路径。闭合路径。 n网孔网孔（meshmesh）不能再分割的基本回路不能再分割的基本回路,回路回路 ? 网网孔孔 。 n串联串联几个电路元件接成的无分支电路的连接方式几个电路元件接成的无分支电路的连接方式（首尾（首尾相连）。相连）。 n并联并联几个元件或几条支路的两端接在几个元件或几条支路的两端接在同一对节点间同一对节点间的连的连接方式接方式。66 基尔霍夫定律是电路分析的基本定律基尔霍夫定律是电路分析的基本定律基尔霍夫定律基尔霍夫
35、定律基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）1.8 1.8 基尔霍夫定基尔霍夫定律律电流定律应用于结点的分析电流定律应用于结点的分析电压定律应用于对回路的分析电压定律应用于对回路的分析结点结点312671.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律（KirchhoffKirchhoff，s Laws s Laws Voltage Voltage ）n前面所述的理想元件的伏安特性反映了元件的内约束关系，元件前面所述的理想元件的伏安特性反映了元件的内约束关系，元件内约束仅由元件本身的特性决定而与整个电路的结构无关。而基内约束仅由元件本身的特性决定而与整个电路的结构无
36、关。而基尔霍夫定律表达的内容是与尔霍夫定律表达的内容是与“电路结构电路结构元件与元件之间连接元件与元件之间连接”有关的另一类约束（外约束）关系，是分析和计算电路的基础。有关的另一类约束（外约束）关系，是分析和计算电路的基础。 n一、基尔霍夫电流定律一、基尔霍夫电流定律（ KirchhoffKirchhoff，s Current Laws s Current Laws 简称简称 KCL） 基尔霍夫电流定律反映了电路中任一节点所连接的各基尔霍夫电流定律反映了电路中任一节点所连接的各支路电流之间的约束关系。支路电流之间的约束关系。KCL定理定理：在电路中，任何时刻，对任一节点，所有支：在电路中，任何
37、时刻，对任一节点，所有支路电流的路电流的代数和恒等于零代数和恒等于零，即：，即： 0I出入II或或681.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律 如果将流入节点的电流取如果将流入节点的电流取正号，则流出节点的电流取正号，则流出节点的电流取负号。负号。举例说明：举例说明： 2A-7A+1A-I=0 2A-7A+1A-I=0 I=2-7+1=-4 I=2-7+1=-4（A A）基尔霍夫电流定律还可表述基尔霍夫电流定律还可表述为：为：流入流入电路中任一节点的电路中任一节点的电流之和恒等于电流之和恒等于流出流出该节点该节点的电流之和的电流之和。下图有：下图有： I I1 1+I+I3 3=I=I2 2+I+I4
38、4+I+I5 5出入III1I2I3I4I5R2A7A1AI691.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律n2. KCL定律的推广：定律的推广： 在任何时刻，任一闭合面的在任何时刻，任一闭合面的所有电流的代数和恒等所有电流的代数和恒等于零于零,或或流入流入电路中任一电路中任一闭合面闭合面的的电流之电流之 和恒等于和恒等于流出流出该闭合面该闭合面的电流之和。例：的电流之和。例： 1）I1-I2+I3=0 2）I1+I2-I3-I4+I5=0I1例1）I2I3例2）I1I2I3I4I5举例举例：将上两例代入数字来计算。广义结点广义结点广义结点广义结点701.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律n二、基尔霍夫电压定律二、
39、基尔霍夫电压定律（KirchhoffKirchhoff，s Laws Voltage s Laws Voltage 简称：简称：KVL） 1、KVL定理：在电路中，任意时刻，定理：在电路中，任意时刻，对电路中的任一对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或任意任意闭合回路内各段电压的代数和恒为零闭合回路内各段电压的代数和恒为零。（设定一个。（设定一个绕行方向，若取电压的参考方向与绕行方向一致为绕行方向，若取电压的参考方向与绕行方向一致为正正“+”，相反则为负，相反则为负“-”） +Us-abcd+ U1-+U2-+ U3-
40、 0U例例: U: U1 1+U+U2 2-U-U3 3-U-Us s=0 =0 711.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律n推广：不仅适应实际回路，也适应假想回路。推广：不仅适应实际回路，也适应假想回路。基基尔霍夫电压定律也适合开口电路。尔霍夫电压定律也适合开口电路。n例左图例左图: Ubd=U2-U3 或或Ubd=-U1+Us。 或或 Us-Ubd-U1=0+Us-abcd+ U1-+U2-+ U3-RIUUsab左边左边右边右边US+_RabUabI721.8基尔霍夫定律基尔霍夫定律n课堂练习：课堂练习：1、用基尔霍夫定律和欧姆定律求解如下电路中的电、用基尔霍夫定律和欧姆定律求解如下电路中的电流
41、流I、 I1、I2。I+7V-+5V-65+ 2V -+ 2V -I I1 1I I2 22 2、参考书、参考书P9P91 1）图图1.171.17求求U Ubdbd、U Ubcbc （2 2）图图1.171.17求求U Ucdcd、I I、U Uacac3 3、书、书P14P14：例：例1.81.8 （ 作业：参考书作业：参考书P12:1-4P12:1-4、1-5)1-5)、(1-6(1-6、1-71-7、1-81-8、1-101-10）I=?广义结点广义结点73第1章 电路的基本概念和基本定律（小结）（小结）n电路模型： 。n电路变量：电流 I、电压U（电位Va）、电功率P,（注意方向）n
42、理想元件的伏安特性（内约束）： 1、电阻元件（欧姆定理：注意使用条件和关联方向与否）2、电感元件、电容元件2、理想电流源、理想电压源n基尔霍夫定律律（外约束）1、KCL定律：在任意时刻对任意节点（或闭合面）2、KVL定律：在任意时刻对回路（或广义回路）出入II 0U74第1章 习题课n求I、U1、U2+-10V2030IU1-+-U275第1章 习题课3A-2AI(1)4A1AI1I25A2A(2)25mA2AIe(4)I+3V-+5V-63(3)22I1I2Coba76第1章 习题课n 图题1-673+10V-abc35+8V-Sab23+10V-Sab图题1-7（1）（2）77第第1章章 习题课习题课ba13-10V+14VabcR1R2R3R4+Us1-+Us2-I图题1-8图题1-978第第1章章 习题课习题课n求所示电路中求所示电路中A点的电位。（教材点的电位。（教材P16：1.5题）题）A A50k50k90k90k-6V-6V+8V+8VA A5522223V3V3V3V
