1、电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部1任课教师：任课教师：机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部 姜姜 海海联系电话：联系电话：13982390019 13982390019 电工与电子技术基础电工与电子技术基础绪绪 论论一、课程的地位和主要内容一、课程的地位和主要内容电工电子技术研究电工技术和电子技术 的理论及其应用的科学技术。电工电子技术分为：电工电子技术分为：电工技术：电工技术：电路分析基础电路分析基础 ，磁路与电机及其控制磁路与电机及其控制 内容涵盖：第一
2、章至第六章内容涵盖：第一章至第六章电子技术：电子技术：模拟电子技术模拟电子技术 ，数字电子技术数字电子技术 内容涵盖：第七章至第九章内容涵盖：第七章至第九章20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部2电工与电子技术基础电工与电子技术基础 二、电工电子技术的发展与应用二、电工电子技术的发展与应用 发 展 17851785年，库仑确定电荷间的作用力；年，库仑确定电荷间的作用力；18261826年，欧姆提出年，欧姆提出“欧姆定律欧姆定律”；18311831年，法拉第发现电磁感应现象；年，法拉第发现电磁感应现象；1
3、8341834年，雅可比造出第一台电动机；年，雅可比造出第一台电动机；18641864年，麦克斯韦提出电磁波理论；年，麦克斯韦提出电磁波理论；18831883年，发现热电子效应，制成了真空二极管；年，发现热电子效应，制成了真空二极管；18951895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；19041904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；19051905年，真空三极管在美国问世；年，真空三极管在美国问世；19461946年，诞生第一台电子计算机；年，诞生第一台电子计算机；19471947年，贝尔实验室发明第一只晶
4、体管；年，贝尔实验室发明第一只晶体管；19581958年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。年，德克萨斯公司发明第一块集成电路。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部3电工与电子技术基础电工与电子技术基础 现状 容量容量大型化：大型化：功率电子技术功率电子技术 器件器件小型化：小型化：微电子技术微电子技术 设计自动化：设计自动化：EDAEDA技术技术20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部4快速发快速发展原因展原因电
5、能电能易转换易转换易传输易传输易控制易控制电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部5电工电子技术的典型应用电工电子技术的典型应用电工与电子技术基础电工与电子技术基础三、三、如何学好电工电子技术如何学好电工电子技术课程特点：内容多且广、学时相对少课程特点：内容多且广、学时相对少1 1、注意掌握、注意掌握“三基三基”：基本原理、基本分析方法、基本应用基本原理、基本分析方法、基本应用2 2、注重综合分析与设计、注重综合分析与设计 注重工程化素质培养注重工程化素质培养3 3、提
6、高学习效率、培养自学能力、提高学习效率、培养自学能力课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1717秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部6电工与电子技术基础电工与电子技术基础四、期末成绩评定四、期末成绩评定（1 1）平时成绩占总成绩的）平时成绩占总成绩的50%50%组成：组成：作业占作业占20%20%笔记占笔记占20%20%课堂表现和出勤占课堂表现和出勤占10%10%（2 2）期末笔试成绩占）期末笔试成绩占50%50%（3 3）其他加分按比例）其他加分按比例20232023年年1
7、1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部7电工与电子技术基础电工与电子技术基础第一章第一章 直流电路直流电路内容：内容：1 1、直流电路的基本概念、直流电路的基本概念2 2、电阻和电阻器、电阻和电阻器3 3、欧姆定律、欧姆定律4 4、简单电路的连接、简单电路的连接5 5、复杂电路的计算、复杂电路的计算20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部8电工与电子技术基础电工与电子技术基础第一节第一节 直流电路的基本概念直流电路的基本概念如图11所示为
8、我们日常生活中常用的手电筒及其电路图，试从该电路入手，学习电路的基本知识，并且能够分析电路的组成以及它的工作状态。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部9电工与电子技术基础电工与电子技术基础知识链接一知识链接一 电路及电路图电路及电路图1、电路的组成 电路电路是由实际元器件构成的电流的通路。是为了某种是由实际元器件构成的电流的通路。是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。任何需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。任何一个完整的电路，不论其结构和作用如何，通常是由电一个完整的电路，不论
9、其结构和作用如何，通常是由电源、负载、导线和开关等组成，日常生活中的手电筒是源、负载、导线和开关等组成，日常生活中的手电筒是一个最简单的直流电路如图一个最简单的直流电路如图1-11-1所示，由干电池、开关、所示，由干电池、开关、灯泡和导线组成的灯泡和导线组成的。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部10电工与电子技术基础电工与电子技术基础（1）电源是把其他形式的能量转换成电能的装置向电路提供电能，例如发电机、蓄电池等。（2）负载是把电能转化成其他形式能量的装置，在电路中是接受电能的设备。例如建筑工地的照
10、明灯、电动机、电炉、电烙铁等。（3）中间环节包括导线和负载，它是电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及各种继电保护设备等，它的作用是输送和控制电能。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部11电工与电子技术基础电工与电子技术基础 2 2、电路的作用、电路的作用20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部12发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电
11、炉电炉.输电线输电线放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒电工与电子技术基础电工与电子技术基础3、电路的状态（1）开路（断路）（2）短路（3）负载工作状态4、电路图如手电筒的实物图形表示的实际电路，它直观形象，但画起来复杂，不便于分析和研究。因此，在分析和研究电路时，总是把这些设备抽象成理想化的模型，用国家规定的图形和符号表示。这种用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图，能够帮助人们了解整个电路的工作原理和电器的安装顺序，了解各部分的作用，P4表为电路中常用的部分电工图形符号及文字符号。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教
12、学部机电与汽车工程教学部13电工与电子技术基础电工与电子技术基础知识链接二知识链接二 电路的基本物理量电路的基本物理量 1、电流 定义：电流的大小用单位时间内通过导体横截面上电量的大小来衡量。表达式：I I=Q/tQ/t单位及其换算：单位及其换算：在国际单位制（SI）中，单位是安培（A），简称安。工程上常用的单位还有KA、mA、A，他们的关系为：1KA=103A=106mA=109A20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部14电工与电子技术基础电工与电子技术基础电流的方向：电流不但有大小而且还有方向，电流
13、的方向，习惯上规定以正电荷的运动方向为电流方向（实际方向）。在分析电路时，有时难以判定某处电流的方向，此时先可以任意选择某一方向为电流的参考方向。然后列方程求解。当解出的电流为正值时，就认为电流实际方向与参考方向一致，反之，为负时，就认为电流方向与参考方向相反。例题：P5例1电流的分类：直流电和交流电20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部15电工与电子技术基础电工与电子技术基础2、电压 定义：电路中要有电流，必须要有电位差，有了电位差，电流才从电路中的高电位点流向低电位点。电压是指电路中（或电场中）任意
14、两点之间的电位差单位：在国际单位制（SI）中，电压的单位是伏特（V），简称伏。工程上常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（V）和千伏（KV），换算关系为：1KV=103V 1V=103mV=106V20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1818秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部16电工与电子技术基础电工与电子技术基础3、电位定义：电压又叫电位差，它表示电场中两点间点位的差别。而电位是电场力把单位正电荷从A点移到参考点所做的功；点位的选取：参考点的电位等于零，参考点可以任意选取，通常选大地为参考点。用符号表示。在电场中，任意两点（如A、B）之间的电压
15、就等于着两点间的电位差，即：UAB=A-B 例题：P6例二20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部17电工与电子技术基础电工与电子技术基础4、电动势在手电筒的电路中，由于电源两端有恒定的电压，灯泡才持续发光。要维持恒定的电压，电源内部就必须通过其他形式能量的作用，产生一种外力克服电场力，将正电荷源源不断地移到正极，这种力叫电源力。电池中的电源力是电解液和极间化学作用产生的，发电机的电源力是电磁作用产生的。电动势是衡量电源将非电能转化为电能本领的物理量。电动势的定义为：在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负
16、极移动到电源正极所做的功，用字母E表示。电动势的实际方向是由电源负极经电源内部指向电源正极。在分析问题时也可加设参考方向。电动势的单位与电压单位相同。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部18电工与电子技术基础电工与电子技术基础5、电能（电功）定义：在导体两端加上电压，导体内就建立了电场，电场力在推动自由电子定向移动中要做功。表达式：设导体两端电压为U，通过导体横截面的电荷量为q，电场力所做的功及电路消耗的电能W=qU,由于q=It，所以W=UIt，式中，W、U、I、t的单位分别为焦耳（J）、伏特（V）
17、、安培（A）、秒（S）。电能的单位：为瓦秒即焦耳（J），它表示功率为1W的用电设备在1s 时间内所消耗的电能，实际生活中测量电能的电度表的单位是千瓦小时（kWh），称为1度电。1度电lkWh3.610 6J 20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部19电工与电子技术基础电工与电子技术基础6、电功率定义：在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值叫做电功率，用P表示。则P=W/t或P=UI式中，P、U、I的单位应分别为瓦（W）、伏特（V）、安培（A）。可见一段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压和电路中
18、的电流成正比。用电器上通常标明它的电功率和电压，叫做用电器的额定功率（PN）和额定电压(UN).如果给它加上额定电压，它的功率就是额定功率，这时用电器正常工作。根据额定功率和额定电压，可以很容易计算出用电器的额定电流。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部20电工与电子技术基础电工与电子技术基础第二节第二节 电阻和电阻器电阻和电阻器一、导体电阻 当金属导体两端加上电压时，金属导体中的自由电子作定向运动形成电流。自由电子在运动中跟金属正离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了自由电子的定向运动，即对电流有阻碍作用。我
19、们用电阻来描述这种阻碍作用。不仅金属有电阻，其它物体也有电阻。对金属导体来说，它的电阻是由导体的长短、粗细、材料以及温度决定的。在保持温度（20）不变条件下，电阻R与导体的长度l成正比，与导体的截面积S成反比。即 R=式中，为材料的电阻率，单位为m（欧米）。不同的物质有不同的电阻率，电阻率的大小反映了各种材料的导电性能的好坏，电阻率越小的物质导电性能越好。通常将电阻率小于10-6m的材料称为导体；电阻率大于107m的材料称为绝缘体；而电阻率的大小介于导体和绝缘体之间的材料，称为半导体。几种常见材料的电阻率见表1-2所示。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333
20、分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部21lS电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分1919秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部22材材 料料 名名 称称电阻率电阻率/m（20）平均电阻温度系数平均电阻温度系数 /（0100）导导体体银银铜铜铝铝铁铁钨钨钢钢锡锡锰铜锰铜康铜康铜铁铬铝合金铁铬铝合金1.5910-81.6910-82.6510-89.7810-85.4810-81.302.5010-71.1410-74.24.810-74.85.210-71.31.410-63.810-33.9
21、310-34.2310-35.010-34.510-36.010-34.410-3610-4510-42.810-4半半导导体体碳锗 硅3.510-50.62 300-0.510-3绝绝缘缘体体塑料陶瓷云母石英玻璃10151016101210131011101575101610101014电工与电子技术基础电工与电子技术基础二、温度变化对电阻的影响 一般金属的电阻随温度的上升而增大，温度每升高1时，金属电阻的增加量约为千分之三至千分之六。所以，温度变化不大时，金属电阻可认为是不变的。但当温度变化大时，电阻的变化就不可忽视。例如，40W白炽灯的灯丝电阻在不发光时约为100，正常发光时超过1k，即
22、超过原来的10倍。而半导体、电解液、绝缘体等的电阻却温度上升而减小。电阻随温度变化的情况如图所示。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部23电工与电子技术基础电工与电子技术基础根据实验可知，在初始温度为t1时，电阻为R1，当温度为t2时，电阻为R2，它们之间存在着下列关系R2=R1 1+（t2-t1）式中，为电阻温度系数，单位为1/。根据电阻温度系数，利用式R2=R1 1+（t2-t1）就可以计算出不同温度下物质的电阻值。例如：若20时某铜线的电阻为540，到30时约为561。温度传感器就是利用材料的电
23、阻随温度发生变化的特征而制成的一类非常有用的测量元件。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部24电工与电子技术基础电工与电子技术基础【例】有一台电动机，其线圈是铜芯漆包线，在常温26时测得电阻为1.25，通电运行3h后，测得电阻为1.5，问此时电动机的温度是多少？解：从表1-1中查的铜的=3.9310-3 1/，由R2=R1 1+（t2-t1）得 t2=76.8920232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部252113
24、11.5 1.25261.25 3.39 10RRtR电工与电子技术基础电工与电子技术基础三、线性电阻 常用线性电阻外形如图所示。电阻元件的参数（例如阻值、功率、允许误差等）一般都直接标注在电阻上，也有使用色环来表明，紧靠电阻器一端的色环为第一环，而另一端则为最后一环。色环表示的意义见表所示。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部26电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部27颜
25、颜 色色有有 效效 数数 字字乘乘 数数允许偏差允许偏差%工工 作作 电电 压压银色10-210金色10-15黑色010-04棕色110116.3红色2102210橙色310316黄色410425绿色51050.532蓝色61060.2540紫色71070.150灰色810863白色9109+50，-20无色20电工与电子技术基础电工与电子技术基础四、四、固定固定电阻色环的识读电阻色环的识读色环通常有四道，其中三道相距较近，作为阻值标注，第一道、第二道各代表一位数字，第三道则代表零的个数。第四道距前三道较远，作为误差标注，例如阻值为27k、允许偏差5%的电阻器。阻值为17.4、允许偏差为1%的
26、电阻器。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部28电工与电子技术基础电工与电子技术基础敏感敏感电阻器电阻器敏感电阻是指对温度、电压、湿度、关照、气体、磁场、压力等敏感的电阻器。如热敏电阻、压敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻等。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部29敏感电阻器热敏电阻 压敏电阻 湿敏电阻 光敏电阻电工与电子技术基础电工与电子技术基础五、额定值五、额定值 1、额定电压、额定电流、额定功率以及电气设备的铭
27、牌。2、满载、轻载以及过载或超载例题：P11例520232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部30电工与电子技术基础电工与电子技术基础第三节 欧姆定律1、一段电路的欧姆定律如图所示为不含电源的部分电路。当电阻两端加上电压时，电阻中就会有电流通过，如果加在R两端的电压U发生变化时，流过电阻的电流也随着变化，而且这种变化是成比例的，即写成公式就是：I=U/R上式说明：流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比，这一规律称为欧姆定律，它揭示了电流、电压、电阻三者之间的联系，是电路的基本定律之
28、一，应用非常广泛。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2020秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部31RUI 电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部32电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部33电工与电子技术基础电工与电子技术基础知识链接四知识链接四 简单直流电路的连接及应用简单直流电路的连接
29、及应用1、电阻的串联及应用 在电路中，若两个或两个以上的电阻按顺序一个接一个地连成一串，使电流只有一个通路，电阻的这种连接方式叫做电阻的串联。电路串联的特点：电流处处相等I=I1=I2=I3=In电阻可以用一个等效电阻R替代：R=R1+R2+R3+Rn电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和，即：U=U1+U2+U3+Un电阻的串联应用很广泛，在实际工作中常见的应用有：20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部34电工与电子技术基础电工与电子技术基础（1）用几个电阻串联来获得阻值较大的电阻。（2）采用几个
30、电阻构成分压器，使同一电源能供给几种不同的电压。（3）当负载的额定电压低于电源电压时，可用串联的办法来满足负载接入电源使用的需要。例如可以将两个相同的6V的指示灯串联后接到12V电源中使用。（4）利用串联电阻的方法来限制和调节电路中电流的大小。例如在建筑电气中的调光和风扇的调速使用的变阻器。（5）在电工测量中广泛应用电阻的串联来扩大电压表的测量量程。例题：P1520232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部35 【例】图所示为某万用表的直流电压部分，它有五个量程，分别为U1=2.5V，U2=10V，U3=50V
31、，U4=250V，U5=500V，表头参数Rg=3k，Ig=50A，求分压电阻。解：用欧姆定律分别求出分压电阻的值为36628kIIRURggg47105010501035.266311kIUURg15010505.2106122kIUURg800105010506233kIUURg41050502506344kIUURg510502505006455电工与电子技术基础电工与电子技术基础2、电阻的并联及应用两个以上的电阻首尾各自连接在两个端点之间，使每个电阻都直接承受同一个电压，这样的电路称为并联电路。电阻并联的特点：各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压，即U=U1=U2=Un总电流等于
32、流过各并联电阻的电流之和，即I=I1+I2+In 总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部37电工与电子技术基础电工与电子技术基础（1）用几个电阻并联来获得阻值较小的电阻，且这个电阻的阻值小于并联电阻中任意一个电阻的阻值。（2）凡是工作电压相同的负载几乎全是并联，例如建筑施工现场的电动机以及各种照明灯都是并联使用的。（3）在电工测量中，广泛应用并联电阻的方法来扩大电流表的量程。例题：P1620232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分
33、2121秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部38【例】工程上常采用并联分流电阻的方法来扩大电流表的量程，如图所示。某量程为100A的微安表，其内阻为1k，现要改装成量程为1A的电流表，需要并联多大的电阻？解解：微安表允许通过的最大电流为 Ig=100A=0.1mA.分流电阻R上通过的电流为 IR=I -Ig=(1000-0.1)mA=999.9mA 由于并联电路各支路电压相等（Ug=UR），因此 RgIg=RIR 可见，该微安表并联0.1电阻后，其量程就扩大为1A的电流表。396281.09.9991.01000RggIIRR电工与电子技术基础电工与电子技术基础3 3、电阻的混联、电阻
34、的混联定义：电路中既有串联，又有并联混联的计算：先等效简化，最后求总电阻例题：参见P164 4、电池的连接、电池的连接串连电池组的特点与电阻相似；输出电压高并联电池组的特点及使用；汽车拖拉机供启动用的蓄电池，输出电流大习题讲解：P1820232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部40电工与电子技术基础电工与电子技术基础【例】图（a）所示的电路中，已知R1=30，R2=13，R3=R4=5，R5=24，R6=14，电路端电压U=224 V，试求通过电阻R6的电流和R6两端的电压各为多少?解解：先将图1-22示的电
35、路根据电流的流向进行整理。总电流通过电阻R1后在C点分成两路，一条支路经R5到D点，另一支路经R3、R6、R4也到D点，电流汇合成总电流通过R2到B点，画出等效电路如图（b）所示。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部41由于 R3+R6+R4=（5+14+5）=24=R5所以 RCD=电路的总的等效电阻R总为 R总=R1+R2+RCD=（30+13+12）=55电路的总电流为 I总=A=4A通过R6的电流和R6两端的电压分 I6 =A=2A U6=R6 I6 =142V=28V426281225R55
36、220总RU242总I电工与电子技术基础电工与电子技术基础知识链接五知识链接五 复杂电路的计算复杂电路的计算复杂电路的定义：不能用串联和并联电路简化的且含有多个电源和电阻，不能用欧姆定律解决的电路。几个相关的专业几个相关的专业术语术语：节点：电路中三条或三条以上导线的连接点。图1-5中的B、D两点为节点。图1-5复杂电路支路：任意两个节点之间不分叉的一条电路。如图1-5有BAD、BD、BCD三条支路。回路：在复杂电路中由两条或两条以上的支路组成的闭合的电路称为回路。图1-5中，ABCDA、ABDA、BCDB为三个回路。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分
37、分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部43电工与电子技术基础电工与电子技术基础（1）基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律也称节点电流定律，其内容为：在任一瞬间，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。其数学表达式为：Ii=I0 也可写为：Ii-I0=0如果规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则可以写成一般形式：I=0根据基尔霍夫电流定律，对上图B节点可以列出方程I1+I2-I3=0或I1+I2=I320232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部44电工与电子技术基础电
38、工与电子技术基础（2 2）基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVLKVL）基尔霍夫基尔霍夫电压定律也称为回路电压定律，其电压定律也称为回路电压定律，其内容内容为：为：“在任一时刻，在任一时刻，沿沿电路任一闭合回路，所有支路电压的代数和恒等于零。电路任一闭合回路，所有支路电压的代数和恒等于零。”根据电根据电压的本质含义和定律内容可以看出，基尔霍夫电压定律是能量守恒压的本质含义和定律内容可以看出，基尔霍夫电压定律是能量守恒的体现。的体现。其数学其数学表达式表达式为：为：U=0U=0为了计算方便，一般把负载放在等式的左边，把电源放在等式的右为了计算方便，一般把负载放在等式的左边，把电源放在等式的右
39、边。边。那么其数学表达式为：那么其数学表达式为：IR=IR=E E根据基尔霍夫电压定律，对上图中的根据基尔霍夫电压定律，对上图中的ABDAABDA回路可列出回路可列出I I1 1R R1 1+I+I3 3R R3 3=E=E1 1用此公式是，必须先选定回路的绕行方向。凡是电流的参考方向与用此公式是，必须先选定回路的绕行方向。凡是电流的参考方向与绕行方向相同的，取正值；反之，则取负值。同样，电动势的实际绕行方向相同的，取正值；反之，则取负值。同样，电动势的实际方向与绕行方向相同的，取正值；反之，则取负值。方向与绕行方向相同的，取正值；反之，则取负值。20232023年年1 1月月1717日星日星
40、期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部45电工与电子技术基础电工与电子技术基础（3）基尔霍夫定律的应用1）支路电流法 是应用基尔霍夫第一、第二定律对节点和回路列出所需要的方程组，然后求解各支路电流。其步骤为：（1）选择各支路电流参考方向。在图中，选取支路电流I1、I2和I3参考方向如图中所示。支路电流I1和I2方向向上，支路电流I3方向向下。电流的实际方向由计算结果决定，计算结果为正，说明选取的参考方向与实际方向一致，反之则相反。20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车
41、工程教学部46电工与电子技术基础电工与电子技术基础（2 2）根据节点数列写独立的节点电流方程式。在图）根据节点数列写独立的节点电流方程式。在图1-291-29所示电路中，有所示电路中，有A A和和B B两个节点，利用两个节点，利用KCLKCL列出节点方程式列出节点方程式 节点节点A A：I I1 1+I I2 2 I I3 3=0 =0 节点节点B B：-I I1 1-I I2 2+I I3 3=0=0 显然这是显然这是2 2个相同的方程式，说明只有个相同的方程式，说明只有1 1个方程式是独立的。个方程式是独立的。一般来说，电路中有一般来说，电路中有n n个节点，那么它只能列出（个节点，那么它
42、只能列出（n n-1-1）个独立方程，）个独立方程，求解电路时，可以在求解电路时，可以在n n个节点中任选其中（个节点中任选其中（n n-1-1）个方）个方（3 3）根据自然网孔，利用）根据自然网孔，利用KVLKVL列回路电压方程式，补齐不足的方程数。列回路电压方程式，补齐不足的方程数。图所示电路有图所示电路有3 3条支路，但只有两个节点，能列写出条支路，但只有两个节点，能列写出1 1个独立的电流方个独立的电流方程，因此必须再列程，因此必须再列2 2个电压方程补齐个电压方程补齐3 3个方程，以便求解个方程，以便求解3 3个未知电流。个未知电流。一般情况下以自然网孔为对象列电压方程为宜，这样可以
43、防止列写的一般情况下以自然网孔为对象列电压方程为宜，这样可以防止列写的电压方程不独立。利用电压方程不独立。利用KVLKVL，对回路，对回路和回路和回路列电压方程式。列电压方程式。回路回路：R R1 1I I1 1-R R2 2I I2 2 +U US2S2-U US1S1=0=0 回路回路：R R2 2 I I2 2+R R3 3 I I3 3-U US2S2=0 =0 （4 4）联立求解方程组，求出各支路电流数值。）联立求解方程组，求出各支路电流数值。代入已知数值代入已知数值R R1 1、R R2 2、R R3 3、U US1S1、U US2S2，可求得电流，可求得电流I I1 1、I I2
44、 2、I I3 3。参见参见P21P2120232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2222秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部47电工与电子技术基础电工与电子技术基础2 2）网孔电流法）网孔电流法分析分析步骤如下：先将复杂的电路分成若干个简单步骤如下：先将复杂的电路分成若干个简单的网孔，假定其电流方向，然后根据基尔霍夫定的网孔，假定其电流方向，然后根据基尔霍夫定律列出电压方程进行计算。律列出电压方程进行计算。例题：参加例题：参加P22P2220232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2323秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部48电工与电子技术基础电工与电子技术基础20232023年年1 1月月1717日星日星期二期二2020时时3333分分2323秒秒机电与汽车工程教学部机电与汽车工程教学部49
