1、第一章第一章主讲：周 静本章教学基本要求本章本章主要内容主要内容基本概念基本概念基本定律及应用基本定律及应用基本分析方法基本分析方法本章小结本章小结电路的组成及作用电路的组成及作用(1)(1)什么是电路什么是电路(electric curcuit)(electric curcuit)？开关干电池灯泡实际电路手电筒电路手电筒电路电气图电电源源电电源源负负载载负负载载中间环节中间环节中间环中间环节节电源电源负载负载中间环节中间环节电路电路电路的组成及作用电路的组成及作用(2)(2)1.1.实现电能的传输与转换实现电能的传输与转换电力系统的电路电力系统的电路 发电机发电机 升压升压变压器变压器 降压
2、降压变压器变压器 电灯电灯电动机电动机 电炉电炉输电线输电线图图1.11.1电力系统示意图电力系统示意图2.2.实现信号的传递与处理实现信号的传递与处理电子信号电路电子信号电路信息信息-(-(载体载体)-)-信号信号-电路电路-终端终端-(-(去载体去载体)-)-信息信息 (电流或电压电流或电压)信号信号(接受接受)-)-电路电路-信号信号(已经放大、去噪、合成已经放大、去噪、合成)电路元件电路元件电荷电荷 q q磁通磁通 电压电压 u u电流电流 i i电阻元件电阻元件电容元件电容元件电感元件电感元件忆阻元件忆阻元件ddt除此之外，还有有源元件：电压源、电流源和受控源除此之外，还有有源元件：
3、电压源、电流源和受控源正电荷流向正电荷流向负电荷流向负电荷流向电流的真实方向电流的真实方向q q+q q-()ababIiabtqqdtdqiIabab )(电流的大小和方向都不随时间电流的大小和方向都不随时间变化，称为直流电流变化，称为直流电流(Direct(Direct Current)Current)，用，用I I表示。表示。电流的大小和方向都随时间电流的大小和方向都随时间变化、称为交流电流变化、称为交流电流(Alternating Current)(Alternating Current)，用，用i i表示表示 。tQtqI dtdqi 直流直流交流交流q q 的单位：库仑（的单位：库
4、仑（C C）t t 的单位：秒（的单位：秒（s s）i i 的单位：安培的单位：安培（A A）秒秒库仑库仑安培安培111 ab电路中的一条通路电路中的一条通路i电流电流 i 的参的参考方向考方向电流的参考方向电流的参考方向电流的实际方向电流的实际方向电流的参考方向电流的参考方向abi i00电流的实际方向电流的实际方向电流的参考方向电流的参考方向abii00i ibaba000电压的实际方向abu ubaba 00uu00时时 吸收功率吸收功率 当当p p 00 消耗功率消耗功率负载负载或IUIUUIP0PUI是负载是负载元件元件2 222220V 1A20W0PUI是负载是负载元件元件3 3
5、33360V(2)A120W0PUI是负载是负载元件元件5 555580V(1)A80W0PUI 是电源是电源123459020 12090 800PPPPP注意：注意：电路中所有元件的功率之和为电路中所有元件的功率之和为 0 0！这一规则称！这一规则称为功率平衡原理。常用作对分析结果的检验准为功率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。功率平衡实际上是能量守恒的体现，任意则。功率平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻，电源发出的电能恰为负载所消耗。时刻，电源发出的电能恰为负载所消耗。无源电路元件特性无源电路元件特性0i/Au/VR1线性电阻元件线性电阻元件非线性电阻非线性电阻SLR RR电阻值电
6、阻值 电阻率电阻率L L导体长度导体长度SS导体横截面积导体横截面积 631011011MKk电阻在电路中的表电阻在电路中的表示符号为：示符号为：RRiu+-iuR RuiRiu 0i/Au/VR1Riu+-RuRiuip22 RIU RUI 所以功率可表示为：所以功率可表示为：直流电路中，电压电流均用大写字母表示。直流电路中，电压电流均用大写字母表示。RURIUIP22 Riu+-dtRidtiupdtWRRRR2对直流而言对直流而言tRUtRIUItW22 由于能量是时间的函数，所以，分析时常用功由于能量是时间的函数，所以，分析时常用功率而不考虑能量的关系。率而不考虑能量的关系。+-+q-
7、quE0uq非线性电容非线性电容线性电容元件线性电容元件 当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电容。本课当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电容。本课程中如无特别声明电容元件均指线性电容。程中如无特别声明电容元件均指线性电容。iuC C电容元件的符号电容元件的符号1C1F1VpF10F10F1126()()()()()dq tdu tq tC u ti tCdtdt000111()()()()1(0)()tttu ti t dti t dti t dtCCCui t dtC动态元件动态元件记忆元件记忆元件iuC C00idtdu电容器充电电容器充电00idtdu电容器放电电容器放电00
8、idtdu直流相当于开路直流相当于开路+-uiCdtduCti)(iuC C()()()()()Cdu tptu ti tC u tdt21()()2CCWpt dtC uduC u t 功率可正可负，有时吸收能量，有时放出功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能量（无损）。能量，但本身不消耗能量（无损）。与电流无关与电流无关储能元件储能元件以电场方式储存以电场方式储存i+_uN 匝磁通+_eL 0i 非线性电感非线性电感线性电感元件线性电感元件当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电感。当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电感。本课程中如无特别声明电感元件均指线性电感。
9、本课程中如无特别声明电感元件均指线性电感。Liu动态元件动态元件记忆元件记忆元件()()()()()dtdi ttL i tu tLdtdt000111()()()()1(0)()ttti tu t dtu t dtu t dtLLLiu t dtLLiu储能储能 功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能量（无损）。本身不消耗能量（无损）。储能元件储能元件以磁场方式储存以磁场方式储存()()()()()Ldi tptu ti tL i tdt21()()2LLWp t dtL idiL i t储能与电压无关储能与电压无关有源元件特性有
10、源元件特性uSuiuiuS0u=uu=uS S不随电流变化不随电流变化+-US一般电压源符号一般电压源符号直流电压源或恒压源直流电压源或恒压源 理想电压源内部不消耗功率理想电压源内部不消耗功率.符号符号伏安特性伏安特性构成电路构成电路不随电压变化不随电压变化 理想电流源内部不消耗功率理想电流源内部不消耗功率实际电源实际电源+_uiRLui0uS理想电压源特性理想电压源特性实际电压源特性实际电压源特性oSuuRi实际电压源模型实际电压源模型+_uiRL+uS_Ro实际电源实际电源+_uiRLiu0iS理想电流源特性理想电流源特性实际电流源特性实际电流源特性oSuiiR实际电流源模型实际电流源模型
11、+_uiRLiSRo实际电源实际电源RIa UbRIa USI0RbRIa USU0R b电流源模型电流源模型电压源模型电压源模型ui0uS实际电源特性实际电源特性oSuuRiSo SuR iSSouiR电路的工作状态电路的工作状态(1)(1)含源含源电路电路+_iu未接任何负载，端电流未接任何负载，端电流i i=0=0（开路）。（开路）。端口电压：称为开路电压，端口电压：称为开路电压，记作记作u uOCOC 或或 U UOCOC =U UOCOC电路的工作状态电路的工作状态(2)(2)含源含源电路电路+_iu 电路外接端直接用导线连电路外接端直接用导线连接，端口电压接，端口电压 u u=0=
12、0（短路）（短路）端电流：称为短路电流，记作端电流：称为短路电流，记作 i iSCSC 或或 I ISCSC I ISCSC电路的工作状态电路的工作状态(3)(3)含源含源电路电路+_iu电路外接一定负载，电电路外接一定负载，电路中有电流流过，此时路中有电流流过，此时的状态称为负载状态。的状态称为负载状态。负载负载当电路中的电流等于额定电流时，叫做当电路中的电流等于额定电流时，叫做“满载满载”（额定状态）；（额定状态）；当电路中的电流大于额定电流时，叫做当电路中的电流大于额定电流时，叫做“过载过载”；当电路中的电流小于额定电流时，叫做当电路中的电流小于额定电流时，叫做“欠载欠载”。电路的工作状
13、态电路的工作状态(4)(4)0IEU rREIrEII短Ir-EU 0U0EPEIP ErIP2短E0RPUIP R0RPn电路在三种状态下各物理量的关系电路在三种状态下各物理量的关系E EU UOCOCR R0 0R Rb ba aS SI I解解因为，因为，U UOCOC=10V=10V所以所以 ，E E=10V=10V再由再由RUI 0IREU1488100IUERIUaIUbIUcIUdWUIP220)1(220图图a a图图b bWUIP220)1(220电源电源负载负载图图d dWUIP220)1(220负载负载WUIP220)1(220电源电源图图c c 例例3 3如图所示，不计
14、电压表和电流表内阻对电路的影响，如图所示，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，求开关在不同位置时，电压表和电流表的读数各为多少？求开关在不同位置时，电压表和电流表的读数各为多少？解：开关接开关接“1”1”号位置，号位置，电路短路。电路短路。开关接开关接“2”2”号位置，电路断路。号位置，电路断路。电压表读数为电压表读数为 0 0。电流表中的短路电流为：电流表中的短路电流为：10A0.22短rEI电压表读数为电源电动势的数值，即 2V。电流表中无电流通过电流表中无电流通过0A断I开关接开关接“3”3”号位置，电路处于通路状态号位置，电路处于通路状态电流表读数：电流表读数：电压表读数：电压表读数：
15、A 0.20.29.82rREIV 1.969.80.2 IRUV 1.960.20.22IrEU或n基尔霍夫定律基尔霍夫定律n电路中电位的计算电路中电位的计算基尔霍夫定律基尔霍夫定律(1)(1)+-E E1 1E E2 2R R1 1R R2 2R R0 0R R3I IS Sa ab b1 12 2c cI I0 0I I3I I1 1I I2 2 图中，图中，a a点、点、b b点都是节点。虚点都是节点。虚线框住的线框住的c c点包含点包含了点了点1 1和和2 2，也是，也是一个节点。一个节点。注意，在图中，点注意，在图中，点1 1及及点点2 2之间的一段电路不之间的一段电路不是支路，因
16、为它不包含是支路，因为它不包含任何电阻、电源等电路任何电阻、电源等电路元件，而只是一段导线元件，而只是一段导线，所以算一个节点。，所以算一个节点。该电路共包含该电路共包含3 3个节个节点和点和5 5条支路。条支路。一个电路至少应该包一个电路至少应该包含一个回路含一个回路.(2)(2)246310VabIa分析分析 a a图中，因为图中，因为a a、b b两点间两点间没有元件，所以，不能算我没有元件，所以，不能算我们定义的支路。同理，们定义的支路。同理，a a、b b只能算一个节点。只能算一个节点。而对于而对于10V10V电压对应的两端电压对应的两端,虽然看不见电路元件虽然看不见电路元件,但但它
17、对电路提供它对电路提供10V10V电压电压,相当于电压源的作用相当于电压源的作用,我们可以我们可以用一个理想电压源来代替用一个理想电压源来代替,所以所以,它是一条支路它是一条支路.同理同理,电源电源的两端应该是两个节点的两端应该是两个节点.该电路有该电路有3 3个节点。个节点。5 5条支路条支路(3)(3)分析分析 b b图中图中,因为因为a a、b b两点间两点间接有接有22电阻元件并分别与一个电阻元件并分别与一个回路相连回路相连,所以所以,2,2电阻元件是电阻元件是一条支路。一条支路。同理，同理，a a、b b两点也都称为节点。两点也都称为节点。I I6V12V51152+-bba 对于对
18、于a a点左边的电路，由于通过的是同一个电流，所以，点左边的电路，由于通过的是同一个电流，所以，是一条支路，该支路自己构成回路，称之为自回路，或是一条支路，该支路自己构成回路，称之为自回路，或单回路。同理，单回路。同理，b b点右边的回路也是单回路。点右边的回路也是单回路。所以，该电路有所以，该电路有2 2个节点。个节点。3 3条支路条支路该电路只有该电路只有2 2个单回路个单回路)0(0出入或II 在这里，对电流的在这里，对电流的“代数和代数和”做出了这样的做出了这样的规定规定:如果以流入节点的电流为正如果以流入节点的电流为正,则流出节点则流出节点的电流为负。（反之亦然）。的电流为负。（反之
19、亦然）。对任意节点对任意节点n nn例：下图电路中联接到结点例：下图电路中联接到结点 n n 的支路共有的支路共有 5 5 条，各支路电流参考方向如图所示。条，各支路电流参考方向如图所示。0入I21543n123450iiiii流流进进流流出出流流出出流流进进流流出出i1i2i3i4i5值得注意的是，只有值得注意的是，只有定义了电流的参考方向，定义了电流的参考方向，才能列写基尔霍夫电流定才能列写基尔霍夫电流定律方程。律方程。基尔霍夫电流定律是电荷基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律的具体表现。守恒定律的具体表现。0kkSi对任意封闭曲面对任意封闭曲面S S（我（我们成这样的封闭曲面为们成这样的封闭曲
20、面为广义节点）广义节点）当支路当支路 k k 的电流参考方向流进广义节点的电流参考方向流进广义节点 S S，上述求和式中取上述求和式中取“+”+”，如果支路，如果支路 k k 的电流参考的电流参考方向离开方向离开 广义节点广义节点S S，求和式中取，求和式中取“-”-”。n对广义节点对广义节点O O，穿过广义节点，穿过广义节点O O的支路共有的支路共有 3 3 条，各支条，各支路电流参考方向如图所示。路电流参考方向如图所示。0321IIIUS1US2US3I1I2I3I12I31I23o o+-则三支路电流满足：则三支路电流满足：再如，电子技术中的基本器件再如，电子技术中的基本器件双极型半导体
21、三极管有三个管双极型半导体三极管有三个管脚脚 B,E,CB,E,C。三个极电流的关系为三个极电流的关系为BECiBiEiCEBCiiin思考思考:在图示电路中在图示电路中,已知已知:I Ia ammA A,I,Ib b1010mmA A,I,Ic cmmA A,求电流求电流I Id d。I Ia aI Ib bI Id dI Ic c分析分析0dcbaIIIImAIIIIcbad13)2101()(0kkLU 注意注意1 1 在列写在列写KVLKVL方程之前，必须先选择一个回路的方程之前，必须先选择一个回路的绕行方向，如果电压正方向与绕行方向一致，则为正绕行方向，如果电压正方向与绕行方向一致，
22、则为正（+），相反。则为负（），相反。则为负（-）。）。注意注意2 KVL2 KVL方程中的电压均为参考方向方程中的电压均为参考方向.对任意闭合回路对任意闭合回路L L思考：对图示电路中回路思考：对图示电路中回路L1L1，试按图示绕行方，试按图示绕行方向列写向列写KVLKVL方程。方程。解：从解：从A A点出发，点出发，沿沿ABCDAABCDA方向列写方方向列写方程如下程如下（选电压降为正方（选电压降为正方向）：向）：045434323322111SSSSURIURIURIRIURI 可见可见:这种方法的优点这种方法的优点是是,沿着回路方向一个一沿着回路方向一个一个元件的写个元件的写,当回到起
23、点当回到起点时时,各元件都已列写出各元件都已列写出,不不会出现漏掉元件或者多写会出现漏掉元件或者多写元件电压的情况元件电压的情况,使方程使方程的正确率得以提高。的正确率得以提高。I1I2I3I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us4+L1DABC同同向向反反向向反反向向同同向向反反向向同同向向反反向向反反向向反反向向 值得注意的是值得注意的是,只有只有定义了电压的参考方向和定义了电压的参考方向和回路的绕行方向回路的绕行方向,才能列才能列写基尔霍夫电压定律方程写基尔霍夫电压定律方程.基尔霍夫电压定律是基尔霍夫电压定律是能量守恒定律的具体表现能量守恒定律的具体表现.72341
24、65aduuuuuuuu 243156abcdef7 广义广义KVLKVL为我们进行电路分析的电压计算提出了一为我们进行电路分析的电压计算提出了一个重要原则：若我们经某条路径计算电压出现困难时，个重要原则：若我们经某条路径计算电压出现困难时，可尝试通过另外一条路径进行计算，所得结果不变。可尝试通过另外一条路径进行计算，所得结果不变。例：图示电路中，例：图示电路中，求求U UBDBD就可以通就可以通过把过把U UBDBD当成一当成一个元件电压来考个元件电压来考虑，从而直接列虑，从而直接列写写KVLKVL方程求解。方程求解。I1I2I3I4I5I6I7I8R1R2R3R4R5Us1Us2Us3Us
25、4+L1DABCL1UBD4543111SSSBDURIUURIU4323322RIURIRIUSBD电路中电位的计算电路中电位的计算(1)(1)用符号用符号表示。表示。1.1.在计算电位之前，必须先选定电路中的电位在计算电位之前，必须先选定电路中的电位参考点。参考点。电路中电位的计算电路中电位的计算(2)(2)电路中电位的计算电路中电位的计算(3)(3)求图示电路中各点的电位求图示电路中各点的电位:V Va a、V Vb b、V Vc c、V Vd dR1 20I1 4AUS290VI2 6AI3 10A+-acdbUS1 140VR2 5R3 6电路中电位的计算电路中电位的计算(4)(4)
26、R1 20I1 4AUS290VI2 6AI3 10A+-acdbUS1 140VR2 5R3 6 分别选分别选a a点点和和b b点为参考点为参考点计算点计算设设 b b为参考点，即为参考点，即V Vb b=0V=0V设设a a为参考点，即为参考点，即V Va a=0V=0VR1R2R3I1US2US1I2I3+-a ac cd db bR1R2R3I1US2US1I2I3+-a ac cd db b电路中电位的计算电路中电位的计算(5)(5)1.什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。传统机械按键设计要点：1.合理的选择
27、按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议留0.050.1mm，以防按键死键。3.要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。传统机械按键结构层图：按键开关键PCBA电路中电位的计算电路中电位的计算(6)(6)R1R2R3I1US2US1I2I3+-ac cd db bR1R2R3I1+US2+US1I2I3ac cd db b10K-9V+12Vac cb b5K2+-10K5Kb bac c12V9Vn支路电流法支路电流法n电源的等效变换法电源的等效变换法n弥尔曼定理弥尔曼定理n叠加原理叠加原理n戴维南定理戴维南定理支路电流法支路电流法(1)
28、(1)在计算复杂电路的各种方法中，支路电在计算复杂电路的各种方法中，支路电流法是最基本的方法。流法是最基本的方法。支路电流法支路电流法(2)(2)因为该电路有因为该电路有3 3条支路条支路(b=3),(b=3),所以所以,以支路电流法以支路电流法求解需要求解需要3 3个独立方程构成个独立方程构成方程组方程组.R1R2R3I1US2US1I2I3+-a ac cd db bb=3b=3，n=2n=2KCLKCL 00321321IIIIII0321 III 可见，对具有两个节点的电路，应用电流定律只可见，对具有两个节点的电路，应用电流定律只能列出能列出2-12-11 1个独立方程。个独立方程。一
29、般地说，对具有一般地说，对具有n n个节点的电路应用基尔霍夫电个节点的电路应用基尔霍夫电流定律只能得到流定律只能得到(n1)(n1)个独立个独立KCLKCL方程。方程。支路电流法支路电流法(3)(3)R1R2R3I1US2US1I2I3+-a ac cd db bKVLKVL 其次，应用基尔霍夫电压其次，应用基尔霍夫电压定律列出其余定律列出其余b-(n1)b-(n1)个个KVLKVL方程，通常可取单孔回路方程，通常可取单孔回路(或或称网孔称网孔)列出。在图中有两个列出。在图中有两个单孔回路。单孔回路。L1L233111IRIRUS33222IRIRUS对网孔对网孔L L1 1对网孔对网孔L L
30、2 2可见，网孔数恰好等于可见，网孔数恰好等于b-(n-1b-(n-1）=3-(2-13-(2-1）应用应用KVLKVL和和KCLKCL一共可列出一共可列出(n-1)+b-(n-1)(n-1)+b-(n-1)b b个独个独立方程，因此能解出立方程，因此能解出b b个支路电流。个支路电流。支路电流法支路电流法(4)(4)R1R2R3I1US2US1I2I3+-a ac cd db bL1L233111IRIRUS33222IRIRUS联立方程可求解出支路电流联立方程可求解出支路电流0321 III323121231321)(RRRRRRURURRISS 323121132312)(RRRRRRU
31、RURRISS 32312121123RRRRRRURURISS 支路电流法支路电流法(5)(5)n设电路具有设电路具有N N个节点、个节点、B B条支路：条支路：n1.1.列电路的节点列电路的节点KCLKCL（N-1N-1个方程）：个方程）：2.2.在电路中找出在电路中找出B-N+1B-N+1个独立回路列个独立回路列KVLKVL方程方程01,2,1knnInN节点01,2,1klblblblllUR IUlBN回路回路理想电流源的理想电流源的串并联串并联IS1IS2USISUS21SSSIIIIS1IS2USISUS21SSSIII 若干个理想电流源并联若干个理想电流源并联,等效为一个理想电
32、流等效为一个理想电流源源,其电流的数值为各并联电流源数值的叠加。其电流的数值为各并联电流源数值的叠加。叠加方式与参考叠加方式与参考方向有关方向有关叠加方式与参考叠加方式与参考方向有关方向有关理想电流源的理想电流源的串并联串并联ISUSIS1USIS2IS1USIS2IS1USIS221SSSIII 21SSII 21SSII 电源损坏电源损坏!相当于一个电源的作用相当于一个电源的作用理想电压源的理想电压源的串并联串并联21SSSUUU+-U US1S1U US2S2U US S+-U US S+-+-U US1S1U US2S2U US S+-U US S+-21SSSUUU 若干个电压源串联
33、若干个电压源串联,等效为一个电压源等效为一个电压源,等效等效电压源的数值为各串联电压源数值的叠加。电压源的数值为各串联电压源数值的叠加。叠加方式与参考叠加方式与参考方向有关方向有关叠加方式与参考叠加方式与参考方向有关方向有关理想电压源的理想电压源的串并联串并联US1+-US2+-US2+-US1-+US+-21SSSUUU 21SSUU 21SSUU 电源损坏电源损坏!相当于一个电源的作用相当于一个电源的作用-+U US SR Ra ab b+-U US Sa ab b 任何元件与理想任何元件与理想电压源并联，对外电压源并联，对外部电路而言，只相部电路而言，只相当于该理想电压源当于该理想电压源
34、独立作用的情况。独立作用的情况。-+I IS S-U US Sa ab bSabUU 特点特点I IS SR Ra ab bI I+I IS S-U US Sa ab bI II IS SI Ia ab b特点特点 任何元件与理想电任何元件与理想电流源串联，对外部电流源串联，对外部电路而言，只相当于该路而言，只相当于该理想电流源独立作用理想电流源独立作用的情况。的情况。SII RIa USU0R b实际电源实际电源RIa UbRIa USI0Rb0IRUUS0RUIIS0RUISS 0RIUSS 00RR RUIRURUISS 0000IRUIRRIUSS 0RUISS0RIUSS00RR 0
35、IRUUS0RUIISRIa USU0R bRIa USI0Rb注意：电流源和电压源参考方向之间的关系注意：电流源和电压源参考方向之间的关系54440.5 A421.50.5I5423VBUI51.50.75VDUI540.55VADUIU+-0.5424V4V+-4V1.54VI5I5+-BADC BADC1A6V2A2A11421.5I5ACB1D2A16A44V21.5I5R1IS1I2I5E1E2I4R2R5R4BI1I3R1AC15V65V515105R310R5IS2)(11111REIIESS)(52222REIIESSBAI2R2R3R1IS1R5IS2R4C13R45R5.2
36、/31313113RRRRRRR6/54545445RRRRRRRI2I5E1E2I4R2R5R4BI1I3R1AC15V65V515105R310I2E12E22R2R45BR13AC10?24512IEEI2BAR2R13IS1IS2R45C当电压源与电流源进行等效变换时，其内当电压源与电流源进行等效变换时，其内阻是不变的（内阻相等）。所以，在所带阻是不变的（内阻相等）。所以，在所带负载相同时电源内部的功率损耗是不相同负载相同时电源内部的功率损耗是不相同的。的。当电压源与电流源进行等效变换时，其内当电压源与电流源进行等效变换时，其内阻是不变的（内阻相等）。而理想电压源阻是不变的（内阻相等）
37、。而理想电压源的内阻为零，理想电流源的内阻为无穷大，的内阻为零，理想电流源的内阻为无穷大，二者不相等，所以，故不能进行等效变换。二者不相等，所以，故不能进行等效变换。n有一直流发电机，有一直流发电机，E E=230V=230V，R R11，当负载，当负载电阻电阻R RL L2222时，用电源的两种电路模型分别时，用电源的两种电路模型分别求电压求电压U U和电流和电流I I，井计算电源内部的功率损耗，井计算电源内部的功率损耗和内阻压降。和内阻压降。RIa USU0R bRIa USI0RbVAIRUAVRRUIS2202210101222300VAIRUAIRRRIS22022101012301
38、22100求：U、I 两种模型对外部电路（输出电压和输出两种模型对外部电路（输出电压和输出电流）是等效电流）是等效RIa USU0R bRIa USI0Rbn计算电源内部的功率损耗和内阻压降计算电源内部的功率损耗和内阻压降WARIPVAIR1001100101100200 WRRUPVURRU484001220)(2202020000 对于同一电源的这两种电路模型，对于同一电源的这两种电路模型，其内部是不等效的。其内部是不等效的。电压源和电流源的对照表电压源和电流源的对照表设：设：V Vb b=0 V=0 V 结点电压为结点电压为 U Uabab，参考，参考方向从方向从 a a 指向指向 b
39、b。+-Uab03211 RUIRURUUabSababSOSRU+-Uab可得可得03211 RUIRURUUabSababS32111111RRRIRUUSSab RIRUUSSab1已知已知:R:R1 1=12=12,R,R2 2=6=6,R R3 3=3=3,U,US1S1=42V,I=42V,IS S=7A.=7A.RIRUUSSab1 V18316112171242 A2 12184212421 abUIA3 618 6 2 abUIA6 31833 abUI（1 1）K K断开时断开时A+30V-30V2K4K1KK+10V解：（解：（1 1）K K断开时断开时VVA102141
40、230430 （2 2）K K闭合时闭合时V.VA43112141110230430 A1KK4K+-30V2K+-30V+-10V求下图中求下图中V VA A=?=?设：设：0BV则：则：SSSARRRIRUV1112111?211111RRIRUVSSA BR1I2I1US1IsR2ARS串联在恒流串联在恒流源中的电阻源中的电阻不起作用不起作用I1AR1R2+-+U1U2R3R4+-U4I2I3I4CR5IS1IS24321214422111111RRRRIIRURURUVSSA 叠加原理叠加原理(1)叠加原理叠加原理(2)叠加原理叠加原理(3)+3231211321)(RRRRRRURR
41、IS 323121132RRRRRRURIS 323121123RRRRRRURIS 323121231RRRRRRURIS 3231212312)(RRRRRRURRIS 323121213RRRRRRURIS 111III 222III 333III I I 1 1与与I I1 1参考方向相同，所以取正号参考方向相同，所以取正号I I”1 1与与I I1 1参考方向相反，所以取负号参考方向相反，所以取负号I I 2 2与与I I2 2参考方向相反，所以取负号参考方向相反，所以取负号I I”2 2与与I I2 2参考方向相同，所以取正号参考方向相同，所以取正号I I 3 3和和I I”3 3
42、都与都与I I3 3参考方向相同，所参考方向相同，所以都取正号以都取正号R1R2R3+-a ab bUS1US2=02I 1I3I R1R2R3I1US2I2I3+-a ab bUS1R1R2R3US2+-a ab bUS1=01I2I3I=叠加原理叠加原理(4)+111III 222III 333III R1R2R3+-a ab bUS1US2=02I 1I3I R1R2R3I1US2I2I3+-a ab bUS1R1R2R3US2+-a ab bUS1=01I2I3I=32312123132)(RRRRRRURURRSS 32312113231)(RRRRRRURURRSS 3231212
43、112RRRRRRURURSS 与支与支路电流法路电流法计算的结计算的结果相同果相同叠加原理叠加原理(5)AIRRRIS21433+=ISER4I+R1R2R3ISE=0R4+R1R2R3I I ER4+R1R2R3IS=0电压源单独激励，电压源单独激励，电流源单独激励，电流源单独激励，5181.33626IIIA总响应总响应ARREI65431 n例例:已已知知,E E=5V,=5V,I IS S=1A,=1A,R R1 1=4=4,R R2 2=20=20 ,R R3 3=3=3 ,R R4 4=3=3 .用叠加原理求电阻用叠加原理求电阻R R4 4中的电流。中的电流。叠加原理叠加原理(6
44、)戴维南定理戴维南定理(1)(1)具有两个出线端，其中包含有一个（或者多具有两个出线端，其中包含有一个（或者多个）独立电源的部分电路称为有源二端网络。个）独立电源的部分电路称为有源二端网络。用用N NA A表示，它可以是简单的或任意复杂的电表示，它可以是简单的或任意复杂的电路。路。RLIU00EISNA 如果二端网络中如果二端网络中不含独立电源，则不含独立电源，则称该二端网络为无称该二端网络为无源二端网络；在有源二端网络；在有源二端网络中令所源二端网络中令所有电源为零得到的有电源为零得到的无源网络称为该有无源网络称为该有源二端网络对应的源二端网络对应的无源二端网络，常无源二端网络，常用用N N
45、A0A0表示。表示。R0IU00EISNA0戴维南定理戴维南定理(2)(2)RLIU00EISNARLIU电源电源戴维南定理戴维南定理(3)(3)RIa USU0R b有源二有源二端网络端网络RIa UbRIa USI0Rb电电 源源RIa Ub戴维南定理戴维南定理(4)(4)RIa USU0R b有源二有源二端网络端网络RIa Ub戴维南定理戴维南定理(5)(5)RIa USU0R b有源二有源二端网络端网络RIa UbR0IU00 EISNA0I=0U0C=US00 EISNASLLURRRU 0LSRRUI 0戴维南定理戴维南定理(6)(6)戴维南定理戴维南定理(7)(7)A524420
46、402121.RREEI 戴维南定理戴维南定理(8)(8)戴维南定理戴维南定理(9)(9)A213230303 RREI戴维南定理戴维南定理(10)(10)E3R5-+IE1E2ISR1R2R3R4R6dabcE3R R5 5-+E1E2ISR R1 1R R2 2R R3 3R R4 4d da ab bc cUab0断开断开R6VUUUUUcbdcadabS8.80 1.1.断开断开R R6 6支路，求开路电压和等效电阻。支路，求开路电压和等效电阻。R5R1R2R3R4dabcR000 SIEall 6.10/345210RRRRRR2.2.画出戴维南等效电路，求画出戴维南等效电路，求R
47、R6 6支路的电流。支路的电流。+-USR0R6IbaARRUIS8.06.104.08.806戴维南定理戴维南定理(11)(11)特点：当控制的电压或电流消失或等特点：当控制的电压或电流消失或等于零时，受控电源的电压或电流也将等于零。于零时，受控电源的电压或电流也将等于零。n如果控制变量对受控电源输出端的控制为线如果控制变量对受控电源输出端的控制为线性性(比例比例),),这种受控电源称为线性受控电源。这种受控电源称为线性受控电源。本课程中，只讨论线性受控电源。因此，今后所本课程中，只讨论线性受控电源。因此，今后所说受控源均指线性受控电源。说受控源均指线性受控电源。在电路图中，为了和独立电源区
48、别，受控源用菱形在电路图中，为了和独立电源区别，受控源用菱形表示。图中表示。图中、和和g g都是常数。都是常数。01U1rI1I2U2I（CCVS）01U1I1I2U2I（CCCS）（VCVS）01I1U1U2U2I（VCCS）01I1gU1U2U2In受控电源在实际电路分析中的符号受控电源在实际电路分析中的符号01U1rI1I2U2I01U1I1I2U2I01I1U1U2U2I01I1gU1U2U2I1U 2U2I)(1rI1I2U2I)(1gU省去省去开路或短路的控制端开路或短路的控制端控制变量必须在电控制变量必须在电路其它位置标出！路其它位置标出！n含受控电源电路的分析与计算含受控电源电
49、路的分析与计算 例例1 1 求理想电流源的求理想电流源的端电压端电压U=U=？V201I46110IA10Un含受控电源电路的分析与计算含受控电源电路的分析与计算 例例1 1 求理想电流源求理想电流源的端电压的端电压U=U=？V201I46110IA10UV201I46110IUVIIIU12642066104111VUUU52 VIU6440241064)410(64641010)4/6(10 1 1I46 110IA10 Un含受控电源电路的分析与计算含受控电源电路的分析与计算 例例1 1 求理想电流源求理想电流源的端电压的端电压U=U=？V201I46110IA10U用戴维南定用戴维南定
50、理理V201I46110IocU1.1.求电路的开路电压求电路的开路电压VIIIUoc126420661041112.2.求电路的等效电阻；求电路的等效电阻；1I46110IabUabI 4.6)644(16610110abababababIIIIIIUR3.3.画出戴维南等效电路，求出待画出戴维南等效电路，求出待求电流或电压。求电流或电压。U0RocUA10VURUoc52100 n含受控电源电路的分析与计算含受控电源电路的分析与计算 例例2 2 求出如图电路的戴求出如图电路的戴维南等效电路。维南等效电路。VIUab35.04 2V41aI5.0bI2abU1I5.0IabIababU0R
