电路与电工技术全书课件完整版ppt全套教学教程最全电子教案电子讲义（最新）

1、电路与电工技术 1 第第1章电路的基本概念和基本定律章电路的基本概念和基本定律 1.1电路及电路模型 1.2电路的基本物理量 1.3电路的三种状态和电气设备的额定值 1.4电路基本元件及其伏安关系 电路与电工技术 2 第第1章电路的基本概念和基本定律章电路的基本概念和基本定律 学习目的： 1. 了解电路组成、电路的三种基本状态和各基本物理量及其方向。 2. 理解电流、电流强度、电位、电压、电阻、电动势、端电压的 概念及相互之间的关系，掌握电路中各点电位及任意两点间电压 的计算方法。 3. 掌握各种电路的欧姆定律、电源的外特性。 4. 理解电能和电功率的概念，了解电流的热效应。 学习重点：电路的

2、组成，电路中各基本物理量的概念，电路的三 种基本状态，电路欧姆定律。 学习难点：电路基本物理量的实际方向与参考方向的区别与联系。 电路与电工技术 1)1)电路的组成电路的组成 电路：电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完 成能量的传输、转换或信息的处理、传递。成能量的传输、转换或信息的处理、传递。 组成：组成：电源、负载和中间环节。电源、负载和中间环节。 1.1 1.1 电路及电路模型电路及电路模型 220V220V 开关S S 镇流器L L 启辉器启辉器 日光灯管R R 日光灯实际电路日光灯实际电路 2)2)电路的作用电路的作用 1. 1. 实

3、现电能的传输、分配和转换。实现电能的传输、分配和转换。 2. 2. 完成信号的处理和传递。完成信号的处理和传递。 电路与电工技术 1.1.21.1.2电路模型电路模型 实际电路的实际电路的 分析方法分析方法 用仪器仪表对实际电路进行测量，把实用仪器仪表对实际电路进行测量，把实 际电路抽象为际电路抽象为电路模型电路模型，用电路理论进行，用电路理论进行 分析、计算。分析、计算。 1) 1) 理想电路元件理想电路元件 实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或 器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电 阻器

4、等，它们的电磁性质是很复杂的。阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。 电路与电工技术 例如：一个线圈在有电流通过时例如：一个线圈在有电流通过时 R R L L 消耗电消耗电能能 （电阻性）（电阻性） 产生产生磁场磁场 储存磁场能量储存磁场能量 （电感性）（电感性） 忽略忽略R R 为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下 常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质， 把它看成把它看成理想电路元件理想电路元件。 理想电路元件理想电路元件 L L i + + u u 将实际电路中的元件用将实际电路中的元件用理想电路

5、元件理想电路元件表示，称表示，称 为实际电路的为实际电路的电路模型电路模型。 电路与电工技术 220V220V 开关开关S S 镇流器镇流器L L 启辉器启辉器Q Q 日光灯管日光灯管R R 实际电路实际电路 s s R R L L u us s + - 电路模型电路模型 2 2）电路模型）电路模型 电路与电工技术 1 1）电流定义）电流定义 带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。单单 位时间内流过导体截面的电荷量定义为电流强度。位时间内流过导体截面的电荷量定义为电流强度。 dt dq i 2 2）电流的单位）电流的单位 A A（安培）

6、、（安培）、mA(mA(毫安）、毫安）、A A（微安）（微安） 1.21.2电路的基本物理量电路的基本物理量 1.2.11.2.1电流电流 3 3）电流的实际方向）电流的实际方向 正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。( (客观存在）客观存在） R R i i a ab b 电流的方向可用箭头表示电流的方向可用箭头表示, ,也可用字母也可用字母 顺序表示顺序表示( )( ) 电路与电工技术 1 1）电位）电位 定义：定义：电场力把单位正电荷从一点移到电场力把单位正电荷从一点移到参考点参考点所做所做 的功。的功。 单位：单位： V V（伏特）、（伏特）、kVkV（千伏）、（千伏）、mV(mV(毫伏

7、）毫伏） （电路中电位（电路中电位参考点：参考点：接地点，接地点，V Vo o= 0= 0） 1.2.21.2.2电压、电位、电动势及其参考方向电压、电位、电动势及其参考方向 2 2）电压）电压 电场力把单位正电荷电场力把单位正电荷 从一点移到另一点所从一点移到另一点所 做的功。做的功。 单位：单位： 定义：定义： V V（伏特）、（伏特）、kVkV（千伏）、（千伏）、mV(mV(毫伏）毫伏） 实际方向：实际方向： 由由高高电位端电位端指向低指向低电位端电位端 电路与电工技术 也可用字母顺序表示也可用字母顺序表示( )( )， R R u u a ab b 也可用也可用+ +，- - 号表示。

8、号表示。 电压的方向可用箭头表示电压的方向可用箭头表示, , + u u - 电路与电工技术 定义：定义： 电源力把单位正电荷从电源力把单位正电荷从 “-”-” 极极 板经电源内部移到板经电源内部移到 “+”+” 极板所极板所 做的功。做的功。 q A e d d 单位：单位： 3 3）电动势）电动势 V V（伏特）、（伏特）、kVkV（千伏）、（千伏）、mV(mV(毫伏）毫伏） 实际方向：实际方向： 由由低低电位端电位端指向高指向高电位端电位端 电动势的方向用电动势的方向用+ +，- - 号表示，号表示， R R + + I I E E U U + - 也可用箭头表示。也可用箭头表示。 U

9、= EU = E 电路与电工技术 在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、 的大小，还要确定这些量在电路中的实际方向。的大小，还要确定这些量在电路中的实际方向。 在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因 此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能事先确定。此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能事先确定。 为了解决以上的问题，在分析电路之前，为了解决以上的问题，在分析电路之前，首先假定首先假定 一个电压或电流方向（参考方向）。一个电压或电流方向（参考方向）。 在复杂电路分析中，必须列写电路方程，但

10、不知道电在复杂电路分析中，必须列写电路方程，但不知道电 压、电流、的方向就写不出电路方程。压、电流、的方向就写不出电路方程。 4 4）电流电压的参考方向）电流电压的参考方向 电路与电工技术 电流的实际方向：电流的实际方向： 正电荷运动的方向正电荷运动的方向( (客观存在）客观存在） 电流的参考方向：电流的参考方向：任意假定任意假定 实际方向（实际方向（2A2A） 参考方向参考方向 （参考方向参考方向与与实际方向实际方向相同）相同） 实际方向（实际方向（2A2A） 参考方向参考方向 （参考方向参考方向与与实际方向实际方向相反）相反） （1 1）电流的参考方向）电流的参考方向 电路与电工技术 （2

11、 2）电压的参考方向）电压的参考方向 电压实际方向：电压实际方向： 由由高高电位端电位端指向低指向低电位端电位端( (客观存在）客观存在） 电压的参考方向：电压的参考方向：任意假定任意假定 A A B B 如果如果A A、B B的实际电位为：的实际电位为： U U U = U = 4 V4 V A A B B U U U = - U = - 4 V4 V 电路与电工技术 电源两端的电压电源两端的电压 电动势正方向表示电位电动势正方向表示电位升升 电压正方向表示电位电压正方向表示电位降降 E E U U V5 BA VVU V5 E EU E E U U V5 AB VVU EU A A B B

12、 A A B B V5 E 结论：结论： 当当电压的参电压的参 考方向与电动势考方向与电动势 的参考方向相反的参考方向相反 时时 EU 当当电压的电压的 参考方向与电参考方向与电 动势的参考方动势的参考方 向相同时向相同时 EU 电路与电工技术 注意：注意： 1 1. i. i、u u、e e 的参考方向可任意假定。但的参考方向可任意假定。但一经选定一经选定，分析过，分析过 程中程中不应改变不应改变。 2. 2. 电路中标出的方向一律指参考方向。电路中标出的方向一律指参考方向。 3 3. . 同一元件的同一元件的 u u、 i i 同方向，称为同方向，称为关联参考方向关联参考方向。 I I R

13、 RU U + I I R RU U + 或或 I I R RU U + I I R RU U + 或或 关联关联参考方向参考方向 非关联非关联参考方向参考方向 电路与电工技术 功率功率是电场力在单位时间内所做的功。是电场力在单位时间内所做的功。 当电阻元件电流和电当电阻元件电流和电 压的参考方向关联情况下，电压的参考方向关联情况下，电 阻阻吸收的电功率吸收的电功率为：为： 1 1）功率的计算）功率的计算 I I R RU U + 关联参关联参 考方向考方向 UIP 电阻在电阻在t t 时间内消耗的电能：时间内消耗的电能： ptW 1kWh1kWh（1 1千瓦小时称为千瓦小时称为1 1度）度）

14、 1.2.31.2.3电功率和电能量电功率和电能量 电路与电工技术 若若 P P 0 0，电路实际，电路实际吸收吸收功率，元件功率，元件为负载为负载； 若若 P P 0 0 0 吸收吸收 P P 0 0 0 吸收能量吸收能量 P P 0 0 0 吸收能量吸收能量 P P 0 0 释放能量释放能量 即即 电路与电工技术 U U、I I 参考方向相同时，参考方向相同时， ( (关联参考方向）关联参考方向） U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时， ( (非关联参考方向）非关联参考方向） R R U U + + I I R R U U + + I I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负

15、号： 式前的正负号由式前的正负号由U U、I I 参考方向的关系确定；参考方向的关系确定； U U、I I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。 通常取通常取 U U、I I 参考方向相同。参考方向相同。 U U = = I RI R U U = = IRIR 1.5.11.5.1一段无源支路的欧姆定律一段无源支路的欧姆定律 1.51.5欧姆定律欧姆定律 电路与电工技术 电路端电压与电流的关系称为伏安特性。电路端电压与电流的关系称为伏安特性。 I I U U o o 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路遵循欧姆定律的电阻称

16、为线性电阻，它表示该段电路 电压与电流的比值为常数。单位为电压与电流的比值为常数。单位为 。 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性 线性电阻的概念：线性电阻的概念： 常数常数即：即： I U R 线性电阻的伏安特性是线性电阻的伏安特性是 一条过原点的直线。一条过原点的直线。 电路与电工技术 解：解：对图（对图（a a）有，）有， U U = = IRIR R R U U 6V6V + + I I 2A2A R R + + U U 6V6V I I 2A2A 例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R R。 （a a）（b b） 对图（对图（b b

17、）有，）有， U U = = IRIR 3 2 6 I U R 3 2 6 I U R 电路与电工技术 开关闭合开关闭合, ,接通电源与接通电源与 负载负载 负载端电压负载端电压U U = = IRIR 特征特征:I=U/R+R:I=U/R+RO O I I R Ro o R R + + - - E E U U + + - - I I 电流的大小由负载决定。电流的大小由负载决定。 在电源有内阻时，在电源有内阻时，I I U U 。 或或 U U = = E E IRIRo o 电源的外特性电源的外特性 E E U U I I 0 0 当当 R Ro oR R 时，则时，则U U E E ，表明

18、当，表明当 负载变化时，电源的端电压变化不大，负载变化时，电源的端电压变化不大， 即带负载能力强。即带负载能力强。 1.5.3 1.5.3 全电路欧姆定律全电路欧姆定律 电路与电工技术 37 第第2章章 直流电路的基本分析和计算直流电路的基本分析和计算 2.1 电阻的连接 2.2电压源与电流源及其等效变换 2.3基尔霍夫定律 2.4 电路中各点电位的计算 2.5 支路电流法 2.6节点电压法 2.7戴维南定理 2.8叠加定理 电路与电工技术 38 第第2章章 直流电路的基本分析和计算直流电路的基本分析和计算 学习目的： 1. 掌握基尔霍夫定律，它是分析电路最基本的定律；能运用支路 电流法分析电

19、路。 2. 能正确应用叠加定理和戴维南定理分析和计算两个网孔以上的 电路。 3. 建立电压源和电流源的概念，了解它们的特性及等效变换。 学习重点：基尔霍夫的两大定律，支路电流法、叠加定理和戴维 南定理；电压源和电流源的等效变换。 学习难点：基尔霍夫电压定律，支路电流法和戴维南定理；电压 源和电流源的等效变换。 电路与电工技术 1 1）串联定义）串联定义 将两个或两个以上的电阻首尾依次相接，使电流只有一条将两个或两个以上的电阻首尾依次相接，使电流只有一条 通路，这种连接方式称为串联。通路，这种连接方式称为串联。 R R1 1R R2 2R R3 3 U U= = I I ( (R R1 1 +

20、+ R R2 2 + + R R3 3) ) I I R R (= (= R R1 1 + + R R2 2 + + R R3 3) ) U U I I = = I IR R 2.1.1 2.1.1 电阻串联电路电阻串联电路 2.1 2.1 电阻的连接电阻的连接 电路与电工技术 2 2） 串联特点串联特点 I=II=I0 0 = I = I1 1 = I = I2 2 = I = I3 3 （2 2）串联电路）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和两端的总电压等于各部分电路电压之和 U= U 1+U2+U3U= U 1+U2+U3 （3 3）U=U=IRIR= U 1+U2+U3=IR1+

21、IR2+IR3= U 1+U2+U3=IR1+IR2+IR3 R R=R1+R2+R3=R1+R2+R3 串联电路串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和的总电阻等于各部分电路电阻之和 （1 1）串联电路）串联电路各处各处的电流相同的电流相同 0 01 12 23 3 电路与电工技术 （4 4）串联电路）串联电路具有分压作用具有分压作用 U R R U 2 2 U R R U 3 3 串联电路各电阻上的电压与电阻的阻值成正比，阻值越串联电路各电阻上的电压与电阻的阻值成正比，阻值越 大，所分得的电压也越大大，所分得的电压也越大 U R R U 1 1 电路与电工技术 例例: :有一个电流表有一个电

22、流表G G，内阻，内阻R Rg g=10=10，满偏电流，满偏电流I Ig g=3mA=3mA。要把。要把 它改装为量程为它改装为量程为0 03V3V的电压表，要串联多大的电阻？改装的电压表，要串联多大的电阻？改装 后的电压表内阻多大？后的电压表内阻多大？ I Ig g R Rg g R R V V U U 10001000 3 3 g I U R总 解：解： 990101000 g RRR 总 串联的电阻值串联的电阻值 电路与电工技术 2.1.2 2.1.2 电阻并联电路电阻并联电路 1 1）并联定义）并联定义 将两个或两个以上的电阻首、尾分别接在一起，使电流有多将两个或两个以上的电阻首、尾

23、分别接在一起，使电流有多 条通路，这种连接方式称为并联。条通路，这种连接方式称为并联。 R R1 1 R R2 2 R R3 3 U U I I1 1 I I2 2 I I3 3 I I U U I I= = = = I I1 1 + + I I2 2 + + I I3 3 U U R R 321 1111 RRRR 电路与电工技术 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 U U 2 2） 并联特点并联特点 （1 1）各并联电阻两端的电压相等）各并联电阻两端的电压相等 （2 2）并联电路等于各电阻中电流之和）并联电路等于各电阻中电流之和 I=II=I1 1+I+I2 2+I+I

24、3 3 （3 3）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之 和和 321 1111 RRRR 当只有两只电阻并联时当只有两只电阻并联时，其总阻值为其总阻值为 21 21 RR RR R 电路与电工技术 3 3）并联电路具有分流作用）并联电路具有分流作用 并联电路中流过电阻的电流与电阻的阻值成反比，阻值越小，并联电路中流过电阻的电流与电阻的阻值成反比，阻值越小， 流过的电流越大；阻值越大，流过的电流越小。当有两个电阻流过的电流越大；阻值越大，流过的电流越小。当有两个电阻 并联时，其分流公式为并联时，其分流公式为 I R R I 1 1 I R R I

25、 2 2 利用并联电阻的分流原理，利用并联电阻的分流原理， 可以制成多量程的电流表可以制成多量程的电流表 U U I I R Rg g I Ig g I IR R R R 电路与电工技术 4 4）各并联电阻上所消耗的功率与电阻的阻值成反比）各并联电阻上所消耗的功率与电阻的阻值成反比 并联电路中电阻的阻值越小，消耗的功率越大；阻值越大，消并联电路中电阻的阻值越小，消耗的功率越大；阻值越大，消 耗的功率越小。总功率等于各并联电阻功率之和，其数学表达耗的功率越小。总功率等于各并联电阻功率之和，其数学表达 式为式为 P P = = P P1 1 + + P P2 2 + + P P3 3 电路与电工技

26、术 2.1.3 2.1.3 电阻混联电路电阻混联电路 1 1） 混联定义混联定义 在一个电路中，既有电阻串联又有电阻并联，称为混联电路。在一个电路中，既有电阻串联又有电阻并联，称为混联电路。 电路与电工技术 2 2、 计算方法计算方法 将电路中串联或并联的电阻按串联或并联的方法一步步进行将电路中串联或并联的电阻按串联或并联的方法一步步进行 化简，最后求出整个电路的等效电阻值。化简，最后求出整个电路的等效电阻值。 电路与电工技术 常用实际电源常用实际电源 干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电 源等。源等。 交流发电机、电力系统提供的正弦交流电源交流发电机、

27、电力系统提供的正弦交流电源 、交流稳压电源等。、交流稳压电源等。 直流电源：直流电源： 交流电源交流电源: : 一个实际电源可以用一个实际电源可以用两种模型两种模型来表示。用电压来表示。用电压 的形式表示称为的形式表示称为电压源电压源，用电流的形式表示称为，用电流的形式表示称为电流源。电流源。 2.22.2电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换 电路与电工技术 电源的输出电压与外界电路无关电源的输出电压与外界电路无关, ,即电压源输出电压即电压源输出电压 的大小和方向与流经它的电流无关的大小和方向与流经它的电流无关, ,也就是说无论接什么也就是说无论接什么 样的外电路样的外电路,

28、 ,输出电压总保持为某一给定值或某一给定的输出电压总保持为某一给定值或某一给定的 时间常数。时间常数。 2.2.12.2.1理想电压源理想电压源 理想电压源理想电压源( (交流交流) ) （1 1）电路符号）电路符号 u us + - U Us + - 理想电压源理想电压源( (直流直流) ) U Us + - 或或 电路与电工技术 u u 0 0 i i 特点：特点：电流及电源的功率由外电路确定，输出电电流及电源的功率由外电路确定，输出电 压不压不 随外电路变化。随外电路变化。 U Us （2 2）伏安特性）伏安特性 U Us + - I I R U U 理想电理想电 压源伏压源伏 安特性安

29、特性 2.2.2 2.2.2 实际电压源实际电压源 理想电压源理想电压源是不存在的是不存在的, ,电源在对外提供功率时电源在对外提供功率时, ,不可不可 避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在内阻避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在内阻, ,带载后带载后 , ,端电压下降。端电压下降。 电路与电工技术 实际电压源实际电压源( (交流交流) ) （1 1）电路符号）电路符号 实际电压源实际电压源( (直流直流) ) 或或 u us + - R RO O R RO O U Us + - U Us + - R RO O 特点：特点：输出电压随外电路变化。输出电压随外电路变化。 （2 2）伏安特性）

30、伏安特性 I I R U U u u 0 0 i i U Us 理想电理想电 压源伏压源伏 安特性安特性 U U = = U US S R R0 0 I I U Us + - R RO O 实际电压源实际电压源 伏安特性伏安特性 U U0 0 = = U US S 电路与电工技术 实际电压源与理想电压源的本质区别在于其内阻实际电压源与理想电压源的本质区别在于其内阻R RO O。 注意注意 时，实际电压源就成为理想电压源。时，实际电压源就成为理想电压源。当当 U Us + - R RO O 实际电压源实际电压源 U Us + - 理想电压源理想电压源 实际工程中，当负实际工程中，当负 载电阻远远

31、大于电载电阻远远大于电 源内阻时，实际电源内阻时，实际电 源可用理想电压源源可用理想电压源 表示。表示。 I I R U U U Us + - R RO O U Us + - I I R U U 近似 电路与电工技术 电源的输出电流与外界电路无关电源的输出电流与外界电路无关, ,即电源输出电流的即电源输出电流的 大小和方向与它两端的电压无关大小和方向与它两端的电压无关, ,也就是说无论接什么样也就是说无论接什么样 的外电路的外电路, ,输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时 间常数。间常数。 1 1） 理想电流源理想电流源 2.2.32.2.3电流源电

32、流源 理想电流源理想电流源( (交流交流) ) （1 1）电路符号）电路符号 理想电流源理想电流源( (直流直流) ) u u + - i i s s + - U U I I s s 电路与电工技术 u u 0 0 i i 特点：特点：电源的端电压及电源的功率由外电路确定，电源的端电压及电源的功率由外电路确定， 输输 出电流不随外电路变化。出电流不随外电路变化。 （2 2）伏安特性）伏安特性 I I R 理想电理想电 流源伏流源伏 安特性安特性 2.2.42.2.4实际电流源实际电流源 理想电流源理想电流源是不存在的是不存在的, ,电源在对外提供功率时电源在对外提供功率时, ,不可不可 避免的

33、存在内部功率损耗。即实际电源存在内阻避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在内阻, ,带载后带载后 , ,输出电流下降。输出电流下降。 + - U U I I s s I I s s 电路与电工技术 u u 0 0 i i 理想电理想电 流源伏流源伏 安特性安特性 I I s s 实际电流源实际电流源( (交流交流) ) （1 1）电路符号）电路符号 实际电流源实际电流源( (直流直流) ) 特点：特点：输出电流随外电路变化。输出电流随外电路变化。 （2 2）伏安特性）伏安特性 实际电实际电 流源伏流源伏 安特性安特性 R RO O i i s s u u + - R RO O I I s s

34、U U + - I I R + - U U I I s s R RO O I IO O 电路与电工技术 实际电流源与理想电流源的本质区别在于其内阻实际电流源与理想电流源的本质区别在于其内阻R RO O。 注意注意 时，实际电流源就成为理想电流源。时，实际电流源就成为理想电流源。当当 实际电流源实际电流源 理想电流源理想电流源 实际工程中，当负载电阻远远小于电源内阻实际工程中，当负载电阻远远小于电源内阻 时，实际电源可用理想电流源表示。时，实际电源可用理想电流源表示。 近似 R RO O I I s s U U + - I I R + - U U I I s s R RO O I IO O I

35、I R + - U U I I s s + - U U I I s s 电路与电工技术 2.2.52.2.5电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换 对外电路对外电路 而言而言，如果，如果 将同一负载将同一负载R R 分别接在两分别接在两 个电源上，个电源上，R R 上得到相同上得到相同 的电流、电的电流、电 压，则两个压，则两个 电源对电源对R R而言而言 是是等效等效的。的。 I R U Us + - RO Us + - RO OSS RIU OSS / RUI Is RO I R + - U Is RO IO 电路与电工技术 支路：支路： 电路中流过同一电流的电路中流过同一电流的

36、 几个元件互相连接起来几个元件互相连接起来 的分支称为一条支路。的分支称为一条支路。 结点：结点： 三条或三条以上支路的三条或三条以上支路的 连接点叫做结点。连接点叫做结点。 回路：回路： 由支路组成的闭合路径由支路组成的闭合路径 称为回路。称为回路。 网孔：网孔： 将电路画在平面图上，内部不将电路画在平面图上，内部不 含支路的回路称为网孔。含支路的回路称为网孔。 本图中有本图中有? ?条支路条支路 本图中有本图中有3 3条支路条支路 本图中有本图中有? ?个结点个结点本图中有本图中有2 2个结点个结点本图中有本图中有? ?个回路个回路本图中有本图中有3 3个回路个回路 本图中有本图中有? ?

37、个网孔个网孔本图中有本图中有2 2个网孔个网孔 支路、结点、回路支路、结点、回路 U Us1 + - R R1 1 U Us2 + - R R2 2 I I s s 2.32.3基尔霍夫定律基尔霍夫定律 电路与电工技术 在任一时刻，流出任一结点的支路电流之和等在任一时刻，流出任一结点的支路电流之和等 于流入该结点的支路电流之和。于流入该结点的支路电流之和。 若规定流入结点的电流为正，若规定流入结点的电流为正， 流出的电流为负，则流出的电流为负，则: : 2.3.12.3.1基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCLKCL） ( ( Kirchhoffs Current LawKirchhoff

38、s Current Law ) ) 在任一时刻，流出一封闭面在任一时刻，流出一封闭面 的电流之和等于流入该封闭的电流之和等于流入该封闭 面的电流之和。面的电流之和。 KCLKCL推广应用推广应用 把以上三式相加得：把以上三式相加得： 封闭面封闭面 电路与电工技术 例例1 1 对节点对节点列方程列方程 i i1 1 + + i i3 3 - - i i4 4 =0 =0 对节点对节点 列方程列方程 i i2 2 + +i i4 4 + + i is s =0 =0 对节点对节点列方程列方程 -i-i1 1 - -i i2 2 - - i i3 3- - i is s =0 =0 对封闭面对封闭面

39、列方程列方程 i i1 1 + + i i2 2 + + i i3 3+ + i is s =0 =0 U Us1 + - R R1 1 U Us2 + - R R2 2 i i s s U Us3 + - R R3 3 R R4 4 i i1 1 i i2 2 i i3 3 i i4 4 电路与电工技术 选定回路的绕行方选定回路的绕行方 向，电压参考方向向，电压参考方向 与回路绕行方向一与回路绕行方向一 致时为正，相反时致时为正，相反时 为负。为负。 2.3.22.3.2基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVLKVL） ( ( Kirchhoffs Voltage LawKirchhoff

40、s Voltage Law ) ) 在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中 各段电压的代数和恒等于零。各段电压的代数和恒等于零。 - -U U3 3 U U4 4 + + U U1 1- -U U2 2 =0 =0 U U1 1 U U2 2 U U3 3 U U4 4 U U1 1 - -U U3 3 - -U U2 2+ + U U4 4 =0 =0 U Us1 U Us2 + - R R2 2 + - R R1 1 U U2 2 I U U1 1 U U4 4 U U3 3 0 S11S22 UIRUIR 电路与电工技术 可将该电路假想为一个回路列可

41、将该电路假想为一个回路列KVLKVL方程：方程： u u= = u us s+ +u u1 1 电路中任意两点电路中任意两点 间的电压等于这两点间的电压等于这两点 间沿任意路径各段电间沿任意路径各段电 压的代数和。压的代数和。 KVLKVL推广应用推广应用 + + - - u u + + - - u us + - R RO Ou u1 根据根据 U U = 0 = 0 U UAB AB= = U UA A U UB B U UA A U UB B U UAB AB=0 =0 A A B BC C U UA A + + _ _U UAB AB + + _ _ U UB B + + _ _ 电路与

42、电工技术 例例 对回路对回路列方程列方程 0 S311S133 URIURI 对回路对回路列方程列方程 0 S1122S242 UIRRIURI U Us1 + - R R1 1 U Us2 + - R R2 2 U Us3 + - R R3 3 R R4 4 I I1 1 I I2 2 I I3 3 电路与电工技术 以支路电流为待求量，应用以支路电流为待求量，应用KCLKCL、KVLKVL列写电路方列写电路方 程组，求解各支路电流的方法称为程组，求解各支路电流的方法称为支路电流法。支路电流法。 支路电流法是计算复杂电路最基本的方法。需 要的方程个数与电路的支路数相等。 U Us1 + - R

43、 R1 1 U Us2 + - R R2 2 U Us3 + - R R3 3 I I1 1 I I2 2 I I3 3 电路支路数电路支路数b b 结点数结点数n n 2.52.5支路电流法支路电流法 电路与电工技术 U Us1 + - R R1 1 U Us2 + - R R2 2 U Us3 + - R R3 3 1)1)支路电流法的解题步骤支路电流法的解题步骤 I I1 1 I I2 2 I I3 3 (1)(1)假定各支路电流假定各支路电流 的参考方向；的参考方向； (2) (2)应用应用KCLKCL对结点列对结点列 方程方程 结点结点 对于有对于有n n个结点的电路，只能列出个结点

44、的电路，只能列出 ( (n n1)1)个独立的个独立的KCLKCL方程式。方程式。 (3)(3)应用应用KVLKVL列写列写 b b ( (n n1)1)个方程（一般选网孔）；个方程（一般选网孔）； (4)(4)联立求解得各支路电流。联立求解得各支路电流。 电路与电工技术 如图电路，如图电路， R R3 3 U Us2 + - R R2 2 U Us1 + - R R1 1 I I3 3 I I2 2 I I1 1 用支路电流法求各支路电流。用支路电流法求各支路电流。 解：解： I I1 1+ +I I2 2+ +I I3 3=0=0 -2-2I I1 1+8+8I I3 3=-14=-14

45、3 3I I2 2-8-8I I3 3=2=2 I I1 1=3A=3A 解得解得: : I I2 2=-2A=-2A I I3 3=-1A=-1A 想一想：如想一想：如 何校对计算何校对计算 结果？结果？ 电路与电工技术 对于对于b b条支路、条支路、n n个结点的电路，用支路电流法需个结点的电路，用支路电流法需 要列写要列写b b 个方程个方程，由于方程维数较高，所以求解不便。，由于方程维数较高，所以求解不便。 结点分析法：结点分析法：以结点电压为待求量列写方程。以结点电压为待求量列写方程。 2.62.6节点电压法节点电压法 电路与电工技术 1)1)结点电压方程结点电压方程 R R1 1

46、U Us2 + - R R2 2 R R3 3 I I1 1 I I2 2 I I s s R R4 4 I I3 3 I I4 4 0 0 结点数结点数 n n = 3 = 3 (1)(1)首先选参考节点（首先选参考节点（0 0电位点）电位点） 设：设：各独立结点电压为各独立结点电压为 选选 为参考节点为参考节点0 0 (2)(2)对每个独立节点对每个独立节点 列列KCLKCL方程：方程： （方向指向参考结点）（方向指向参考结点） 0 S43 III 0 421 III 电路与电工技术 R R1 1 U Us2 + - R R2 2 R R3 3 I I1 1 I I2 2 I I s s

47、R R4 4 I I3 3 I I4 4 0 0 (3) (3) 各支路电流用相关的结点电压表示：各支路电流用相关的结点电压表示： 1 2 1 R U I n 3 1 3 R U I n 2 2s2 2 R UU I n 4 12 4 R UU I nn 代入节点的代入节点的KCLKCL方程：方程： 整理得：整理得： S2 4 1 43 1 ) 11 (IU R U RR nn 2 2S 1 4 2 241 1 ) 111 ( R U U R U RRR nn S24143 )(IUGUGG nn 22S142241 )(GUUGUGGG nn 电路与电工技术 S24143 )(IUGUGG

48、nn 22S142241 )(GUUGUGGG nn 式中式中G G为各支路为各支路 的电导。的电导。 自电导自电导 总为正总为正 互电导互电导 总为负总为负 电流源电流指电流源电流指 向该结点为正，向该结点为正， 流，背离为负流，背离为负 R R1 1 U Us2 + - R R2 2 R R3 3 I I1 1 I I2 2 I I s s R R4 4 I I3 3 I I4 4 0 0 电路与电工技术 2)2)结点电压法解题步骤结点电压法解题步骤 (4) (4) 用结点电压求解支路电流。用结点电压求解支路电流。 (1) (1) 选定参考结点并标出结点序号，将独立结点设为选定参考结点并标

49、出结点序号，将独立结点设为 未知量，其参考方向由独立结点指向参考结点。未知量，其参考方向由独立结点指向参考结点。 (2) (2) 列写结点电压方程列写结点电压方程（自电导总为正，互电导总为（自电导总为正，互电导总为 负，电流源电流指向该结点为正，背离为负）。负，电流源电流指向该结点为正，背离为负）。 (3) (3) 求解各结点电压求解各结点电压 电路与电工技术 N N 有源有源二端网络二端网络 对外引出两个端钮的网对外引出两个端钮的网 络，称为络，称为二端网络二端网络。 无源无源二端网络二端网络 R R ? ? 二端网络二端网络 二端网络二端网络 + + 2.72.7戴维南定理戴维南定理 电路

50、与电工技术 定理定理： 任一线性含源的二端网络任一线性含源的二端网络 N N，对外而言，可以等效，对外而言，可以等效 为一理想电压源与电阻串联的电压源支路。为一理想电压源与电阻串联的电压源支路。 理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压，其串联理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压，其串联 电阻（内阻）等于原二端网络化成无源电阻（内阻）等于原二端网络化成无源（电压源短路，电流（电压源短路，电流 源开路）源开路）后，从端口看进去的等效电阻。后，从端口看进去的等效电阻。 即：即： N N + + U Uoc oc N N I I = 0= 0 + + U Uoc oc + + U U R Ri

51、i I I + + U U N No o R Ri i I I 开路开路 电压电压 电压源短电压源短 路，电流路，电流 源开路。源开路。 1)1)戴维宁定理的内容戴维宁定理的内容 电路与电工技术 (1) (1) U U oc oc的求法 的求法 测量测量: :将将abab端端开路开路，测量测量开路处的电压开路处的电压U U oc oc 计算计算: : 去掉外电路去掉外电路，abab端端开路开路，计算计算开路电压开路电压U U oc oc (2)(2)R Ro o的求法的求法 利用串、并联关系直接计算。利用串、并联关系直接计算。 用伏安法计算或测量。用伏安法计算或测量。 2)2)戴维宁定理应用戴

52、维宁定理应用 用万用表测量。用万用表测量。 去掉电源去掉电源（电压源短路，电流源开路）（电压源短路，电流源开路），求，求R Ri i 电路与电工技术 + + 2V2V R R + + 8V8V 2 2 4 4 2A2A I I a ab b R Ri i 3 3、将待求支路接、将待求支路接 入入 等效电路等效电路 2 i R 2 2、求等效电阻、求等效电阻 V 102822 abooc UU 1 1、求开路电压、求开路电压 1.1.求求 R R 分别为分别为3 3 、8 8 、18 18 时时R R支路的电流。支路的电流。 解解 + + 2V2V R R + + 8V8V 2 2 4 4 2A

53、2A I I a ab b a ab b I I R R + +10V10V - - 2 2 + + 2V2V R R + + 8V8V 2 2 4 4 2A2A I I a ab b R R = 3 = 3 A2 23 10 I R R = 8= 8 A1 28 10 I R R = 18 = 18 A5 . 0 218 10 I 总结：解题步骤：总结：解题步骤： 1. 1. 断开待求支路断开待求支路 2. 2. 计算开路电压计算开路电压U U oc oc 3. 3. 计算等效电阻计算等效电阻R Ri i 4. 4. 接入待求支路求解接入待求支路求解 电路与电工技术 例例2 2求求 R R

54、为何值为何值时，电阻时，电阻R R从电路中吸取的功率最大？该最从电路中吸取的功率最大？该最 大功率是多少？大功率是多少？ 解：解： 开路电压开路电压 + + 6V6V 1 1 a a b b 1 1 0.50.5 R R + + 6V6V 1 1 a a b b 1 1 0.50.5 R R 入端电阻入端电阻 a a b b R R 3V3V + + I I 当当R R 等于电源内阻等于电源内阻时，时， R R 获得最大功率。获得最大功率。 R R 吸收的功率：吸收的功率： 电路与电工技术 3)3)戴维宁原理小结戴维宁原理小结 N N + + U Uoc oc + + U U R Ri i I

55、 I + + U U I I 解题步骤：解题步骤： (1) (1) 断开待求支路断开待求支路 (2) (2) 计算开路电压计算开路电压U U oc oc (3) (3) 计算等效电阻计算等效电阻R Ri i (4) (4) 接入待求支路求解接入待求支路求解 1.1.求等效电阻时，原二端求等效电阻时，原二端 网络化成无源网络网络化成无源网络（电压（电压 源短路，电流源开路）。源短路，电流源开路）。 注意注意 2.2.求开路电压时求开路电压时, ,注意电注意电 压的方向。压的方向。 电路与电工技术 2.82.8叠加定理叠加定理 在在线性线性电路中，如果有多个电源共同作用，任何一支电路中，如果有多个

56、电源共同作用，任何一支 路的路的电压（电流）电压（电流） 等于每个电源单独作用，等于每个电源单独作用， 在该支路上在该支路上 所产生的电压（电流）的代数和。所产生的电压（电流）的代数和。 U Us1 R R1 1 R R2 2 + - I Is s I I U Us1 R R1 1 R R2 2 + - I Is s + - U Us1 R R1 1 R R2 2 I Is s I Is s 当电压源不作用时应视当电压源不作用时应视 其短路，而电流源不作用时则应其短路，而电流源不作用时则应 视其开路。视其开路。 计算功率时计算功率时不能应用不能应用 叠加的方法。叠加的方法。 电路与电工技术 U

57、 Us1 R R1 1 R R2 2 + - R R3 3 + - U Us2 例例1 1如图电路，如图电路， 用叠加原理计算电流用叠加原理计算电流I I及及R R3 3 消耗的功率。消耗的功率。 解：解： U Us1 R R1 1 R R2 2 + - I I R R3 3 + - U Us2 U Us1 R R1 1 R R2 2 + - R R3 3 + - U Us2 I I s s I I s s 电路与电工技术 例例2 2如图电路，用叠加原理计算电流如图电路，用叠加原理计算电流I I。 解：解： 4 4 4 4 6 6 2 2 I I 10A10A 8V8V 4 4 4 4 6 6

58、 2 2 8V8V I I s s 4 4 4 4 6 6 2 2 10A10A 电路与电工技术 (1) (1) 该定理只用于该定理只用于线性线性电路。电路。 (2) (2)功率功率不可叠加。不可叠加。 (3) (3) 不作用电源不作用电源的处理方法的处理方法: : 电压源电压源短路短路（U Us s=0 =0 ） 电流源电流源开路开路（ I Is s=0 =0 ） (4) (4) 叠加时，应注意电源单独作用时电路各处电压、叠加时，应注意电源单独作用时电路各处电压、 电流的电流的参考方向参考方向与各电源共同作用时的参考方向与各电源共同作用时的参考方向是否是否 一致一致。 叠加定理应用过程中注意

59、问题叠加定理应用过程中注意问题 电路与电工技术 83 第第3章章 正弦交流电路正弦交流电路 3.1 正弦电压和电流的基本概念 3.2 正弦量的表示法 3.3 单一参数的交流电路 3.4 R、L、C串联交流电路 3.5 串联谐振 电路与电工技术 84 第第3章章 正弦交流电路正弦交流电路 3.6 复阻抗的串联、并联和混联 3.7提高功率因数的意义 3.8 三相交流电源 3.9 三相负载及其连接 3.10 三相电路功率 电路与电工技术 85 学习目的： 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 理解正弦交流电的相量表示法，会画相量图； 3. 掌握不同元件的正弦交流电路中电流、电压的关系； 第

60、第3章章 正弦交流电路正弦交流电路 电路与电工技术 86 学习目的： 4. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率和视 在功率的概念； 5. 了解提高功率因数的意义和方法。 学习重点：正弦量的三要素，正弦量的相量表示法，R、L、C串 联交流电路。 学习难点：三相电路的分析。 第第3章章 正弦交流电路正弦交流电路 电路与电工技术 随时间按正弦规律变化的交流电压、电流称为随时间按正弦规律变化的交流电压、电流称为正弦电正弦电 压、电流。压、电流。 正弦量：正弦量：正弦电压、电流等物理量统称为正弦量。正弦电压、电流等物理量统称为正弦量。 R Ri i a ab b )sin( mi tI