第1章 直流电路

1、第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1电路的作用和组成电路的作用和组成1.2电路的电路的基本物理量基本物理量1.3电路的电路的状态状态1.4电路中的参考方向电路中的参考方向1.5理想电路元件理想电路元件1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.7支路电流法支路电流法1.8叠加原理叠加原理1.9等效电源定理等效电源定理教学基本要求教学基本要求分析与思考题分析与思考题练习题练习题第第1章章 直直 流流 电电 路路返回主页返回主页第第 1 章章 直直 流流 电电 路路2 电路就是电流流通的路径。电路就是电流流通的路径。 是由某些元、器件为完成一定功能、按一定是由某些元、器件为完成一定功能、按一定 方式

2、组合后的总称。方式组合后的总称。S E第第 1 章章 直直 流流 电电 路路放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒发机发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炉电炉.输电线输电线返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节E电源：电源：E将非电形态的能量转化为将非电形态的能量转化为电能的供电设备。电能的供电设备。负载：负载：将电能转化为非电形态的将电能转化为非电形态的能量的用电设备。能量的用电设备。连结导线：连结导线：沟通电路、输送电能。沟通电路、输送电能。图图 1.1.1 简单照

3、明电路简单照明电路电路的组成电路的组成第第 1 章章 直直 流流 电电 路路5 从电源来看，电源本身的电流通路称为从电源来看，电源本身的电流通路称为内电路内电路， 电源以外的电流通路称为电源以外的电流通路称为外电路外电路。 当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时，当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时， 这种电路称为这种电路称为直流电路直流电路。 当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交 流电流时，这种电路称为流电流时，这种电路称为交流电路交流电路。无源网络无源网络有源网络有源网络二端二端网络网络二端二端网络网络第第 1 章章 直直 流流 电电 路路

4、6I电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。电流的实际方向：规定为正电荷运动的方向。 EUS UL 直流电路中：直流电路中： I =Qti =dqdt（A） 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路7电场力将单位正电荷从电路电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点时所消的某一点移至参考点时所消耗的电能。耗的电能。参考点的电位为零。参考点的电位为零。I EUS UL 直流电路中电位用直流电路中电位用 V 表示，单位为伏表示，单位为伏特特（V）。）。参考点的选择：参考点的选择： 选大地为参考点：选大地为参考点： 选元件汇集的公共端或公共线为参考点：选元件汇集的公共端或公共线为参考点： 第第 1 章

5、章 直直 流流 电电 路路83. 电压电压电场力将单位正电荷从电路电场力将单位正电荷从电路的某一点移至另一点时所消的某一点移至另一点时所消耗的电能。耗的电能。电压就是电位差。电压就是电位差。直流电路中电压用直流电路中电压用 U 表示，单位为伏表示，单位为伏特特（V）。）。US 是电源两端的电压，是电源两端的电压， UL 是负载两端的电压。是负载两端的电压。电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电源负极电源中的局外力（非电场力）将单位正电荷从电源负极移至电源正极时所转换而来的电能称为电源的移至电源正极时所转换而来的电能称为电源的电动势电动势。电动势的实际方向：由低电位指向高电位。电动势的实际方

6、向：由低电位指向高电位。 符号：符号： E 或或 e，单位：，单位：V。I EUS UL 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路9定义：单位时间内所转换的电能。定义：单位时间内所转换的电能。 电源产生的功率：电源产生的功率： PE = E I符号：符号：P（直流电路）。（直流电路）。 单位：单位：W。电源输出的功率：电源输出的功率： PS = US I负载取用的功率：负载取用的功率： PL = UL I定义：在时间定义：在时间 t 内转换的电功率称为内转换的电功率称为电能：电能：W = P t 符号：符号：W（直流电路）。（直流电路）。单位：单位：J。单位转换：千瓦时（单位转换：千瓦时（kWh

7、） 1 千瓦时为千瓦时为 1 度电，度电，1 kWh3.6 106 J。I EUS UL 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路E1+_E2+_R1R2R3R1R2R3+E1-E2在电路中为方便起见，常用在电路中为方便起见，常用电位电位表示各表示各处电压。处电压。电动势的电位表示法电动势的电位表示法参考点参考点第第 1 章章 直直 流流 电电 路路电位的特点电位的特点：电位值是相对的，参考点电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；也将随之改变；电压的特点：电压的特点：电路中两点间的电压值是电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而

8、改固定的，不会因参考点的不同而改变。变。注意注意：电位和电压的区别。电位和电压的区别。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路（一）通路（一）通路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节EUSUL+_IS电路的状态电路的状态通路通路电源的状态电源的状态有载有载电源产生的电功率为电源产生的电功率为 EI电源输出的电功率为电源输出的电功率为 US I负载取用的电功率为负载取用的电功率为 UL I 电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能力，称

9、为电气设备的力，称为电气设备的额定值额定值。图图 1.2.1 通路通路1.3电路的状态电路的状态第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节 当某部分电路与电源当某部分电路与电源断开，该部分电路中没有断开，该部分电路中没有电流，亦无能量的输送和电流，亦无能量的输送和转换，这部分电路的状态转换，这部分电路的状态称为称为开路开路。S2S1I0有有源源电电路路U视电视电路而定路而定开路的特点开路的特点:图图 1.2.2 开路开路图图 1.2.3 开路的特点开路的特点（二）开路（二）开路第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上

10、一页下一节下一节上一节上一节 当某部分电路的两端用电阻当某部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线或开关连接可以忽略不计的导线或开关连接起来，使得该部分电路中的电流起来，使得该部分电路中的电流全部被导线或开关所旁路，这部全部被导线或开关所旁路，这部分电路的状态称为分电路的状态称为短路短路。I 视电路而定视电路而定有有源源电电路路U 0短路的特点短路的特点:S2S1电源短路图图 1.2.4 短路短路图图 1.2.5 短路的特点短路的特点（三）短路（三）短路第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节US+_ISR1R2I I 在复杂的直流电路中，电

11、压和在复杂的直流电路中，电压和电流的实际方向往往是无法预知的，电流的实际方向往往是无法预知的，且可能是待求的；而在交流电路中，且可能是待求的；而在交流电路中，电压和电流的实际方向是随时间不电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。这时只能给它们假定一断变化的。这时只能给它们假定一个方向作为电路分析和计算时的参个方向作为电路分析和计算时的参考，这些假定的方向称为考，这些假定的方向称为参考方向参考方向或正方向或正方向。EIUIU图图 1.4.1 关联参考方向关联参考方向1.4电路中的参考方向电路中的参考方向第第 1 章章 直直 流流 电电 路路实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流

12、(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。注意：注意： 在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 ( 或电压或电压 ) 值才有正负值才有正负之分。之分。 若若 I = 5A，则电流从则电流从 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a 。abRIabRU+若若 U = 5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 a 指向指向 b；若若 U= 5V，则电压的实际方向，则电压的实际方向从从 b 指向指向 a 。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一

13、页上一页下一节下一节上一节上一节 由实际电路元件组成的电路称为由实际电路元件组成的电路称为电路实体电路实体。 可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征其物理性质的其物理性质的理想电路元件理想电路元件代替。代替。 用理想电路元件组成的电路称为电路实体的用理想电路元件组成的电路称为电路实体的电电路模型路模型。1.5理想电路元件理想电路元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路本身功耗忽略不计，本身功耗忽略不计，只起产生电能的作用只起产生电能的作用返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节（一）理想有源元件（一）理想有源元件第第 1 章章 直直

14、流流 电电 路路1.1.理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节一一、理想有源元件理想有源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1.理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节输出电压输出电压是由它本身确定是由它本身确定的的定值定值，与输出，与输出电流和外电路情电流和外电路情况无关。况无关。输出电流输出电流不是定值，与输不是定值，与输出电流和外电路出电流和外电路情况有关。情况有关。一、理想有源元件一、理想有源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路. .理想电流源（恒流源）理想

15、电流源（恒流源）返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节一、理想有源元件一、理想有源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路. .理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）输出电流输出电流是由它本身确定是由它本身确定的的定值定值，与输出，与输出电压和外电路情电压和外电路情况无关。况无关。输出电压输出电压不是定值，与输不是定值，与输出电压和外电路出电压和外电路情况有关。情况有关。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节一、理想有源元件一、理想有源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路23 当电压源和电流源电压和电流的实际方向如上图，当电压源和电流源电压和电流的

16、实际方向如上图， 它们输出（产生）电功率，起它们输出（产生）电功率，起电源电源作用。作用。 US I U IS U I US I U IS U I 当电压源和电流源电压和电流的实际方向如上图，当电压源和电流源电压和电流的实际方向如上图， 它们取用（消耗）电功率，起它们取用（消耗）电功率，起负载负载作用。作用。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1.理想电阻元件理想电阻元件返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节ABC定义定义物理量物理量关系关系实物

17、实物二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1.理想电阻元件理想电阻元件返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节ABC定义定义物理量物理量关系关系实物实物R电路中电能消耗的元件电路中电能消耗的元件其实际元件就是电阻器。其实际元件就是电阻器。实际应用中应注意标称实际应用中应注意标称值和实际值的区别。值和实际值的区别。 单一参数元件单一参数元件 线性元件线性元件图图 1.5.1 电阻电阻二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1.理想电阻元件理想电阻元件返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节ABC

18、定义定义物理量物理量关系关系实物实物RR = u/i在直流电路中，在直流电路中，R = U/IR 的单位为欧姆（的单位为欧姆（）uip = UI = U2/R = RI2图图 1.5.1 电阻电阻二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路1.1.理想电阻元件理想电阻元件返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节ABC定义定义物理量物理量关系关系实物实物二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路. .理想电容元件理想电容元件返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章

19、直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节3 3理想电感元件理想电感元件二、理想无源元件二、理想无源元件第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节实际电源的模型实际电源的模型第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 1.5.1 图示直流电路已知理想电压源的电压图示直流电路已知理想电压源的电压 US3 V，理想电流源的电流，理想电流源的电流 IS = 3 A，电阻，电阻 R = 1。求。求（1）理想电压源的电流和理想电流源的电压；（）理想电压源的电流和理想电流源的电压；（2）讨论电路的功率平衡关系。讨论电

20、路的功率平衡关系。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节第第 1 章章 直直 流流 电电 路路基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，又分为：基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，又分为：返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节24a25一、基尔霍夫电流定律（一、基尔霍夫电流定律（KCL）第第 1 章章 直直 流流 电电 路路基尔霍夫电流定律的推广应用基尔霍夫电流定律的推广应用返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节RCIC

21、RBIBIEBCEUCC可将可将KCL推广到推广到电路中任何一个电路中任何一个假定的闭合面。假定的闭合面。广义结点广义结点IC+ IBIE0图图 1.6.2 广义节点广义节点一、基尔霍夫电流定律（一、基尔霍夫电流定律（KCL）第第 1 章章 直直 流流 电电 路路例例 1.6.1 图示的部分电路中，已知图示的部分电路中，已知 I13 A，I45 A，I58 A，试求，试求I2、I3和和I6。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节图图 1.5.1 例例 1.6.1 的电路的电路第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节二、基尔

22、霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL）第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节R3I3I1US1+_I2R2US2+_+_+_U1U2选择环行方向选择环行方向电位升等于电位降电位升等于电位降 US1 + U2 = US2 + U1US1 + U2 US2 U1 0R1 在电路的任何一个回路中，沿同一方向循行，同一瞬间电在电路的任何一个回路中，沿同一方向循行，同一瞬间电压的代数和等于零。压的代数和等于零。即：即：u = 0 ， 在直流电路中在直流电路中 U = 0 。二、基尔霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL）第第 1 章章 直

23、直 流流 电电 路路基尔霍夫电压定律的推广应用基尔霍夫电压定律的推广应用返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节E或或US+_R+_UabI可将可将 KVL 推广应用于推广应用于任何一个假想闭合的任何一个假想闭合的一段电路一段电路 RIUE 或或 RIUUS 0二、基尔霍夫电压定律（二、基尔霍夫电压定律（KVL）第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节R2E2E1+_R1R3+_（1）确定支路数，选择各）确定支路数，选择各支路电流的参考方向。支路电流的参考方向。R3E1+_R1+_R2E2支路数为支路数为 3。I1I3I2（

24、2）确定结点数，列出独）确定结点数，列出独立的结点电流方程式。立的结点电流方程式。ab结点结点a：I1+I2-I3=0结点结点b：-I1-I2+I3=0 I1+ I2 - I3= 0结点数为结点数为 n，则可列出，则可列出 n-1 个独立的结点方程式。个独立的结点方程式。（3）确定余下所需的方程式数，列出独立的回路电压方程式。）确定余下所需的方程式数，列出独立的回路电压方程式。 左网孔：左网孔： R1 I1+ R3I3= E1 右网孔：右网孔： R2 I2+ R3I3= E2（4）解联立方程式，求出各支路电流的数值。）解联立方程式，求出各支路电流的数值。图图 1.7.1 支路电流法支路电流法1

25、.7支路电流法支路电流法第第 1 章章 直直 流流 电电 路路原理内容原理内容返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节US+_ISR1R2I1I2U2+_U1+_ 在含有在含有多个电多个电源源的线性电路中，的线性电路中，任一支路的电流和任一支路的电流和电压等于电路中各电压等于电路中各个电源个电源分别单独作分别单独作用用时在该支路中产时在该支路中产生的电流和电压的生的电流和电压的代数和代数和。叠加原理只适用于线性电路叠加原理只适用于线性电路图图 1.8.1 叠加原理叠加原理1.8叠加原理叠加原理第第 1 章章 直直 流流 电电 路路使用要领使用要领 1. 当考虑当考虑某一电源单独

26、某一电源单独作用时，应令作用时，应令其他电源中其他电源中 US0，IS0，即应将其他理即应将其他理想电压源短路、想电压源短路、其他理想电流其他理想电流源开路。源开路。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节第第 1 章章 直直 流流 电电 路路使用要领使用要领 2. 最后叠最后叠加时要注意各加时要注意各个电源单独作个电源单独作用时的电流和用时的电流和电压分量的参电压分量的参考方向是否与考方向是否与总的电流和电总的电流和电压的参考方向压的参考方向一致，一致时一致，一致时前面取正号，前面取正号，不一致时前面不一致时前面取负号。取负号。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一

27、节上一节第第 1 章章 直直 流流 电电 路路使用要领使用要领 3. 叠加原理叠加原理只能用来分析和只能用来分析和计算电流和电压，计算电流和电压，不能用来计算功不能用来计算功率。率。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节若某电阻上电流若某电阻上电流 I =I+I则则 P = RI2 = R(I+I)2 R I2 + R I2第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 1.8.1 图示电路中已知图示电路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 试用叠加原理求通过理想电试用叠加原理求通过理想电压源的电流压源的电流 I5和理想电流源两端的电压

28、和理想电流源两端的电压U6。返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_ 解解 理想电压源单独作用时：理想电压源单独作用时：US+_R1R2R3R4I2I4I5U6+_UUIIIRRRRSS524123410103.254153 UR IR I622441010131.75V4153 图图 1.8.2 例例 1.8.1 的电路的电路第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_理想电流源单独作用时：理想电流源单独作用时：RR

29、IIIIIRRRR31524SS123445221.6 1.250.35A4 153 UR IR I6224411.631.255.35V ISR1R2R3R4I2I4I5U6+_ 例例 1.8.1 图示电路中已知图示电路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 试用叠加原理求通过理想电试用叠加原理求通过理想电压源的电流压源的电流 I5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压U6。 解解 图图 1.8.2 例例 1.8.1 的电路的电路第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节US+_ISR1R2R3

30、R4I1I2I4I3I5U6+_二电源共同作用时：二电源共同作用时：III5553.250.353.6A UUU6661.755.353.6V US+_R1R2R3R4I2I4I5U6+_I5=3.25 AU6=1.75 VISR1R2R3R4I2I4I5U6+_I5=0.35 AU6=5.35 V 例例 1.8.1 图示电路中已知图示电路中已知US10 V，IS2 A，R14 ， R21 ， R35 ， R43 ， 试用叠加原理求通过理想电试用叠加原理求通过理想电压源的电流压源的电流 I5 和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压U6。 解解 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路USR

31、1ISR2USR1IS有源二端网络有源二端网络R2无源二端网络无源二端网络UeSR0R0IeS返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节图图 1.9.2 戴维宁定理戴维宁定理1.9等效电源定理等效电源定理第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节（一）戴维宁定理（一）戴维宁定理第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 例例 1.9.1 图示电路中已知图示电路中已知 US18 V，US25 V， IS3 A，R12 ， R25 ，R32 ，R48 ，试用戴维宁定理求通过试用戴维宁定理求通过 R4 的电流。（的电流。（tu-wrong

32、）返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节第第 1 章章 直直 流流 电电 路路返回返回下一页下一页上一页上一页下一节下一节上一节上一节（二）诺顿定理（二）诺顿定理第第 1 章章 直直 流流 电电 路路恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量U+_abIUabUab = U （常数）（常数）Uab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 Uab 无影响。无影响。IabUabIsI = Is （常数）（常数）I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I 无影响。

33、无影响。输出电流输出电流 I 可变可变 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由外电路决定端电压端电压Uab 可变可变 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定第第 1 章章 直直 流流 电电 路路两种电源模型的等效互换两种电源模型的等效互换 等效互换的条件：当接有同样的负载时，等效互换的条件：当接有同样的负载时， 对外的电压电流相等。对外的电压电流相等。I = I Uab = Uab即：即：IRS+-UbaUabISabUabI RS第第 1 章章 直直 流流 电电 路路等效互换公式等效互换公式IRS+-UbaUab()RIRIRIIUSSsSsabI = I

34、 Uab = Uab若若Uab = U IRS 则则U IRS = RIRISSsU = ISRS RS = RS UabISabIRS第第 1 章章 直直 流流 电电 路路例：电压源与电流源的例：电压源与电流源的等效互换举例等效互换举例I2 +-10VbaUab5AabI10V / 2 = 5A2 5A 2 = 10VU = ISRS RS = RS IS = U / RS第第 1 章章 直直 流流 电电 路路等效变换的注意事等效变换的注意事项项(1)“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外伏等效（等效互换前后对外伏-安安特性一致）特性一致） ，对内不等效。对内不等效。IsaR

35、SbUabI RLaUS+-bIUabRSRLIS = US / RSRS = RS 第第 1 章章 直直 流流 电电 路路注意转换前后注意转换前后 U US S 与与 I Is s 的方向的方向(2)aUS+-bIRSUS+-bIRSaIsaRSbIaIsRSbI第第 1 章章 直直 流流 电电 路路(3)恒压源和恒流源不能等效互换恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaUS+-bI第第 1 章章 直直 流流 电电 路路(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。换。RS和和 RS不一定是电源内阻

36、。不一定是电源内阻。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路111RUI 333RUI R1R3IsR2R5R4I3I1I应应用用举举例例-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3第第 1 章章 直直 流流 电电 路路(接上页接上页)IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I第第 1 章章 直直 流流 电电 路路454RRRUUIdd+RdUd+R4U4R5I-(接上页接上页)ISR5R4IR1/R2/R3I1+I3()()4432132131/RIURRRRRRRIIUSdd第第 1 章章 直直 流流 电电 路路-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3

37、代入数值计算代入数值计算已知：已知：U1=12V， U3=16V， R1=2 ， R2=4 ， R3=4 ， R4=4 ， R5=5 ， IS=3A解得：解得：I= 0.2A (负号表示实际方向与假设方向相反负号表示实际方向与假设方向相反)第第 1 章章 直直 流流 电电 路路-+IsR1U1+-R3R2R5R4I=？U3I4UR4+计算计算 功率功率I4 =IS+I=3 +(-0.2)=2.8AUR4 = I4 R4 =2.84=11.2VP = I UR4 =(-0.2) 11.2= - 2.24W负号表示输出功率负号表示输出功率R4=4 IS=3AI= 0.2A恒流源恒流源 IS 的功率

38、的功率如何计算如何计算 ?PIS= - 33.6W第第 1 章章 直直 流流 电电 路路10V+-2A2 I讨论题讨论题?IA32410A72210A5210III哪哪个个答答案案对对? 返回第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1. 了解电路的作用和组成。了解电路的作用和组成。 2. 了解电路的通路、开路和短路状态；了解电源的有了解电路的通路、开路和短路状态；了解电源的有载、空载和短路状态。理解额定值、负载大小和电功率平载、空载和短路状态。理解额定值、负载大小和电功率平衡的概念。衡的概念。 3. 了解电路中的参考点的意义，掌握电位的计算。了解电路中的参考点的意义，掌握电位的计算。 4. 理

39、解参考方向和关联参考方向的意义。理解参考方向和关联参考方向的意义。 5. 了解电路模型的概念。理解理想电阻元件的耗能特了解电路模型的概念。理解理想电阻元件的耗能特性、理想电压源的恒压特性和理想电流源的恒流特性。性、理想电压源的恒压特性和理想电流源的恒流特性。 6. 理解电路的基尔霍夫定律。理解电路的基尔霍夫定律。 7. 掌握用支路电流法、叠加原理和等效电源定理分析掌握用支路电流法、叠加原理和等效电源定理分析电路的方法。电路的方法。 返回返回教学基本要求教学基本要求第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.3（1） 某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电池

40、供电，当负载电阻增加时，该负载是增加了？还是减小池供电，当负载电阻增加时，该负载是增加了？还是减小了？了？ 1.3（2） 某电源的电动势为某电源的电动势为 E，内电阻为，内电阻为 R0，有载，有载时的电流为时的电流为 I，试问该电源有载时和空载时的电压和输出，试问该电源有载时和空载时的电压和输出的电功率是否相同，若不相同，各应等于多少的电功率是否相同，若不相同，各应等于多少? 1.3（3） 图示电路中的电源图示电路中的电源短路时，是烧坏电源还是烧坏照短路时，是烧坏电源还是烧坏照明灯明灯?S2S1下一页下一页返返 回回分析与思考分析与思考第第 1 章章 直直 流流 电电 路路I 1.4（1） 在

41、图示在图示关联参考方向下关联参考方向下,若电若电源和负载中求得的电源和负载中求得的电功率功率 P 0，这说明它，这说明它们取用还是输出电功们取用还是输出电功率率?EIUU 1.5（1） 今需要一只今需要一只 1 W、500 k 的电阻元件，但的电阻元件，但手头只有手头只有 0.5 W、250 k 和和 0.5 W、1 M 的电阻元件许的电阻元件许多只多只,试问应怎样解决试问应怎样解决? 1.5（2） 有些同学常常把理想电流源两端的电压认作有些同学常常把理想电流源两端的电压认作零，其理由是零，其理由是: 理想电流源内部不含电阻理想电流源内部不含电阻,则根据欧姆定律则根据欧姆定律, U= RI =

42、 0I = 0。这种看法错在哪里。这种看法错在哪里? 1.5（3） 凡是与理想电压源并联的理想电流源其电压凡是与理想电压源并联的理想电流源其电压是一定的，因而后者在电路中不起作用；凡是与理想电流是一定的，因而后者在电路中不起作用；凡是与理想电流源串联的理想电压源其电流是一定的，因而后者在电路中源串联的理想电压源其电流是一定的，因而后者在电路中也不起作用。这种观点是否正确也不起作用。这种观点是否正确?下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6（1） 在应用在应用 RI = E 列回路方程式时，按列回路方程式时，按 I 与与E 的参考方向与回路方向一致时前面取

43、正号，否则取负号的的参考方向与回路方向一致时前面取正号，否则取负号的规定，规定，RI 和和 E 可否放在等式的同一边可否放在等式的同一边? 1.6（2） 对图示电路对图示电路列回路方程式时，列回路方程式时，U 应放应放在等式在等式 RI 一边，还是一边，还是 E一边一边?E或或US+_R+_UabI1.7（1） 列独立的回路方程式时是否一定要选用网孔列独立的回路方程式时是否一定要选用网孔? 1.7（2） 如果电路中含有理想电流源，理想电流源的如果电路中含有理想电流源，理想电流源的电流已知，而电压是未知的，怎么办电流已知，而电压是未知的，怎么办?下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 1 章章

44、直直 流流 电电 路路 1.8（1） 叠加原理可否用于将多电源电路（例如有叠加原理可否用于将多电源电路（例如有4个电源）看成是几组电源（例如个电源）看成是几组电源（例如2 组电源）分别单独作用组电源）分别单独作用的叠加的叠加? 1.8（2） 利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各处的电压和电流随电源电压或电流成比例的变化处的电压和电流随电源电压或电流成比例的变化? 1.9（1） 有源二端网络用电压源或电流源代替时，为有源二端网络用电压源或电流源代替时，为什么要对外等效？对内是否也等效什么要对外等效？对内是否也等效? 1.9（2） 电压源和电流源之间可以等效

45、变换，那么理电压源和电流源之间可以等效变换，那么理想电压源与理想电流源之间是否也可以等效变换想电压源与理想电流源之间是否也可以等效变换?下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 1 章章 直直 流流 电电 路路分析与思考解答分析与思考解答 1.3（1） 某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电池供电，当负载电阻增加时，该负载是增加了？还是减小池供电，当负载电阻增加时，该负载是增加了？还是减小了？了？ 答答 负载的增减指负载消耗的电功率的增减。负载的增减指负载消耗的电功率的增减。下一题下一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集负载消耗的电功率负载消耗的电功率 P

46、 = U2/RL, ,蓄电池电压一定即式中蓄电池电压一定即式中 U 不变，当不变，当 RL 增加时，增加时，P 减小，故该负载减小了。减小，故该负载减小了。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.3（2） 某电源的电动势为某电源的电动势为 E，内电阻为，内电阻为 R0，有载时，有载时的电流为的电流为 I，试问该电源有载时和空载时的电压和输出的，试问该电源有载时和空载时的电压和输出的电功率是否相同，若不相同，各应等于多少电功率是否相同，若不相同，各应等于多少? 答答 该电源有载时如图（该电源有载时如图（a)，故输出电压，故输出电压 U = E R0I，输出功率输出功率 PUI。E+_IR0R

47、U+_(a)下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集可见电源有载和空载时的电压和输出的电功率不相同。可见电源有载和空载时的电压和输出的电功率不相同。E+_I=0R0U(b)+_该电源空载时如图（该电源空载时如图（b)，由于此时电源输出电流，由于此时电源输出电流 I0，所以输出电压所以输出电压 UE，输出功率，输出功率 P0 不变。不变。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.3（3） 图示电路中的电源图示电路中的电源短路时，是烧坏电源还是烧坏照短路时，是烧坏电源还是烧坏照明灯明灯?S2S1 答答 烧坏电源。烧坏电源。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思

48、考题集因为这时所有负载均被短路，电流不通过负载，外因为这时所有负载均被短路，电流不通过负载，外电路的电阻可视为零，回路中仅有很小的电源内阻，故电路的电阻可视为零，回路中仅有很小的电源内阻，故会有很大的电流通过电源，将电源烧坏。会有很大的电流通过电源，将电源烧坏。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.4（1） 在图示在图示的关联参考方向下的关联参考方向下,若若电源和负载中求得的电源和负载中求得的电功率电功率P 0，这说明，这说明它们是取用还是输出它们是取用还是输出电功率电功率?EIUIU 答答 电源的电功率电源的电功率 P 0, ,说明电源输出电功率说明电源输出电功率; ;返回分析与思考题

49、集返回分析与思考题集负载的电功率负载的电功率 P 0, ,说明负载取用（输入）电功率。说明负载取用（输入）电功率。下一题下一题上一题上一题第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.5（1） 今需要一只今需要一只 1 W、500 k 的电阻元件，但手的电阻元件，但手头只有头只有 0.5 W、250 k 和和 0.5 W、1 M 的电阻元件许多的电阻元件许多只只,试问应怎样解决试问应怎样解决? 答答 可将二个可将二个 0.5 W、250 k 的电阻串联使用或的电阻串联使用或将二个将二个 0.5 W、1 M 的的电阻并联使用。这样，不仅总电电阻并联使用。这样，不仅总电阻值符合要求，而且各电阻在实际

50、工作时消耗的电功率和阻值符合要求，而且各电阻在实际工作时消耗的电功率和通过的电流也不超过各自的额定功率和额定电流。通过的电流也不超过各自的额定功率和额定电流。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.5（2） 有些同学常常把理想电流源两端的电压认作有些同学常常把理想电流源两端的电压认作零，其理由是：理想电流源内部不含电阻零，其理由是：理想电流源内部不含电阻,则根据欧姆定律则根据欧姆定律, U = RI = 0I = 0。这种看法错在哪里。这种看法错在哪里? 答答 这种看法显然不正确。这种看法显然不正确。下一题下一题上一题上一题返回分

51、析与思考题集返回分析与思考题集U = RI 只适用于只适用于理想电阻元件理想电阻元件，对，对理想电流源理想电流源不适用，不适用，理想电流源只有在短路时两端的电压才等于零理想电流源只有在短路时两端的电压才等于零 。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.5（3） 凡是与理想电压源并联的理想电流源其电压凡是与理想电压源并联的理想电流源其电压是一定的，因而后者在电路中不起作用；凡是与理想电流是一定的，因而后者在电路中不起作用；凡是与理想电流源串联的理想电压源其电流是一定的，因而后者在电路中源串联的理想电压源其电流是一定的，因而后者在电路中也不起作用。这种观点是否正确也不起作用。这种观点是否正确?

52、 答答 这种观点不正确。这种观点不正确。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集与理想电压源并联的与理想电压源并联的理想电流源不影响电路其余部理想电流源不影响电路其余部分的电压和电流，但会影响理想电压源的电流；分的电压和电流，但会影响理想电压源的电流；与理想电流源串联的与理想电流源串联的理想电压源也不影响电路其余理想电压源也不影响电路其余部分的电压和电流，但会影响理想电流源的电压部分的电压和电流，但会影响理想电流源的电压。第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6（1） 在应用在应用 RI = E 列回路方程式时，按列回路方程式时，按 I 与与E 的参考方向与回路方向一

53、致时前面取正号，否则取负号的的参考方向与回路方向一致时前面取正号，否则取负号的规定，规定，RI 和和 E 可否放在等式的同一边可否放在等式的同一边? 答答 根据根据 I 和和 E 取正负号的规定，取正负号的规定，RI 表示电位表示电位降、降、E 表示电位升，故不可放在等式的同一边表示电位升，故不可放在等式的同一边。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6（2） 对图示电对图示电路路列回路方程式时，列回路方程式时，U 应应放在等式放在等式 RI 一边，还是一边，还是 E 一边一边?E或或US+_R+_UabI 答答 U 应放在等式

54、应放在等式 RI 一边一边。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.7（1） 列独立的回路方程式时是否一定要选用网孔列独立的回路方程式时是否一定要选用网孔? 答答 不一定不一定。只要满足每次所选回路中至少有一条。只要满足每次所选回路中至少有一条以前未用过的新支路即可。以前未用过的新支路即可。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.7（2） 如果电路中含有理想电流源，理想电流源的如果电路中含有理想电流源，理想电流源的电流已知，而电压是未知的，怎么办电流已知，而电压是未知

55、的，怎么办? 答答 选回路时避开含理想电流源支路，这样既可选回路时避开含理想电流源支路，这样既可减少一个未知数，从而少列一个方程式，又不会引入新减少一个未知数，从而少列一个方程式，又不会引入新的未知数的未知数理想电流源的电压。理想电流源的电压。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.8（1） 叠加原理可否用于将多电源电路（例如有叠加原理可否用于将多电源电路（例如有4个电源）看成是几组电源（例如个电源）看成是几组电源（例如2组电源）分别单独作用组电源）分别单独作用的叠加的叠加? 答答 可以可以。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考

56、题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.8（2） 利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各处的电压和电流随电源电压或电流成比例的变化处的电压和电流随电源电压或电流成比例的变化? 答答 可以可以。比如电路中若理想电压源的电动势加倍，。比如电路中若理想电压源的电动势加倍，可相当于两个具有原来电动势的理想电压源串联。则根据可相当于两个具有原来电动势的理想电压源串联。则根据叠加原理，电路中各处的电压、电流均应为二个原值相加叠加原理，电路中各处的电压、电流均应为二个原值相加即原值的二倍。即原值的二倍。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集

57、返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.9（1） 有源二端网络用电压源或电流源代替时，为有源二端网络用电压源或电流源代替时，为什么要对外等效？对内是否也等效什么要对外等效？对内是否也等效? 答答 根据戴维宁定理和诺顿定理，一有源二端网根据戴维宁定理和诺顿定理，一有源二端网络用等效电压源或电流源代替时，其输出电压和输出电流络用等效电压源或电流源代替时，其输出电压和输出电流是对应相等的，即等效是对有源二端网络的外部电路而言是对应相等的，即等效是对有源二端网络的外部电路而言的，等效不会改变外部电路的电压和电流的，等效不会改变外部电路的电压和电流。而对网络内部。而对网络内部则是不

58、等效的。则是不等效的。下一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.9（2） 电压源和电流源之间可以等效变换，那么理电压源和电流源之间可以等效变换，那么理想电压源与理想电流源之间是否也可以等效变换想电压源与理想电流源之间是否也可以等效变换? 答答 不可以。因为理想电压源的输出电压恒等于定不可以。因为理想电压源的输出电压恒等于定值，理想电流源的输出电流恒等于定值，两种理想电源之值，理想电流源的输出电流恒等于定值，两种理想电源之间无法满足输出电压和输出电流均对应相等的对外等效的间无法满足输出电压和输出电流均对应相等的对外等效的原则。原则。下

59、一题下一题上一题上一题返回分析与思考题集返回分析与思考题集第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.2.1 求图示电路中开关求图示电路中开关S 闭合和断开两种情况下闭合和断开两种情况下 a、b、c 三点的电位。三点的电位。RS3 V6 Vabc下一页下一页返回返回练练 习习 题题第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6.1 图示电路中，已知图示电路中，已知 US6 V ，IS2 A ， R12 ， R21 。求开关求开关S 断开时开关两端断开时开关两端的电压的电压 U 和开关和开关 S 闭合时通过开闭合时通过开关的电流关的电流 I（不必用支路电流（不必用支路电流法）。法）。US+_IS

60、R1R2U+_IS下一页下一页上一页上一页返回返回 1.5.1 试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示两试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示两电路中电阻的电压和电流以及图（电路中电阻的电压和电流以及图（a）电流源的电压和）电流源的电压和图（图（b）电压源的电压源的电流。电流。US+_RISR（a）（b）1AIS1AUS+_1V1V第第 1 章章 直直 流流 电电 路路 1.6.2 在图示电路中已知在图示电路中已知 US 6 V ，IS2 A ，R1R24 。求求开关开关 S 断开时开关两端的电压断开时开关两端的电压U和和开关开关S闭合时通过开关的电流闭合时通过开关的电流 I（在（在图