电工学第一章 直流电路ppt课件

1、第第 1 1 章章 直流电路直流电路1.1 1.1 电路的作用与组成电路的作用与组成 1.2 1.2 电路模型电路模型1.3 1.3 电路的根本物理量电路的根本物理量1.4 1.4 电路中的参考方向电路中的参考方向1.5 1.5 电路的形状电路的形状1.6 1.6 理想电路元件理想电路元件1.7 1.7 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.8 1.8 支路电流法支路电流法1.9 1.9 叠加原理叠加原理1.10 1.10 等效电源定理等效电源定理目目 录录教学根本要求教学根本要求1 1、了解电路的作用和组成。、了解电路的作用和组成。2 2、了解电路的通路、开路和短路形状；了解电源的有载、了解电路的通路

2、、开路和短路形状；了解电源的有载、空载和短路形状。了解额定值、负载大小和电功率平衡的空载和短路形状。了解额定值、负载大小和电功率平衡的概念。概念。3 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 4、了解参考方向和关联参考方向的意义。、了解参考方向和关联参考方向的意义。5 5、了解电路模型的概念。了解理想电阻元件的耗能特性、了解电路模型的概念。了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。理想电压源的恒压特性和理想电流源的恒流特性。6 6、了解电路的基尔霍夫定律。、了解电路的基尔霍夫定律。7 7、掌握用支路电流法、叠加原

3、理、等效电源定理和戴维宁、掌握用支路电流法、叠加原理、等效电源定理和戴维宁定理分析电路的方法。定理分析电路的方法。1.1 1.1 电路的作用与组成电路的作用与组成什么是电路？什么是电路？-电流流通的途径电流流通的途径1.1.1 1.1.1 电路的作用电路的作用1 1电能的传输和转换电能的传输和转换2 2信号的传送和处置信号的传送和处置火电火电水电水电核电核电风电风电1.1.2 1.1.2 电路的组成电路的组成电源：将非电形状的能量转化电源：将非电形状的能量转化为电能的供电设备。为电能的供电设备。负载：将电能转化为非电形状负载：将电能转化为非电形状的能量的用电设备。的能量的用电设备。中间环节：沟

4、通电路、保送电中间环节：沟通电路、保送电能能E E电力系统电路表示图电力系统电路表示图发电机发电机升压升压变压变压器器降压降压变压变压器器电灯电灯电动机电动机电炉电炉输电线输电线扩音机电路表示图扩音机电路表示图中间环节中间环节负载负载放放大大器器话筒话筒扬声器扬声器信号源信号源电源电源电源电源中间环节中间环节负载负载电路元件的理想化电路元件的理想化 在一定条件下突出元件主要的电磁性质，在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要要素，把它近似地看作理想电路元忽略其次要要素，把它近似地看作理想电路元件。件。为什么电路元件要理想化为什么电路元件要理想化? ? 便于对实践电路进展分析和用数学描画，

5、便于对实践电路进展分析和用数学描画，将实践元件理想化或称模型化。将实践元件理想化或称模型化。1.2 1.2 电路模型电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型UI开关开关ER0R干电池干电池电珠电珠注：各种电路元件用规定的图形符号表示注：各种电路元件用规定的图形符号表示1.3 1.3 电路的根本物理量电路的根本物理量1 1、电流、电流单位时间内经过电路某一横截面的电荷量单位时间内经过电路某一横截面的电荷量电流的实践方向规定为正电荷运动的方向，电流的实践方向规定为正电荷运动的方向，在内电路中由电源负极流向正极，在外电路中在内电路中由电源负极流向正极，在外电路中由电源的正极流向负极。由电源的正极流向

6、负极。2 2、电位、电位电场力将单位正电荷从电路的某一点移至电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点时所耗费的电能，也就是在挪动中转换参考点时所耗费的电能，也就是在挪动中转换成非电形状能量的电能，称为该点电位。参考成非电形状能量的电能，称为该点电位。参考点电位为零。点电位为零。3 3、电压、电压电场力将单位正电荷从电路的某一点移电场力将单位正电荷从电路的某一点移至另一点时所耗费的电能，即转换成非电形至另一点时所耗费的电能，即转换成非电形状能量的电能，称为这两点间的电压。状能量的电能，称为这两点间的电压。电压实践方向规定为由高电位指向低电电压实践方向规定为由高电位指向低电位的方向，即电位降的方

7、向，故电压又称电位的方向，即电位降的方向，故电压又称电压降。压降。4 4、电动势、电动势电源中的局外力即非电场力将单位电源中的局外力即非电场力将单位正电荷从电源的负极移至电源的正极所转换正电荷从电源的负极移至电源的正极所转换而来的电能称为电源的电动势。而来的电能称为电源的电动势。电动势实践方向规定为由电源负极指向电动势实践方向规定为由电源负极指向电源正极的方向，即电位升的方向。其与电电源正极的方向，即电位升的方向。其与电源电压实践方向相反。源电压实践方向相反。5 5、电功率、电功率单位时间内所转换的电能称为电功率，单位时间内所转换的电能称为电功率，简称功率。简称功率。6 6、电能、电能在时间在

8、时间t t内转换的电功率称为电能。内转换的电功率称为电能。电压和电流的方向：电压和电流的方向：参考方向参考方向实践方向实践方向参考方向：参考方向：在分析计算时人为规定的方向。在分析计算时人为规定的方向。可用极性可用极性“+ + “- -表示，也可用双下标表示。表示，也可用双下标表示。1.4 1.4 电路中的参考方向电路中的参考方向 物理量物理量单位单位实践实践方向方向电流电流 IA、kA、mA、 A正电荷挪动的方向正电荷挪动的方向电动势电动势 E V、kV、mV、 V电源内部低电位指向高电源内部低电位指向高电位电位即：电位升高方向即：电位升高方向电压电压 UV、kV、mV、 V高电位指向低电位

9、高电位指向低电位即：电位降低方向即：电位降低方向 电流、电动势、电压的实践方向：电流、电动势、电压的实践方向：问题问题 在复杂电路中难于判别元件中物理在复杂电路中难于判别元件中物理量的量的 实践方向，如何处理？实践方向，如何处理？(1) (1) 在解题前任选某一个方向为参考方向或称正在解题前任选某一个方向为参考方向或称正 方向；方向； (3) (3) 根据计算结果确定实践方向：根据计算结果确定实践方向： 假设计算结果为正，那么实践方向与参考方向一假设计算结果为正，那么实践方向与参考方向一致；致； 假设计算结果为负，那么实践方向与参考方向相假设计算结果为负，那么实践方向与参考方向相反。反。(2)

10、 (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式；系的代数表达式；处理方法：处理方法：欧姆定律：欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。RIUUIURI（a）UIURI（b）UIURI（c）伏安特性：伏安特性：线性电阻伏安特性线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性当电压和电流的参考方向一致时当电压和电流的参考方向一致时 U=RI U=RI当电压和电流的参考方向相反时当电压和电流的参考方向相反时 U= U=RIRI留意留意: :I IUI IU解解RU6VI2A(a)U6VI2A

11、(b)RRU6VI2A(c)326326326326IURIURIURIUR(a)(b)(c)(d)例例1 1：运用欧姆定律对以下图的电路列出式子，并求电阻：运用欧姆定律对以下图的电路列出式子，并求电阻R RRU-6VI2A(d)解解a a点电位比点电位比b b点电位低点电位低12V12Vn n点电位比点电位比b b点电位低点电位低12-5=7V12-5=7Vm m点电位比点电位比b b点电位高点电位高3V3V于是：于是：n n点电位比点电位比m m点电位低点电位低7+3=10V7+3=10V即即 Unm=-10V Unm=-10V由欧姆定律得：由欧姆定律得： R RUnmUnmI I5 5

12、E1=5VE1=5V + +R U mR U m - -E2=3VE2=3V- -+ +- -+ +I=-2AI=-2Aa ab bm mn n例例2 2：计算以下图的电阻：计算以下图的电阻R R值，知值，知UabUab12V12V。思索题思索题1 11 1、以下图中，、以下图中，Uab=-5VUab=-5V，试问，试问a a，b b两点哪点电位高？两点哪点电位高？2 2、UabUab能否表示能否表示a a端电位高于端电位高于b b端电位？端电位？3 3、计算以下图中的两题。、计算以下图中的两题。b b点电位高。点电位高。不是。不是。I=I=2mA2mAUab=5VUab=5VUbc=20VU

13、bc=20VUca=-25VUca=-25V1.5.1 1.5.1 电源通路任务电源通路任务开封锁合开封锁合ER0+U-RIabdc通路通路开关断开开关断开开路开路cdcd短接短接短路短路1.5 1.5 电路的形状电路的形状1 1电压和电流电压和电流由欧姆定律可列上图的电流由欧姆定律可列上图的电流RREI0负载电阻两端电压负载电阻两端电压RIU IREU0UEOI电源的外特性曲线电源的外特性曲线当：当：R0R0R R时时EU 由上两式得由上两式得即：电源端电压小于电动势即：电源端电压小于电动势( (理想化理想化) )2.2.功率与功率平衡功率与功率平衡 IUP功率：设电路恣意两点间的电压为功率

14、：设电路恣意两点间的电压为U,U,流入此部分电路流入此部分电路的电流为的电流为I I，那么这部分电路耗费的功率为，那么这部分电路耗费的功率为: :功率平衡：由功率平衡：由UER0I得得 UIEIR0I2PPE P电源输出电源输出的功率的功率电源内阻上电源内阻上损耗功率损耗功率电源产生电源产生的功率的功率单位：单位：W W瓦瓦 特特 KWKW千瓦千瓦解解(1)(1)电源电源 U UE1E1 U1U1E1E1R01IR01IE1E1U UR01IR01I =220 =2200.60.65 5 =223V =223V 负载负载 U UE2E2 U2U2E2E2R02IR02I E2UR02I 220

15、 0.65 217V例例3 3：如图，：如图，U U220V220V，I I5A5A，内阻，内阻R01R01R02R020.60.6(1)(1)求电源的电动势求电源的电动势E1E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2E2；(2)(2)试阐明功率的平衡试阐明功率的平衡E1-U1+U2-E2+_R01R02+_+U_I电源负载(2)(2)由由(1)(1)中两式得中两式得 E1 E1E2E2R01IR01IR02 IR02 I等号两边同乘以等号两边同乘以I I 得得E1IE1IE2IE2IR01I2R01I2R02I2R02I2223521750.652 0.652 1115W=1085W15W15

16、WE2I1085W R01I215W R02I215W负载取用负载取用功率功率电源产生电源产生的功率的功率负载内阻负载内阻损耗功率损耗功率电源内阻电源内阻损耗功率损耗功率3. 3. 电源与负载的判别电源与负载的判别分析电路时，如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？分析电路时，如何判别哪个元件是电源？哪个是负载？当：当：U和和I 的参考方向与实践方向一致的参考方向与实践方向一致U和和I的实践方向相反，的实践方向相反，电流从端流出，发出功率电流从端流出，发出功率电源电源负载负载U和和I的实践方向一样，的实践方向一样，电流从端流入，吸收功率电流从端流入，吸收功率I IU Ua ab b+ +- -I

17、IR RU Ua ab bI IR RU Ua ab b4 4额定值与实践值额定值与实践值额定值是制造厂商为了使产品能在给定的条件下额定值是制造厂商为了使产品能在给定的条件下 正常运转而规定的正常允许值。正常运转而规定的正常允许值。注：注：在运用电气设备或元件时，电压、电流、功率在运用电气设备或元件时，电压、电流、功率的实践值不一定等于它们的额定值。的实践值不一定等于它们的额定值。解解A273.022060UPI806273.0220IUR2 2、一个月的用电量、一个月的用电量 W WPtPt60(W)60(W) 30 (h)30 (h) 5.4kWh5.4kWh来计算和或可用PURIPR22

18、例例4 4：知：有一：知：有一220V 60W220V 60W的电灯，接在的电灯，接在220V220V的电源上的电源上1 1、求经过电灯的电流和电灯在、求经过电灯的电流和电灯在220V220V电压下任务时电阻？电压下任务时电阻？2 2、如每晚用、如每晚用3 3小时，问一个月耗费电能多少？小时，问一个月耗费电能多少？1 1、电流、电流电阻电阻解解A105005RPIURI5000.150V例例5 5：知：有一额定值为：知：有一额定值为5W5W，500500 的线绕电阻的线绕电阻问其额定电流？在运用时电压不得超越多大？问其额定电流？在运用时电压不得超越多大？额定电流：额定电流：在运用时电压不得超越

19、：在运用时电压不得超越： 当某部分电路与电当某部分电路与电源断开，该部分电路中源断开，该部分电路中没有电流，亦无能量的没有电流，亦无能量的保送和转换，这部分电保送和转换，这部分电路的形状称为开路。路的形状称为开路。S2S1特征：特征：I I0 0 U UU0U0E E P P0 01.5.2 1.5.2 电源开路电源开路ER0+U-RIabdc 当某部分电路的两端用当某部分电路的两端用电阻可以忽略不计的导线或电阻可以忽略不计的导线或开关衔接起来，使得该部分开关衔接起来，使得该部分电路中的电流全部被导线或电路中的电流全部被导线或开关所旁路，这部分电路的开关所旁路，这部分电路的形状称为短路。形状称

20、为短路。S2S1电源短路1.5.3 1.5.3 电源短路电源短路ER0+U-RIabdc特征：特征：U U0 0 I IISISE ER0R0 PE PEP PR0I2R0I2 P P0 0思索题思索题2 21 1、某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电池供、某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电池供电，当负载电阻添加时，该负载耗费的功率是添加了？电，当负载电阻添加时，该负载耗费的功率是添加了？还是减小了？还是减小了？2 2、某电源的电动势为、某电源的电动势为E,E,内电阻为内电阻为R0,R0,有载时的电流为有载时的电流为I,I,试问该电源有载时和空载时的电压和输出的电功率试问该电源有载时和空

21、载时的电压和输出的电功率能否一样能否一样, ,假设不一样假设不一样, ,各应等于多少各应等于多少? ?LRUP24 4、以下图中，方框代表电源或负载，知、以下图中，方框代表电源或负载，知U=220VU=220V，I=-1AI=-1A，试问哪些方框是电源，哪些是负载？，试问哪些方框是电源，哪些是负载？电电源源电电源源负负载载负负载载3 3、以下图所示电路中的电源短路时、以下图所示电路中的电源短路时, ,是烧坏电源还是烧坏电源还是烧坏照明灯是烧坏照明灯? ?S2S1烧坏电源烧坏电源5 5、以下图中，将开关、以下图中，将开关S S在断开和闭合两种形状下的在断开和闭合两种形状下的电流和各个电压的数值填

22、入下表。电流和各个电压的数值填入下表。开关状态开关状态I(A)I(A)Uab(V)Uab(V)Uac(V)Uac(V)Ucd(V)Ucd(V)S S断开断开S S闭合闭合0 06 66 60 01 15 50 05 51.6 1.6 理想电路元件理想电路元件1.6.1 1.6.1 理想有源元件理想有源元件(1)(1)电压源电压源又称恒压源，可提供一个固定的电压又称恒压源，可提供一个固定的电压USUS。(2)(2)电流源电流源又称恒流源，可提供一个固定的电流又称恒流源，可提供一个固定的电流ISIS。1.6.2 1.6.2 理想无源元件理想无源元件(1)(1)电阻电阻表征电路中耗费电能的理想元件表

23、征电路中耗费电能的理想元件(2)(2)电容电容表征电路中储存电场能的理想元件表征电路中储存电场能的理想元件(3)(3)电感电感表征电路中储存磁场能的理想元件表征电路中储存磁场能的理想元件耗能元件耗能元件储能元件储能元件储能元件储能元件 用来描画电路中各部分电压或各部分电流的关用来描画电路中各部分电压或各部分电流的关系系, ,包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。支路：支路：结点：结点：回路：回路：注：注：基尔霍夫电流定律运用于结点；基尔霍夫电流定律运用于结点；基尔霍夫电压定律运用于回路。基尔霍夫电压定律运用于回路。1.7 1.7 基尔霍夫定律基尔霍夫定

24、律电路中每一个分支电路中每一个分支三条或三条以上支路相联接点三条或三条以上支路相联接点电路中一条或多条支路所组成的闭合电路电路中一条或多条支路所组成的闭合电路支路：支路：abab、adad、 . . 共共6 6条条回路：回路：abdaabda、 bcdb bcdb、 . . 共共7 7 个个结点：结点：a a、 b b、 . . ( (共共4 4个个I3I3E4E4E3E3_ _+ +R3R3R6R6+ +R4R4R5R5R1R1R2R2a ab bc cd dI1I1I2I2I5I5I6I6I4I4- -1.7.1 1.7.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律E1I1E2U2I2I3R2R1

25、R3abcd如图如图 I1 I1I2I2I3I3 或或 I1 I1I2I2I3I30 0 即即 I I0 0 描画：在任一瞬时，流向某一结点的电流之和描画：在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于流出该结点的电流之和。即在任一瞬时，应该等于流出该结点的电流之和。即在任一瞬时，一个结点上电流的代数和恒等于零。一个结点上电流的代数和恒等于零。解解I1I1I2I2I3I3I4I4由基尔霍夫电流定律可列出由基尔霍夫电流定律可列出 I1 I1I2I2I3I3I4I40 02 23 32 2I4I40 0可得可得 I4 I43A3A例例6 6：知：如下图，：知：如下图，I1I12A2A，I2I23A3A

26、，I3I32A2A试求试求I4I4。推行：在任一瞬时，经过任一闭合面的电流的代推行：在任一瞬时，经过任一闭合面的电流的代数和也恒等于零。数和也恒等于零。1.7.2 1.7.2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 描画：从回路中恣意一点出发，沿顺时针方向描画：从回路中恣意一点出发，沿顺时针方向或逆时针方向循行一周，那么在这个方向上的电位或逆时针方向循行一周，那么在这个方向上的电位升之和等于电位降之和。或电压的代数和为升之和等于电位降之和。或电压的代数和为 0 0。E1I1E2U2I2R2R1abcdU1+-U3U4U1U4U2U3U1U2U3U40即即 U0上式可改写为上式可改写为 E1 E1E2

27、E2R1I1R1I1R2I2R2I20 0 或或 E1 E1E2E2R1I1R1I1R2I2R2I2 即即 E E RIRI1 1在电阻电路中，在任一回路循行方向上，回在电阻电路中，在任一回路循行方向上，回路中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。路中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。2 2电压与回路循行方向一致者，取正号，反之电压与回路循行方向一致者，取正号，反之那么取负号。那么取负号。注：注：基尔霍夫电压定律的推行：可运用于回路的部分电路基尔霍夫电压定律的推行：可运用于回路的部分电路+-ABC-UABUAUBER+-+-UI U UUAUAUBUBUAB=0UAB=0或或 UAB

28、UABUAUAUBUBEURI0或或 UERI注：注：列方程时，要先在电路图上标出电流、电压或列方程时，要先在电路图上标出电流、电压或电动势的参考方向。电动势的参考方向。+-ACBD+-UABUBCUCDUDAUCA解解由基尔霍夫电压定律可得由基尔霍夫电压定律可得1 1UABUABUBCUBCUCDUCDUDA=0UDA=0 即即 UCD UCD2V2V2 2UABUABUBCUBCUCAUCA0 0 即即 UCA UCA1V1V例例7 7：知，以下图为一闭合电路，各支路的元件是恣意：知，以下图为一闭合电路，各支路的元件是恣意的，但知的，但知UABUAB5V5V，UBCUBC4V4V，UDAU

29、DA3V3V试求：试求：1 1UCDUCD，2 2UCAUCA。UsI1IBRBI2EBUBE+- EBRBI2UBE0 得得 I20.315mAEBRBI2R1I1US0 得得 I10.57mAI2I1IB0得得 IB0.255mA例例8 8：如图，：如图，RBRB20K20K,R1,R110K10K,EB,EB6V,US6V,US6V6V，UBEUBE0.3V 0.3V 试求电流试求电流IBIB，I2I2及及I1I1。解：运用基尔霍夫电压定律列出：解：运用基尔霍夫电压定律列出：运用基尔霍夫电流定律列出：运用基尔霍夫电流定律列出：思索题思索题3 31 1、在运用、在运用 RI= RI= E

30、E列回路方程式时，按列回路方程式时，按I I与与E E的参考的参考方向与回路方向一致时前面取正号，否那么取负号的方向与回路方向一致时前面取正号，否那么取负号的规定，规定，RIRI和和E E可否放在等式的同一边可否放在等式的同一边? ?2 2、对右图所示电路列回路、对右图所示电路列回路方程式时，方程式时，U U应放在等式应放在等式RIRI一边，还是一边，还是E E一边一边? ?E或或US+_R+_UabI不可放在同一边。不可放在同一边。U U应放在等式应放在等式RIRI一边。一边。4 4、知、知Ia=1mA,Ib=10mA,Ic=2mAIa=1mA,Ib=10mA,Ic=2mA，求电流，求电流I

31、dId。Id=-13mAId=-13mA3 3、求以下图中电流、求以下图中电流I5I5的值。的值。知知I1=4AI1=4A，I2=-2AI2=-2A，I3=1AI3=1A，I4=-3AI4=-3A。I5=-8AI5=-8AE1=140V4A6A520abcdE2 9 0V10A UabUcaUdaUcbUdbE1=140V4A6A520abcdE2 9 0V10A VbVaUba VcVaUcaVdVaUda电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算6 6101060V60V20204 480V80V5 56 630V30V140V140V90V90VVbVb60V60VVcVc80V80V

32、VdVd30V30VE1=140V4A6A520abcdE290V10A Va=Uab=60VVc=Ucb=140VVd=Udb=90V1 1电路中某一点的电位等于该点与参考点电位电路中某一点的电位等于该点与参考点电位为零之间的电压；为零之间的电压；2 2参考点选得不同，电路中各点的电位值随着改参考点选得不同，电路中各点的电位值随着改动，但是恣意两点间的电位差是不变的。动，但是恣意两点间的电位差是不变的。各点电位的高低是相对的，而两点间电位的各点电位的高低是相对的，而两点间电位的差值是绝对的。差值是绝对的。注注: :结论：结论：解解 IVAVCR1R2 6910050 103 0.1mAUAB

33、VAVBR2IVBVAR2I 650 103) (0.1 10-3) 1V例例9 9：计算以下图电路中：计算以下图电路中B B点的电位。点的电位。CBA-9V+6VIR1100R250K K 思索题思索题4 41 1、计算以下图所示两电路中、计算以下图所示两电路中A A、B B、C C三点的电位。三点的电位。VA=6V,VB=2V,VC=0VVA=6V,VB=2V,VC=0VVA=4V,VB=0V,VC=-2VVA=4V,VB=0V,VC=-2V 在电路中，电阻的联接方式是多种在电路中，电阻的联接方式是多种多样的，其中最简单和最常用的是串联多样的，其中最简单和最常用的是串联与并联。具有串、并联

34、关系的电阻电路与并联。具有串、并联关系的电阻电路总可以等效变化成一个电阻。总可以等效变化成一个电阻。所谓等效是指两个电路的对外伏安关系一样 电阻串并联联接的等效变换电阻串并联联接的等效变换 假设电路中有两个或两个以上的电阻串联假设电路中有两个或两个以上的电阻串联，这些电阻的串联可以等效为一个电阻。这些电阻的串联可以等效为一个电阻。21RRR+-+-+1R2R1U2UUI+IRU电阻的串联电阻的串联RIIRRU21伏安关系伏安关系 两个串联电阻上的电压分别为：两个串联电阻上的电压分别为：+-+-+1R2R1U2UUIURRRIRU21111URRRIRU21222即，两个串联的电阻上：即，两个串

35、联的电阻上：电流一样；电流一样；电压分配与电阻成正比。电压分配与电阻成正比。21111RRR+-1R2RUI1I2I+-IUR电阻的并联电阻的并联 两个或两个以上的电阻的并联也可以用一两个或两个以上的电阻的并联也可以用一个电阻来等效。个电阻来等效。 两个并联电阻上的电流分别为：+-1R2RUI1I2IIRRRI2121IRRRI2112即，两个并联的电阻上：即，两个并联的电阻上：电压一样；电压一样；电流分配与电阻成反比。电流分配与电阻成反比。IRRRRIRRRRRUI21212121117R3V3I6R 134R2112R12I5I5R67I例例1010：计算图中所示电阻电路的等效电阻：计算图

36、中所示电阻电路的等效电阻R R，并求电流，并求电流 I I 和和I5 I5 。解：利用电阻串联与并联的特征对电路进展简化解：利用电阻串联与并联的特征对电路进展简化7R3V3I6R134R2112R12I5I5R67I7R3V3I2112R12I7I3456RV3I51R(a)(c)(b)51RARUI2由由(C)(C)图可知图可知: :由由(b)(b)图可知图可知: :ARUI177AIII1712由由(a)(a)图可知图可知: :1256346345IRRRRRIA31思索题思索题5 51 1、试估算以下图所示两个电路中的电流、试估算以下图所示两个电路中的电流I I。I=0.04mAI=0.

37、04mAI=2mAI=2mA2 2、通常电灯开的越多，负载越大还是越小，总负、通常电灯开的越多，负载越大还是越小，总负载电阻越大还是越小？载电阻越大还是越小？3 3、计算以下图所示电路中、计算以下图所示电路中a a，b b间的等效电阻间的等效电阻RabRab。Rab=6Rab=6负载越大，总负载电阻越小。负载越大，总负载电阻越小。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用电压的方式表示的称为电压源；用电压的方式表示的称为电压源；用电流方式表示的称为电流源。用电流方式表示的称为电流源。两种方式是可以相互转化的。两种方式是可以相互转化的。一个电源可以用两种不同的电路模型来表示。一个电源

38、可以用两种不同的电路模型来表示。 任何一个实践的电源，例如发电机、电池任何一个实践的电源，例如发电机、电池或各种信号源，都含有电动势或各种信号源，都含有电动势E E和内阻和内阻R0,R0,可以可以看作一个理想电压源和一个电阻的串联。看作一个理想电压源和一个电阻的串联。ULRIabE0R 1 1、电压源、电压源E0RULRIab等效电压源等效电压源E0RULRIab+-U0IEUO电 压 源0REIS0IREU根据电压方程：根据电压方程：作出电压源的外特性曲线作出电压源的外特性曲线理想电压源 当当R0 = 0 R0 = 0 或或R0RLR0RLR0RL时，这样的电源被称为理想电流源也时，这样的电

39、源被称为理想电流源也称恒流源。理想电流源的特点是无论负载或外电路称恒流源。理想电流源的特点是无论负载或外电路如何变化，电流源输出的电流不变。如何变化，电流源输出的电流不变。U0I0RIUSO电 流 源SIIabLR0REsIU+-理想电流源IRUIs0ERababRSI 普通不限于内阻普通不限于内阻R0R0，只需一个电动势为，只需一个电动势为E E的理想电压源和某个电阻的理想电压源和某个电阻R R串联的电路，都串联的电路，都可以化为一个电流为可以化为一个电流为ISIS的理想电流源和这个的理想电流源和这个电阻并联的电路。电阻并联的电路。其中：其中：IS=E/R E=RISIS=E/R E=RIS

40、V6A262V441Iab3例例1111：试用等效变换的方法计算图中：试用等效变换的方法计算图中11电阻上的电电阻上的电流流I I。3A262V441IaA2b22V441IabA422V441IabV8解：解：V6A262V441Iab341IabA2A141IabA32AI21223思索题思索题6 61 1、把以下图中的电压源变换为电流源，电流源变、把以下图中的电压源变换为电流源，电流源变换为电压源。换为电压源。2 2、试用电压源和电流源等效变换的方法计算以下、试用电压源和电流源等效变换的方法计算以下图中的电流图中的电流I I。I=3mAI=3mA1.8 1.8 支路电流法支路电流法 凡不

41、能用电阻串并联化简的电路，普通凡不能用电阻串并联化简的电路，普通称为复杂电路。称为复杂电路。 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，支路电流法是最根本的。流法是最根本的。 它是运用基尔霍夫电流定律和电压定律它是运用基尔霍夫电流定律和电压定律分别对结点和回路列出方程，求出未知量。分别对结点和回路列出方程，求出未知量。R2E2E1+_R1R3+_1 1确定支路数，选择各支确定支路数，选择各支路电流的参考方向。路电流的参考方向。R3E1+_R1+_R2E2支路数为支路数为3 3I1I3I22 2确定结点数，列出独立确定结点数，列出独立的结点电流方程式。的结点电流方程式。ab结

42、点结点a a：I1+I2-I3=0I1+I2-I3=0结点结点b b：-I1-I2+I3=0-I1-I2+I3=03 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。 通常可取网孔列出通常可取网孔列出左网孔：左网孔： R1I1+R3I3= E1 R1I1+R3I3= E1右网孔：右网孔： R2I2+R3I3= R2I2+R3I3= E2E24 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。解题步骤：解题步骤：I1+I2-I1+I2-I3=0I3=0 普通地说，假设一个电路有普通地说，假设一个电路有n n个结点，个

43、结点，b b条支条支路，那么可列出：路，那么可列出： n-1 n-1个独立的电流方程和个独立的电流方程和b-(n-1)b-(n-1)个电压方程。个电压方程。22V441IabA4结点：结点：3 3支路：支路：5 5_EG1R2R3R4R1I2I3II4IGI例例1212：在右图所示的桥式电路中，中间是一检流计：在右图所示的桥式电路中，中间是一检流计，其电阻，其电阻RGRG为为1010， 试求检流计中的电流试求检流计中的电流IGIG。 知：知：R1=R2=5R1=R2=5，R3=10R3=10，R4=5R4=5，E=12VE=12V解：支路数解：支路数b=6b=6 结点数结点数n=4 n=4 a

44、 bC d列结点电流方程，选列结点电流方程，选abcabc三个结点三个结点021GIII043IIIG042III对结点对结点a a：对结点对结点b b：对结点对结点c c：_EG1R2R3R4R1I2I3II4IGI再列再列b-(n-1)=3个电压方程，选个电压方程，选图中的三个回路图中的三个回路:对回路对回路abda:abda:03311IRIRIRGG04422GGIRIRIR4433IRIRE a bC d对回路对回路acba: acba: 对回路对回路dbcd:dbcd: 解上面的六个方程得到解上面的六个方程得到IGIG的值：的值：AIG1260 我们发现当支路数较多而只求一条我们发

45、现当支路数较多而只求一条支路的电流时用支路电流法计算，极为支路的电流时用支路电流法计算，极为繁琐，所以我们很少用支路电流法解题。繁琐，所以我们很少用支路电流法解题。思索题思索题7 71 1、以下图所示的电路共有三个回路，能否可运用基、以下图所示的电路共有三个回路，能否可运用基尔霍夫电压定律列出三个方程求解三个支路电路？尔霍夫电压定律列出三个方程求解三个支路电路？R3E1+_R1+_R2E2不能。不能。1.9 1.9 叠加原理叠加原理原理内容原理内容US+_ISR1R2I1I2U2+_U1+_ 在含有多个电在含有多个电源的线性电路中，源的线性电路中，任一支路的电流和任一支路的电流和电压等于电路中

46、各电压等于电路中各个电源分别单独作个电源分别单独作用时在该支路中产用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运用要领运用要领1 1、当思索某一电源单独作用时，应令其他电源中、当思索某一电源单独作用时，应令其他电源中USUS0 0，ISIS0 0，即应将其他理想电压源短路、其他，即应将其他理想电压源短路、其他理想电流源开路。理想电流源开路。2 2、最后叠加时要留意各个电源单独作用时的电流、最后叠加时要留意各个电源单独作用时的电流和电压分量的参考方向能否与总的电流和电压的参和电压分量的参考方向能否与总的电流和电压的参考方向一致，

47、一致时前面取正号，不一致时前面取考方向一致，一致时前面取正号，不一致时前面取负号。负号。3 3、叠加原理只能用来分析和计算电流和电压，不、叠加原理只能用来分析和计算电流和电压，不能用来计算功率。能用来计算功率。23323323332333IRIRIIRIRP我们以以下图为例来证明叠加原理的正确性我们以以下图为例来证明叠加原理的正确性。1E2E1I2I1R2R3R3I=1E1R2R3R1I2I3I2E1R2R3R1I2I3I+213322131133221321ERRRRRRRERRRRRRRRI1133221321ERRRRRRRRI213322131ERRRRRRRI111III同理：同理：

48、222III333III由由(a)(a)图图由由(b)(b)图图由由(c)(c)图图 (a)(b)以以I1I1为例经过计算：为例经过计算： (c)所以：所以：例例1313：图示电路中知：图示电路中知USUS10V10V，ISIS2A2A，R1R144， R2R211，R3R355，R4R433，试用叠加原理求经过，试用叠加原理求经过理想电压源的电流理想电压源的电流I5I5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压U6U6。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+_524123410103

49、.254153SSUUIIIRRRRA622441010131.754153UR IR IV 理想电流源单独作用时理想电流源单独作用时ISR1R2R3R4I2I4I5U6+_例例1313：图示电路中知：图示电路中知USUS10V10V，ISIS2A2A，R1R144， R2R211，R3R355，R4R433，试用叠加原理求经过，试用叠加原理求经过理想电压源的电流理想电压源的电流I5I5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压U6U6。US+_ISR1R2R3R4I1I2I4I3I5U6+_解：解：31524123445221.61.250.354153SSRRIIIIIRRRRA6224

50、411.631.255.35UR IR IV二源共同作用时二源共同作用时5553.250.353.6IIIA6661.755.353.6UUUV US+_R1R2R3R4I2I4I5U6+_I5=3.25AU6=-1.75VISR1R2R3R4I2I4I5U6+_I5=0.35AU6=5.35V例例1313：图示电路中知：图示电路中知USUS10V10V，ISIS2A2A，R1R144， R2R211，R3R355，R4R433，试用叠加原理求经过，试用叠加原理求经过理想电压源的电流理想电压源的电流I5I5和理想电流源两端的电压和理想电流源两端的电压U6U6。解：解：US+_ISR1R2R3R

51、4I1I2I4I3I5U6+_SI1R2R3R3IE例例1414：用叠加原理计算图中电阻：用叠加原理计算图中电阻R3R3上的电流上的电流I3I3。知，知，R1=6,R2=2,R3=3,IS=10A,E=6VR1=6,R2=2,R3=3,IS=10A,E=6V。SI1R2R3R3IESI1R2R3R3I=+ (a) 1R2R3R3IEA4103223223SIRRRIA2 . 1326323RREIA2 . 5333III(b)由由(a)(a)图：图：解：解：由由(b)(b)图：图： 从数学上看，叠加原理就是线性关系从数学上看，叠加原理就是线性关系的可加性。所以功率的计算不能用叠加原的可加性。所以功率的计算不能用叠加原理。理。23323323332333IRIRIIRIRP留意留意思索题思索题8 81 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 4个个电源看成是几组电源例如电