第一章 电路的基本概念及基本定律

1、1主讲：彭静主讲：彭静商船学院航海系通信导航教研室商船学院航海系通信导航教研室欢迎学习欢迎学习航海电工基础航海电工基础 1. 掌握电路的基本原理及分析方法掌握电路的基本原理及分析方法,为学习电子技为学习电子技 术打下基础。术打下基础。 2. 学习交流电路的基本原理，掌握正确及安全用学习交流电路的基本原理，掌握正确及安全用电方法，培养工作技能。电方法，培养工作技能。 3. 学习电动机的基本原理和控制技术。学习电动机的基本原理和控制技术。 4. 通过实验通过实验, 学习各种实验室常规电子仪器的使学习各种实验室常规电子仪器的使用方法用方法, 锻炼电工方面的动手能力。锻炼电工方面的动手能力。 5.适应

2、适应“驾机驾机”、“驾驾电电”合一发展方向的合一发展方向的需要需要航海电工基础航海电工基础课程教学大纲课程教学大纲一、课程名称一、课程名称1、中文名称：航海电工基础2、英文名称：Basis of Marine Electrical Engineering 二、课程简介二、课程简介 本课程主要介绍直流电路、交流电路的一般分析和计算方法、电工测量方法和安全用电知识、变压器及航海仪器常用特殊电机的原理及使用注意事项。 三、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务三、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是为航海技术专业开设的一门必修课，是学习电子技术基础、航海雷达和ARPA、航海仪器等后续课程

3、所必需的基础课程。 五、课程内容和教学要求五、课程内容和教学要求（一）电路的基本概念与基本定律（一）电路的基本概念与基本定律内容包括：电路及电路模型等基本概念、欧姆定律、基尔霍夫定理、叠加原理、戴维宁定理。教学要求：掌握电路基本概念和基本定律，掌握简单电路的分析和计算。（二）单相正弦交流电路（二）单相正弦交流电路教学内容：正弦交流电的基本概念；电阻、电容、电感及其串并联交流电路。教学要求：要求学生掌握单相交流电路的基础知识和基本分析方法。（三）三相交流电路（三）三相交流电路内容包括：三相交流电源及其联接方式，三相负载的联接方式。教学要求：要求学生掌握三相交流电路中的电流、电压、功率的基本计算方

4、法。（四）电工测量与安全用电（四）电工测量与安全用电内容包括：电工测量仪表介绍、安全用电知识。教学要求：要求学生掌握电流，电压和功率的测量方法；掌握安全用电常识。（五）变压器（五）变压器内容包括：单相变压器、三相变压器。教学要求：要求学生了解变压器工作原理及其使用方法。（六）电机（六）电机内容包括：交流电机、直流电机、步进电机、伺服电机、自整角机。教学要求：要求学生了解各种电机的基本结构和特点，工作原理。课时安排计划课时安排计划 第第1课课 电路的基本概念与定律电路的基本概念与定律 1.1 电路的作用与组成电路的作用与组成电路电路: 电路是电流的通道电路是电流的通道电路的作用电路的作用: 实现

5、电能的传输和转换实现电能的传输和转换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负载负载(电灯电灯)(电动机电动机)(电炉电炉)输电线传输装置传输装置(Transmit device)(Transmit device)：中间环节，起传：中间环节，起传输和分配电能的作用，例如开关、传输线等。输和分配电能的作用，例如开关、传输线等。变变 电电 站站 输输 电电 线线电路的作用与组成电路的作用与组成强电强电电路的另一作用：v传递和处理信号：传递和处理信号：v声音信号声音信号v图象信号图象信号v测量信号或控制信号测量信号或控制信号放大器放大器话筒话筒扬声器扬声器弱电弱电（信号）（信号）计算机的

6、声卡计算机的声卡电路=电源+中间环节+负载电路的组成结构电路的组成结构电力系统：(发电机)+(变压器、输电线)+(电炉、电动机)扩音机：(话筒) + (放大器) + (扬声器)1.2 电路模型电路模型实际电路实际电路都是根据人们的都是根据人们的需要需要将实际的电路元件将实际的电路元件或器件或器件搭接搭接起来，以完成人们的预想要求。起来，以完成人们的预想要求。如：如：发电机、变压器、电动机、电阻器及电容器发电机、变压器、电动机、电阻器及电容器等。但是，实际元器件的电磁特性十分复杂。为等。但是，实际元器件的电磁特性十分复杂。为便于对电路的分析和数学描述，常将实际元器件便于对电路的分析和数学描述，常

7、将实际元器件理想化（即模型化）理想化（即模型化）由：由：理想电路元件理想电路元件组成的电路就是电路的组成的电路就是电路的 电路模型电路模型。电路与电路模型电路与电路模型实际电路实际电路：电路模型：电路模型：导线开关电池灯泡+R0R开关E干电池电珠S导线开关电池+R0R开关E干电池干电池灯泡灯泡SI 分析 “电路” 问题的 核心任何电路，都是在电动势、电压电动势、电压或电流电流的作用下进行工作的。对于电路的分析就是主要讨论电压和电流状态以及它们之间的关系。即讨论即讨论响应响应的的状态状态及与及与激励激励的的关系关系1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向概念：概念：电荷有规则的定向运动电

8、荷有规则的定向运动大小：大小：单位时间通过导体横截面的电荷量单位时间通过导体横截面的电荷量abSIabi =dq / dt规定规定实际方向：实际方向：正电荷移动的方向正电荷移动的方向单位：单位：安培安培(A) (A) 毫安毫安(mA) (mA) 微安微安( ( A) A) 1.1.电流电流2.2.电压电压概念：概念：为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物理量的物理量电压电压大小：大小：a a、b b两点间电压两点间电压 U Uab ab 在数值上等于电场力把在数值上等于电场力把单位正电荷从单位正电荷从a a点移到点移到b b点所作的功。点所作的功。方向

9、方向：规定此时正电荷的移动方向为电压的正方向规定此时正电荷的移动方向为电压的正方向单位单位：伏特伏特(V) (V) 千伏千伏(kV) (kV) 毫伏毫伏(mV)(mV)概念：概念：用另一种力去克服电场力而使用另一种力去克服电场力而使b b端的正电荷移至端的正电荷移至a a端。电源中必须具端。电源中必须具有这种力有这种力电源力电源力( (非静电力非静电力) )。大小：大小：电动势电动势E Eabab的数值等于电源力把的数值等于电源力把单位正电荷从电源的低电位单位正电荷从电源的低电位b b端经电端经电源内部移到电源高电位源内部移到电源高电位b b端所作的功。端所作的功。方向：方向：电动势的实际方向

10、是由电源低电动势的实际方向是由电源低电位端指向电源高电位端。电位端指向电源高电位端。单位：单位：伏特伏特(V) (V) (与电压的单位相同与电压的单位相同) )3.3.电动势电动势IEabUab+_ab电源力电源力电路中的基本物理量电池电池灯泡灯泡电流电流电压电压电功率电功率EIRU+_电源电源负载负载电路中物理量的方向电路中物理量的方向物理量的物理量的方向方向：实际方向实际方向参考方向参考方向实际方向实际方向： 物理中对电量规定的方向。物理中对电量规定的方向。参考方向参考方向（假设的假设的方向）：方向）： 在分析计算时，对电量人为规定的方向。在分析计算时，对电量人为规定的方向。物理量的实际方

11、向物理量的实际方向物理量实际方向的表示方法物理量实际方向的表示方法电池电池灯泡灯泡Uab_+正负号正负号abUab （高电位在前，高电位在前， 低电位在后）低电位在后） 双下标双下标箭箭 头头Uabab电压电压+-IR电流电流：从高电位：从高电位 指向低电位。指向低电位。IRUabE+_abU+_按规定：按规定：物理量方向的表示方法物理量方向的表示方法IRUab+_abU+_电压的方向箭头和正负号是等价的电压的方向箭头和正负号是等价的,只用其中之一。只用其中之一。IRUababU电路分析中的电路分析中的参考方向参考方向（假设方向）（假设方向）问题的提出问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理

12、量在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？的实际方向，电路如何求解？电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？U1ABRU2IR(1) 在解题前先在解题前先设定设定一个方向，作为参考方向；一个方向，作为参考方向；解决方法解决方法(3) 根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与若计算结果为正，则实际方向与参考参考方向一致方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与若计算结果为负，则实际方向与参考参考方向相反。方向相反。(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

13、；IRUababUIRUababU5A 5A 若若 U或或 I 0若若 U或或 I 0表示实际方向于设定的参考方向表示实际方向于设定的参考方向相同相同计算中电压或电流有正负计算中电压或电流有正负表示实际方向于设定的参考方向表示实际方向于设定的参考方向相反相反U或或 I的符号表示方向的符号表示方向定义：定义：电压和电流关联电压和电流关联参考方向参考方向元 件 上当当a a、b b两点间所选择的电压参考方向由两点间所选择的电压参考方向由a a指向指向b b时，时，也选择电流的参考方向经电路由由也选择电流的参考方向经电路由由a a指向指向b b，这种，这种参考方向的定义成为关联参考方向。参考方向的定

14、义成为关联参考方向。abIUabIU电压和电流关联参考方向电压和电流关联参考方向+R0U=2.8VU =-2.8VI=0.28AI =-0.28A如图所示E=3V电动势为为E=3V方向由负极方向由负极指向正极指向正极 电压为为U=2.8V 由由 指向指向电流为为I=0.28A 由由左左流向流向右右其参考方向为关联参考方向。其参考方向为关联参考方向。U 与与 I 的的参考方向选择亦参考方向选择亦为关联参考方向。为关联参考方向。而电压U 与与电流电流 I 的参考方向为非关的参考方向为非关联参考方向。联参考方向。U 与与 I 的的参考方向选择亦参考方向选择亦为非关联参考方向。为非关联参考方向。而电压

15、U 与与电流电流 I 的参考方向为关联的参考方向为关联参考方向。参考方向。电阻电阻电源电源例题1 1 - 4 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RIU或者：或者：IRU 单位：单位：在在SI中，电阻为欧姆中，电阻为欧姆( )或者为千欧或者为千欧(k ) 、兆欧、兆欧(M ) UIR设设参考方向参考方向的情况下欧姆定律的写法的情况下欧姆定律的写法I与与U的的参考参考方向一致方向一致U = IRaIRUbI与与U的的参考参考方向相反方向相反U = IRaIRUb关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向欧姆定律应用欧姆定

16、律对如下各图列出表达式，并求出电阻值。欧姆定律UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A例题 2对于(a)图欧姆定律的应用UIR6V2A(a)UIR6V-2A(b)IUR 326对于(b)图IUR26 3例题 2 分析UIR-2A-6V(d)UIR(c)-6V 2A欧姆定律的应用对于(c)图IUR 对于(d)图IUR26 326 3例题 2 分析计算图中电阻计算图中电阻R的值，的值，已知已知Uab=-12V5210IURnm欧姆定律的应用I= -2ARnmUnmE1=5VE2=3Vab解：解：a点电位比点电位比b点电位低点电位低12V n点电位比

17、点电位比b点电位低点电位低7V m点电位比点电位比b点电位高点电位高3V于是：于是： n点电位比点电位比m 点电位低点电位低7+3=10V即即Unm =-10V例题 3规定规定参考方向参考方向的情况下电功率的写法的情况下电功率的写法功率的概念功率的概念：设电路任意两点间的电压为：设电路任意两点间的电压为 U ,流入此流入此 部分电路的电流为部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为则这部分电路消耗的功率为:IUP 如果如果U I参考参考方向不方向不一致写法如何？一致写法如何？电压电流电压电流参考参考方向一致方向一致aIRUb关联参考方向关联参考方向规定参考方向的情况下电功率的写法规定参考

18、方向的情况下电功率的写法aIRUb电压电流参考方向相反电压电流参考方向相反P = UI功率有正负？功率有正负？非关联参考方向非关联参考方向吸收功率或消耗功率（起负载作用）吸收功率或消耗功率（起负载作用）若若 P 0输出功率输出功率 （起电源作用（起电源作用）若若 P 0电阻消耗功率肯定为正电阻消耗功率肯定为正电源的功率可能为正（吸收功率）电源的功率可能为正（吸收功率），也可能为负（输出功率），也可能为负（输出功率）计算中功率有正负计算中功率有正负 所以，从所以，从 P 的的 + + 或或 - - 可以区分器件的可以区分器件的性质性质，或是电源，或是负载。或是电源，或是负载。1-5 1-5 电路

19、的工作状态电路的工作状态最简单的电路为直流电路，本节讨论电路的最简单的电路为直流电路，本节讨论电路的有载状有载状态态、开路状态开路状态和和短路状态短路状态，所讨论的内容有，所讨论的内容有电流电流、电压电压及及功率功率等方面的特性。等方面的特性。本节讨论问题的理论依据是本节讨论问题的理论依据是欧姆定律欧姆定律R0EUabR如图电路如图电路：E 为电源的电动势为电源的电动势U 为电源的端电压为电源的端电压R0 为电源的内阻为电源的内阻R 为电路负载电阻为电路负载电阻一一. 有载工作状态有载工作状态当开关闭合，电源与负载接通，即电当开关闭合，电源与负载接通，即电路处于有载工作状态。路处于有载工作状态

20、。UabR0ERI电路中的电流为电路中的电流为 I=E/(R0+R)负载电阻两端负载电阻两端的电压为的电压为 U=IR当电源电动势当电源电动势E和和内阻内阻R0一一定定时负载电阻时负载电阻R愈小，则电愈小，则电流流I愈大。愈大。或写成或写成 U=E-IR0可见电源端电压小于电动势，二者可见电源端电压小于电动势，二者之差为电源内阻的电压降之差为电源内阻的电压降IR0即即 U=E-IR0 为电源外特性关系式为电源外特性关系式有载工作状态有载工作状态一般常见电源的内阻都一般常见电源的内阻都很小当很小当R0R时，时， 则则 U E此时当电流此时当电流(负载负载)变动变动时，电源的端电压变化时，电源的端

21、电压变化不大。不大。R0EUabRI例题例题1-3. R01E1UI有载工作状态有载工作状态已知已知:电路中，电路中，U=220V，I=5A，内阻，内阻R01= R02= 0.6 。求求:(1)电源的电动势电源的电动势E1和负载的反电动势和负载的反电动势E2 ； (2)说明功率的平衡说明功率的平衡关系。关系。R02E2例题例题1-3. R01E1UI解：解：(1) 对于电源对于电源 U=U1- U1= U1-IR01 即即 U1 =U +IR01 =220+5 0.6=223V U=U2+ U2= U2+IR02 即即 U2 =U -IR02 =220-5 0.6=217VR02E2U1U2E

22、2 =217VE1 =223V有载工作状态有载工作状态其中其中U1IU1I是电源产生的功率；是电源产生的功率；U2IU2I是负载取用的功是负载取用的功率；率；I2R01I2R01是电源内阻上损耗的功率；是电源内阻上损耗的功率；I2R02I2R02是反是反电动势电源电动势电源( (负载负载) )内阻上损耗的功率内阻上损耗的功率。可见电路具有功率平衡特性。可见电路具有功率平衡特性。例题例题1-3. (2)由上面可得由上面可得: U1 I+ U2 I +I2R01+I2R02 =0代入数据有代入数据有 -223 5+217 5+52 0.6+ 5+52 0.6=0 -1115W+1085W+15W+

23、15W=0R01E1UIR02E2电源电源负载负载U1U2P0负载负载有载工作状态有载工作状态电气设备的铭牌电气设备的铭牌. 有载工作状态有载工作状态 电气设备或元器件的标定值通常标注在其铭牌上电气设备或元器件的标定值通常标注在其铭牌上或记载在说明书中，这些标定值都是给定的额定值，如或记载在说明书中，这些标定值都是给定的额定值，如U UN N表示额定电压、表示额定电压、I IN N表示额定电流、表示额定电流、P PN N表示额定功率表示额定功率。 在在使用电气设备或元器件时不得超过其额定值使用电气设备或元器件时不得超过其额定值，以免影响其正常使用甚至使其遭到损坏。以免影响其正常使用甚至使其遭到

24、损坏。 注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其额定值，要能够加以区别。额定值，要能够加以区别。 例如：一只例如：一只220220V V，40W40W的白炽灯，正常工作的电流的白炽灯，正常工作的电流为为 I=40/220=0.182A I=40/220=0.182A，2424小时消耗电能小时消耗电能W W = P t = = P t = 4040 24=924=96Wh6Wh。二. 开路工作状态如图电路：当开关断开时，电路如图电路：当开关断开时，电路则处于开路则处于开路( (空载空载) )状态。状态。R0EU= U0abRI= 0开路时，外电路的电阻

25、为无穷开路时，外电路的电阻为无穷大，电路中电流大，电路中电流 I I 为零。为零。电源的端电压电源的端电压( (称为开路电压或空载电压称为开路电压或空载电压 U U0 0 ) ) 等于电源的电动势，电源不输出电能。等于电源的电动势，电源不输出电能。电路开路时的特征为电路开路时的特征为I = 0U = U0 = EP = 0三. 短路工作状态当电源两端由于某种原因而联当电源两端由于某种原因而联在一起时，称电源被短路。在一起时，称电源被短路。R0EabRIScd短路时，可将电源外电阻视为短路时，可将电源外电阻视为零，电流有捷径流过而不通过零，电流有捷径流过而不通过负载负载由于由于R R0 0很小，

26、所以此时电流很大，称为短路电流很小，所以此时电流很大，称为短路电流 I Is s U = 0I = Is = E / R0P = P = I2 R0电路短路时的特征为电路短路时的特征为【思考与练习】【思考与练习】1-5-2额定值为额定值为1W、100 的碳膜电阻，在使用时电的碳膜电阻，在使用时电流和电压不得超过多大值？流和电压不得超过多大值？l答：由功率答：由功率P与电阻与电阻R的关系公式的关系公式P = I2 R 或或 P= U2/Rl可得：电流可得：电流 I =P/R = (1/100)1/2=0.1Al同理：电压同理：电压U =PR = (1100)1/2=10V【思考与练习】【思考与练

27、习】1-5-5有一台直流发电机，其铭牌上标有有一台直流发电机，其铭牌上标有40kW、230V、174A。试问：什么是发电机的空载运行、轻载运行、满载运行和试问：什么是发电机的空载运行、轻载运行、满载运行和过载运行？负载的大小，一般指什么而言？过载运行？负载的大小，一般指什么而言？l答：答：空载运行空载运行 指发电机对外开路，无功率输出；指发电机对外开路，无功率输出； 轻载运行轻载运行 指发电机所带负载取用功率小于或远小于额指发电机所带负载取用功率小于或远小于额定功率的定功率的40kW，或输出电流小于或远小于，或输出电流小于或远小于174A； 满载运行满载运行 发电机所带负载取用功率基本与发电机

28、额定发电机所带负载取用功率基本与发电机额定功率功率(40kW)相当；相当； 过载运行过载运行 负载从发电机取用的功率大于发电机的额定负载从发电机取用的功率大于发电机的额定功率，这种情况对发电机的运行有较大危害。功率，这种情况对发电机的运行有较大危害。负载的大小负载的大小 一般指负载从电源取用功率的大小。一般指负载从电源取用功率的大小。 显然，此时显然，此时R愈小负载愈大，反之亦然。愈小负载愈大，反之亦然。1-6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律（克希荷夫定律，克氏定律）克希荷夫定律，克氏定律）根据欧姆定律分析电路，已是中学物理中常用的分根据欧姆定律分析电路，已是中学物理中常用的分析方法，但对某些电路有

29、时是无能为力的。析方法，但对某些电路有时是无能为力的。基尔霍夫定律基尔霍夫定律分为两个部分，即：分为两个部分，即：1.基尔霍夫基尔霍夫电流定律电流定律(KCL) 应用于应用于结点结点2.基尔霍夫基尔霍夫电压定律电压定律(KVL) 应用于应用于回路回路为此本节讨论为此本节讨论基尔霍夫基尔霍夫定律定律，它亦是分析与计，它亦是分析与计算电路的算电路的基本方法基本方法。名词、概念名词、概念基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律一条支路中各部分都流过一个相一条支路中各部分都流过一个相同的电流，称为同的电流，称为支路电流支路电流。如图中的如图中的ab、 acb 及及adb共共3条支路。条支路。如图中的

30、如图中的I1、I2及及I3共共3个电流。个电流。图中共有图中共有a、b两个结点。两个结点。abcdI2I3I1名词注释：名词注释：结点：结点：三个或三个以上支路的联结点三个或三个以上支路的联结点支路：支路：电路中每一个分支电路中每一个分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径如图电路如图电路: adbca、abca 和和 abda 共三个回路。共三个回路。 支路：共支路：共3条条回路：共回路：共3个个结点：结点：a、 b (共共2个）个）例例#1#2#3aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-例例支路：共支路

31、：共 ？条？条回路：共回路：共 ？个？个结点：共结点：共 ？个？个6条条4个个独立回路：？个独立回路：？个3个个有几个网眼就有几个独立回路有几个网眼就有几个独立回路7个个定律定律(1)KCLKCL 也可表述为，也可表述为，在任一在任一瞬时，流入某一结点的电瞬时，流入某一结点的电流流代数和代数和恒为零。恒为零。如图对于结点如图对于结点 a ： 流入电流流入电流 = 流出电流流出电流 I1 + I2 = I3或或 I1 + I2 - I3 =0l基尔霍夫电流基尔霍夫电流定律：在任一瞬时，流进某一结点定律：在任一瞬时，流进某一结点的电流之和等于由该结点流出的电流之和。的电流之和等于由该结点流出的电流

32、之和。基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律abcdI2I3I1 I =0即：即：流入为正流入为正流出为负流出为负由此，KCL亦可表示为：定律定律(1)KCL 0iI如图：如图：3个电阻的结点个电阻的结点A、B和和C可看成为广义结点。可看成为广义结点。ABCIABICAIBCIAIBIC对于结点对于结点A、B及及C，可分别，可分别列出列出KCL方程：方程：IAIABICAIBIBCIABICICAIBCIA+IB+IC=0即即 I=0基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律基尔霍夫基尔霍夫电流定律的扩展电流定律的扩展电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封闭

33、面。例例I1+I2+I3=0例例I=0基尔霍夫基尔霍夫电流定律的扩展电流定律的扩展I=?I1I2I3U2U3U1+_RR1R+_+_R广义结点广义结点定律定律(2)KVL如电路中如电路中dabd回路，回路，沿逆时针绕沿逆时针绕行方向行方向da段电阻上为段电阻上为电压降电压降Uda=I2R2 ab段电阻上亦为段电阻上亦为电压降电压降Uab=I3R3 而而bd段电源部分为段电源部分为电压升电压升，即即 Udb=U2由由KVL可得：可得： U2 =I2R2 +I3R3 基尔霍夫电压基尔霍夫电压定律定律(KVL)是用来确定回路中是用来确定回路中各段各段电压电压间关系的。它应用于间关系的。它应用于回路回

34、路。l基尔霍夫电压基尔霍夫电压定律定律(KVL)：在任一瞬时，沿任一循：在任一瞬时，沿任一循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于行方向，回路中各段电压的代数和恒等于0。基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律abcdI2I3I1U2例如：例如：13311URIRI+电位降电位降电位升电位升即：即：0U#1aI1I2U2+-R1R3R2+_I3bU1对对回路回路#2： #223322URIRI+电位升电位升电位降电位降对对回路回路#3： 12211URIRI+U2电位降电位降电位升电位升#3第第3个方程不独立个方程不独立电位降为正电位降为正电位升为负电位升为负回路回路#100=0电位降电位降K

35、VL的应用的应用acdI2I1I3bcR1R2R3E2E1ac段段(- I1 R1), cb段段(U1), bd段段(-U2), da段段( I2 R2)表达式为表达式为: -I1R1+U1-U2+I2R2=0应用方法之一为应用方法之一为数电压法：数电压法：从回路中任一点从回路中任一点 a 数起，数起，沿回路绕行一周再数回到沿回路绕行一周再数回到a点，电位值不变点，电位值不变(如如adbca回路回路):公式为公式为:末起点数电压一周末起点数电压一周为为0。基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律U2U1如图电路：如图电路：UA-UB-UAB =0数电压法数电压法:还可以应用于任意的部分电路。

36、还可以应用于任意的部分电路。KVL的应用的应用ABCUAUBUAB基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律公式为公式为:末起点数电压一周末起点数电压一周为为0。从从A开始：开始：注意事项：注意事项：应用基尔霍夫定律时，要认清研究对象，对电路中的应用基尔霍夫定律时，要认清研究对象，对电路中的各个各个电流电流和各段和各段电压电压选好选好参考方向参考方向。l对于对于KCL的应用，要选好的应用，要选好结点结点，对与该，对与该结点结点有关的有关的电流列出方程电流列出方程有方向和数值两套符号有方向和数值两套符号。lI3lI1lI2lI4lAl对于结点对于结点A，设，设流入为流入为正正，流出为流出为负负，

37、则，则 (I1)(I2)(I3)(I4)=0l即：即： I1I2I3I4=0基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律U2注意事项：注意事项：l对于对于KVL的应用，要选好回路，从回路的任一点起的应用，要选好回路，从回路的任一点起沿回路绕行一周列出电压方程沿回路绕行一周列出电压方程同样有方向和数同样有方向和数值两套符号。值两套符号。l设如图回路，选顺时针为绕设如图回路，选顺时针为绕行方向，行方向，电压上升为电压上升为负负，电电压下降压下降正正，则，则(U1)(U2)(-U3)(-I4 R4)=0R4- I4U1- U3基 尔 霍 夫基 尔 霍 夫 定 律定 律应用基尔霍夫定律时，要认清研究对象

38、，对电路中应用基尔霍夫定律时，要认清研究对象，对电路中的各个的各个电流电流和各段和各段电压电压选好选好参考方向参考方向。补充补充pp.12图片图片1-7 叠加原理叠加原理 在多个电源同时作用的在多个电源同时作用的线性电路线性电路中，中，任何支路的电流或任意两点间的电压，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。代数和。概念概念:IIIIII I II333222111 +BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2单独作用单独作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1单独作用单

39、独作用叠加原理叠加原理“恒压源不起作用恒压源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此，即是将此恒压源去掉，代之以导线连接。恒压源去掉，代之以导线连接。例：用叠加原理求例：用叠加原理求I2BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I22 6 AB7.2V3 +_+_A12VBI22 6 3 已知：已知：U1=12V， U2=7.2V， R1=2 ， R2=6 ， R3=3 解：解： I2 = I2= I2 = I2 + I2 = 根据叠加原理，根据叠加原理，I2 = I2 + I2 1A1A0A例例+-10 I4A20V10 10 用迭加原理求：用迭加原理求：I= ?I=2AI= -1A

40、I = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解：解：“恒流源不起作用恒流源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此，即是将此恒流源去掉，使电路开路。恒流源去掉，使电路开路。应用叠加定理要注意的问题应用叠加定理要注意的问题1. 叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、叠加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、 电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令U=0； 暂时不予考虑的

41、恒流源应予以开路，即令暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令 Is=0。3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+4. 迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来 求功率，即功率不能叠加。如：求功率，即功率不能叠加。如：5. 运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。 333 I II+ 设：设

42、：32332332333233)()()(RIR IRI IRIP+则：则：I3R3=+1-8 戴维宁定理戴维宁定理名词解释名词解释：无源二端网络无源二端网络： 二端网络中没有电源二端网络中没有电源有源二端网络有源二端网络： 二端网络中含有电源二端网络中含有电源二端网络：二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为相联，则该电路称为“二端网络二端网络”。ABAB等效电源定理的概念等效电源定理的概念 有源二端网络用电源模型替代，称为等效有源二端网络用电源模型替代，称为等效 电源定理。电源定理。有源二端网络用有源二端网络用电压源电压源模型替代模

43、型替代 - 戴维南定理戴维南定理有源二端网络用有源二端网络用电流源电流源模型替代模型替代 - 诺顿定理诺顿定理戴维南定理戴维南定理有源有源二端网络二端网络RUSRS+_R注意：注意：“等效等效”是指对端口外等效，即是指对端口外等效，即R两端两端的电压和流过的电压和流过R电流不变电流不变有源二端网络可以用电压源模型等效有源二端网络可以用电压源模型等效,该等效该等效电压源的电压等于有源二端网络的开端电压；等效电压源的电压等于有源二端网络的开端电压；等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络的输入电阻。的输入电阻。 等效电压源的内阻等于有源等效电压源

44、的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）短路，电流源断路）等效电压源的电压等效电压源的电压（US ）等于有源二端）等于有源二端网络的开端电压网络的开端电压U ABO有源有源二端网络二端网络RABOSUU 有源有源二端网络二端网络ABOUABABUSRS+_RAB相应的相应的无源无源二端网络二端网络ABRAB=RS戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之一）（之一）已知：已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V求：当求：当 R5=

45、10 时，时，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效电路等效电路有源二端有源二端网络网络R5I5R1R3+_R2R4UABUSRS+_R5ABI5戴维南等效电路戴维南等效电路ABOSUU RS =RAB第一步：求开端电压第一步：求开端电压UABOV2434212+RRRURRRUUUUDBADABO第二步：求输入电阻第二步：求输入电阻 RABUABOR1R3+_R2R4UABCDCRABR1R3R2R4ABD4321/RRRRRAB+=2030 +3020=24 戴维南定理应用举例戴维南定理应用举例（之二）（之二）求：求：UL=?4 4 50 5 33 AB1ARL+_8V_+10VCDEUL第一步：求开端电压第一步：求开端电压UABO_AD+4 4 50 B+_8V10VCEUABO1A5 UL=UABO =9V对吗？对吗？V91 58010+EBDECDACABOUUUUU4+44第二步：第二步：求输入电阻求输入电阻 RA