太原理工大学电工电子技术1课件.ppt

1、电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页本课程的性质、内容与要求本课程的性质、内容与要求课程性质：课程性质： 本课程是研究电工技术与电子技术的理论和应用的一门技术基础课；是高等学校工科非电类专业的一门非常重要的电类课程。课程内容：课程内容： 1、电工技术 （1）电路 （2）电机与控制 （3）安全用电 2、电子技术 （1）模拟电子技术 （2）数字电子技术 课程要求：课程要求： 1、通过学习，掌握电工技术与电子技术的基本理论、基本知识和基本技能； 2、理论联系实际，培养学生独立分析问题和解决问题的能力； 3、多动脑、多动手、多总结，培养学生的自学能力和创新意识。电工电子技电工电

2、子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页第第1 1章章 电路分析基础电路分析基础电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.1.1 1.1.1 电路及电路模型电路及电路模型 电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输电路是由若干电路元件或设备组成的，能够传输能量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信能量、转换能量；能够采集电信号、传递和处理电信号的有机整体。号的有机整体。 电路的组成电路的组成电电 源源信号源信号源负载负载中间环节中间环节 1.1 电路元件电路元件1.1.电路的组成和作用电路的组成和作用电路电路电流流通的路径。电流流通的路径。电工电子技电工电子技术术

3、 下一页下一页返回返回 上一页上一页手电筒电路中间环节：连接电源和负载中间环节：连接电源和负载电路的作用电路的作用灯泡灯泡电池电池开关电源电源负载负载电源：非电能电源：非电能 电能电能负载：电能负载：电能 非电能非电能输送和转换电能（如输送和转换电能（如电力工程电力工程）传递与处理信号（如传递与处理信号（如信息工程信息工程）电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页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电力系统电路示意图电力系统电路示意图输电线输电线电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页中间环节中间环节负载负载放

4、放大大器器话筒话筒扬声器扬声器扩音机电路示意图扩音机电路示意图信号源信号源（电源）（电源）电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页电路系统的概念电路系统的概念 系统是由若干互相关联的单元或设备组系统是由若干互相关联的单元或设备组成，并具有一定功能的有机整体。成，并具有一定功能的有机整体。 )(efr )(te)(tr激励激励响应响应 系统中电源（或信号源）的作用称为系统中电源（或信号源）的作用称为激励激励。 由激励引起的结果（如某个元件的电流、由激励引起的结果（如某个元件的电流、电压）称为电压）称为响应响应。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页2 2

5、 理想元件和电路模型理想元件和电路模型将实际电路中的元件用理想元件来表示，构成的电路将实际电路中的元件用理想元件来表示，构成的电路图图电路模型电路模型, ,理想元件是单一物理性质的元件。理想元件是单一物理性质的元件。常用的理想元件常用的理想元件RL LE+_Is电阻电阻电感电感电容电容恒压源恒压源恒流源恒流源C C+R电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 电路模型电路模型US+_RLSRO电路模型是实际电路的科学抽象，简称为电路。电路模型是实际电路的科学抽象，简称为电路。手电筒电路模型手电筒电路模型iuRL日光灯电路的模型日光灯电路的模型 电路元件分类电路元件分类 线性

6、元件线性元件 非线性元件非线性元件 时变元件时变元件 非时变元件非时变元件 有源元件有源元件 无源元件无源元件 电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页UsIRU+_E+_1.1.2 1.1.2 电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向1. 实际方向实际方向物理量物理量单单 位位实际方向实际方向 - - E + +电流电流 IA, A, kA,mA,AkA,mA,A正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向电压电压 UV, V, kV,mV,VkV,mV,V 电场力作用电场力作用, ,电位降落的方向电位降落的方向电动势电动势 EV, V, kV,mV,VkV,mV,V 电源力

7、作用电源力作用, ,电位升高的方向电位升高的方向+ + I - -+ + U - -电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页分析计算电路时，人为任意设定的电量方向分析计算电路时，人为任意设定的电量方向2. 参考方向（假设方向、正方向）参考方向（假设方向、正方向）I = 5AIRab= 5A例例Rab注意注意：引入参考方向后，物理量为代数量引入参考方向后，物理量为代数量 若计算结果为正若计算结果为正(I 0)，则参考方向与实际方向一则参考方向与实际方向一致；致；若计算结果为负若计算结果为负(I0)，则则参考方向与实际方向相反参考方向与实际方向相反。电流方向电流方向a b？电流

8、方向电流方向b a？电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页I参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考极性参考极性abUab 双下标双下标箭箭 头头_+USabR参考方向的作用参考方向的作用.便于列写电路方程便于列写电路方程参考方向的关联与非关联参考方向的关联与非关联.便于确定实际方向便于确定实际方向 关联参考方向关联参考方向（U与与 I 的方向一致）的方向一致） +_IUabR_IUabR+ 非关联参考方向非关联参考方向（ U与与 I 的方向相反）的方向相反） U = I RU = -I R电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 +_I=3AU=6V

9、abR例例 应用欧姆定律求电阻应用欧姆定律求电阻Ra+_I=-3AU=6VbR +_I=3AU= 6VabR +_I=-3AU= 6VabR 236IUR 236IUR 236IUR 236IUR电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页（3）应用欧姆定律时，注意）应用欧姆定律时，注意_套正负号。套正负号。列写公式时，根据列写公式时，根据U、I 的的_ 得得_U、I 的值本身有的值本身有_和和_之分之分（1）分析计算电路时，首先要画出）分析计算电路时，首先要画出 ，标出电，标出电 压、电流的压、电流的 。（2）参考方向是）参考方向是_设定的。未标参考方向的前设定的。未标参考方

10、向的前 提下，讨论电压、电流的正、负值是提下，讨论电压、电流的正、负值是_ 。问题与讨论问题与讨论电路图电路图参考方向参考方向两两参考方向参考方向公式中的正负号公式中的正负号正值正值负值负值没有意义的没有意义的人为任意人为任意电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页A1121V 1 RIU例例试求：当试求：当U 分别为分别为 3V 和和 1V 时的电流时的电流IR解：解：(1) 假定电路各电量的参考方向如图所示；假定电路各电量的参考方向如图所示；(2) 列电路方程：列电路方程：EUUR REURUIRREUUR IRR =1E= 2VURabU+(3) 数值计算数值计算A1

11、1233V RIU（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.1.3 电阻元件电阻元件 电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。实物实物iRu Riu1.伏安关系伏安关系(VAR)Rui iuR R 的单位为欧姆（的单位为欧姆（）（R 常用单位：常用单位： 、k 、M ）伏伏 安安 特性特性电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.1.3 电阻元件电阻元件 电阻为耗能元件如电阻器、白炽灯、电炉等。电阻为耗能元件

12、如电阻器、白炽灯、电炉等。返回返回电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页oiu常常数数 iuR常常数数 iuRuio线性电阻的线性电阻的伏安特性伏安特性非线性电阻的非线性电阻的伏安特性伏安特性2. 伏安特性伏安特性注意注意: 欧姆定律仅适用于线性电阻电路。欧姆定律仅适用于线性电阻电路。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页3.功率和能量功率和能量在关联参考方向下，电阻元件的功率为在关联参考方向下，电阻元件的功率为RuRiuip22 单位为瓦特（单位为瓦特（W）从从t1到到t2时间内，电阻元件吸收的电能为时间内，电阻元件吸收的电能为dtiRwtt221

13、 单位为焦耳（单位为焦耳（J）电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1. 理想电源的两种电路模型理想电源的两种电路模型(1)理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）: RO= 0 时的电压源时的电压源.特点特点 ： 输出电输出电 压压 U 恒定，即恒定，即 Uab US ； 输出电流输出电流 I 取决于取决于外电路。外电路。外特性外特性U = f (I)oIUUS1.1.4 独立电源元件独立电源元件IUS+_abURL电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页设设 E=10VIE+_abUab2 R1当当R1 R2 同时接入时同时接入时 I=10AR22

14、 例例当当R1接入时接入时 I=5A则则恒压源中的电压恒压源中的电压 US为为 零时，恒压源视为短路。零时，恒压源视为短路。US=0+_与恒压源并联的元件对外电路而言为可视为开路。与恒压源并联的元件对外电路而言为可视为开路。E+_abR2E+_abR1R2Is电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是： _US恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_I_ 会引起会引起 I 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变I 的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是_ 的变化。的变化。大小大小方向方向 0SUI恒压源两

15、端恒压源两端可否短路可否短路？a+_IUSUabbR问题与讨论问题与讨论否否 因为因为R = 0 时时电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页(2)理想电流源理想电流源（恒流源（恒流源): RO= 时的电流源时的电流源. 特点特点：输出电流输出电流 I 不变，即不变，即 I IS 外外特特性性输出电压输出电压U取决于取决于外电路外电路。abIUIsRLIUabISo电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页IUIsR设设 IS=1 A R=10 时时， U =10 V R=1 时时， U =1 V则则例例E+_abR1R2Is恒流源的电流恒流源的电流 IS

16、为为 零时，恒流源视为开路。零时，恒流源视为开路。与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。与恒流源串联的元件对外电路而言为可视为短路。IS=0abR1Is电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变Uab的变化可能是的变化可能是 _ 的变化，的变化， 或者是或者是 _的变化。的变化。大小大小方向方向 sabIU恒流源两端恒流源两端可否开路可否开路？abIUabIsR问题与讨论问题与讨论否否 因为因为R = 时

17、时电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例串联电流相同。串联电流相同。SabUIRU 电压源中的电流电压源中的电流 I= IS恒流源两端的电压取决外电路恒流源两端的电压取决外电路IUs R_+abUab=?Is解：解：电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页恒压源中的电流恒压源中的电流如何决定如何决定？恒流恒流源两端的电压等源两端的电压等于多少于多少？例例并联电压相同。并联电压相同。SabUU 电压源中的电流取决外电路电压源中的电流取决外电路恒流源两端的电

18、压恒流源两端的电压解：解：RUIISS aIUs R_+bUab=?IsIR电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 功率的计算与判断功率的计算与判断概念概念计算计算关联时关联时：IU+P = U I非关联时非关联时：IU+P = -U I负载消耗（吸收）功率；负载消耗（吸收）功率；电源产生（提供）功率。电源产生（提供）功率。吸收（取用）功率，元件为负载吸收（取用）功率，元件为负载发出（产生）功率，元件为电源发出（产生）功率，元件为电源若若 P 0若若 P 0判断判断电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页根据能量守恒定律根据能量守恒定律电路中的功率平衡

19、电路中的功率平衡P = 0 例例A25515S2S1 RUUIW30215S1S1 IUPW1025S2S2 IUPW205222 RIPR+ IRURUS2US1已知：已知：US1 = 15V，US2 = 5V，R = 5，试求电流，试求电流I 和各和各元件的功率。元件的功率。解：解： 电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 已知：已知：U1 = 20V， I1=2A，U2=10V，I2=-1A， U3= -10V，I3 = -3A，试求，试求元件的功率，并说明性质元件的功率，并说明性质。I3 I2I1U3U2U11423例例元件元件1功率功率 W40220111 IU

20、P元件元件2功率功率 W10)1(10222 IUP元件元件3功率功率 W202)10(133 IUP元件元件4功率功率 W30)3(10324 IUP解：解： 元件元件1、2发出功率是发出功率是电源电源，元件，元件3、4吸收功率是吸收功率是负载负载。上述计算满足。上述计算满足P = 0 。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页OSRU2. 实际电源的两种电路模型实际电源的两种电路模型实际电压源实际电压源oSIRUU IURo越小越小斜率越小斜率越小UIRO+-USRLUSO恒压恒压RO=0时，时，U= US外特性外特性电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一

21、页上一页oRUIISRO越大越大特性越陡特性越陡实际电流源实际电流源外特性外特性ISROabIURLIUIS ROO恒流恒流ISRO=时，时，I= IS电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页3.3.电源电源( (电路电路) )的三种工作的三种工作状状 态态 (1).(1).通路（有载工作状态）通路（有载工作状态）电流：电流：LORREI 电压：电压：oIREUab 功率：功率：UIRIEIPPPRERLo2ORLIUE+_abRo+_RO I RO U 通路、开路、短路通路、开路、短路电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页额定值额定值额定值额定值:

22、电气设备在正常运行时的规定使用值电气设备在正常运行时的规定使用值： I IN ，P IN ，P PN 额定工作状态：额定工作状态： I = IN ，P = PN 额定值反映电气设备的使用安全性；额定值反映电气设备的使用安全性； 额定值表示电气设备的使用能力。额定值表示电气设备的使用能力。例：例：灯泡灯泡 UN = 220V ，PN = 60W电阻电阻 RN = 100 ，PN =1 W 额定电压额定电压UN、额定电流、额定电流IN 和额定功率和额定功率PN电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页（2）额定电流为）额定电流为100A的发电机，只接的发电机，只接60A的照明负载

23、，还有电流的照明负载，还有电流40A流到哪里去了？流到哪里去了？问题与讨论问题与讨论（1）一个）一个100、1W的电阻器，在使用时允的电阻器，在使用时允许流过的电流和允许加的电压不得超过多少？许流过的电流和允许加的电压不得超过多少？。；V10A1 .0 UI答答: :不存在不存在40A.40A.电源的输出功电源的输出功率和输出电流取决于负载率和输出电流取决于负载. .答答: :电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页2.2.开路开路开路电压：开路电压：特点特点：Uo= EIE+_RoUoabRL+_输出功率输出功率P = 0 输出电流输出电流I = 0有源有源二端二端网络网

24、络oUabo R无源无源二端二端网络网络abUo+_Roab电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页3.3.短路短路NoSIREI IsUE+_abRoRLFU特点特点：输出功率输出功率P = 0 输出电压输出电压U = 0短路电流：短路电流：短路保护短路保护: : 熔断器熔断器FU工作短接工作短接: :ASR1R2电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页4. 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换 等效：对外电压电流相等。等效：对外电压电流相等。IRO+-USbaUabUabISabIRO电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页

25、上一页oRUISsosSRIUaUS+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabRoIsabI 等效变换公式等效变换公式电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页+等效变换的注意事项等效变换的注意事项(1) 对外等效，对内不等效。对外等效，对内不等效。(2) 等效电源的内阻不一定是电源的内阻。等效电源的内阻不一定是电源的内阻。(3) 电源的极性。电源的极性。aUSbIRoISaRobI电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页（4）恒压源和恒流源之间不能进行等效变换。）恒压源和恒流源之间不能进行等效变换。abIUabIsaUS +bI电工电子技电工电子技

26、术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 应用举例应用举例例例10V+2A3 1 2 I10V+3 1 I2 4V+I=?A1213410 I电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1A6 2V+2 3 4A2 2 I+1A3 12V+6 2 2 2 I6VI=?例例电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页(接上页接上页)1A6 2V+2 3 4A2 2 I3A1 2V-+2 2 I+1 3V+2 2V2 I-A2 . 05122123 I电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页10V+2A2 I讨论题讨论题?IA32410A7221

27、0A5210 III哪哪个个答答案案对对?+10V+4V2 电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.1.5 电位的概念与计算电位的概念与计算电位：电位：参考点：参考点：1.电位的概念电位的概念电路中某点对参考点的电压电路中某点对参考点的电压称零电位点（称零电位点（O点）或点）或“地地”电力工程中以大地为参考点电力工程中以大地为参考点电子线路以输入、输出的公共线为参考点电子线路以输入、输出的公共线为参考点放大器放大器iuou电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页bR1R2E2E1+-R3+_acdbR1R2R3a+E1-E2cd设设b b点为参考点点

28、为参考点电子电路的习惯画法电子电路的习惯画法电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页R1R2+15V-15V 参考电位在哪里参考电位在哪里？R1R215V+-正电源正电源负电源负电源电子电路的习惯画法电子电路的习惯画法：电源电压用电位值给出：电源电压用电位值给出正电位值表示正电位值表示正电源正电源，电源的，电源的负极接地负极接地。负电位值表示负电位值表示负电源负电源，电源的，电源的正极接地正极接地。15V+-电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页S断开时各电阻为同一电流断开时各电阻为同一电流其中：其中：UD=+12V ；UC=12V S闭合上时闭合上时

29、：例例试求开关试求开关S断开和闭合时电路中各点的电位断开和闭合时电路中各点的电位解：解：2. 电位的计算电位的计算AB4k6kC20kS12V+12VD2012)46(12AA UUUA = 4V 20412612BB UUUB = 7.2V UD=+12V ； UC=12V20124AAUU UA = 2V UB = 0电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页Ua = 5V a 点电位：点电位：ab1 5AUb 5V b 点电位：点电位：例例试求图示电路中各点的电位及电压试求图示电路中各点的电位及电压UabUb= 0V b点电位：点电位：Ua = 0V a 点电位：点电位

30、：ab1 5A可见可见:电位与参考点的选择电位与参考点的选择有关有关； 电压与参考点的选择电压与参考点的选择无关无关. Uab = Ua- UbUab = 5VUab = 5V电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页电位与参考点的选择电位与参考点的选择有关有关； 电压与参考点的选择电压与参考点的选择无关无关例例试分别以电路中的试分别以电路中的a、b、c点为参考点点为参考点求电位和电求电位和电压。压。注意：注意：电压等于电位之差。如电压等于电位之差。如Uab=Ua- Ub+_3V+_6Vabc参考点参考点电位和电压电位和电压UaUbUcUabUbcUcaa为参考点参考点0V-

31、3V-9V3V6V-9Vb 为参考点参考点3V0V-6V3V6V-9Vc为参考点参考点9V6V0V3V6V-9V电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 1.2 基尔霍夫定律基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)应用于结点应用于结点基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)应用于回路应用于回路名词注释：名词注释：结点：结点：三个或三个以上支路的联接点三个或三个以上支路的联接点支路：支路：电路中的一个分支电路中的一个分支回路：回路：一条或一条以上支路所组成的闭一条或一条以上支路所组成的闭合路径合路径网孔：网孔：中间不含支路的回路中间不含支路的回路电工电子技电工

32、电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页支路：支路： 3条条回路：回路： 3个个结点：结点： 2个个例例确定电路中的支路、结点、回路、确定电路中的支路、结点、回路、网孔数目。网孔数目。网孔：网孔： 2个个baI1I2US2+R1 R3R2 +_I312US1电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.2.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)KCL依据：电流的连续性。依据：电流的连续性。I1I2I3I4注意：两套正负号。注意：两套正负号。04231IIII1.基本思想基本思想例例任一瞬时，任一结点上电流的代数和等于零。任一瞬时，任一结点上电流的代数和等于零。设

33、流入为正，流出为负。即设流入为正，流出为负。即 I =0出出入入II 或或4231IIII 或或电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页广义结点广义结点 I1+I2=I3I = 0I=?2.定律推广定律推广假想闭合面假想闭合面例例例例I1I2I3例例IEICIBIE = IB+IC8V9V+_3 4 +_4 6 2 I电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.2.2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)KCL依据：电位的单值性。依据：电位的单值性。 任一瞬时，沿任一回路绕行一周，其电压的代数任一瞬时，沿任一回路绕行一周，其电压的代数和等于零。设电

34、压升为正，电压降为负。即和等于零。设电压升为正，电压降为负。即 回路回路 1 0 U1S3311URIRI1.基本思想基本思想baI1I2US2+R1 R3R2 +_I312US1例：例：降降升升UU 或或注意：两套正负号。注意：两套正负号。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页SabUIRU 电压升电压升电压降电压降2.定律推广定律推广开口电路开口电路假想闭合回路假想闭合回路例例RUUIabS 一段含源支路的欧姆定律一段含源支路的欧姆定律US+_Ra bUabI+_电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页R2R1USI+U2U1例例S2122S211

35、1URRRUURRRU 分压公式分压公式 例例分流公式分流公式 R2R1UISI2I1S2112S2121IRRRIIRRRI SSRIIRRIRRRRU )/(21S2121电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.2.3 基尔霍夫定律的应用基尔霍夫定律的应用 (1) 基本思想：基本思想：以支路电流为未知量，根据以支路电流为未知量，根据KCL和和KVL 列独立的电流方程和电压方程，联立求解。列独立的电流方程和电压方程，联立求解。(2) 解题步骤：解题步骤：设电路有设电路有n个结点，个结点， b条支路。条支路。 假设各支路电流的参考方向。假设各支路电流的参考方向。 根据根

36、据KCL列（列（ n -1）个独立的电流方程。）个独立的电流方程。 根据根据KVL列列b- （ n -1）个独立的电压方程（一）个独立的电压方程（一般根据网孔列）。般根据网孔列）。 联立求解。联立求解。1.支路电流法支路电流法电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页例例试用支路电流法求试用支路电流法求图示各支路电流。图示各支路电流。解：解： n=2， b=3 假设各支路电流的假设各支路电流的 参考方向参考方向由由KCL列电流方程列电流方程 a点点:0321 III由由KVL列电压方程列电压方程 回路回路1: 回路回路2:1S3311URIRI2S3322URIRI 代入数据

37、，联立求解，得代入数据，联立求解，得I1 = 4A，I2 = -1A，I3 = 3A。baI1I2US220V+R1 2 R38 R2 4 +_I312US132V电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页例例试用支路电流法试用支路电流法求各支路电流。求各支路电流。解：解：图中图中恒流源支路电流恒流源支路电流已知已知 I1= IS = 5A所以只所以只需列两个独立方程即可需列两个独立方程即可 由由KCL列电流方程列电流方程a点点SIII 32由由KVL列电压方程列电压方程回路回路1S3322UIRIR 代入数据，解联求解，得代入数据，解联求解，得I2 = 2A，I3 = -3

38、A。R34R18R21baIS5AI2I3US10VI1+-1注意：注意：电路中如果有含电路中如果有含恒流源的支路，恒流源的支路， 可减少列方程数。可减少列方程数。 列回路方程时，列回路方程时，要避开恒流源支路要避开恒流源支路。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页讨论题讨论题A11433 I你能否很快说出你能否很快说出I1、I2 、I3 、I4 、I5 的结果的结果？A615432 IA7321 III1 +3V4V1 1 +5VI1I2I3I4I5A3134 IA4145 III电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页支路电流法小结支路电流法小结优

39、点：优点：简单。简单。缺点：缺点：当电路中支路数较多时，所需方程的当电路中支路数较多时，所需方程的个数较多，求解繁琐个数较多，求解繁琐 。支路数支路数 b=4须列须列4个方程式个方程式ab电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 （1）基本思想）基本思想 以结点电压（结点间的电压）为未知量，根据以结点电压（结点间的电压）为未知量，根据基尔霍夫电压定律或欧姆定律求各支路电流。基尔霍夫电压定律或欧姆定律求各支路电流。2. 结点电压法结点电压法 (弥尔曼定理弥尔曼定理)R2R1+-I1-+UabbaR3US2US1I2I3（2）结点电压公式推导）结点电压公式推导 特别适用于只有两

40、个结点的电路的分析和计算特别适用于只有两个结点的电路的分析和计算。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1abS11RUUI 2abS22RUUI 3ab3RUI 设设 结点电压为结点电压为Uab则则 321III R2R1+-I1-+UabbaR3US2US1I2I3电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页代入代入3ab2abS21S1RURUURUUab 3212S21S1ab111RRRRURUU RRU1S 整理得整理得电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页RRUU1Sab 分母为两结点间各支路电阻的倒数之和，分母为两结点

41、间各支路电阻的倒数之和，恒为正恒为正 。 分子为各支路分子为各支路US与本支路与本支路R相除后的代数相除后的代数和。当和。当US与与Uab的参考方向一致时取正号，的参考方向一致时取正号，相反时取负号。相反时取负号。结点电压公式结点电压公式:电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3例例试用结点电压法试用结点电压法求各支路电流。求各支路电流。已知已知US1 = 54V，US2 = 72V，R1 = 3R2 = 6，R3 = 2。解：解：V62161316723541113212S21S1ab RRRRURUU电工电子技电工电

42、子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页A1636541aS11 RUUIb+-I1-+R2UabbaR3R1US2US1I2I3结点电压法结点电压法应用举例应用举例（接上页）（接上页）A1366722aS22 RUUIbA3263ab3 RUI电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页I1U1U3R1R4R3R2I4I3I2AB试求试求A点的电位点的电位及各支路电流。及各支路电流。432133111111RRRRRURUUA 设设UB = 0 V解：解：则则例例333111RUUIRUUIAA 4422RUIRUIAA 电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上

43、一页上一页注意：注意： 当两结点间某一条支路有理想电流当两结点间某一条支路有理想电流 源时，与之串联的电阻不计入分母。源时，与之串联的电阻不计入分母。 分子中，理想电流源电流流入独立分子中，理想电流源电流流入独立 结点时取正，反之取负。结点时取正，反之取负。BR1I2I1E1IsR2ARS211111RRIREUSA 试求试求A点的电位。点的电位。例例设设0 BU解：解：电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.3 叠加定理叠加定理1. 3.1 基本思想基本思想 在在含有多个电源的含有多个电源的线性电路线性电路中，任一支路中，任一支路的电流（或电压），均等于各的电流（或电

44、压），均等于各电源单独作用电源单独作用时在该支路产生的电压或电流的时在该支路产生的电压或电流的代数和代数和。线性电路：线性电路：由线性元件组成的电路。由线性元件组成的电路。电源单独作用：电源单独作用：恒压源不作用即短路，恒压源不作用即短路， 恒流源不作用即开路。恒流源不作用即开路。代数和：代数和：与原电路假设的电压、电流参考与原电路假设的电压、电流参考方向一致者取正号，相反取负号。方向一致者取正号，相反取负号。注意注意电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a) 原电路原电路R23I 2I 1I R3R1ISUS=0(b) IS单独

45、作用时的电路单独作用时的电路2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+-(c) US单独作用时的电路单独作用时的电路解：解： （1）画出原电路及各电源单独作用时的画出原电路及各电源单独作用时的 电路，并标出各支路电流的参考方向。电路，并标出各支路电流的参考方向。 1.3.2 应用举例应用举例例例如图如图,已知已知US = 9V，IS = 6A，R1 = 6，R2 = 4，R3 = 3。试用叠加原理求各支路中的电流。试用叠加原理求各支路中的电流。电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页US单独作用时单独作用时2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+- US单独作用时的电

46、路单独作用时的电路02 IA13692131 RRUIISIS单独作用时单独作用时A426A26363A61331312 IIIIRRRIIISSSR23I 2I 1I R3R1ISUS=0IS单独作用时的电路单独作用时的电路（2）计算各电源单独作用时各支路的电流计算各电源单独作用时各支路的电流 电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页（3）叠加求出原电路中各支路电流。）叠加求出原电路中各支路电流。 A314A606A312333222111 IIIIIIIII=+I2I3I1R2R3R1ISUS+-(a) 原电路原电路R23I 2I 1I R3R1ISUS=0(b) IS

47、单独作用电路单独作用电路2I 3I 1I R2R3R1IS=0US+-(c) US单独作用电路单独作用电路电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页例例+-10 I4A20V10 10 用叠加原理求用叠加原理求I= ?I=2AI= -1AI = I+ I= 1A+10 I 4A10 10 +-10 I 20V10 10 解解：电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页 在用在用叠加原理叠加原理分析含有受控源的电路时，分析含有受控源的电路时，只考虑独立电源的单独作用，受控源仅作只考虑独立电源的单独作用，受控源仅作一般电路参数处理，不能单独作用。一般电路参数处理

48、，不能单独作用。例例用叠加原理求用叠加原理求I1+-12V1 3 2I1I16A+-电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页(1) 12V单独作用单独作用() 6A单独作用单独作用A132111 III12V+-1 3 2I1I16A+-I112V+-1 3 2I1+-2I1I11 3 6A+-I1-6A2V122)31(111 IIIA301)6(321111 IIII电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页1.3.3. 几点注意事项几点注意事项1. 叠加定理只适用于叠加定理只适用于线性电路线性电路。 2. 去电源时，去电源时，恒压源不作用即短路，恒流

49、源不作用恒压源不作用即短路，恒流源不作用 即开路，即开路，电路的结构和其它参数不变。电路的结构和其它参数不变。3. 解题时要标明各支路电流、电压的解题时要标明各支路电流、电压的参考方向参考方向。4. 代数和时，与原电路假设的电流、电压参考方向代数和时，与原电路假设的电流、电压参考方向 一致者取正号，相反取负号。一致者取正号，相反取负号。=+电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页5. 叠加原理只能用于电压或电流的计算，叠加原理只能用于电压或电流的计算，不不能用于求功率能用于求功率。如图示电路中。如图示电路中6. 运用叠加定理时也可以把运用叠加定理时也可以把电源分组求解电源分

50、组求解，每组，每组电源个数可能不止一个。电源个数可能不止一个。 333 III 32332332333233)()()(RIRIRIIRIP 则则I3R3=+电工电子技电工电子技术术 下一页下一页返回返回 上一页上一页例例已知已知：US =1V、IS=1A 时时 Uo=0V； US =10 V、IS=0A 时，时，Uo=1V求：求：US =0 V、IS=10A 时时 Uo=?US线性无线性无源网络源网络UOIS设设解解：SSOIKUKU21 （1）和（）和（ 2）联立求解得）联立求解得：1 .01 .021 KKV1 OU) 1(.01121 KKUO) 2(.101021 KKUO电工电子技