直流电路及其分析方法课件.ppt

1、 1.2 电路基础知识电路基础知识 U、I 参考方向相同时，参考方向相同时，RU+IRU+I 表达式中有两套正负号：表达式中有两套正负号：式前的正负号由式前的正负号由U、I 正方向的关系确定；正方向的关系确定；U、I 值本身的正负则说明实际方向与正值本身的正负则说明实际方向与正 方向之间的关系。方向之间的关系。通常取通常取 U、I 正方向相同。正方向相同。U=I R1.2.1 欧姆定律欧姆定律 解：解：对图对图(a)有有,U=IR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。对图对图(b)有有,U=IR326 :IUR所以所以326:IUR所以所以

2、RU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A URRRU2111 URRRU2122 IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 特征特征:开关开关 断开断开 I=0电源端电压电源端电压(开路电压开路电压)负载功率负载功率U=U0=EP=01.开路处的电流等于零；开路处的电流等于零；I =02.开路处的电压开路处的电压 U 视电路情况而定。视电路情况而定。电路中某处断开时的特征电路中某处断开时的特征:I+U有有源源电电路路IRoR EU0 1.3 电路的工作状态电路的工作状态 电源外部端子被短接电源外部端子被短接 特征特征:0SREII U=0 PE=P=IR0P=01.1.

3、短路处的电压等于零；短路处的电压等于零；U =02.2.短路处的电流短路处的电流 I 视电路情况而定。视电路情况而定。I+U有有源源电电路路IR0R EU0 开关闭合开关闭合,接通接通电源与负载电源与负载RREI 0负载端电压负载端电压U=IR 特征特征:IR0R EU 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 U 。或或 U=E IR0电源的外特性电源的外特性EUI0 开关闭合开关闭合,接通接通电源与负载。电源与负载。RREI 0U=IR 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 U 。或或 U=E IRoUI=

4、EI IRoP=PE P负载负载取用取用功率功率电源电源产生产生功率功率内阻内阻消耗消耗功率功率 电源输出的功率由负载决定。电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念负载大小的概念:负载增加指负载取用的负载增加指负载取用的电流和功率增加电流和功率增加(电压一定电压一定)。IR0R EU I 额定值额定值: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 1.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；2.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：

5、UN=220V，PN =60W电阻：电阻：RN=100 ，PN =1 W 支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。由支路组成的闭合路径。由支路组成的闭合路径。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 23 3 在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节在任一瞬间，流向任一节点的电流等于流出该节点的电流。点的电流。实质实质:或或:=0I1I2I3ba E2R2 R3R1E1对节点对节点 a：I1+I2=I3或或

6、 I1+I2I3=0I=?例例:广义节点广义节点I=0IA+IB+IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V即：即：U=0 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2：E1=I1 R1+I3 R3E2=I2 R2+I3 R3或或 E1 I1 R1 I3 R3=0 或或 E2 I2 R2I3 R3=0 I1I2I3ba E2R2 R3R1E11 12 2 U升升=U降降1列方程前一定要列方程前一定要标注标注回路的

7、循行方向；回路的循行方向；电位升电位升=电位降电位降 E2=UBE +I2R2 UBE=E2 I2R22应用应用 U升升=U降降3.开口电压可按回路处理开口电压可按回路处理 注意：注意：1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R6I3 R3=I6 R6+I1 R1I4 R4=I2 R2+I6 R6E=I4 R4+I3 R3对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行：I1 R1+I2 R2=I3 R3+I4 R4应用应用 U升升=U降降列方程列方程对回路对回路 cadc，沿逆时针方向循行，沿逆

8、时针方向循行：E=I2 R2+I1 R1adbcE+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I OSREI 电压源电压源+_+_0SRUII 电流源电流源设设 IS=10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。RL IUISOIISU+_0SREI 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。注意事项：注意事项：解解:+abU5V(c)+a5AbU3(b)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A2 3 b+(a)a+5V3 2 U+b+b(a)a+U2 5V A1A22228 I+例例3：解：解：2A3 6 2AI4 2

9、1 1AI4 2 1 1A2 4A2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 A2A3122 I1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3AI4 2 1 1A2 4A电路如图。电路如图。U110V，IS2A，R11，R22，R35 ，R1。(1)求电阻求电阻R中的电流中的电流I；(2)计算理想电压源计算理想电压源U1中的电流中的电流IU1和理想电流源和理想电流源IS两两端的电压端的电压UIS；(3)分析功率平衡。分析功率平衡。A10A110111RUIA6A22102S1IIIaIRISbI1R1(c)R3b(a)IR1IR1RIS+_IU1+_UISUR2+_U1a(b

10、)aIR1RIS+_U1b(2)由图由图(a)可得：可得：A4A4A2S1R IIIA2A51031R3 RUI理想电压源中的电流理想电压源中的电流A6A)4(A2R1R3U1III理想电流源两端的电压理想电流源两端的电压V10V22V61S2S2ISIRRIIRUUaIRISbI1R1(c)R3b(a)IR1IR1RIS+_IU1+_UISUR2+_U1a(b)aIR1RIS+_U1b各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：W36=61=22RIPRW16=41=22111）（RRIRPW8=22=22S22IRPRW20=25=22333RRIRP两者平衡：两者平衡：(60

11、+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：都是电源，发出的功率分别是：W60=610=111UUIUPW20210SSSIUPII 1.6 电路的分析方法电路的分析方法 2121RREII SIRRRI2121S21221 111IRRRRREIIISIRRRI2112SIRRRRRE21121 12112112111211)(RIRIRIIRIP A1A5510322RREIS231 5V5VUI R A5.0A5.0A1 222 III所所以以A5.01555S32

12、32 IRRRIS220.5 5V2.5VUI RV5.72.5V5VSSS UUU 电路如图，已知电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3。A5.2A4420402121 RREEI 221210RRRRR，所以所以A2A13230303 RREIA2.1A5512211 RREIA8.0A51012432RREIR0abR3R4R1R2 8.5434321210RRRRRRRRR，所以所以A126.0A108.52G0G RREI2.举例举例 求图示电路中求图示电路中各点的电位各点的电位:Ua、Ub、Uc、Ud

13、。解：解：设设 a为参考点，为参考点，即即Ua=0V设设 b为参考点，即为参考点，即Ub=0Vbac20 4A6 10AE290V E1140V5 6A d+90V20 5+140V6 cdE1140VE290Vbca20 4A6 10A 5 6A d图示电路，计算开关图示电路，计算开关S S 断开和闭合时断开和闭合时A点点 的电位的电位UA解解:(1)当开关当开关S S断开时断开时(2)当开关闭合时当开关闭合时,电路电路 如图（如图（b）电流电流 I2=0，电位电位 UA=0V 。电流电流 I1=I2=0，电位电位 UA=6V 。电流在闭合电流在闭合路径中流通路径中流通2K A+I I1 1

14、2k I I2 26V(b)2k+6VA2k SI I2 2I I1 1(a)电路如下图所示，电路如下图所示，(1)零电位参考点在哪里？画电路图零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。表示出来。(2)当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑动时，的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？两点的电位增高了还是降低了？A+12V12VBRPR1R212V 12V BARPR2R1I解：（解：（1）电路如左图，零）电路如左图，零电位参考点为电位参考点为+12V电源的电源的“”端与端与12V电源的电源的“+”端的联接处。端的联接处。当电位器当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流的滑动触点向下滑动时，回路中的电流 I 减小，减小，所以所以A电位增高、电位增高、B点电位降低。点电位降低。（2）UA=IR1+12 UB=IR2 12