1、電路分析基礎(chǔ)（電路分析基礎(chǔ)（D)D)第1章 電路的基本概念、定律和分析方法第2章 正弦交流電路第3章 三相交流電路第5章 一階暫態(tài)電路分析第六章第六章 變變 壓壓 器器概述聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：51684038（309），），51688346（308）郵箱：郵箱：辦公地點(diǎn)：電氣樓辦公地點(diǎn)：電氣樓309（教師辦公室），（教師辦公室）， 電氣樓電氣樓308（實(shí)驗(yàn)辦公室）（實(shí)驗(yàn)辦公室）公共郵箱：公共郵箱：密碼：密碼：guangke2008上頁下頁返回第第1 1章章 電路的基本概念、定律電路的基本概念、定律和分析方法和分析方法1.1 電路和電路的基本物理量1.2 電阻、電感和電容元件1.3 電源第1章上

2、頁下頁返回1.4 基爾霍夫定律1.5 電路的分析方法1.6 1.6 非線性電阻電路分析非線性電阻電路分析第1章第第1 1章章 電路的基本概念、定律電路的基本概念、定律和分析方法和分析方法上頁下頁返回主要內(nèi)容：電路的基本物理量；主要內(nèi)容：電路的基本物理量； 電路的基本定律；電路的基本定律； 電路的基本分析方法電路的基本分析方法重點(diǎn)：基本物理量、參考方向、疊重點(diǎn)：基本物理量、參考方向、疊加原理、戴維南定理加原理、戴維南定理1.1 1.1 電路和電路的基本物理量電路和電路的基本物理量1.1.1 電路1.1.2 電壓、電流及其參考方向1.1.3 電路功率第1章上頁下頁返回1.1.1 電路 電路是電流的

3、通路，它是為了某種需要由電路是電流的通路，它是為了某種需要由某些電工、電子器件或設(shè)備組合而成的某些電工、電子器件或設(shè)備組合而成的 。電路的組成：電路的組成：電源、電源、負(fù)載負(fù)載和導(dǎo)線、開關(guān)等。和導(dǎo)線、開關(guān)等。實(shí)實(shí)際際電電路路電電路路模模型型第1章上頁下頁返回E+SIR上頁下頁返回第1章 各種蓄電池和干電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。電電源源上頁下頁返回第1章 汽輪發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。 實(shí)際的負(fù)載包括電動機(jī)、電動工具和家用電器等等。電動機(jī)電動機(jī)手電鉆手電鉆吸塵器吸塵器負(fù)負(fù)載載上頁下頁返回第1章電力系統(tǒng)擴(kuò)音器電路的作用電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理

4、實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理電路的作用上頁下頁返回第1章電 燈電 爐電動機(jī)發(fā)電機(jī)升 壓變壓器降 壓變壓器話筒話筒揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器放大器1.1.2 1.1.2 電壓、電流及其參考方向電壓、電流及其參考方向1 1. . 基本物理量基本物理量W、kW、mWV、kV、mV、 VV、kV、mV、 VA、mA、 A(用電或供電)電源力驅(qū)動正電荷的方向 （低電位低電位 高電位高電位）電位降的方向（高電位高電位 低電位低電位） 正電荷移動的方向 高電位流向低電位PE（直流直流） e（交流交流）U（直流直流） u（交流交流）i（交流）（交流）I（直流直流）物理量物理量單單位位方向方向功率功率電流電流電壓電壓電動勢電動勢上頁

5、下頁返回第1章2. 2. 電壓、電流參考電壓、電流參考方向方向 在復(fù)雜電路中難于預(yù)先判斷某段電路在復(fù)雜電路中難于預(yù)先判斷某段電路中電流的實(shí)際方向，從而影響電路求解。中電流的實(shí)際方向，從而影響電路求解。問題問題電流方向ba,ab？abR5R2R1R3R4R6+ + +E1E2E URIab電壓、電壓、電流實(shí)際方向：電流實(shí)際方向：上頁下頁返回第1章 在解題前先任意選定一個方向，稱為在解題前先任意選定一個方向，稱為參參考方向（或正方向）?？挤较颍ɑ蛘较颍?。依此參考方向，根據(jù)依此參考方向，根據(jù)電路定理、定律列電路方程，從而進(jìn)行電路電路定理、定律列電路方程，從而進(jìn)行電路分析計(jì)算。分析計(jì)算。解決方法解決

6、方法: :計(jì)算結(jié)果為正，實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；計(jì)算結(jié)果為正，實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；計(jì)算結(jié)果為負(fù)，實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。計(jì)算結(jié)果為負(fù)，實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。 由計(jì)算結(jié)果可確定由計(jì)算結(jié)果可確定U、I 的實(shí)際方向：的實(shí)際方向：上頁下頁返回第1章解：解：假定假定I I 的的參考方向參考方向如圖所示。如圖所示。 則：則：abaddb RUEUUUabRUEUIRR（實(shí)際方向與參考方向相反！）（實(shí)際方向與參考方向相反?。?已知：已知：E =2=2V, , R R =1=1問：當(dāng)問：當(dāng)Uab為為1V時，時，I = ?= ?ab121V A1A1UI , ,上頁下頁返回第1章 例例1.1.11.1.1

7、URE IRabd 假定假定U 、I 的參考方向如圖所的參考方向如圖所示示，若若 I = -= -3 3A ，E =2=2V , , R =1 Uab= =？（實(shí)際方向與參考方向一致）實(shí)際方向與參考方向一致） 小結(jié)小結(jié)1.1.電壓電流“實(shí)際方向”是客觀存在的物理現(xiàn)象，“參考方向” 是人為假設(shè)的方向。ab( ) I R EU 解解：上頁下頁返回第1章URE IRabd=-(-(-3）1+2V = 5V 例例1.1.21.1.24 4.為方便列電路方程，習(xí)慣假設(shè)I與U 的參 考方向一致（關(guān)聯(lián)參考方向）。 2.2.方程U/I=R 只適用于R 中U、I參考方向一 致的情況。即歐姆定律表達(dá)式含有正負(fù)號，

8、 當(dāng)U、I參考方向一致時為正，否則為負(fù)。 3.3.在解題前，一定先假定電壓電流的“參考方 向 ”，然后再列方程求解。即 U、I為代數(shù) 量，也有正負(fù)之分。當(dāng)參考方向與實(shí)際方 向一致時為正，否則為負(fù)。上頁下頁返回第1章 小結(jié)小結(jié) 設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U，電 流為 I , 則這部分電路消耗的功率為1.1.3 1.1.3 電路功率電路功率如果假設(shè)方向不一致怎么辦？如果假設(shè)方向不一致怎么辦？功率有無正負(fù)？功率有無正負(fù)？問題：問題：上頁下頁返回第1章bIRUa+ +- -P = UI1)1)按所設(shè)參考方向列式按所設(shè)參考方向列式U、I參考參考方向一致方向一致 P = U I功率的計(jì)算功率的計(jì)算 U、I參

9、考方向相反參考方向相反上頁下頁返回第1章bIRUa+ +- -IbRUa- -+ +bRUa+ +- -IbIRUa- -+ +P = U I2 2）將）將U、I 的代數(shù)值代入式中的代數(shù)值代入式中 若計(jì)算的結(jié)果若計(jì)算的結(jié)果P 0, 0, 則說明則說明U、I 的的實(shí)際方實(shí)際方 向一致，向一致，此部分電路吸收電功率此部分電路吸收電功率（消耗能量消耗能量） 負(fù)載負(fù)載 。 若計(jì)算結(jié)果若計(jì)算結(jié)果P 0，表明該點(diǎn)電位高于參考點(diǎn)電位； 若電位值0，表明該點(diǎn)電位低于參考點(diǎn)電位。第1章上頁下頁返回 通常電路中若選定某點(diǎn)為參考點(diǎn)或，就可將電路進(jìn)行簡化，即只注明電源端的極性和電位值，并不畫出完整的閉合電路。故上例電

10、路可簡化為：選定參考點(diǎn)為b點(diǎn)。第1章上頁下頁返回例：電路如圖，求開關(guān)K打開、閉合時A點(diǎn)的電位。K打開時，電路變?yōu)椋篕閉合時，電路變?yōu)椋旱?章上頁下頁返回結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：結(jié)點(diǎn)電壓方程的推導(dǎo)：設(shè)：設(shè)：Vb = 0 V 結(jié)點(diǎn)電壓為結(jié)點(diǎn)電壓為 U，參，參考方向從考方向從 a 指向指向 b。111RIEU 因?yàn)橐驗(yàn)?11RUEI 所以所以2. 應(yīng)用歐姆定律求各支路電流應(yīng)用歐姆定律求各支路電流 ：111RUEI222RUEI 33RUI 1. 用用KCL對結(jié)點(diǎn)對結(jié)點(diǎn) a 列方程：列方程： I1 I2 + IS I3 = 0E1+I1R1U+baE2+I2ISI3E1+I1R1R2R3+U第1章上頁下頁

11、返回3211RUIRUERUE S23212211111RRRIREREUS RIREUS1 第1章上頁下頁返回RIREU1Sab V18V316112171242 A2 A1218421242ab1 UIA3 A618 6 ab2 UIA6 3183ab3 UI第1章上頁下頁返回212S1S2211ab11RRIIREREU V24V312127330250 第1章上頁下頁返回1ab11RUEI A13A22450 A18A324302ab22 RUEI第1章上頁下頁返回1.5.4 疊加原理疊加原理 將一個多電源共同作用的電路，轉(zhuǎn)化為單電源分別作用的電路。 思路思路: 對于一個線性電路來說，

12、由幾個獨(dú)立電源共同作用所產(chǎn)生的某一支路的電壓或電流，等于各個電源單獨(dú)作用時分別在該支路所產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。當(dāng)其中某一個電源單獨(dú)作用時，其余的獨(dú)立電源應(yīng)除去（電壓源予以短路，電流源予以開路）。 內(nèi)容內(nèi)容: :返回下頁第1章上頁 333222111IIIIIIIIIR1R2AUS2R3+_I2I1I3I1BI2R1US1R2AI3R3+_US2+_=R1US1R2ABR3+_I2I1I3返回下頁第1章上頁應(yīng)用說明應(yīng)用說明返回疊加原理只適用于線性電路。疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)（包括電源的內(nèi)阻）不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令US =0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路

13、，即令I(lǐng)s=0 。=USIsIs+USIII下頁第1章上頁解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向。最后結(jié)果是各部分電壓或電流的代數(shù)和。 333333UUUIII 33333333333IUIUIIUUIUP少少3333IUIU返回疊加原理只能用于求電壓或電流，不能用于求功率。I3R3U3+_US1US2下頁第1章上頁解：解：)(36. 092 . 029WP)( 2 . 0693AI)(76. 598 . 029WP )( 8 . 02966AI )( 929WRIP)( 1 AIII 例題例題1上頁下頁返回第1章?9P求：求：I?II2103結(jié)點(diǎn)電壓法得：結(jié)點(diǎn)電壓法得： 23211) 121

14、(UIIU)(4 . 1AIII )(6 . 0AI )(2 AI 例題例題2上頁下頁返回第1章 1.5.5 等效電源定理等效電源定理有源二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)Two-terminalsTwo-terminals 返回?zé)o源二端網(wǎng)絡(luò)abNPabb有源二端網(wǎng)絡(luò)aNA下頁第1章上頁 等效電源定理思路：等效電源定理思路：當(dāng)求解對象為某一支路的電壓或電流時，可將所求支路以外的電路，用一個有源二端網(wǎng)絡(luò)等效代替。返回R1R2R3R4+-USIRIabRNAR1R2R3R4+-USIabR下頁第1章上頁IabRNA返回戴維寧戴維寧定理定理+-UOR0ab諾頓諾頓定理定理baISCR0下頁第1章上頁 內(nèi)容：內(nèi)容：

15、對外電路來說，任意一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用一個電壓源模型來等效代替。戴維寧定理 “等效”是指端口對外電路等效。! !bU0R0+_RaRab有源二端網(wǎng)絡(luò)返回下頁第1章上頁 等效電壓源模型的電動勢，等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電壓源模型的電動勢，等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；開路電壓；R0無源二無源二端網(wǎng)絡(luò)端網(wǎng)絡(luò)US =0，應(yīng)予以短路Is= 0，應(yīng)予以開路abUSR0+_Rba有源二端網(wǎng)絡(luò)+_U0 等效電壓源模型的內(nèi)阻，等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)等效電壓源模型的內(nèi)阻，等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源為零時，所得到的相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等所有電源為零時，所得到的相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。效電阻。返回下頁第1章

16、上頁如如UUURRRRIUS1S2S12113S0)(R3212132130/RRRRRRRRRabR1R2US1+_US2+_ISU0+abR0U0返回下頁第1章上頁例例1.5.1 求求R支路的電流。支路的電流。abIR+-+-EIRIabR+R0E0NA解解5155101010vR2R1R3R4 1.求開路電壓UabUab=10v101015515105+15101010+10= 2.5V 2.求R0R0=5/15+5=8.75 3.求II =2.55+8.75=0.18A返回下頁第1章上頁求圖示電路求圖示電路 I 。R0UO+_R4IabR1R2R3R4+_USI2020 8 8 3 3

17、 4 4 16V16VR53 3 IS1Aab 例例1.5.21.5.2返回下頁第1章上頁U0 =Va Vb，設(shè)：設(shè)： C點(diǎn)為零電位點(diǎn)為零電位。Vb =IS R5=3v步驟步驟1 1：斷開被求支路，斷開被求支路， 求開路電壓求開路電壓U0。CR1R2R3+_US2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AabU0R1R2R3R4+_USI2020 8 8 3 3 4 4 16V16VR53 3 IS1Aab返回下頁第1章上頁采用疊加原理求采用疊加原理求UR1VRRRREU 41321R1求求a 點(diǎn)電位：點(diǎn)電位：US單獨(dú)作用時單獨(dú)作用時: :R1R2R3R5abCUS+_IUR1+

18、Va =E+ UR1CR1R2R3+_US2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AabU0返回下頁第1章上頁VRRRRRIUS 5 13213R1I IS S 單獨(dú)作用時單獨(dú)作用時: :UR1CR2abR5ISR1R3UR1 = UR1+ UR1= -9VVa =E+ UR1=16-9=7vR5為什麼不計(jì)入為什麼不計(jì)入？CR1R2R3+_US2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AabU0返回下頁第1章上頁步驟步驟2 2：求等效電源的內(nèi)阻求等效電源的內(nèi)阻9)/(23150RRRRRU0 = Va Vb= 7-3 = 4v求開路電壓求開路電壓U0aR0R1R2

19、R3R5bCCR1R2R3+_US2020 8 8 4 4 16V16VR53 3 IS1AabU0返回下頁第1章上頁步驟步驟3 3：求支路電流：求支路電流I IU0R04V9 +_R4I3 I = U0R0R4+ +=4 43+9= 0.33AR1R2R3R4+_USI2020 8 8 3 3 4 4 16V16VR53 3 IS1Aab返回下頁第1章上頁50501005B B+_40V4I1AI1ILRL求圖示電路中通過電阻求圖示電路中通過電阻RL的電流的電流 IL 。 例例1 1.5.3 解：解：1 1、先求、先求U05050100B B1200I+_40V+_A A+_U0I1返回下頁

20、第1章上頁由由KVLKVL得得40100200100111III2 2、求、求RO ，將將ABAB端短路求出端短路求出ISC254 . 010SCO0IUR5050100B1200I+_40V+_A+_UOI1SCI5050100B1200I+_40V+_AI1SCI5050B+_40VA返回1.01I解得101 .01001001OIUAV4 .010040SCIA下頁第1章上頁B B50501005+_40V4I1AI1ILRL求圖示電路中通過電阻求圖示電路中通過電阻RL的電流的電流 IL 。 例例1.5.3 U0R010V25 +_RLI5 I =10255+=13AA返回下頁第1章上頁

21、baNA測開路電壓和短路電流baNAVUoAISCb+-UoRoa 用實(shí)驗(yàn)方法求戴維寧等效電路用實(shí)驗(yàn)方法求戴維寧等效電路Ro =UoISC（適用于允許短路的場合）返回下頁第1章上頁baNA測開路電壓和外接負(fù)載電阻電壓baNAVUob+-UoRoRLULaIRLUoUL=IRo=ULRL.RoRo=UoULUL.RL= ( )UoUL1.RLRo= ( )UoUL1.RL返回下頁第1章上頁諾頓定理內(nèi)容：內(nèi)容：任意一個有源線性二端網(wǎng)絡(luò)，就其對外的效果來看，可以用一個電流源模型來等效代替。RU有源有源二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Iab諾頓諾頓定理定理IsCR0ab返回+ +_ _下頁第1章上頁返回電流源模型的電