1、第2章 直流電路知識(shí)目標(biāo)掌握電阻串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，理解分壓、分流公式。 掌握基爾霍夫定律，能正確熟練地列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。 理解電路的等效變換，掌握電流源與電壓源的等效變換、戴維寧定理和疊加原理。技能目標(biāo) 會(huì)應(yīng)用電阻串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析和解決實(shí)際的簡(jiǎn)單電路。 會(huì)計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位方法。 會(huì)應(yīng)用基爾霍夫定律、電路的等效變換分析復(fù)雜電路。第2章 直流電路 2.1 電阻串聯(lián)電路 2.2 電阻并聯(lián)電路 2.3 電阻混聯(lián)電路 2.4 電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算 2.5 基爾霍夫定律及應(yīng)用* 2.6 電路的等效變換 2.7 技能訓(xùn)練2.1 電阻串聯(lián)電路認(rèn)識(shí)電阻串聯(lián)電路，會(huì)說(shuō)出電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)

2、，寫出分壓公式。會(huì)應(yīng)用電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)分析實(shí)際電路。2.1 電阻串聯(lián)電路1 . 安裝電阻串聯(lián)電路（a）電路圖 （b）實(shí)物圖 2.1.1 電阻串聯(lián)電路的安裝與測(cè)量2.1 電阻串聯(lián)電路2 測(cè)量電阻串聯(lián)電路測(cè)量電量電流電壓分電流I1分電流I2總電流I分電壓U1分電壓U2總電壓U數(shù)據(jù)串聯(lián)電路測(cè)量結(jié)果表2.1 電阻串聯(lián)電路2.1.2 電阻串聯(lián)電路的分析 把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻器依次連接，使電流只有一條通路的電路，就組成了電阻串聯(lián)電路。1. 電流特點(diǎn)I = I1 = I2 = I3 = = In 2. 電壓特點(diǎn)U = U1+ U2+ U3 + Un3. 電阻特點(diǎn) R = R1 + R2+ R3 + +

3、Rn2.1 電阻串聯(lián)電路2.1.2 電阻串聯(lián)電路的分析4. 功率特點(diǎn)P = P1+ P2 + P3 + + Pn5. 電壓分配 如果2 個(gè)電阻R1 和R2 串聯(lián)，它們的分壓公式為6. 功率分配2.1 電阻串聯(lián)電路2.1.2 電阻串聯(lián)電路的分析2.1 電阻串聯(lián)電路2.1.2 電阻串聯(lián)電路的分析【例2.1】圖所示是常見的分壓器電路。已知電路的輸入電壓UAB為200V，電位器R=100，當(dāng)電位器觸點(diǎn)在中間位置時(shí)，求輸出電壓UCD?！痉治觥慨?dāng)電位器觸點(diǎn)在中間位置時(shí)，上、下電阻各為50，利用分壓公式即可求出輸出電壓。解：當(dāng)電位器觸點(diǎn)在中間位置時(shí)，輸出電壓2.1 電阻串聯(lián)電路2.1.2 電阻串聯(lián)電路的分析

4、【例2.2】如圖2.5所示，表頭內(nèi)阻Rg=1k，滿偏電流Ig=500A，若要改裝成量程為2.5V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？【分析】先根據(jù)歐姆定律求出滿偏電壓，再求出電阻R分擔(dān)的電壓，即可求出分壓電阻的值。解：表頭的滿偏電壓Ug=RgIg=1103500106=0.5(V)串聯(lián)電阻分擔(dān)的電壓UR=UUg=2.50.5=2(V)串聯(lián)電阻值2.2 電阻并聯(lián)電路認(rèn)識(shí)電阻并聯(lián)電路，會(huì)說(shuō)出電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)，寫出分流公式。會(huì)應(yīng)用電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析實(shí)際電路。2.2 電阻并聯(lián)電路1 . 安裝電阻并聯(lián)電路（a）電路圖 （b）實(shí)物圖 2.2.1 電阻并聯(lián)電路的安裝與測(cè)量 2.2 電阻并聯(lián)電路2 測(cè)量電阻并聯(lián)

5、電路測(cè)量電量電流電壓分電流I1分電流I2總電流I分電壓U1分電壓U2總電壓U數(shù)據(jù)并聯(lián)電路測(cè)量結(jié)果表2.2 電阻并聯(lián)電路2.2.2 電阻并聯(lián)電路的分析 把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并接在兩點(diǎn)之間，電阻兩端承受同一電壓的電路，稱為并聯(lián)電路1. 電壓特點(diǎn)U = U1 = U2 = U3 = = Un 2. 電流特點(diǎn)I = I1 + I2 + I3 + + In3. 電阻特點(diǎn)2.2 電阻并聯(lián)電路2.2.2 電阻并聯(lián)電路的分析4. 功率特點(diǎn)P = P1 + P2 + P3 + + Pn5. 電流分配U = R1I1 = R2I2 = R3I3 = = RnIn6. 功率分配U2 = R1P1 = R2P2 =

6、 R3P3 = = RnPn2.2 電阻并聯(lián)電路2.2.2 電阻并聯(lián)電路的分析2.2 電阻并聯(lián)電路【例2.3】有一個(gè)1 000的電阻，分別與10、1 000、1 100的電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的等效電阻各為多少？解：并聯(lián)后的等效電阻分別為2.2 電阻并聯(lián)電路【例2.4】如圖所示，表頭內(nèi)阻Rg=1k，滿偏電流Ig=500A，若要改裝成量程為1A的電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？ 【分析】先根據(jù)歐姆定律求出滿偏電壓，再求出電阻R分擔(dān)的電流，即可求出分流電阻的值解：表頭的滿偏電壓Ug=RgIg=1103500106=0.5(V)并聯(lián)電阻分擔(dān)的電流IR=IIg=1500106=0.9995(A)并聯(lián)電阻值2.3

7、電阻的混聯(lián)電路認(rèn)識(shí)混聯(lián)電路，會(huì)分析混聯(lián)電路的等效電阻。學(xué)會(huì)混聯(lián)電路的分析方法。2.3 電阻的混聯(lián)電路 在實(shí)際電路中，既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路，稱為混聯(lián)電路。1.求混聯(lián)電路的等效電阻。根據(jù)混聯(lián)電路電阻的連接關(guān)系求出電路的等效電阻。2.求混聯(lián)電路的總電流。根據(jù)歐姆定律求出電路的總電流。3.求各部分的電壓、電流和功率。根據(jù)歐姆定律, 電阻的串、并聯(lián)特點(diǎn)和電功率的計(jì)算公式分別求出電路各部分的電壓、電流和功率。2.3.1 混聯(lián)電路的一般分析方法2.3.2 混聯(lián)電路等效電阻的求法【例2.5】如圖所示，電源電壓為220V，輸電線上的等效電阻R1=R2=10，外電路的負(fù)載R3=R4=400。求：（1）電

8、路的等效電阻；（2）電路的總電流；（3）負(fù)載兩端的電壓；（4）負(fù)載R3消耗的功率?！痉治觥扛鶕?jù)混聯(lián)電路的一般分析方法，應(yīng)用歐姆定律，電阻的串、并聯(lián)特點(diǎn)和電功率的計(jì)算公式即可求出相關(guān)未知量。解：（1）電路的等效電阻R=R1+R3R4+R2=10+400400+10=220()（2）電路的總電流（3）負(fù)載兩端的電壓U34=UI(R1+R2)=2201(10+10)=200(V)（4）負(fù)載R3消耗的功率 混聯(lián)電路求解的關(guān)鍵是等效電阻的計(jì)算。用等電位法求解混聯(lián)電路等效電阻的一般步驟如下。（1）確定等電位點(diǎn)。確定電路中的等電位點(diǎn)。導(dǎo)線的電阻和理想電流表的電阻可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為導(dǎo)線和電流表連接的2 點(diǎn)是

9、等電位點(diǎn)。（2）確定電阻的連接關(guān)系。從電路的一端（A 點(diǎn)）出發(fā)，沿一定的路徑到達(dá)電路的另一端（B點(diǎn)），確定電阻的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系。一般先確定電阻最少的支路，再確定電阻次少的支路。（3）求解等效電阻。根據(jù)電路的連接關(guān)系列出表達(dá)式，求出等效電阻。2.3.2 混聯(lián)電路等效電阻的求法2.4 電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。2.4.2 電路中各點(diǎn)電位 電路中某點(diǎn)的電位是該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓VA=E+RI VA=ERI VA=E+RI VA=ERI2.4.2 電路中各點(diǎn)電位計(jì)算的一般方法 電路中各點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)出發(fā)通過一定的路徑到達(dá)參考點(diǎn)，其電位等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。（1）確定電

10、路中的參考點(diǎn)。電路中有時(shí)可能指定參考點(diǎn)。如未指定，可任意選取，一般選擇大地、機(jī)殼或公共點(diǎn)為參考點(diǎn)。（2）確定電路各元件兩端電壓的正、負(fù)極性。電動(dòng)勢(shì)的正、負(fù)極性直接根據(jù)其已知的正、負(fù)極性確定，電阻兩端電壓的正、負(fù)極性根據(jù)電路的電流方向確定。（3）從待求點(diǎn)開始沿任意路徑繞到零電位點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和?！纠?.7】如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E1=12V，E2=3V，E3=4V，R1=3，R2=2，R3=10，求：電路中各點(diǎn)的電位?！痉治觥侩娮鑂3上無(wú)電流通過，因此R3兩端電壓為零。解：閉合電路電流方向如圖所示，閉合電路的電流電路中各點(diǎn)的電位分別為VA=E3=4(V)VB=E

11、1+E3=12+4=8(V)或VB=R1I+E2R2I+E3=33+323+4=8(V)VC=E2R2I+E3=323+4=1(V)或VC=R1IE1+E3=3312+4=1(V)VD=R2I+E3=23+4=2VVF=02.5 基爾霍夫定律說(shuō)出基爾霍夫電流、電壓定律的內(nèi)容，寫出表達(dá)式。能正確熟練地列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。能應(yīng)用基爾霍夫定律分析復(fù)雜電路。2.5 基爾霍夫定律 不能用電路串聯(lián)、并聯(lián)分析方法簡(jiǎn)化成一個(gè)單回路的電路，稱為復(fù)雜電路。2.5.1 復(fù)雜電路的有關(guān)名詞1支路支路是由一個(gè)或幾個(gè)元件首尾相接構(gòu)成的無(wú)分支電路。2. 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)是3 條或3 條以上支路的交點(diǎn)。3. 回路回路是電

12、路中任何一條閉合的路徑。4. 網(wǎng)孔網(wǎng)孔是內(nèi)部不包含支路的回路。2.5.2 復(fù)雜電路的有關(guān)名詞 1.安裝復(fù)雜直流電路（a）電路圖 （b）實(shí)物圖 電流表測(cè)各支路電流結(jié)果表2.測(cè)試復(fù)雜直流電路 電壓表測(cè)各支路電壓結(jié)果表2.5.3 復(fù)雜直流的分析基爾霍夫定律1分析復(fù)雜直流電路各支路電流關(guān)系基爾霍夫第一定律 基爾霍夫第一定律：對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。Ii=Io基爾霍夫第一定律也稱節(jié)點(diǎn)電流定律 在如圖所示電路中，有5 條支路匯集于節(jié)點(diǎn)A，I2、I4 流入節(jié)點(diǎn)A，I1、I3、I5 流出節(jié)點(diǎn)A，因此I2 + I4 = I1 + I3 + I5 通常規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)

13、的電流為正值，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)值，匯集于節(jié)點(diǎn)A 的各支路電流關(guān)系為-I1 + I2 -I3 + I4- I5 = 0在任一時(shí)刻，通過電路中任一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒等于零。I1-I2 + I3 = 0Ib + Ic- Ie= 0基爾霍夫第一定律可推廣用于任何一個(gè)假想的閉合曲面S，S 稱為廣義節(jié)點(diǎn)【例2.8】如圖所示電橋電路中，已知：I=8mA，I1=15mA，I2=3mA，求其余各支路電流。解：對(duì)節(jié)點(diǎn)A，可列節(jié)點(diǎn)電流方程II1+I4=0因此，I4=I1I=158=7(mA)。對(duì)節(jié)點(diǎn)B，可列節(jié)點(diǎn)電流方程I1+I2I5=0因此，I5=I1+I2=15+3=18(mA)。對(duì)節(jié)點(diǎn)C，可列節(jié)點(diǎn)電流方程I3

14、I2因此，I3=I2+I=3+8=11(mA)。2分析復(fù)雜直流電路各段電壓關(guān)系基爾霍夫第二定律 對(duì)電路中的任一閉合回路，沿回路繞行方向上各段電壓的代數(shù)和等于零。U=0基爾霍夫第二定律也稱回路電壓定律 如圖所示為復(fù)雜電路的一部分，帶箭頭的虛線表示回路的繞行方向。根據(jù)回路電壓定律 對(duì)電路中的任一閉合回路，各電阻上電壓降的代數(shù)和等于各電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。 列回路電壓方程時(shí)，電壓與電動(dòng)勢(shì)都是指代數(shù)和，必須注意正、負(fù)號(hào)的確定，其步驟如下。（1）假設(shè)各支路電流的參考方向和回路的繞行方向。（2）將回路中的全部電阻上的電壓RI 寫在等式左邊，若通過電阻的電流方向與回路的繞行方向一致，則該電阻上的電壓取正，反之取負(fù)

15、。（3）將回路中的全部電動(dòng)勢(shì)E 寫在等式右邊，若電動(dòng)勢(shì)的方向（由電源負(fù)極指向電源正極）與回路的繞行方向一致，則該電動(dòng)勢(shì)取正，反之取負(fù)。2.5.4 支路電流法 如圖所示電路是3 支路2 網(wǎng)孔的復(fù)雜電路。B節(jié)點(diǎn)的電流方程為n 個(gè)節(jié)點(diǎn)，只能列出（n 1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。ABEFA 的回路電壓方程為BCDEB 的回路電壓方程為ABCDEFA 的回路電壓方程為【例2.10】如圖2.24所示，已知E1=18V，E2=28V，R1=1，R2=2，R3=10，求：各支路電流。【分析】這個(gè)電路有3條支路，需要列出3個(gè)方程式。電路有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，可列出一個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程，再用回路電壓定律列出兩個(gè)回路電壓方程，即可

16、求出各支路電流。解：設(shè)各支路電流方向和回路的繞行方向如圖2.24所示，根據(jù)題意列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程I1+I2I3=0R1I1R2I2=E1E2R2I2+RI3=E2代入已知數(shù)得I1+I2I3=0I12I2=18282I2+10I3=28 解得I1=2A I2=4A I3=2AI1為負(fù)值，說(shuō)明電流的實(shí)際方向與假設(shè)方向相反；I2、I3為正值，說(shuō)明電流的實(shí)際方向與假設(shè)方向相同。 以支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出方程式，求出各支路電流的方法，稱為支路電流法。 用支路電流法求解復(fù)雜電路的步驟如下。（1）任意假設(shè)各支路電流的參考方向和回路的繞行方向。（2）用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方

17、程。如果有m 條支路n 個(gè)節(jié)點(diǎn)，只能列出（n1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程，不足的（mn+1）個(gè)方程由基爾霍夫電壓定律補(bǔ)足。（3）用基爾霍夫電壓定律列出回路電壓方程。為保證方程的獨(dú)立性，一般選擇網(wǎng)孔來(lái)列方程。（4）代入已知數(shù)，解聯(lián)立方程式，求出各支路電流。2.5.4 支路電流法*2.6 電路的等效變換說(shuō)出電流源與電壓源的等效變換、戴維寧定理和疊加原理的內(nèi)容，知道等效變換的方法。能應(yīng)用電路的等效變換分析復(fù)雜電路。2.6.1 電壓源與電流源等效變換1電壓源為電路提供一定電壓的電源稱為電壓源。電壓源可以用一個(gè)恒定電動(dòng)勢(shì)E 與內(nèi)阻r 串聯(lián)表示，如圖（a）所示。U = E Irr=0 的電壓源稱為理想電壓源，

18、也稱恒壓源，如圖（b）所示。2.6.1 電壓源與電流源等效變換2電流源為電路提供一定電流的電源稱為電流源。電流源可以用一個(gè)恒定電流IS 與內(nèi)阻r 并聯(lián)表示，如圖（a）所示。I = IS I0r = 的電流源稱為理想電流源，也稱恒流源，如圖（b）所示。2.6.1 電壓源與電流源等效變換3電壓源與電流源等效變換 等效變換是指對(duì)外電路等效，即把它們與相同的負(fù)載連接，負(fù)載兩端的電壓、流過負(fù)載的電流、負(fù)載消耗的功率都相同，如圖所示。電壓源與電流源等效變換關(guān)系式為應(yīng)用電壓源與電流源的等效變換求解復(fù)雜電路的步驟如下。（1）將電壓源等效變換成電流源或?qū)㈦娏髟吹刃ё儞Q成電壓源。（2）將幾個(gè)并聯(lián)的電流源（或串聯(lián)的

19、電壓源）合并成一個(gè)電流源（或電壓源）。（3）應(yīng)用分流公式（或分壓公式）求出未知數(shù)。注意：（1）電壓源與電流源的等效變換只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。（2）電壓源與電流源等效變換后，電壓源與電流源的極性必須一致。（3）理想電壓源與理想電流源之間不能進(jìn)行等效變換。2.6.1 電壓源與電流源等效變換2.6.2 戴維寧定理1二端網(wǎng)絡(luò) 任何具有2 個(gè)出線端的部分電路都稱為二端網(wǎng)絡(luò)，若網(wǎng)絡(luò)中含有電源稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)，否則稱為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。 任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等效電源代替，等效電源的電動(dòng)勢(shì)E0 等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，等效電源的內(nèi)阻R0 等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源取零值，

20、僅保留其內(nèi)阻時(shí)所得的無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。2.6.2 戴維寧定理 應(yīng)用戴維寧定理求解復(fù)雜電路的步驟如下。（1）斷開待求支路，將電路分成待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)兩部分。（2）求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UAB，即為等效電源的電動(dòng)勢(shì)E0。（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)變成無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，求出無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻，即為等效電源的內(nèi)阻R0。（4）畫出戴維寧等效電路，求出待求支路電流。注意：（1）等效電源只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。（2）等效電源的電動(dòng)勢(shì)的方向與有源二端網(wǎng)絡(luò)開路時(shí)的端電壓極性一致。（3）有源二端網(wǎng)絡(luò)變成無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將理想電壓源作短路處理，理想電流源作開路處理。2.6.2 戴維寧定理2.6.3

21、 疊加原理1疊加原理 疊加原理是線性電路分析的基本方法，它的內(nèi)容是：在由線性電阻和多個(gè)電源組成的線性電路中，任何一條支路中的電流（或電壓）等于各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。2多余電源處理 多余理想電壓源作為短路處理，多余理想電流源作為開路處理。3疊加原理應(yīng)用 用疊加原理求解復(fù)雜電路的步驟如下。（1）分別求各電源單獨(dú)作用時(shí)的各支路電流。（2）應(yīng)用疊加原理求各電源共同作用時(shí)的各支路電流。注意：疊加原理只適用于線性電路，只能用來(lái)求電路中的電壓或電流，而不能用來(lái)計(jì)算功率。2.7 技能訓(xùn)練學(xué)會(huì)直流電流、電壓的測(cè)量方法，正確使用直流電流表和直流電壓表。電壓表、電流表的改裝基

22、礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)鏈接1小量程電流表（表頭） 常用的表頭主要由永久磁鐵和放入永磁鐵磁場(chǎng)中的可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成。 描述表頭特征的參數(shù)主要有滿偏電流Ig和表頭內(nèi)阻Rg。滿偏電流是指針偏轉(zhuǎn)達(dá)到最大刻度時(shí)的電流；表頭內(nèi)阻是電流表G的電阻。根據(jù)歐姆定律，滿偏電壓Ug=RgIg?；A(chǔ)知識(shí)知識(shí)鏈接2串聯(lián)大電阻把電流表改裝成電壓表基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)鏈接3串聯(lián)小電阻把小量程電流表改裝成大量程表實(shí)踐操作列一列 元器件清單序 號(hào)名 稱代 號(hào)規(guī) 格數(shù) 量備 注1靈敏電流表2電阻箱R3直流電源E4開關(guān)S5電位器R1實(shí)踐操作做一做（1）設(shè)靈敏電流表參數(shù)已知（教師事先測(cè)得），滿偏電流Ig=A，Rg=k。（2）將電流表改裝成為量程為3V的電壓表，需要在電流表上串聯(lián)一個(gè)電阻R，計(jì)算得到R=。在電阻箱上取好電阻值為R的電阻并與電流表串聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成一個(gè)量程為3V的電壓表。（3）將電流表改裝成為量程為1A的電流表，需要在電流表上并聯(lián)一個(gè)電阻R，計(jì)算得到R=。在電阻箱上取好電阻值為R的電阻并與電流表并聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成一個(gè)量程為1A的電流表。實(shí)踐操作測(cè)一測(cè)（1）合上開關(guān)S1，調(diào)整R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度（注意