電工學湖北交通職業(yè)技術學院（西區(qū)）電工學湖北交通職業(yè)技術學院（西區(qū)）學習要點第1章直流電路理解電路模型及理想電路元件的伏安關系，了解實際電源的兩種模型理解電壓、電流的概念及參考方向的意義，電功率的概念及其計算了解電器設備額定值的意義和電路負載、開路和短路狀態(tài)的特點理解并能熟練應用基爾霍夫電流定律和電壓定律理解電位的概念，會分析計算電路中各點的電位學習要點第1章直流電路理解電路模型及理想電路元件的伏安第1章直流電路1.1電路的組成1.2電路的基本物理量1.3電阻1.4歐姆定律1.5電阻的連接1.6電路的三種狀態(tài)1.7基爾霍夫定律1.8支路電流法1.9電壓源與電流源及其等效變換1.10疊加原理1.11戴維南定律1.12電路中的電位分析1.13電容器

第1章直流電路1.1電路的組成1.1電路的組成電路是為了某種需要而將某些電工設備或元件按一定方式組合起來的電流通路。電路的功能一：進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。二：實現(xiàn)信號的傳遞、存儲和處理。1.1.1電路及其功能1.1.2電路的組成電路由電源、負載和中間環(huán)節(jié)3部分組成。電源提供電能，負載取用電能，中間環(huán)節(jié)傳遞、分配和控制電能。1.1電路的組成電路是為了某種需要而將某些電工設備或元1.1.3電路模型理想元件：將實際元件理想化（模型化），即在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì)，忽略次要因素，用一個足以表征其主要特性的理想元件近似表示。理想元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件、理想電壓源、理想電流源，不能產(chǎn)生能量的元件為無源元件，能產(chǎn)生能量的元件為有源元件。電路模型：由理想元件所組成的電路稱為電路模型。1.1.3電路模型理想元件：將實際元件理想化（模型化）1.2.1電流電荷的定向移動形成電流。電流大?。簡挝粫r間內(nèi)通過導體截面的電量。大寫I表示直流電流小寫i表示電流的一般符號1.2電路的基本物理量1.2.1電流電荷的定向移動形成電流。大寫I表示直正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。電流的方向用箭頭或雙下標變量表示。任意假設的電流方向稱為電流的參考方向。

如果求出的電流值為正，說明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際方向相反。正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。如果求出1.2.1電壓、電位和電動勢電路中a、b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由a點移至b點電場力所做的功。電路中某點的電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。電路中a、b點兩點間的電壓等于a、b兩點的電位差。1.2.1電壓、電位和電動勢電路中a、b點兩點間的電壓電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。與電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電壓的參考方向例： 當ua=3Vub=2V時u1=1V最后求得的u為正值，說明電壓的實際方向與參考方向一致，否則說明兩者相反。u2=－1V電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。例： 當ua=3

對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨立地任意確定，但為了方便起見，常常將其取為一致，稱關聯(lián)方向；如不一致，稱非關聯(lián)方向。如果采用關聯(lián)方向，在標示時標出一種即可。如果采用非關聯(lián)方向，則必須全部標示。對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相電動勢是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規(guī)定為由負極指向正極。電動勢是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。1.2.3電功率電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，簡稱功率。功率與電流、電壓的關系：關聯(lián)方向時：p=ui非關聯(lián)方向時：p=－uip＞0時吸收功率，p＜0時放出功率。1.2.3電功率電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，例：求圖示各元件的功率.（a）關聯(lián)方向，P=UI=5×2=10W，P>0，吸收10W功率。（b）關聯(lián)方向，P=UI=5×(－2)=－10W，P<0，產(chǎn)生10W功率。（c）非關聯(lián)方向，P=－UI=－5×(－2)=10W，P>0，吸收10W功率。例：求圖示各元件的功率.解：元件A：非關聯(lián)方向，P1=－U1I=－10×1=－10W，P1<0，產(chǎn)生10W功率，電源。元件B：關聯(lián)方向，P2=U2I=6×1=6W，P2>0，吸收6W功率，負載。元件C：關聯(lián)方向，P3=U3I=4×1=4W，P3>0，吸收4W功率，負載。P1+P2+P3=－10+6+4=0，功率平衡。例：

I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V。求各元件功率，并分析電路的功率平衡關系。解：元件A：非關聯(lián)方向，P1=－U1I=－10×1=－10W1.3電阻電阻：導體對電流的阻礙作用稱為電阻。電阻元件是一種消耗電能的元件。電阻率（單位：歐姆.米）1.3電阻電阻：導體對電流的阻礙作用稱為電阻。電阻元件伏安關系（歐姆定律）：關聯(lián)方向時：u=Ri非關聯(lián)方向時：u=－Ri符號：功率：元件的伏安關系：電路元件的電流和電壓之間的關系。元件的伏安關系只與元件本身的性質(zhì)有關，與電路的結(jié)構(gòu)無關，是分析研究電路的基本依據(jù)之一。有線性和非線性之分;熱敏電阻有NTC和PTC。UI伏安關系（歐姆定律）：關聯(lián)方向時：非關聯(lián)方向時：符號：功率：1.4歐姆定律1、一段電路的歐姆定律：+-URI2、全電路的歐姆定律：關聯(lián)方向RLRo+-EIU1.4歐姆定律1、一段電路的歐姆定律：+-URI2、全電1.5電阻的連接電阻電路：只含電源和電阻的電路簡單電阻電路：可以利用電阻串、并聯(lián)方法進行分析的電路。應用這種方法對電路進行分析時，一般先利用電阻串、并聯(lián)公式求出該電路的總電阻，然后根據(jù)歐姆定律求出總電流，最后利用分壓公式或分流公式計算出各個電阻的電壓或電流。1.5電阻的連接電阻電路：只含電源和電阻的電路n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻1.電阻的串聯(lián)n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻1.電阻的串聯(lián)分壓公式兩個電阻串聯(lián)時分壓公式兩個電阻串聯(lián)時n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻2.電阻的并聯(lián)n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻2.電阻的并聯(lián)分流公式兩個電阻并聯(lián)時分流公式兩個電阻并聯(lián)時3.電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：利用串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律對電路進行等效變換。ABUABIR4R2R1R3R5求：I=?3.電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：利用串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律對電路進行1.6電氣設備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.4.1電氣設備的額定值額定值是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的正常容許值。額定值有額定電壓UN與額定電流IN或額定功率PN。必須注意的是，電氣設備或元件的電壓、電流和功率的實際值不一定等于它們的額定值。1.6電氣設備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.4.11.2.2電路的工作狀態(tài)1、負載狀態(tài)P=UI：電源輸出的功率PE=USI：電源產(chǎn)生的功率ΔP=I2R0：內(nèi)阻消耗的功率1.2.2電路的工作狀態(tài)1、負載狀態(tài)P=UI：電源輸出2、空載狀態(tài)3、短路狀態(tài)2、空載狀態(tài)3、短路狀態(tài)例：設圖示電路中的電源額定功率PN=22kW，額定電壓UN=220V，內(nèi)阻R0=0.2Ω，R為可調(diào)節(jié)的負載電阻。求：（1）電源的額定電流IN；（2）電源開路電壓U0C；（3）電源在額定工作情況下的負載電阻RN；（4）負載發(fā)生短路時的短路電流ISC。例：設圖示電路中的電源額定功率PN=22kW，額定電壓UN解：(1)電源的額定電流為：(2)電源開路電壓為：(3)電源在額定狀態(tài)時的負載電阻為：(4)短路電流為：解：(1)電源的額定電流為：(2)電源開路電壓為：(3)電源實際使用電源時，應注意以下3點：（1）實際電工技術中，實際電壓源，簡稱電壓源，常是指相對負載而言具有較小內(nèi)阻的電壓源；實際電流源，簡稱電流源，常是指相對于負載而言具有較大內(nèi)阻的電流源。（2）實際電壓源不允許短路由于一般電壓源的R0很小，短路電流將很大，會燒毀電源，這是不允許的。平時，實際電壓源不使用時應開路放置，因電流為零，不消耗電源的電能。（3）實際電流源不允許開路處于空載狀態(tài)?？蛰d時，電源內(nèi)阻把電流源的能量消耗掉，而電源對外沒送出電能。平時，實際電流源不使用時，應短路放置，因?qū)嶋H電流源的內(nèi)阻R'0一般都很大，電流源被短路后，通過內(nèi)阻的電流很小，損耗很?。欢怆娐飞隙搪泛箅妷簽榱悖幌碾娔?。實際使用電源時，應注意以下3點：1.7基爾霍夫定律支路、節(jié)點、回路電路中兩點之間通過同一電流的不分叉的一段電路稱為支路。電路中3條或3條以上支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點。電路中任一閉合的路徑稱為回路?；芈穬?nèi)部不含支路的稱網(wǎng)孔圖示電路有3條支路、兩個節(jié)點、3個回路、兩個網(wǎng)孔。1.7基爾霍夫定律支路、節(jié)點、回路電路中兩點之間通過同6條支路----b=64個節(jié)點----n=47個回路----L=7該電路擁有6條支路----b=6該電路擁有1.7.1基爾霍夫電流定律（KCL）在任一瞬時，流入任一節(jié)點的電流之和必定等于從該節(jié)點流出的電流之和。在任一瞬時，通過任一節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。表述一表述二可假定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負；也可以作相反的假定。所有電流均為正。1.7.1基爾霍夫電流定律（KCL）在任一瞬時，流入任KCL通常用于節(jié)點，但是對于包圍幾個節(jié)點的閉合面也是適用的。例：列出下圖中各節(jié)點的KCL方程解：取流入為正以上三式相加：I1＋I2＋I3＝0

節(jié)點aI1－I4－I6＝0節(jié)點bI2＋I4－I5＝0節(jié)點cI3＋I5＋I6＝0KCL通常用于節(jié)點，但是對于包圍幾個節(jié)點的閉合面也是適用的。1.7.2基爾霍夫電壓定律（KVL）表述一表述二在任一瞬時，在任一回路上的電位升之和等于電位降之和。在任一瞬時，沿任一回路電壓的代數(shù)和恒等于零。電壓參考方向與回路繞行方向一致時取正號，相反時取負號。所有電壓均為正。1.7.2基爾霍夫電壓定律（KVL）表述一表述二在任一對于電阻電路，回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中的電壓源電壓的代數(shù)和。在運用上式時，電流參考方向與回路繞行方向一致時iR前取正號，相反時取負號；電壓源電壓方向與回路繞行方向一致時us前取負號，相反時取正號。對于電阻電路，回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中的電壓源電KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應用到任一不閉合的電路上。例：列出下圖的KVL方程KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應用到任一不閉合的電路上。例：圖示電路，已知U1=5V，U3=3V，I=2A，求U2、I2、R1、R2和US。解：I2=U3／2=3／2=1.5AU2=U1－U3=5－3=2VR2=U2／I2=2／1.5=1.33ΩI1=I－I2=2－1.5=0.5AR1=U1／I1=5／0.5=10ΩUS=U＋U1=2×3＋5=11V例：圖示電路，已知U1=5V，U3=3V，I=2A，求例：圖示電路，已知US1=12V，US2=3V，R1=3Ω，R2=9Ω，R3=10Ω，求Uab。解：由KCLI3=0，I1=I2由KVLI1R1＋I2R2=US1由KVL解得：解得：例：圖示電路，已知US1=12V，US2=3V，R1=3Ω，支路電流法是以支路電流為未知量，直接應用KCL和KVL，分別對節(jié)點和回路列出所需的方程式，然后聯(lián)立求解出各未知電流。1.8支路電流法一個具有b條支路、n個節(jié)點的電路，根據(jù)KCL可列出（n－1）個獨立的節(jié)點電流方程式，根據(jù)KVL可列出b－(n－1)個獨立的回路電壓方程式。支路電流法是以支路電流為未知量，直接應用KC圖示電路（2）節(jié)點數(shù)n=2，可列出2－1=1個獨立的KCL方程。（1）支路數(shù)b=3，支路電流有I1、I2、I3三個。（3）獨立的KVL方程數(shù)為3－(2－1)=2個?；芈稩回路Ⅱ節(jié)點a

圖示電路（2）節(jié)點數(shù)n=2，可列出2－1=1個獨立的KCL方解得：I1=－1A

I2=1AI1<0說明其實際方向與圖示方向相反。對節(jié)點a列KCL方程：I2=2+I1例：如圖所示電路，用支路電流法求各支路電流及各元件功率。解：2個電流變量I1和I2，只需列2個方程。對圖示回路列KVL方程：5I1+10I2=5解得：I1=－1A對節(jié)點a列KCL方程：例：如圖所示電路，用各元件的功率：5Ω電阻的功率：P1=5I12=5×(－1)2=5W10Ω電阻的功率：P2=10I22=5×12=10W5V電壓源的功率：P3=－5I1=－5×(－1)=5W因為2A電流源與10Ω電阻并聯(lián)，故其兩端的電壓為：U=10I2=10×1=10V，功率為：P4=－2U=－2×10=－20W由以上的計算可知，2A電流源發(fā)出20W功率，其余3個元件總共吸收的功率也是20W，可見電路功率平衡。各元件的功率：5Ω電阻的功率：P1=5I12=51．理想電壓源22（1）伏安關系u=uS

端電壓為us，與流過電壓源的電流無關，由電源本身確定，電流任意，由外電路確定。（2）特性曲線與符號1.9電壓源與電流源的等效變換1．理想電壓源22（1）伏安關系u=uS（2）特性曲（2）特性曲線與符號i=iS流過電流為is，與電源兩端電壓無關，由電源本身確定，電壓任意，由外電路確定。2．理想電流源（1）伏安關系（2）特性曲線與符號i=iS2．理想電流源（1）伏安關系1.9.3實際電源的兩種模型實際電源的伏安特性或可見一個實際電源可用兩種電路模型表示：一種為電壓源Us和內(nèi)阻Ro串聯(lián)，另一種為電流源Is和內(nèi)阻Ro并聯(lián)。1.9.3實際電源的兩種模型實際電源的伏安特性或電壓源與電流源對外電路等效的條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相等。2.9.4電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源對外電路等效的條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流源串聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）化簡如下電路：（a）（b）切記例1-3（c）HOME與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。1.10疊加定理在任何由線性電阻、線性受控源及獨立源組成的電路中，每一元件的電流或電壓等于每一個獨立源單獨作用于電路時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。這就是疊加定理。說明：當某一獨立源單獨作用時，其他獨立源置零。1.10疊加定理在任何由線性電阻、線性受控源及獨立源組例：求I解：應用疊加定理R12AIR2＋＋－4VR1R22A22I＋－R1R2I4V例：求I解：應用疊加定理R12AIR2＋＋－4VR1R1.11戴維南定理對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，都可以用一個電壓源即恒壓源和電阻串聯(lián)的支路來代替，其恒壓源電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC，電阻等于線性有源二端網(wǎng)絡除源后兩端間的等效電阻Ro。這就是戴維南定理。1.11戴維南定理對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)例：用戴維南定理求圖示電路的電流I。解：(1)斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡如圖(b)所示。由圖可求得開路電壓UOC為：例：用戴維南定理求圖示電路的電流I。解：(1)斷開待求支路，(2)將圖(b)中的電壓源短路，電流源開路，得除源后的無源二端網(wǎng)絡如圖(c)所示，由圖可求得等效電阻Ro為：(2)將圖(b)中的電壓源短路，電流源開路，得除源后的無源二(3)根據(jù)UOC和Ro畫出戴維南等效電路并接上待求支路，得圖(a)的等效電路，如圖(d)所示，由圖可求得I為：(3)根據(jù)UOC和Ro畫出戴維南等效電路并接上待求支路，得圖1.12電路中的電位分析1.12.1電位的概念電路中的某一點到參考點之間的電壓，稱作該點的電位。電路中選定的參考點雖然一般并不與大地相聯(lián)接，往往也稱為“地”。在電路圖中，參考點用符號“⊥”表示。1.12電路中的電位分析1.12.1電位的概念電1.12.2電位的計算選b點為參考點選d點為參考點選用不同的參考點，各點電位的數(shù)值不同，但任意兩點之間的電壓不隨參考點的改變而變化。1.12.2電位的計算選b點為參考點選d點為參考點選用1.13電容器1、電容器21電容器是一種儲能元件C電介質(zhì)金屬平板引腳符號C=Q/UQ=CU電容的單位：法拉（F）1uF=10–6F1pF=10–6uF+-R0Us---電容器種類：可變電容、固定電容有極性、無極性電容1.13電容器1、電容器21電容器是一種儲能元件C1.13電容器1、電容器的串、并聯(lián)Q=Q1=Q2U=U1+U2UU1U2C1C2QQ1Q2CC1C2=+11

1CC1C2=+CC1=UU1CC2=UU2UU2C1C2U=U1=U2Q=Q1+Q2C=C1+C21.13電容器1、電容器的串、并聯(lián)Q=Q1=Q2UU11.13電容器3、電容器的物理性質(zhì)+-R0Us---q=C×Uci=dqdti=dqdt=dCUcdt=

dUc

dtC×流過電容器的電流與電容器兩端電壓的變化率有關：電壓不變，電流為0；電壓變化快，電流大。電容器兩端電壓不能突變，有：Uc(t+)=Uc(t-)（換路定律）即：換路前后電容器兩端電壓不能突變。-：前1.13電容器3、電容器的物理性質(zhì)+-R0Us--1.13電容器4、電容器的充電過程+-RE+++---ABCSUciUc(0-)=0T=0Uc(0+)=Uc(0-)=0根據(jù)KVL有:iR+Uc=Ei=E/R有：而：

dUc

dtC×i=解：時間常數(shù)（S）1.13電容器4、電容器的充電過程+-RE+++-1.13電容器4、電容器的充電過程23從上式可以看出：RC電路在充電過程中，電壓按指數(shù)規(guī)律增長，電流則按衰減。UcEttE/Ri00決定著電容器的端電壓和電流隨時間增長（或衰減）的快慢。一般（3~5）的充電時間，可認為電容器充電過程結(jié)束。1.13電容器4、電容器的充電過程23從上式可以看1.13電容器5、電容器的放電過程E+-R+++---ABCSUc=EiT=0（Uc=E）EOUcit得：解得：代入(1式)得：而：

dUc

dtC×i=根據(jù)KVL有：(1式)1.13電容器5、電容器的放電過程E+-R+++-1.13電容器例1：電容器的充電+-R100VCSUcT=0閉合已知：Uc(0-)=0，I(0)=10mAI經(jīng)過0.1s后,I=0。求：

(1)R=?;C=?(2)求i的變化規(guī)律。1.13電容器例1：電容器的充電+-R100VCSUc1.13電容器例2：電路如圖所示，開關閉合前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，試求開關閉合后電容電壓Uc變化規(guī)律Uc(t)。開關閉合后:Uc(0+)=Uc(0-)=7.2(V)τ=RC=5*(6//12)=20(s)Uc(t)= Uc(0+)e-t/τUc(t)= 7.2e-t/20(V)+-6Ω12VCSUc2Ω5F12Ω+--CUc5F+--6//12Ω解：Uc(0-)=12*12/（2+6+12）=7.2V1.13電容器例2：電路如圖所示，開關閉合前電路處于穩(wěn)65可編輯感謝下載65可編輯感謝下載66可編輯感謝下載66可編輯感謝下載電工學湖北交通職業(yè)技術學院（西區(qū)）電工學湖北交通職業(yè)技術學院（西區(qū)）學習要點第1章直流電路理解電路模型及理想電路元件的伏安關系，了解實際電源的兩種模型理解電壓、電流的概念及參考方向的意義，電功率的概念及其計算了解電器設備額定值的意義和電路負載、開路和短路狀態(tài)的特點理解并能熟練應用基爾霍夫電流定律和電壓定律理解電位的概念，會分析計算電路中各點的電位學習要點第1章直流電路理解電路模型及理想電路元件的伏安第1章直流電路1.1電路的組成1.2電路的基本物理量1.3電阻1.4歐姆定律1.5電阻的連接1.6電路的三種狀態(tài)1.7基爾霍夫定律1.8支路電流法1.9電壓源與電流源及其等效變換1.10疊加原理1.11戴維南定律1.12電路中的電位分析1.13電容器

第1章直流電路1.1電路的組成1.1電路的組成電路是為了某種需要而將某些電工設備或元件按一定方式組合起來的電流通路。電路的功能一：進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。二：實現(xiàn)信號的傳遞、存儲和處理。1.1.1電路及其功能1.1.2電路的組成電路由電源、負載和中間環(huán)節(jié)3部分組成。電源提供電能，負載取用電能，中間環(huán)節(jié)傳遞、分配和控制電能。1.1電路的組成電路是為了某種需要而將某些電工設備或元1.1.3電路模型理想元件：將實際元件理想化（模型化），即在一定條件下突出元件主要的電磁性質(zhì)，忽略次要因素，用一個足以表征其主要特性的理想元件近似表示。理想元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件、理想電壓源、理想電流源，不能產(chǎn)生能量的元件為無源元件，能產(chǎn)生能量的元件為有源元件。電路模型：由理想元件所組成的電路稱為電路模型。1.1.3電路模型理想元件：將實際元件理想化（模型化）1.2.1電流電荷的定向移動形成電流。電流大?。簡挝粫r間內(nèi)通過導體截面的電量。大寫I表示直流電流小寫i表示電流的一般符號1.2電路的基本物理量1.2.1電流電荷的定向移動形成電流。大寫I表示直正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。電流的方向用箭頭或雙下標變量表示。任意假設的電流方向稱為電流的參考方向。

如果求出的電流值為正，說明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際方向相反。正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。如果求出1.2.1電壓、電位和電動勢電路中a、b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由a點移至b點電場力所做的功。電路中某點的電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。電路中a、b點兩點間的電壓等于a、b兩點的電位差。1.2.1電壓、電位和電動勢電路中a、b點兩點間的電壓電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。與電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電壓的參考方向例： 當ua=3Vub=2V時u1=1V最后求得的u為正值，說明電壓的實際方向與參考方向一致，否則說明兩者相反。u2=－1V電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。例： 當ua=3

對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨立地任意確定，但為了方便起見，常常將其取為一致，稱關聯(lián)方向；如不一致，稱非關聯(lián)方向。如果采用關聯(lián)方向，在標示時標出一種即可。如果采用非關聯(lián)方向，則必須全部標示。對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相電動勢是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規(guī)定為由負極指向正極。電動勢是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。1.2.3電功率電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，簡稱功率。功率與電流、電壓的關系：關聯(lián)方向時：p=ui非關聯(lián)方向時：p=－uip＞0時吸收功率，p＜0時放出功率。1.2.3電功率電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，例：求圖示各元件的功率.（a）關聯(lián)方向，P=UI=5×2=10W，P>0，吸收10W功率。（b）關聯(lián)方向，P=UI=5×(－2)=－10W，P<0，產(chǎn)生10W功率。（c）非關聯(lián)方向，P=－UI=－5×(－2)=10W，P>0，吸收10W功率。例：求圖示各元件的功率.解：元件A：非關聯(lián)方向，P1=－U1I=－10×1=－10W，P1<0，產(chǎn)生10W功率，電源。元件B：關聯(lián)方向，P2=U2I=6×1=6W，P2>0，吸收6W功率，負載。元件C：關聯(lián)方向，P3=U3I=4×1=4W，P3>0，吸收4W功率，負載。P1+P2+P3=－10+6+4=0，功率平衡。例：

I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V。求各元件功率，并分析電路的功率平衡關系。解：元件A：非關聯(lián)方向，P1=－U1I=－10×1=－10W1.3電阻電阻：導體對電流的阻礙作用稱為電阻。電阻元件是一種消耗電能的元件。電阻率（單位：歐姆.米）1.3電阻電阻：導體對電流的阻礙作用稱為電阻。電阻元件伏安關系（歐姆定律）：關聯(lián)方向時：u=Ri非關聯(lián)方向時：u=－Ri符號：功率：元件的伏安關系：電路元件的電流和電壓之間的關系。元件的伏安關系只與元件本身的性質(zhì)有關，與電路的結(jié)構(gòu)無關，是分析研究電路的基本依據(jù)之一。有線性和非線性之分;熱敏電阻有NTC和PTC。UI伏安關系（歐姆定律）：關聯(lián)方向時：非關聯(lián)方向時：符號：功率：1.4歐姆定律1、一段電路的歐姆定律：+-URI2、全電路的歐姆定律：關聯(lián)方向RLRo+-EIU1.4歐姆定律1、一段電路的歐姆定律：+-URI2、全電1.5電阻的連接電阻電路：只含電源和電阻的電路簡單電阻電路：可以利用電阻串、并聯(lián)方法進行分析的電路。應用這種方法對電路進行分析時，一般先利用電阻串、并聯(lián)公式求出該電路的總電阻，然后根據(jù)歐姆定律求出總電流，最后利用分壓公式或分流公式計算出各個電阻的電壓或電流。1.5電阻的連接電阻電路：只含電源和電阻的電路n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻1.電阻的串聯(lián)n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻1.電阻的串聯(lián)分壓公式兩個電阻串聯(lián)時分壓公式兩個電阻串聯(lián)時n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻2.電阻的并聯(lián)n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻2.電阻的并聯(lián)分流公式兩個電阻并聯(lián)時分流公式兩個電阻并聯(lián)時3.電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：利用串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律對電路進行等效變換。ABUABIR4R2R1R3R5求：I=?3.電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：利用串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律對電路進行1.6電氣設備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.4.1電氣設備的額定值額定值是制造廠為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的正常容許值。額定值有額定電壓UN與額定電流IN或額定功率PN。必須注意的是，電氣設備或元件的電壓、電流和功率的實際值不一定等于它們的額定值。1.6電氣設備的額定值及電路的工作狀態(tài)1.4.11.2.2電路的工作狀態(tài)1、負載狀態(tài)P=UI：電源輸出的功率PE=USI：電源產(chǎn)生的功率ΔP=I2R0：內(nèi)阻消耗的功率1.2.2電路的工作狀態(tài)1、負載狀態(tài)P=UI：電源輸出2、空載狀態(tài)3、短路狀態(tài)2、空載狀態(tài)3、短路狀態(tài)例：設圖示電路中的電源額定功率PN=22kW，額定電壓UN=220V，內(nèi)阻R0=0.2Ω，R為可調(diào)節(jié)的負載電阻。求：（1）電源的額定電流IN；（2）電源開路電壓U0C；（3）電源在額定工作情況下的負載電阻RN；（4）負載發(fā)生短路時的短路電流ISC。例：設圖示電路中的電源額定功率PN=22kW，額定電壓UN解：(1)電源的額定電流為：(2)電源開路電壓為：(3)電源在額定狀態(tài)時的負載電阻為：(4)短路電流為：解：(1)電源的額定電流為：(2)電源開路電壓為：(3)電源實際使用電源時，應注意以下3點：（1）實際電工技術中，實際電壓源，簡稱電壓源，常是指相對負載而言具有較小內(nèi)阻的電壓源；實際電流源，簡稱電流源，常是指相對于負載而言具有較大內(nèi)阻的電流源。（2）實際電壓源不允許短路由于一般電壓源的R0很小，短路電流將很大，會燒毀電源，這是不允許的。平時，實際電壓源不使用時應開路放置，因電流為零，不消耗電源的電能。（3）實際電流源不允許開路處于空載狀態(tài)?？蛰d時，電源內(nèi)阻把電流源的能量消耗掉，而電源對外沒送出電能。平時，實際電流源不使用時，應短路放置，因?qū)嶋H電流源的內(nèi)阻R'0一般都很大，電流源被短路后，通過內(nèi)阻的電流很小，損耗很??；而外電路上短路后電壓為零，不消耗電能。實際使用電源時，應注意以下3點：1.7基爾霍夫定律支路、節(jié)點、回路電路中兩點之間通過同一電流的不分叉的一段電路稱為支路。電路中3條或3條以上支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點。電路中任一閉合的路徑稱為回路?；芈穬?nèi)部不含支路的稱網(wǎng)孔圖示電路有3條支路、兩個節(jié)點、3個回路、兩個網(wǎng)孔。1.7基爾霍夫定律支路、節(jié)點、回路電路中兩點之間通過同6條支路----b=64個節(jié)點----n=47個回路----L=7該電路擁有6條支路----b=6該電路擁有1.7.1基爾霍夫電流定律（KCL）在任一瞬時，流入任一節(jié)點的電流之和必定等于從該節(jié)點流出的電流之和。在任一瞬時，通過任一節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。表述一表述二可假定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負；也可以作相反的假定。所有電流均為正。1.7.1基爾霍夫電流定律（KCL）在任一瞬時，流入任KCL通常用于節(jié)點，但是對于包圍幾個節(jié)點的閉合面也是適用的。例：列出下圖中各節(jié)點的KCL方程解：取流入為正以上三式相加：I1＋I2＋I3＝0

節(jié)點aI1－I4－I6＝0節(jié)點bI2＋I4－I5＝0節(jié)點cI3＋I5＋I6＝0KCL通常用于節(jié)點，但是對于包圍幾個節(jié)點的閉合面也是適用的。1.7.2基爾霍夫電壓定律（KVL）表述一表述二在任一瞬時，在任一回路上的電位升之和等于電位降之和。在任一瞬時，沿任一回路電壓的代數(shù)和恒等于零。電壓參考方向與回路繞行方向一致時取正號，相反時取負號。所有電壓均為正。1.7.2基爾霍夫電壓定律（KVL）表述一表述二在任一對于電阻電路，回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中的電壓源電壓的代數(shù)和。在運用上式時，電流參考方向與回路繞行方向一致時iR前取正號，相反時取負號；電壓源電壓方向與回路繞行方向一致時us前取負號，相反時取正號。對于電阻電路，回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中的電壓源電KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應用到任一不閉合的電路上。例：列出下圖的KVL方程KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應用到任一不閉合的電路上。例：圖示電路，已知U1=5V，U3=3V，I=2A，求U2、I2、R1、R2和US。解：I2=U3／2=3／2=1.5AU2=U1－U3=5－3=2VR2=U2／I2=2／1.5=1.33ΩI1=I－I2=2－1.5=0.5AR1=U1／I1=5／0.5=10ΩUS=U＋U1=2×3＋5=11V例：圖示電路，已知U1=5V，U3=3V，I=2A，求例：圖示電路，已知US1=12V，US2=3V，R1=3Ω，R2=9Ω，R3=10Ω，求Uab。解：由KCLI3=0，I1=I2由KVLI1R1＋I2R2=US1由KVL解得：解得：例：圖示電路，已知US1=12V，US2=3V，R1=3Ω，支路電流法是以支路電流為未知量，直接應用KCL和KVL，分別對節(jié)點和回路列出所需的方程式，然后聯(lián)立求解出各未知電流。1.8支路電流法一個具有b條支路、n個節(jié)點的電路，根據(jù)KCL可列出（n－1）個獨立的節(jié)點電流方程式，根據(jù)KVL可列出b－(n－1)個獨立的回路電壓方程式。支路電流法是以支路電流為未知量，直接應用KC圖示電路（2）節(jié)點數(shù)n=2，可列出2－1=1個獨立的KCL方程。（1）支路數(shù)b=3，支路電流有I1、I2、I3三個。（3）獨立的KVL方程數(shù)為3－(2－1)=2個?；芈稩回路Ⅱ節(jié)點a

圖示電路（2）節(jié)點數(shù)n=2，可列出2－1=1個獨立的KCL方解得：I1=－1A

I2=1AI1<0說明其實際方向與圖示方向相反。對節(jié)點a列KCL方程：I2=2+I1例：如圖所示電路，用支路電流法求各支路電流及各元件功率。解：2個電流變量I1和I2，只需列2個方程。對圖示回路列KVL方程：5I1+10I2=5解得：I1=－1A對節(jié)點a列KCL方程：例：如圖所示電路，用各元件的功率：5Ω電阻的功率：P1=5I12=5×(－1)2=5W10Ω電阻的功率：P2=10I22=5×12=10W5V電壓源的功率：P3=－5I1=－5×(－1)=5W因為2A電流源與10Ω電阻并聯(lián)，故其兩端的電壓為：U=10I2=10×1=10V，功率為：P4=－2U=－2×10=－20W由以上的計算可知，2A電流源發(fā)出20W功率，其余3個元件總共吸收的功率也是20W，可見電路功率平衡。各元件的功率：5Ω電阻的功率：P1=5I12=51．理想電壓源22（1）伏安關系u=uS

端電壓為us，與流過電壓源的電流無關，由電源本身確定，電流任意，由外電路確定。（2）特性曲線與符號1.9電壓源與電流源的等效變換1．理想電壓源22（1）伏安關系u=uS（2）特性曲（2）特性曲線與符號i=iS流過電流為is，與電源兩端電壓無關，由電源本身確定，電壓任意，由外電路確定。2．理想電流源（1）伏安關系（2）特性曲線與符號i=iS2．理想電流源（1）伏安關系1.9.3實際電源的兩種模型實際電源的伏安特性或可見一個實際電源可用兩種電路模型表示：一種為電壓源Us和內(nèi)阻Ro串聯(lián)，另一種為電流源Is和內(nèi)阻Ro并聯(lián)。1.9.3實際電源的兩種模型實際電源的伏安特性或電壓源與電流源對外電路等效的條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相等。2.9.4電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源對外電路等效的條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流源串聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）化簡如下電路：（a）（b）切記例1-3（c）HOME與理想電壓源并聯(lián)的所有電路元件失效（對外電路來說）與理想電流例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。1.10疊加定理在任何由線性電阻、線性受控源及獨立源組成的電路中，每一元件的電流或電壓等于每一個獨立源單獨作用于電路時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。這就是疊加定理。說明：當某一獨立源單獨作用時，其他獨立源置零。1.10疊加定理在任何由線性電阻、線性受控源及獨立源組例：求I解：應用疊加定理R12AIR2＋＋－4VR1R22A22I＋－R1R2I4V例：求I解：應用疊加定理R12AIR2＋＋－4VR1R1.11戴維南定理對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，都可以用一個電壓源即恒壓源和電阻串聯(lián)的支路來代替，其恒壓源電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡的開路電壓UOC，電阻等于線性有源二端網(wǎng)絡除源后兩端間的等效電阻Ro。這就是戴維南定理。1.11戴維南定理對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)例：用戴維南定理求圖示電路的電流I。解：(1)斷開待求支路，得有源二端網(wǎng)絡如圖(b)所示。由圖可求得開路電壓UOC為：例：用戴維南定理求圖示電路的電流I。解：(1)斷開待求支路，(2)將圖(b)中的電壓源短路，電流源開路，得除源后的無源二端網(wǎng)絡如圖(c)所示，由圖可求得等效電阻Ro為：(2)將圖(b)中的電壓源短路，電流源開路，得除源后的無源二(3)根據(jù)UOC和Ro畫出戴維南等效電路并接上待求支路，得圖(a)的等效電路，如圖(d)所示，由圖可求得I為：(3)根據(jù)UOC和Ro畫出戴維南等效電路并接上待求支路，得圖1.12電路中的電位分析1.12.1電位的概念電路中的某一點到參考點之間的電壓，稱作該點的電位。電路中選定的參考點雖然一般并不與大地相聯(lián)接，往往也稱為“地”。在電路圖中，參考點用符號“⊥”表示。1.12電路中的電位分析1.12.1電位