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第一章電路模型和電路定律電路和電路模型1-1電阻元件1-5電流和電壓的參考方向1-2電壓源和電流源1-6電功率和能量1-3受控電源1-7電路元件1-4基爾霍夫定律1-8首頁(yè)本章重點(diǎn)1.電壓、電流的參考方向4.基爾霍夫定律
重點(diǎn):3.電阻元件和電源元件的特性返回2.功率計(jì)算1-1電路和電路模型
電路是電流的通路。實(shí)際電路是由電氣器件相互聯(lián)接而構(gòu)成的。由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)組成。
一、電路二、電路的作用
(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線(xiàn)放大器揚(yáng)聲器話(huà)筒(2)傳遞和處理信號(hào)2.電路的組成部分電源:提供電能的裝置負(fù)載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié):傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線(xiàn)直流電源直流電源:
提供能源負(fù)載信號(hào)源:
提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話(huà)筒
電源或信號(hào)源的電壓或電流稱(chēng)為激勵(lì),它推動(dòng)電路工作;由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱(chēng)為響應(yīng)。信號(hào)處理:放大、調(diào)諧、檢波等1、激勵(lì): 電源或信號(hào)源的電壓或電流。2、響應(yīng): 由于激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流。3、電路分析:在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下,討論電路的激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。三、電路分析1、實(shí)際元件:
組成實(shí)際電路的元件。2、理想元件:
將實(shí)際元件理想化,即在一定條件下突出其主要的電磁性質(zhì),忽略其次要因素。理想元件電阻R電壓源四、電路模型電感L電容C電流源3.實(shí)際電路功能(a)
能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換;(b)
信息的傳遞、控制與處理。建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接構(gòu)成的電流的通路。下頁(yè)上頁(yè)共性返回
反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的理想電路元件及其組合。4.電路模型導(dǎo)線(xiàn)電池開(kāi)關(guān)白熾燈電路圖理想電路元件有某種確定的電磁性能的理想元件。電路模型下頁(yè)上頁(yè)返回
(1)理想電阻元件:只消耗電能(既不貯藏電能,也不貯藏磁能);
(2)理想電容元件:只貯藏電能(既不消耗電能,也不貯藏磁能);(3)理想電感元件:只貯藏磁能(既不消耗電能,也不貯藏電能)。手電筒的電路模型
電池是電源元件,其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro;
燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì),是電阻元件,其參數(shù)為電阻R;
筒體用來(lái)連接電池和燈泡,其電阻忽略不計(jì),認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。
開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通斷。
今后分析的都是指電路模型,簡(jiǎn)稱(chēng)電路。在電路圖中,各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。+R0R開(kāi)關(guān)EI電珠+U干電池
導(dǎo)線(xiàn)5種基本的理想電路元件:電阻元件:表示消耗電能的元件。電感元件:表示產(chǎn)生磁場(chǎng),儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。電容元件:表示產(chǎn)生電場(chǎng),儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。電壓源和電流源:表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。5種基本理想電路元件有三個(gè)特征:
(a)只有兩個(gè)端子;
(b)可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述;(c)不能被分解為其他元件。下頁(yè)上頁(yè)注意返回具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件,在一定條件下可用同一電路模型表示。同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下,其電路模型可以有不同的形式。下頁(yè)上頁(yè)例電感線(xiàn)圈的電路模型注意返回1.2
電壓和電流的參考方向
物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向一.電路基本物理量的實(shí)際方向物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)E
(電位升高的方向)
電壓U(電位降低的方向)高電位
低電位
單位kA、A、mA、μA低電位
高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(2)參考方向的表示方法電流:Uab
雙下標(biāo)電壓:(1)參考方向I
在分析與計(jì)算電路時(shí),對(duì)電量任意假定的方向。Iab
雙下標(biāo)2.電路基本物理量的參考方向箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_+R0E3V注意:在參考方向選定后,電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。1、實(shí)際方向: 正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。二、電流方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向.單位1kA=103A1mA=10-3A1
A=10-6AA(安培)、kA、mA、
A
元件(導(dǎo)線(xiàn))中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能:
實(shí)際方向AB實(shí)際方向AB
對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí),電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。下頁(yè)上頁(yè)問(wèn)題返回
任意指定一個(gè)方向作為電流的方向。把電流看成代數(shù)量:
若電流的參考方向與它的實(shí)際方向一致,則電流為正值;若電流的參考方向與它的實(shí)際方向相反,則電流為負(fù)值。
2、參考方向:參考方向
大小方向(正負(fù))電流(代數(shù)量)任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流的參考方向。i>0i<0實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系:下頁(yè)上頁(yè)i
參考方向ABi
參考方向ABi
參考方向AB表明返回恒定電流:
量值和方向均不隨時(shí)間變化的電流,稱(chēng)為恒定電流,簡(jiǎn)稱(chēng)為直流(dc或DC),一般用符號(hào)I表示。時(shí)變電流:
量值和方向隨時(shí)間變化的電流,稱(chēng)為時(shí)變電流,一般用符號(hào)i表示。時(shí)變電流在某一時(shí)刻t的值i(t),稱(chēng)為瞬時(shí)值。交流電流:
量值和方向作周期性變化且平均值為零的時(shí)變電流,稱(chēng)為交流電流,簡(jiǎn)稱(chēng)為交流(ac或AC)。3.與電流有關(guān)的幾個(gè)名詞三、電壓1、實(shí)際方向:高電位指向低電位的方向,電位真正降低的方向。在復(fù)雜電路或交變電路中,兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往不易判別,給實(shí)際電路問(wèn)題的分析、計(jì)算帶來(lái)困難。問(wèn)題
電壓(降)的參考方向u>0參考方向u+–參考方向u+–<0u假設(shè)高電位指向低電位的方向。下頁(yè)上頁(yè)+實(shí)際方向–+實(shí)際方向–返回2、參考方向:
任意選定一個(gè)方向作為電壓的方向。當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向一致時(shí),電壓為正值; 反之,當(dāng)電壓的參考方向和它的實(shí)際方向相反時(shí),電壓為負(fù)值。3.電壓參考方向的三種表示方式:(1)用箭頭表示(本書(shū)不用)(2)用正、負(fù)極性表示:(3)用雙下標(biāo)表示:uu+ABuAB下頁(yè)上頁(yè)返回四、關(guān)聯(lián)參考方向
元件或支路的u,i
采用相同的參考方向稱(chēng)為關(guān)聯(lián)參考方向。反之,稱(chēng)為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iuu下頁(yè)上頁(yè)返回分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。參考方向一經(jīng)選定,必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號(hào)),在計(jì)算中不得任意改變。例2-2電壓、電流參考方向如圖中所標(biāo),問(wèn):對(duì)A、B兩部分電路電壓、電流參考方向是否關(guān)聯(lián)?A電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián);B電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。下頁(yè)上頁(yè)注意+-uBAi返回解參考方向不同時(shí),其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào),但電壓、電流的實(shí)際方向不變。1-3電功率和能量1.電功率功率的單位:W(瓦[特])能量的單位:J(焦[耳])單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所作的功。下頁(yè)上頁(yè)返回2.電路吸收或發(fā)出功率的判斷
u,i
取關(guān)聯(lián)參考方向p=ui
表示元件吸收的功率p>0
吸收正功率(實(shí)際吸收)p<0
吸收負(fù)功率(實(shí)際發(fā)出)p=ui
表示元件發(fā)出的功率p>0
發(fā)出正功率(實(shí)際發(fā)出)p<0
發(fā)出負(fù)功率(實(shí)際吸收)
u,i
取非關(guān)聯(lián)參考方向下頁(yè)上頁(yè)+-iu+-iu返回例1
求圖示電路中各方框所代表的元件吸收或發(fā)出的功率。下頁(yè)上頁(yè)已知:U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V,I1=2A,I2=1A,,I3=-1A。564123I2I3I1++++++-----U6U5U4U3U2U1-返回解對(duì)一完整的電路,滿(mǎn)足:發(fā)出的功率=吸收的功率下頁(yè)上頁(yè)注意返回564123I2I3I1++++++-----U6U5U4U3U2U1-課堂練習(xí)在圖所示電路中,已知U1=1V,U2=-6V,U3=-4V,U4=5V,U5=-10V,I1=1A,I2=-3A,I3=4A,I4=-1A,I5=-3A。試求各元件的功率,并判斷實(shí)際吸收還是發(fā)出功率。
P1=U1I1=1×1=1W(吸收功率1WP2=U2I2=(-6)×(-3)=18W(吸收功率18W)
P3=-U3I3=-(-4)×4=16W(吸收功率16W)
P4=U4I4=5×(-1)=-5W(發(fā)出功率5W)
P5=-U5I5=-(-10)×(-3)=-30W(發(fā)出功率30W)下頁(yè)上頁(yè)1-4電路元件是電路中最基本的組成單元。1.電路元件返回5種基本的理想電路元件:電阻元件:表示消耗電能的元件。電感元件:表示產(chǎn)生磁場(chǎng),儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。電容元件:表示產(chǎn)生電場(chǎng),儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。電壓源和電流源:表示將其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件。注意
如果表征元件端子特性的數(shù)學(xué)關(guān)系式是線(xiàn)性關(guān)系,該元件稱(chēng)為線(xiàn)性元件,否則稱(chēng)為非線(xiàn)性元件。2.集總參數(shù)電路由集總元件構(gòu)成的電路集總元件假定發(fā)生的電磁過(guò)程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。集總條件下頁(yè)上頁(yè)
集總參數(shù)電路中u、i
可以是時(shí)間的函數(shù),但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)。因此,任何時(shí)刻,流入兩端元件一個(gè)端子的電流等于從另一端子流出的電流;端子間的電壓為確定值。注意返回下頁(yè)上頁(yè)例iiz集總參數(shù)電路兩線(xiàn)傳輸線(xiàn)的等效電路。當(dāng)兩線(xiàn)傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度l與電磁波的波長(zhǎng)滿(mǎn)足:返回+-下頁(yè)上頁(yè)iiz分布參數(shù)電路當(dāng)兩線(xiàn)傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度l與電磁波的波長(zhǎng)滿(mǎn)足:返回等效電路為:++--二、電路元件的分類(lèi)1、按與外部連接的端子數(shù)目
二端元件、三端元件、四端元件2、從是否源分 有源元件、無(wú)源元件3、從性質(zhì)關(guān)系
線(xiàn)性元件、非線(xiàn)性元件4、和時(shí)間關(guān)系 時(shí)變?cè)?時(shí)不變?cè)?-5電阻元件2.線(xiàn)性時(shí)不變電阻元件
電路符號(hào)R電阻元件對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可用u-i平面上的一條曲線(xiàn)來(lái)描述:iu任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。1.定義伏安特性下頁(yè)上頁(yè)O返回
u-i
關(guān)系R
稱(chēng)為電阻,單位:
(歐[姆])滿(mǎn)足歐姆定律
單位G
稱(chēng)為電導(dǎo),G=1/R單位:S
(西[門(mén)子])u、i取關(guān)聯(lián)參考方向下頁(yè)上頁(yè)伏安特性曲線(xiàn)為一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)uiORui+-返回如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián),公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)。說(shuō)明線(xiàn)性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件。歐姆定律只適用于線(xiàn)性電阻(
R
為常數(shù))。則歐姆定律寫(xiě)為u–Rii–Gu公式和參考方向必須配套使用!下頁(yè)上頁(yè)注意Rui-+返回3.功率和能量電阻元件在任何時(shí)刻總是吸收功率的。p
ui(–Ri)i
–i2R
-
u2/Rp
ui
i2R
u2/R
功率Rui+-下頁(yè)上頁(yè)表明Rui-+返回Riu+–4.電阻的開(kāi)路與短路短路ui下頁(yè)上頁(yè)線(xiàn)性電阻元件的電流無(wú)論為何值時(shí),其兩端電壓均為零。開(kāi)(斷)路線(xiàn)性電阻元件的端電壓無(wú)論為何值時(shí),其電流均為零。下頁(yè)上頁(yè)實(shí)際電阻器返回
1-6電壓源和電流源電路符號(hào)1.理想電壓源定義i+_下頁(yè)上頁(yè)理想電壓源簡(jiǎn)稱(chēng)電壓源,是一個(gè)二端元件;輸出的電壓恒定,與外接的電路無(wú)關(guān),與流過(guò)它的電流i
無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。返回電源兩端電壓由電源本身決定,與外電路無(wú)關(guān);與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。通過(guò)電壓源的電流由電源及外電路共同決定。理想電壓源的電壓、電流關(guān)系ui直流電壓源的伏安特性曲線(xiàn)下頁(yè)上頁(yè)例Ri-+外電路電壓源不能短路!O返回+_iu+_電壓源的功率電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)。
電流(正電荷)由低電位向高電位移動(dòng),外力克服電場(chǎng)力作功,電源發(fā)出功率。
發(fā)出功率,起電源作用物理意義:下頁(yè)上頁(yè)+_iu+_電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。
物理意義:電場(chǎng)力作功,電源吸收功率。吸收功率,充當(dāng)負(fù)載。返回例6-1計(jì)算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出吸收吸收滿(mǎn)足:P(發(fā))=P(吸)下頁(yè)上頁(yè)返回i+_+_10V5V-+usuiO實(shí)際電壓源i+_u+_考慮內(nèi)阻伏安特性一個(gè)好的電壓源要求下頁(yè)上頁(yè)
實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小,若短路,電流很大,可能燒毀電源。
電路符號(hào)2.理想電流源
定義u+_下頁(yè)上頁(yè)
理想電流源的電壓、電流關(guān)系電流源的輸出電流由電源本身決定,與外電路無(wú)關(guān);與它兩端電壓的方向、大小無(wú)關(guān)。返回理想電流源簡(jiǎn)稱(chēng)電流源,是一個(gè)二端元件。電流源輸出的電流恒定,與外接的電路無(wú)關(guān),其值與它的兩端電壓u
無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。ui直流電流源的伏安特性曲線(xiàn)下頁(yè)上頁(yè)O例Ru-+外電路電流源不能開(kāi)路!返回
可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生,如晶體管的集電極電流與負(fù)載無(wú)關(guān);光電池在一定光線(xiàn)照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。下頁(yè)上頁(yè)實(shí)際電流源的產(chǎn)生:
電流源的功率u+_電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)。
發(fā)出功率,起電源作用。電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)。
u+_吸收功率,充當(dāng)負(fù)載。返回例6-2計(jì)算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出發(fā)出(實(shí)際吸收10W)滿(mǎn)足:P(發(fā))=P(吸)下頁(yè)上頁(yè)返回u2Ai+_5V-+
實(shí)際電流源也不允許開(kāi)路。因其內(nèi)阻大,若開(kāi)路,電壓很高,可能燒毀電源。uiO
實(shí)際電流源考慮內(nèi)阻伏安特性一個(gè)好的電流源要求u+_i實(shí)際電源干電池鈕扣電池1.干電池和鈕扣電池(化學(xué)電源)
干電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V,僅取決于(糊狀)化學(xué)材料,其大小決定儲(chǔ)存的能量,化學(xué)反應(yīng)不可逆。
鈕扣電池電動(dòng)勢(shì)為1.35V,用固體化學(xué)材料制成,化學(xué)反應(yīng)不可逆。下頁(yè)上頁(yè)返回
氫氧燃料電池示意圖2.燃料電池(化學(xué)電源)
燃料電池電動(dòng)勢(shì)為1.23V。以氫、氧作為燃料。約40%
45%的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。下頁(yè)上頁(yè)返回3.太陽(yáng)能電池(光能電源)
一塊太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)為0.6V。太陽(yáng)光照射到PN結(jié)上,形成一個(gè)從N區(qū)流向P區(qū)的電流。約11%的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故常用太?yáng)能電池板。
一個(gè)50cm2太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)為0.6V,電流為0.1A。太陽(yáng)能電池板下頁(yè)上頁(yè)返回蓄電池示意圖4.蓄電池(化學(xué)電源)
電池電動(dòng)勢(shì)為2V。使用時(shí),電池放電,當(dāng)電解液濃度小于一定值時(shí),電動(dòng)勢(shì)低于2V,常需要充電,化學(xué)反應(yīng)可逆。下頁(yè)上頁(yè)返回直流穩(wěn)壓源下頁(yè)上頁(yè)返回發(fā)電機(jī)組下頁(yè)上頁(yè)返回風(fēng)力發(fā)電下頁(yè)上頁(yè)返回工業(yè)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)下頁(yè)上頁(yè)返回1-7受控電源(非獨(dú)立源)
電路符號(hào)受控電壓源1.定義受控電流源
電壓源電壓(或電流源電流)的大小和方向不是定值或給定的時(shí)間函數(shù),而是受電路中某個(gè)支路的電壓(或電流)控制,這類(lèi)電源稱(chēng)之為受控源。下頁(yè)上頁(yè)返回+–四端元件(ControlledSourceorDependentSource)電流控制的電流源(CCCS)
:電流放大倍數(shù)2.分類(lèi)輸出:受控部分輸入:控制部分下頁(yè)上頁(yè)返回b
i1+_u2i2_u1i1+
根據(jù)控制量和被控制量是電壓u或電流i,受控源可分四種類(lèi)型:電壓控制電流源、電壓控制電壓源、電流控制電流源、電流控用電壓源。當(dāng)被控制量是電壓時(shí),用受控電壓源表示;當(dāng)被控制量是電流時(shí),用受控電流源表示。g:轉(zhuǎn)移電導(dǎo)
電壓控制的電流源(VCCS)電壓控制的電壓源(VCVS)
:電壓放大倍數(shù)
gu1+_u2i2_u1i1+下頁(yè)上頁(yè)i1
u1+_u2i2_u1++_返回電流控制的電壓源(CCVS)r
:轉(zhuǎn)移電阻
例電路模型ibicib下頁(yè)上頁(yè)ri1+_u2i2_u1i1++_返回3.受控源與獨(dú)立源的比較獨(dú)立源電壓(或電流)由電源本身決定,與電路中其他電壓、電流無(wú)關(guān),而受控源電壓(或電流)由控制量決定。獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)”作用,在電路中產(chǎn)生電壓、電流,而受控源是反映電路中某處的電壓或電流對(duì)另一處的電壓或電流的控制關(guān)系,在電路中不能作為“激勵(lì)”。下頁(yè)上頁(yè)返回例7-1求電壓u2。解5i1+_u2_i1++-3u1=6V下頁(yè)上頁(yè)返回1-8基爾霍夫定律
基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律,是分析集總參數(shù)電路的基本定律?;鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。下頁(yè)上頁(yè)返回(Kirchhoff’sLaws)VCRKCL、KVL元件特性連接結(jié)構(gòu)電路電壓和電流+_R1uS1+_uS2R2R31.幾個(gè)名詞電路中通過(guò)同一電流的分支。元件的連接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。b=3an=4b支路電路中每一個(gè)兩端元件就稱(chēng)為一條支路。i3i2i1結(jié)點(diǎn)b=5下頁(yè)上頁(yè)或三條以上支路的連接點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。n=2注意
兩種定義分別用在不同的場(chǎng)合。返回由支路組成的閉合路徑。兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。對(duì)平面電路,其內(nèi)部不含任何支路的回路稱(chēng)網(wǎng)孔。l=3123路徑回路網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路,但回路不一定是網(wǎng)孔。下頁(yè)上頁(yè)+_R1uS1+_uS2R2R3注意返回1電路結(jié)構(gòu)支路(每個(gè)二端元件稱(chēng)為一條支路)節(jié)點(diǎn):若干支路的聯(lián)接點(diǎn)任意兩節(jié)點(diǎn)a,b之間,由m條不同的支路和m-1個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)(不含a和b)依次聯(lián)接成的一條通路稱(chēng)為a到b的路徑
回路:閉合的路徑網(wǎng)孔:回路內(nèi)部或外部不包含任何支路
支路節(jié)點(diǎn)路徑回路網(wǎng)孔
將電路畫(huà)在平面上,如果能夠做到除節(jié)點(diǎn)之外,各支路都不相交,這種電路稱(chēng)為平面電路;否則稱(chēng)為非平面電路。2.基爾霍夫電流定律
(KCL)令流出為“+”,有:例
在集總參數(shù)電路中,任意時(shí)刻,對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出(或流入)該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。流進(jìn)的電流等于流出的電流下頁(yè)上頁(yè)返回例三式相加得:KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面。下頁(yè)上頁(yè)①
③②表明返回KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點(diǎn)處的反應(yīng)。KCL是對(duì)結(jié)點(diǎn)處支路電流加的約束,與支路上接的是什么元件無(wú)關(guān),與電路是線(xiàn)性還是非線(xiàn)性無(wú)關(guān)。KCL方程是按電流參考方向列寫(xiě)的,與電流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。下頁(yè)上頁(yè)明確返回3.基爾霍夫電壓定律
(KVL)U3U1U2U4下頁(yè)上頁(yè)標(biāo)定各元件電壓參考方向。選定回路繞行方向,順時(shí)針或逆時(shí)針。
在集總參數(shù)電路中,任一時(shí)刻,沿任一回路,所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。返回I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_–U1–US1+U2+U3+U4+US4=0U2+U3+U4+US4=U1+US1
或–R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4下頁(yè)上頁(yè)KVL也適用于電路中任一假想的回路。注意返回U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_例KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒。KVL是對(duì)回路中的支路電壓加的約束,與回路各支路上接的是什么元件無(wú)關(guān),與電路是線(xiàn)性還是非線(xiàn)性無(wú)關(guān)。KVL方程是按電壓參考方向列寫(xiě)的,與電壓實(shí)際方向無(wú)關(guān)。下頁(yè)上頁(yè)明確aUSb__-+++U2U1返回例:對(duì)網(wǎng)孔abda:對(duì)網(wǎng)孔acba:對(duì)網(wǎng)孔bcdb:R6I6R6–I3R3+I1R1=0I2R2–
I4R4–I6R6=0I4R4+I3R3–E=0對(duì)回路adbca,沿逆時(shí)針?lè)较蜓校酣CI1R1+I
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