項(xiàng)目二電工基礎(chǔ)PART021.掌握電路基本定律及應(yīng)用。2.掌握電0阻電路的等效變換方法。3.能夠進(jìn)行電阻電路的一般分析。4.理解歐姆定律、基爾霍夫定律、疊加定律和戴維寧定理之間的關(guān)系。任務(wù)目標(biāo)一、電路基本定律及應(yīng)用（一）歐姆定律同一電路中，在電阻一定的條件下，通過某一導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在電壓一定的條件下，通過某一導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體的電阻成反比，這就是歐姆定律。該定律由德國物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆提出。標(biāo)準(zhǔn)式為：式中，I為電流，A；U為電壓，V；R為電阻，Ω。任務(wù)2直流電路1.部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律也稱作外電路歐姆定律。它忽略電源內(nèi)阻，把電源看成一個(gè)理想的電動(dòng)勢(shì)提供者。用公式表述為：I=—。任務(wù)2直流電路UR2.全電路歐姆定律全電路歐姆定律也稱作閉合電路歐姆定律。它不忽略電源中的內(nèi)阻，電源不是理想的電動(dòng)勢(shì)提供者，是存在著內(nèi)阻的電源。用公式表述為：I=——。任務(wù)2直流電路ER+r3.歐姆定律的應(yīng)用圖為一個(gè)小燈的串聯(lián)電路，連接開關(guān)后小燈點(diǎn)亮。在此電路的基礎(chǔ)上串聯(lián)一個(gè)電阻，小燈亮度卻變暗了，這是為什么？由歐姆定律公式I=—可知，電路中增加電阻，導(dǎo)致原電路中電阻變大，在電壓恒定的情況下，電路中的電流必然變小，故小燈亮度變暗。任務(wù)2直流電路UR（二）基爾霍夫定律基爾霍夫定律是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析和計(jì)算復(fù)雜電路的基礎(chǔ)。它包括電壓和電流兩個(gè)定律，由德國物理學(xué)家古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫提出。任務(wù)2直流電路1.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律又稱基爾霍夫第一定律，簡記為KCL。其內(nèi)容是在任一時(shí)刻，對(duì)電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和必定等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。即：任務(wù)2直流電路2.基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律又稱基爾霍夫第二定律，簡記為KVL。在任一時(shí)刻，對(duì)任一回路，沿回路繞行方向上隔斷電壓的代數(shù)和為零，即：任務(wù)2直流電路3.基爾霍夫定律的應(yīng)用右圖是一個(gè)混聯(lián)電路，電路中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，6條支路。已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12mA，根據(jù)基爾霍夫電流定律可求I2、I5和I6的電流。根據(jù)基爾霍夫定律，對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)a，可列方程：I1=I2+I3；對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)c，可列方程：I3=I4+I6；對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)d，可列方程：I1=I5+I4。根據(jù)所列方程，可求出I2=9mA，I5=13mA，I6=4mA。任務(wù)2直流電路（三）疊加定理1.疊加定理的內(nèi)容在線性電路中，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立源共同作用所產(chǎn)生的某一支路的電流或電壓，等于各獨(dú)立電源作用時(shí)分別在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。當(dāng)其中某一獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，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。任務(wù)2直流電路2.疊加定理的應(yīng)用在下圖所示電路中，已知Us=10V，Is=1A，R1=10Ω，R2=R3=5Ω，求流過R2的電流I2。

根據(jù)疊加定理的內(nèi)容，將圖2-23拆成兩個(gè)獨(dú)立電源控制的電路，如圖2-24所示。任務(wù)2直流電路任務(wù)2直流電路（四）戴維南定理1.戴維南定理的內(nèi)容任何網(wǎng)絡(luò)，只要有兩個(gè)引出端與外電路相連，就叫作二端網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)其內(nèi)部是否含有電源，二端網(wǎng)絡(luò)可分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和無源二端網(wǎng)絡(luò)。任一個(gè)無源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電阻來代替，這個(gè)電阻叫作該二端網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻，即從兩個(gè)端點(diǎn)看進(jìn)去的總電阻。任務(wù)2直流電路而線性有源二端網(wǎng)絡(luò)則可以根據(jù)戴維南定理簡化為一個(gè)電壓源。戴維南定理指出，對(duì)外電路而言，一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)可用一個(gè)電壓源和一個(gè)電阻串聯(lián)來等效。該電壓源的電壓等于此有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，串聯(lián)電阻等于此有源二端網(wǎng)絡(luò)除去獨(dú)立電源后在其端口處的等效電阻。任務(wù)2直流電路2.戴維南定理的應(yīng)用應(yīng)用戴維南定理簡化復(fù)雜電路求解某一支路電流的方法是先將電路分為有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路；再移開待求支路，求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，等效電源的電動(dòng)勢(shì)等于開路電壓，且極性與開路電壓保持一致；接著將有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有的電動(dòng)勢(shì)短接，變?yōu)闊o源二端網(wǎng)絡(luò)，求出等效電源的內(nèi)阻；最后畫出有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，并接上待求支路后求出電流。任務(wù)2直流電路二、電阻電路的等效變換（一）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)1.串聯(lián)串聯(lián)電阻是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻連成一串，每個(gè)電阻的首端與前一個(gè)電阻的尾端連成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。任務(wù)2直流電路2.并聯(lián)并聯(lián)電阻也是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻連接起來，每個(gè)電阻的首端與下一個(gè)電阻的首端相連。任務(wù)2直流電路3.混聯(lián)混聯(lián)電阻電路是指在電路中，既有串聯(lián)電阻，也有混聯(lián)電阻?；炻?lián)電阻的計(jì)算規(guī)則是先算支路再算干路。任務(wù)2直流電路（二）星型連接與三角形連接電阻的等效變換三個(gè)電阻元件首尾相連，形成一個(gè)封閉的三角形，三角形的三個(gè)頂點(diǎn)接到外部電路的三個(gè)節(jié)點(diǎn)，此連接方式稱為電阻的三角形連接；三個(gè)電阻元件的一端連接在一起，另一端分別連接到外部電路的三個(gè)節(jié)點(diǎn)，此連接方式稱為電阻的星型連接。任務(wù)2直流電路1.三角形電阻等效為星型電阻圖2-34的星型連接中，①、②兩端間的端口等效電阻由R1和R2串聯(lián)組成；三角形連接中①、②兩端的等效電阻由R23和R31串聯(lián)再并聯(lián)R12組成。根據(jù)并聯(lián)電阻的計(jì)算方式，可得：任務(wù)2直流電路三式聯(lián)立可得：任務(wù)2直流電路2.星型電阻等效為三角形電阻根據(jù)得出的R1、R2和R3，可得出三角形連接中的R12、R23和R31。任務(wù)2直流電路（三）電壓源與電流源的等效變換1.理想電源理想電源是指從實(shí)際電源元件中抽象出來，當(dāng)電源本身的功率損耗可以忽略不計(jì)，而只產(chǎn)生電能，可以用理想有源元件表示。理想電源分為理想電壓源和理想電流源兩種。任務(wù)2直流電路（1）理想電流源的串、并聯(lián)。任務(wù)2直流電路（2）理想電壓源的串、并聯(lián)。任務(wù)2直流電路（3）理想電壓源與理想電流源的串、并聯(lián)。任務(wù)2直流電路（3）理想電壓源與理想電流源的串、并聯(lián)。任務(wù)2直流電路2.實(shí)際電源（1）實(shí)際電源的兩種模型。任務(wù)2直流電路（2）實(shí)際電源的等效變換。任務(wù)2直流電路三、電阻電路的一般分析（一）電路的圖1.圖的特點(diǎn)在電路的圖中，節(jié)點(diǎn)和支路各是一個(gè)整體；移去圖中的支路，與它所連接的節(jié)點(diǎn)依然存在；若要在圖中把節(jié)點(diǎn)移去，則應(yīng)把與它連接的全部支路同時(shí)移去。任務(wù)2直流電路2.圖的相關(guān)知識(shí)（1）路徑。從圖的一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)沿著一些支路連續(xù)移動(dòng)到達(dá)另一節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過的支路構(gòu)成了路徑。（2）連通圖和非連通圖。圖的兩節(jié)點(diǎn)間至少有一條路徑時(shí)稱為連通圖；非連通圖中至少存在兩個(gè)分離部分。（3）子圖。若圖G1中所有的支路和節(jié)點(diǎn)都是圖G中的支路和節(jié)點(diǎn)，則稱G1是G的子圖。任務(wù)2直流電路（4）樹。樹是連通圖的子圖，它包含所有節(jié)點(diǎn)且不含閉合路徑，如圖2-44所示。樹支為樹中包含的支路，它等于節(jié)點(diǎn)數(shù)減1；樹以外的支路稱為該樹的連支，數(shù)量為支路減去樹支。任務(wù)2直流電路（5）平面圖。一個(gè)圖，若它的各條支路除所聯(lián)結(jié)的節(jié)點(diǎn)外不再交叉，則稱為平面圖。（6）回路。回路也是連通圖的子圖?；芈芬獦?gòu)成一條閉合路徑，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要關(guān)聯(lián)2條支路，如圖2-44所示。對(duì)于平面電路而言，網(wǎng)孔數(shù)等于基本回路數(shù)。（7）獨(dú)立回路數(shù)。對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)為n、支路數(shù)為b的連通圖，其獨(dú)立的回路數(shù)為b-n+1。任務(wù)2直流電路（二）支路電流法支路電流法是以支路電流為未知量，直接應(yīng)用KCL、KVL列出與支路電流數(shù)目相等的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，然后聯(lián)立解出各支路電流的方法。在方程數(shù)目不多的情況可以使用支路電流法。任務(wù)2直流電路（三）網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流作為獨(dú)立變量，根據(jù)KVL列出關(guān)于網(wǎng)孔電流的電路方程，進(jìn)行求解的過程。對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)為n、支路數(shù)為b的平面電路，其網(wǎng)孔數(shù)為b-n+1個(gè)，網(wǎng)孔電流數(shù)也為b-n+1個(gè)。支路電流等于流過該支路的網(wǎng)孔電流的代數(shù)和。網(wǎng)孔電流法只適用于平面網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)孔電流有兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是獨(dú)立性。網(wǎng)孔電流自動(dòng)滿足KCL且相互獨(dú)立；另一個(gè)特點(diǎn)是完備性，電路中所有支路電流都可以用網(wǎng)