電子電工技術(shù)第

1

章電路分析基礎(chǔ)太原理工大學電工基礎(chǔ)教學部太原工大學AIYUNUNVERSITY

OFTFCHNOLCGY1902

電工電子技術(shù)模

塊

1——電路基礎(chǔ)第1章

電路分析基礎(chǔ)第2章暫態(tài)電路分析第3章

交流電路

電工基礎(chǔ)教學部

第1章電路分析基礎(chǔ)1.1電路元件1.2基爾霍夫定律1.3疊加定理1.4等效電源定理1.5含受控源電路的分析3電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)第1章電路分析基礎(chǔ)本章要求：1.理解電壓與電流參考方向的意義；2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.了解電路的通路、開路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；4.會計算電路中各點的電位。5.了解實際電源的兩種模型及其等效變換。6.掌握支路電流法、疊加原理和戴維寧定理等

電路的基本分析方法。4電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)1.1

電路元件1.1.1

電路及電路模型電路——電流流通的路徑。1.電路的組成和作用電路是由若干電路元件或設(shè)備組成的，能夠傳輸

能量、轉(zhuǎn)換能量；能夠采集電信號、傳遞和處理電信

號的有機整體。①電路的組成：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部中間環(huán)節(jié)

負載電

源信號源②電路的作用：·

電能的輸送和轉(zhuǎn)換(如電力工程)●信號的傳遞與處理(如信息工程)6●電源：非

電

能

一電能●負載：電能一非電能·

中間環(huán)節(jié)：連接電源和負載負載電工電子技術(shù)燈泡(毛電筒電路電工基礎(chǔ)教學部

目錄電池電源發(fā)電廠

變電所1高壓傳輸線

變電所2升壓

輸電線

降壓

電燈發(fā)電機

變壓

變壓

電動機器

器

電爐電力系統(tǒng)電路示意圖返回電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)信號源(電源)負載擴音機電路示意圖電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)放大器中間環(huán)節(jié)揚聲器話筒8系統(tǒng)中電源(或信號源)的作用稱為激勵。由激勵引起的結(jié)果(如某個元件的電流、電壓)稱為響應(yīng)。③電路系統(tǒng)的概念系統(tǒng)是由若干互相關(guān)聯(lián)的單元或設(shè)備組成，并具有一定功能的有機整體。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部r(t)響應(yīng)e(t)激勵r=f(e)

電工電子技術(shù)2

理想元件和電路模型將實際電路中的元件用理想元件來表示，構(gòu)成的電路圖——電路模型①常用的理想元件R十C

①

E恒壓源電工基礎(chǔ)教學部

目

錄I恒流源10L電

感R電阻電容人

人②電路元件分類線性元件

非線性元件時變元件

非時變元件有源元件

無源性元件③電路模型電路模型是實際電路的科學抽象日光燈電路的模型11電工基礎(chǔ)教學部

目

錄手電筒電路模型電工電子技術(shù)物理量單

位實際方向電流IA,kA,mA,μA正電荷定向移動的方向電壓UV,kV,mV,μV電場力作用，電位降落的方向電

動

勢

EV,kV,mV,μV電源力作用，電位升高的方向1.1.2電流、電壓的參考方向1.實際方向+I-

+

U

EE+電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄122.參考方向(假設(shè)方向、正方向)分析計算電路時，人為任意設(shè)定的電量方向電流方向

電流方向a

b?

b→a?I

5AI=一

5A例

a

o

一

□

—○bao—

□o

bR

R注

意

：引入?yún)⒖挤较蚝?，物理量為代?shù)量若計算結(jié)果為正(I>0),則實際方向與參考方向一致；若計算結(jié)果為負(I′<0),

則實際方向與參考方向相反。13電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)①參考方向的表示方法箭標雙下標參考極性②參考方向的作用.便于列寫電路方程.便于確定實際方向電工電子技術(shù)③關(guān)聯(lián)參考方向a

關(guān)聯(lián)參考方向U

與I

的方向一致U=I

R非關(guān)聯(lián)參考方向U

與I

的方向相反U=-I

R電工基礎(chǔ)教學部

目

錄14電工基礎(chǔ)教學部

目錄應(yīng)用歐姆定律求電阻R電工電子技術(shù)15(1)分析計算電路時，首先要畫出電

路

圖，標出電

壓、電流的參考方向。(2)參考方向是人為任意設(shè)定的。未標參考方向的前

提下，討論電壓、電流的正、負值是沒有意義的。(3)應(yīng)用歐姆定律列寫式子時，式中有兩套正負號。列寫公式時，根據(jù)U、I

的參考方向

得公式中的正負號U、I

的值本身有正值和負

值之分

電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄路

問題與討論U=UR+E

UR=U-EU=3V

(實際方向與假設(shè)方向一致)U=1V

(實際方向與假設(shè)方向相反)17試求：當U分別為3V和

1V

時的電流IR解

：(1)假定電路各電量的參考方向如圖所示；電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄(2)列電路方程：(3)數(shù)值計算u=iR

伏安特性

i=

“R=“R的單位為歐[姆]

(Ω)1.1.3電阻元件電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等。

實物

1.電壓與電流的基本關(guān)系18電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)(R常用單位：Ω、kΩ、MQ)1.1.3電阻元件電阻為耗能元件如電阻器、白熾燈、電爐等。電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)1920電工基礎(chǔ)教學部

目錄電工電子技術(shù)注意：歐姆定律僅適用于線性電阻電路。非線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性2.電阻的伏安特性常

數(shù)常

數(shù)3.電阻元件的功率和能量在關(guān)聯(lián)參考方向下，電阻元件的功率為電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄從t?到t?的時間內(nèi)，電阻元件吸收的能量為單位為瓦特

(W)單位為焦耳

(J)211.1.4獨立電源元件1.理想電壓源和理想電流源①理想電壓源(恒壓源)

:

Ro=0時的電壓源.特點：(1)輸出電壓U不變，即

Uab

=

Us;(2)電源中的電流I

由外電路決定。22電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)0電工電子技術(shù)(3)恒壓源中的電壓

Us為

零時，恒壓源視為短路。(4)與恒壓源并聯(lián)的元件對外電路而言為可視為開路。bIE

Uab

2Ω]R?2Q一D

R?當R?R?同時接入時：I=10Ab電工基礎(chǔ)教學部

目

錄a

□O

aR?ERE(

大

R

Is一設(shè)：E=10V當R?接

入

時

：例

則：I=5Ab23a

電工電子技術(shù)問題與討論

否

因為R=0

時Us

R

Pc

Ub

恒壓源兩端可否短路?恒壓源特性中不變的是：

Us恒壓源特性中變化的是：

I外電路的改變

會引起I

的變化。I

的變化可能是

大

小

的

變

化，或者是方

向

的

變

化。電工基礎(chǔ)教學部

目錄I=

0IaU

RLIsb25電工基礎(chǔ)教學部

目錄

電工電子技術(shù)②理想電流源(恒流源):R?=

時的電流源.特點：(1)輸出電流I

不變，即I=IsIIsUab0外特性(3)恒流源的電流Is為零時，恒流源視為開路。(4)與恒流源串聯(lián)的元件對外電路而言為可視為短路。設(shè)：Is=1

AR=1Ω

時

，U=1VR=10Ω

時，U=10V中

R?

I?↑(b26電工基礎(chǔ)教學部

目錄電工電子技術(shù)R?I

一→UEI?↑例則：oa

○

abRIs恒流源特性中不變的是：

I恒流源特性中變化的是：

Uab

外電路的改變

會引起Uab

的變化。

Uab的變化可能是

大小

的變化，或者是

方向_的變化。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄否

因

為R=∞

時Uab=I·∞=0R恒流源兩端可否開路?問題與討論a

→I個Is

Uabb電工電子技術(shù)b解：

∵串聯(lián)電流相同。∴電壓源中的電流

I=Is恒流源兩端的電壓取決外電路Uab=IR-Us電工電子技術(shù)恒壓源中的電流如何決定?

恒流

源兩端的電壓等

于多少?28電工基礎(chǔ)教學部IU十例

aAIsRUab=?解：

∵并聯(lián)電壓相同。∴恒流源兩端的電壓

Uab=Us恒壓源中的電流如何決定?

恒流

源兩端的電壓等

于多少?電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電壓源中的電流取決外電路aIRRb例1Iv.電工電子技術(shù)U

ab29(3)功率的正負：若

P>0

吸收(取用)功率，元件為負載若

P<0

發(fā)

出

(

產(chǎn)

生

)

功

率

，

元

件

為

電

源30(1)概念：負載消耗(吸收)的功率；電源產(chǎn)生(提供)的功率。(

2

)

公

式：關(guān)聯(lián)時：非關(guān)聯(lián)時：I+

U一十

UP=UIP=-UI電工電子技術(shù)③電功率的正負電工基礎(chǔ)教學部

目

錄PR=I2R=22×5=20W

∑P

=031電路中的功率平衡根據(jù)能量守恒定律Ps?=-Us?I=-15×2=-30WPs?=Us?I=5×2=10W已知：

Us?=15V,Us?=5V,R=5Ω,

試求電流I和

各元件的功率。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄解：解：元

件

1

功

率

P?=-U?I?=-20×2=-40W元件2功率

P?=U?I?=10×(-1)=-10W元件3功率

P?=-U?I?=-(-10)×2=20W元件4功率P?=-U?I?=-10×(-3)=30W元件1、2發(fā)出功率是電源，元件3、4

吸收功率是負載。上述計算滿足

已知：U?=20V,

I?=2A,U?=10V,I?=-1A,

U?=-10V,I?=-3A,試求元件的功率，并說明性質(zhì)。32電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)I?U?|

2I?13U?I?4斜率越小U

恒壓UsUsRo

I外特性R?=0時，U=Us2.實際電壓源的兩種電路模型

越小電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄①電壓源模型及外特性U=Us-IR。033外特性R?

=∞時

，I=Is電工基礎(chǔ)教學部

目

錄②電流源模型及外特性電工電子技術(shù)34Ub

②電壓：

U=E-IR。EbRo↓→I

Ro

↓→

Uab③

功率

：PR?=P-PR?=EI-I2R?=Uab

I353.電源(電路)的三種狀態(tài)

通路、開路、短路(1).通路：電路中有電流和功率的轉(zhuǎn)換①電

流

：R。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄④電氣設(shè)備的額定值額定值：電氣設(shè)備在正常運行時的規(guī)定使用值額定電壓UN

、額定電流IN

和額定功率P?(1)額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；(2)額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。例：燈泡：U?=220V,Pn=60W電阻：R?=100Ω,PN=1

W電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)：額定工作狀態(tài)：

I=In,P=P?

(經(jīng)濟合理安全可靠)過載(超載):I>I

、,P>P?(設(shè)備易損壞)欠載(輕載):

I<In,P<P?(不經(jīng)濟)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)36(1)一個100Ω、1W的電阻器，在使用時允許流過的電流和允許加的電壓不得超過多少?答：I≤0.1A;U≤10V。(2

)額定電流為100A

的發(fā)電機，只接60A

的照明負載，還有電流40A流到哪里去了?答：不存在40A.電源的輸出功率和輸出電流取決于負載.電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄問題與討論輸出電流I=0特

點

：輸出功率P=0開路電壓：U?=E電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)aOR。十U。有源二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)a仁baOU0b2.開

路

：十十R。EIRLabR。Ub3803.

短

路

：

輸出電壓U=0FU

特

點

：短路電流：Rz[

Uabb

短路保護：熔斷器電工基礎(chǔ)教學部

目錄a

輸出功率P=0工作短接：。個

十

IsFU一七電工電子技術(shù)RE39IO

aR?U

abR'oIs電工基礎(chǔ)教學部

目錄等效互換的條件：對外的電壓電流相等。4.兩種電源的等效變換電工電子技術(shù)即

：UabUs一

b40①等效互換公式電壓源

1,二

R.R′=R。aR。UabU

bUs=I·R’R?=R’電工電子技術(shù)電流源I

?aIs

U

abR

。

b電工基礎(chǔ)教學部

目

錄I

—→41②等效變換的注意事項(1)兩電路對外等效，外特性

一致。(2)兩內(nèi)阻相等(R?=R'

。),所接位置不同。

(R。、R‘。不一定必須是電源的內(nèi)阻。)(3)

Is

流出端對應(yīng)Us的正極“+”。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)42(4)兩電路的內(nèi)部不等效，其內(nèi)阻的壓降和內(nèi)阻的損耗一般不相等。(5

)

恒壓源和恒流源不能等效互換a

I′→→I

a十電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄UIbUsbab43電工電子技術(shù)I=?2

Q

2A10-42

Ω

I=3+1+2=1A電工基礎(chǔ)教學部

目錄例10V③應(yīng)用舉例1

ΩI3Ω10V1

Ω3Ω十44例3Ω·

Q[

12VD電工基礎(chǔ)教學部

目

錄2Ω6

里

I2Ω62

ΩIΩ3Ω4A電工電子技術(shù)Ω2VI=?245(接上頁)2D2v2Ω2]2

ΩI6ΩΩ電工電子技術(shù)I

二46電工基礎(chǔ)教學部

目錄

合3V

2v1+2+2=1=0.2A1A2

ΩD2v2

ΩI1

Ω3Ω4A

20個3A10V1=12

=5A1=12+2=7A1=10-?

=3AX電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)I2ΩI=?10V

十十4V討論題

十哪個答案對X目錄2Ω1.1.5

電路中電位的概念和計算1.電位的概念電

位：

電路中某點的是對參考點的電壓參考點：零電位點、0點、“地”●電力工程中以大地為參考點●電子線路以輸入、輸出的公共線為參考點

⊥放大器

○ui

u。48電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)設(shè)b點為參考點：c點的電位為：U?=E?d點的電位為：Ua=-E?電工基礎(chǔ)教學部b電子電路的習慣畫法電工電子技術(shù)C+E?

R?aR?d-E?R?49+15V正電源R?參考電位在哪里?十R?

①

15V負電源-15VR?十①

15V□R?電子電路的習慣畫法：電源電壓用電位值給出正電位值表示正電源，電源的負極接地。負電位值表示負電源，電源的正極接地。50電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)2.電位計算試求開關(guān)S斷開和閉合時電路中各點的電位解：

S斷開時各電阻為同一電流其中：Up=+12V;Uc=-12VS閉合上時：

UB=0UD=+12V;Uc=—12V電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄20k

ΩSDO+12V6k

ΩBCo—12Vò4k

QOA51電工電子技術(shù)

試求圖示電路中各點的電位及電壓Uab可見：電位與參考點的選擇有

關(guān)；電壓與參考點的選擇無關(guān).Uab=Ua-U?52a

點電位：b點電位：Ua=0VU?

一

5VUab=5Vb點電位：a

點電位：U?=0VUa=5VUab=5V電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電位和電壓參考點UaU?UcUabUbcUcaa為參考點OV-3V-9V3V6V-9Vb為參考點3VOV-6V3V6V-9Vc為參考點9V6VOV3V6V-9V注意：①電位與參考點的選擇有關(guān)；

電壓與參考點的選擇無關(guān))電壓等于電位之差。如Uab=Ua-U?試分別以電路中的a、b、壓。

a電工基礎(chǔ)教學部

目

錄O

C53b十

十3V

6Vc點為參考點求電位和電電工電子技術(shù)O-1.2基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律(KCL)

應(yīng)用于結(jié)點

基爾霍夫電壓定律(KVL)

應(yīng)用于回路支路：電路中每一個分支名詞注釋：結(jié)點：三個或三個以上支路的聯(lián)結(jié)點回路：電路中任一閉合路徑網(wǎng)孔：單孔回路54電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)

確定電路中的支路、結(jié)點、回路、網(wǎng)孔

目。

支路：ab、ad、bc、I?

I?

…(共;I

…)

I?結(jié)點：a、b、c、da

I?

個

R?

C

(共4個)

多

回路：a

d

、bcdb、個

I?

(共7個)I?

d

網(wǎng)孔：abda

、bcdb、adca十E?

R?

(共3個)55×條I?6?b數(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)1.2.1基爾霍夫電流定律(KCL)1.定律內(nèi)容

對任何結(jié)點，在任一瞬間，

入=

出

或：∑I=0

流入取正號，流出取負號。I?+I?=I?+I流入

流出或：I?+I?-I?-I?=0定律的依據(jù)：

電荷守恒、電流的連續(xù)性56電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄2.定律推廣

廣義結(jié)點

—→

封閉面I6ΩI=

0電工基礎(chǔ)教學部

目

錄4Q+4Ω

83Ω十)9V例IB電工電子技術(shù)I?+I?=I?IE=IB+IcI=?JIc571.2.2基爾霍夫電壓定律(KVL)1.定律內(nèi)容

在任一瞬間，沿任意閉合回路循行方向繞行一周，

∑

U

升

=∑

U

降或：∑U=0

C例如：

回路

a-d-c-aI?R?+I?R5+E?=E?+I?R?電位升

電位降或：I?R?+I?R?+E?-E?-I?R?=058號號負正取取降升電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄2.定

律

推

廣開

口

電

路—→

假想的閉合回路U+IR=Us電位升

電位降一段有源電路的歐姆定律Uab=Us+IR電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)59分流公式I?

I?Is

U

□R?

[R?i

R,+R

II?=

R?+R

1電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄=(R?//R?)Is=RI

S60分壓公式

電工電子技術(shù)1.3.3基爾霍夫定律的應(yīng)用1.支路電流法(1

)

特

點

：以支路電流為未知量，應(yīng)用

KCL

和KVL

列方程，然后聯(lián)立求解。(2)解題步驟：①確定支路數(shù)目

(b),

結(jié)點數(shù)目

(n),

網(wǎng)孔數(shù)

目

(m)。②由KCL

列(n-1)個結(jié)點的電流方程。③由KVL

列m

個網(wǎng)孔回路的電壓方程。④代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)立方程，求出各個支路電流。61電工基礎(chǔ)教學部

目

錄②由KCL列a點：I?+I?-I?=0③由KVL列回路1:

I?R?+I?R?=Us

?回路2:

I?R?+I?R?=Us?④代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得I?=4A,I?=-1A,I?=3A。62解：①圖示電路，b=3,

n=2,m=2。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄試用支路電流法求各支路電流。電工電子技術(shù)Us?(32V解

：①圖中含恒流源的支路，

I?=Is=5A只需列兩個方程。②由KCL列

a點

I?-I?=Is③由KVL

列回路1

-

R?I?-R?I?=Us④代入數(shù)據(jù)，解聯(lián)求解，可得I?=2A,I?=-3A。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄b注

意：①圖中含恒流源的支路時，可減少列方程數(shù)。②列回路方程時，要避開含恒流源的支路。

63電工電子技術(shù)試用支路電流法

求各支路電流。4V

I?十1Ω

I?

I?1Ω

+1,=34=

-1AAI?=I?+I?=-7

AI?=I?+I?=-4

A3V你能否很快說I?、I?、I?、I、I?出結(jié)果

?A電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)I?十

I?5V

1Ω討論題支路電流法小結(jié)優(yōu)點：支路電流法是電路分析中最基本的方法之一。只要根據(jù)基爾霍夫定律

列方程，就能得出結(jié)果。缺點：電路中支路數(shù)多時，所需方程的個數(shù)較多，求解顯得十分繁瑣。支路數(shù)B=4須列4個方程式65電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)2.結(jié)點電壓法(彌爾曼定理)(1)特點

在只有兩個結(jié)點的電路中，先用公式

求結(jié)點電壓，再求各支路電流。支路數(shù)b=3,結(jié)點n=2Us?支路電流法須列3個方程式若能先求出a

、b

兩點的電壓Uab

,再求出各個支路電流就容易多了。66電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄(Us?=I?R?+Uab)(Us?+Uab=I?R?)結(jié)點a:I?=I?+I?67電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)設(shè)結(jié)點電壓為U

ab'(2)公式代入結(jié)點a的電流方程，

經(jīng)整理后可得兩結(jié)點的結(jié)點電壓公式：I?=I2+I?電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)68分子為各支路Us

與本支路R相除后的代數(shù)和。當Us

與Uab的參考方向一致時取正號，相反時則取負號。(或各支路恒流源I

的代數(shù)和，一致取負號，相反取正號。)分母為兩結(jié)點之間各支路的電阻的倒數(shù)和69效恒流的電流注意電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)試用結(jié)點電壓法

求各支路電流。已知Us=54V,Us?=72V,

R?=3ΩR?=6Ω,R?=2Ω。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄解：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄結(jié)點電壓法應(yīng)用舉例(接上頁)I?ab+(

Us2I?UsR?R?

aI?R?十U試求A

點的電位。解：

設(shè)

UB=0電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄AI?

R?B

Rs與恒流源串聯(lián)對外可視為短路I?R?E?73作

業(yè)

：1-8

、1-9

、1-11、1-16

、1-1774電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)1.3

疊加定理1.3.1定理內(nèi)容：含有多個電源的線性電路中的電壓或電流，等于各電源單獨作用時，對應(yīng)的電

壓或電流的代數(shù)和。線性電路：R=常數(shù)注

意：

去源方法：

恒壓源短接，恒流源開路代數(shù)和：以原電路的電壓或電流方向為準，一致取正號，

相反取負號。75電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)1.3.2

應(yīng)用舉例如圖示，已知Us=9V,Is=6A,R?=6Ω,R?=4Ω,R?=3Ω

。試用疊加原理求各支路中的電流。解

：(1)畫出原電路及各個電源單獨作用的電路，并標出各支路電流的參考方向。(a)原電路(b)I單獨作用電路

(c)Us

單獨作用電路76電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)十②Us

單獨作用：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄Us單獨作用電路

77(2)

計算各電源單獨作用時的，各支路的電流。①Is單獨作用：I'=Is=6AIs單獨作用電路(a)

原電路

(b)I,

單獨作用電路

(c)Us

單獨作用電路(3)疊加求出原電路中各支路電流。I?=I!+I"=2+1=3AI?=I'+I"=6+0=6AI?=-I'+I?"=-4+1=-3A78電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄十I'=2A

I"=-1AI=I'+I'=1A79

電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)用疊加原理求：I=?10Ω十10ΩV/10Ω20V十個4A10Ω4A解

：10Ω10ΩI

"10Ω20V10ΩI例10Ω十IA1.3.3.幾點注意1.

疊加定理只適用于線性電路

(電路參數(shù)不隨電壓、

電流的變化而改變)。2.去電源時，恒壓源短接，恒流源開路，電路的結(jié)構(gòu)

和其它參數(shù)不變。十3.

解題時要標明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。80電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)設(shè)：I?=I?'+I?"則

：P?=I?2R?=(I?'+I?")2R?≠(I?')2R?+(I?")2R?5.

運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。4.

疊加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率。如：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄81解：設(shè)U

。=K?Us+K?Is

2)(1)和(2)聯(lián)立求解得：K?=0.1

K?=-0.1Uo=-1V82已

知

：

Us=1V

、Is=1A

時

U?=0V;Us=10V

、Is=0A

時，U?=1VU

。求

：Us=0V

、Is=10A

時

U?=?電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄U.線性無源網(wǎng)絡(luò)例IsS有源二端網(wǎng)絡(luò)將有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為等效電壓源或等效電流源有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源替代的方法稱戴維寧定理有源二端網(wǎng)絡(luò)用電流源替代的方法稱諾

頓

定

理831.4

等效電源定理等效電源定理用于化簡復雜電路電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄有源二端網(wǎng)絡(luò)A十U5BA十UBIRIR有源二端網(wǎng)絡(luò)

戴維寧等效電路任意一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)對外都可等效為等效電壓源。84電工電子技術(shù)1.4.1

戴

維寧定

理1.定理內(nèi)容電工基礎(chǔ)教學部

目

錄有源二端網(wǎng)絡(luò)A十UBIR?去源求內(nèi)阻R。有源二端網(wǎng)絡(luò)去源后端口的等效電阻R。等于等

效電壓源的內(nèi)阻(去源方

法：恒壓源短接，恒流源

開路。)開路求電壓U。有源二端網(wǎng)絡(luò)端口的開路電壓U?

等于等效電壓源的

電動勢電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄無源二端網(wǎng)絡(luò)A年

ROB有源二端網(wǎng)絡(luò)BU。85解：(1)求開路電壓U。Is

(2

A電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄應(yīng)用舉例求：I

=?R

4Ωba。3Ω

R?

R?」2.例R?6Ω2ΩUs18V86(3)求未知電流

I4Ω

a十

4Ω

8V

b戴維寧等效電路R

。=(R?//R?)+R?Is=0

電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄R?

R?6Ω

2

Ω(2)求等效內(nèi)阻R。aR?Us=0R。U。IR3ΩbO-R

M87已知：R?=20Ω

、R?=30ΩR?=30

Ω

、

R?=20ΩE=10V求：當R?=10Ω

時

，I?=?電工電子技術(shù)等效電路電工基礎(chǔ)教學部

目

錄例88(1)求開端電壓U?

(2)求等效內(nèi)電阻R。CR。=R?//R?+R?//R?=20//30+30

//20

=24ΩU。=UAD+UDB=2V電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)89U。=2

VR

。=24ΩR?=10Ω

時90電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄原電路

戴維寧等效電路(3)求未知電流

I?十C

A10VR33

Ω5ΩB1A電工基礎(chǔ)教學部例

求：U=?D50Ω4Ω4Ω七8V電工電子技術(shù)UE91(1)

求開端電壓UD

C

t

A4

Ω

50Ω

10VU0十

4Ω8V

5ΩOE

?

1A

B此值是所求結(jié)果U嗎?U。=UAc+UcD+UDE+UEB=10+0+4-5=9V92一電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)D

C-土A50Ω

10V4

Ω

U。5QE

B1AR

。=50+4//4+5=57Ω(2)求等效內(nèi)阻

R。4Q七8V電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)50Ω5Ω4Ω

40R。93U=57+3×33=3.3V

戴維寧等效電路945ΩE1A(2)求解未知電壓

UUR

。

57Ω33Ω電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)D

C50Ω4Ω十U?

9V

UAR33ΩB4Ω七8V十10V有源

十二端

U網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端

Is

網(wǎng)絡(luò)短路求電壓IsR。Is諾頓等效電路無源二端網(wǎng)絡(luò)去源求內(nèi)阻R。1.4.2諾頓定理任意一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)對外都可等效為等效電流源。U

□RBA年

RB95電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄AIRzBABAI十求開端電壓

U?

與短路電流IsR?E

U?=E1.4.3等效電阻R。的求解方法方法(1):開路、短路法電工基礎(chǔ)教學部

目

錄有源網(wǎng)絡(luò)

Is等效內(nèi)

阻Is=R有源

網(wǎng)絡(luò)電工電子技術(shù)R?DEU電工基礎(chǔ)教學部

目

錄加負載電阻R?

測負載電壓U方法

(

2

):

負載電阻法測開路電壓U?電工電子技術(shù)RL97方法(3):加壓求流法步驟：有源網(wǎng)絡(luò)

→

無源網(wǎng)絡(luò)一→

外加電壓U一→求電流II有源

無源網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)

U則:

R。98電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄=RR,=

v

R99I

求

流U加壓電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄R?

R?R?R?十1加壓求流法舉例E?R?E兩種電源等效互換支路電流法結(jié)點電位法疊加原理戴維寧定理(諾頓定理)電路分析方法小結(jié)電路分析方法共講了以下幾種：總結(jié)每種方法各有

什么特點?適用于什么情況?電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)106作

業(yè)

：1-18

、1-20

、1-21、1-22

、1-26、108電工基礎(chǔ)教學部

目錄電工電子技術(shù)電壓源電流源電壓控制電壓源VCVS電壓控制電流源VCCS電流控制電壓源CCVS電流控制電流源CCCS受控源(非獨立，受電路中某個

電壓或電流的控制。)1.5含受控源電路的分析電工基礎(chǔ)教學部

目

錄獨立源(獨立存在)電源分類電工電子技術(shù)109電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄1.5.1受控源的類型和符號電壓控制電壓源VCVS電流控制電壓源ICVS電壓控制電流源VCCS電流控制電流源ICCS110晶體管

晶體管微變等效電路)電壓控制電壓源VCVS變

111電工電子技術(shù)受控源實例電流控制電流源ICCS電工基礎(chǔ)教學部

目

錄壓

器1.5.2

含受控源電路的分析電路的基本定理和各種分析計算方法仍可使用，只是在列方程時必須增加一個受控源關(guān)系式。已知R?=6Ω,R?=40Ω,R?=4Ω,Us=6V,求

電

流I?。解

：a點

I?=I?+I?左網(wǎng)孔

R?I?+R?I?=Us受控源的關(guān)系式I?=0.9I?b聯(lián)立求解，得I?=0.6A112電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)2Ω

a

4

Ω十3Ω

U?b電路參數(shù)如圖所示求

：U?解：根據(jù)結(jié)點電位法設(shè)

UB=0

8V電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄解得：U?=6V個1

U?

6113在用疊加原理求解受控源電路時，只應(yīng)分別考慮獨立源的單獨作用；而受控源僅

作一般電路參數(shù)處理，不能單獨作用。114電工基礎(chǔ)教學部

目錄電工電子技術(shù)用疊加原理求I?I12V1Ω3Ω十2I?↑6A十(1)12V

單獨作用12V1Ω一

↑6A(1+3)I′+2I'=12V

(2)6A

單獨作用I′=

2A2I"+3(I2-6)+1I"=0I"=3A

I?=I?'-I?"=2-3=-1AI?"19電工基礎(chǔ)教學部15目

錄電工電子技術(shù)個I?

-63Ω21”6A0.9I?'I′=0.9I'I′=0

U?=Us=6V用戴維南定理求I?(1)求開路電壓：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部目錄

116電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄(2)求短路電流：

(3)求等效內(nèi)阻：0.9I?

"117作

業(yè)

：1-32

、1-33118電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)第

1

章結(jié)束119電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)太盈紹工大學

1902第

2

章暫態(tài)電路分析太原理工大學電工基礎(chǔ)教學部太原工大學AIPUMMUNYERSITY0FTFCHNOICGYAIYUAN

UNVERSITY

OF

TFCHNOLCGY902第2章暫態(tài)電路分析2.1動態(tài)元件2.2換路定則與初始值的確定2.3RC暫態(tài)電路分析2.4微分電路與積分電路2.5RL暫態(tài)電路分析電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)第2章暫態(tài)電路分析本章要求：1.理解動態(tài)元件的物理性質(zhì)及其在電路中的作用.2.掌握換路定則及初始值的求法。3.理解電路的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)、零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)的概念，以及時間常數(shù)的物理意義。4.掌握一階線性電路分析的三要素法。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)2.1動態(tài)元件2.1.1電感元件1.電感

.

中

單位電流產(chǎn)生的磁鏈/e

elu

I

I磁鏈：

Y=NΦ2.自感電勢

單位：H,mH,μHU

電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

合3.

電流、電壓的基本關(guān)系u=-e=1當直流時，

=0—u=0,(e=0)當交流時，

≠0

一

u≠0,(e≠0)電感通直流，對直流電感相當于短路。電感阻交流，對交流電感有反抗作用。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄則≤t電感元件的電路中，已知：L=2H

和

i(t)的表達式。求

：u(t)及t=2.5s時，電感元件的功率和能量4.電感的磁場能量電感是

一

種儲能元件，儲存的磁場能量為：t=2.5s

時

=-5×2.5=-

12.5V電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)解已知p(t)=ui例電工電子技術(shù)電感元件小結(jié)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄物理量關(guān)系定義實物2.1.2電容元件1.

電

容

單位電壓下存儲的電荷i+q-q電容符號單位：

F,μF,pF十c=

4+電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄無極性

有極性當

直

流

時

，

du

=0—i=0當

交

流

時

，

du

≠0—i≠0電容隔直流，對直流電容相當于開路。電容通交流，對交流電容也有反抗作用。q=Cu二

=

c電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄2.

電流、電壓的基本關(guān)系=-8×10-2e-100tA顯然，i

為負值，說明電流的實際方向與參考方向相反。顯然，p<0,

電容在放出能量。電容元件的電路中，已知：C=8μF,u=100e-100tV求：(1)i(t)并指出電流的實際方向。(2)電容在放出能量，還是在吸收能量?3.電容的電場能量電容是

一種儲能元件，儲存的電場能量為：電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電

工

電

子

技術(shù)例解：電容元件小結(jié)定義

物理量關(guān)系實

物電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)元件RLC基本關(guān)系u=R

·

i“=ii=C

u元件性質(zhì)耗能元件儲能元件儲能元件電工基礎(chǔ)教學部

目錄理想元件的基本關(guān)系及性質(zhì)電工電子技術(shù)連接方式等效電阻R等效電感L等效電容C串聯(lián)R=R?+R?L=L?+L?并聯(lián)C=C?+C?2.1.3理想元件的串聯(lián)和并聯(lián)兩個元件串聯(lián)和并聯(lián)時參數(shù)的計算公式電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄2.2換路定則與電路初始值的確定2.2.1概述1.

過渡過程的概念(1)穩(wěn)態(tài)：電路中的電壓、電流恒定或作周期性變化。(2)暫態(tài)：電路從一個穩(wěn)態(tài)向另一個穩(wěn)態(tài)

變化時所經(jīng)過的狀態(tài)。(3)過渡過程：電路從一個穩(wěn)態(tài)經(jīng)過一定時間過渡到另一個新的穩(wěn)態(tài)的物理過程。(4)暫態(tài)分析：研究過渡過程中電壓或電流隨時間的變化規(guī)律，即求u(t)、i(t)(0≤t<∞)電工基礎(chǔ)教學部

目錄電工電子技術(shù)RS十Euc隨時間t電路進入新穩(wěn)態(tài)暫態(tài)

穩(wěn)態(tài)u

cE0

t過渡過程：舊穩(wěn)態(tài)

新穩(wěn)態(tài)電工基礎(chǔ)教學部電路原處于舊穩(wěn)態(tài)(t=0)

+E開關(guān)S閉合電工電子技術(shù)UcR2.

產(chǎn)生過渡過程的原因和條件(1)原因

儲能元件所儲存的能量不能突變電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)i

個

u0無過渡過程電阻是耗能元件，其上電流和電壓可以突變。St=0E電

阻

電

路iu十Rt電容的

不能突變

∴

uc

不能突變wc=÷cu2注意：

ic可以突變因為電場能量的存儲和釋放需要一個過程，所以有電容的電路存在過渡過程。電工基礎(chǔ)教學部電容電路有過渡過程電工電子技術(shù)有電感的電路存在過渡過程換路(開關(guān)的通斷、參數(shù)的改變等)電

容C電感L目錄不

能

突

變

∴

i

不

能

突

變注

意

：

u

可以

突

變電工電子技術(shù)E∵電感的電感電路電工基礎(chǔ)教學部(2)條件有過渡過程儲能元件3.

研究過渡過程的意義(1)利用電路暫態(tài)過程產(chǎn)生特定波形的電信號如鋸齒波、三角波、尖脈沖等，應(yīng)用于電子電路。(2)控制、預防可能產(chǎn)生的危害暫態(tài)過程開始的瞬間可能產(chǎn)生過電壓、過電流使電氣設(shè)備或元件損壞。注意：直流電路、交流電路都存在過渡過程。本課的重點講授直流電路的過渡過程。電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)2.2.2

換路定則及電路初時值的確定1.換路定則(1)用途：確定電容電壓和電感電流的初時值(2)

內(nèi)容：

uc(0+)=uc(0_)

i(0+)=i(0_)—

前一穩(wěn)態(tài)的終了時刻——

過渡過程的初始時刻電工基礎(chǔ)教學部電工電子技術(shù)設(shè)：t=0

時換路·t=0

t=02.電路初時值的確定(1)uc

和i

初時值的確定uc(0

)和

i(0

)

需根據(jù)換路前終了瞬間的電路

(t=0

)進行計算。穩(wěn)態(tài)時電容視為開

路，電感視為短路。

uc

和

i

為獨立初時值(2)確定其它電壓和電流的初始值ic、u、uR、iR

等為非獨立初始值①畫出t=0

時的電路。在

t=0.

電路中，電容視為恒壓源

uc(0+)

若

u(0)=0,則電容視為短路。電工基礎(chǔ)教學部

目

錄電工電子技術(shù)在t=0+的電路中，電感視為恒流源

i(0+)若

i(0+)=0,

則電感視為開路。②

應(yīng)用電路的基本定律和基本分析方法，在t=0+

電路中計算其它各電壓和電流的初始值。u(0+)解：

根據(jù)換路定則i(0+)=i(0_)=0

Ai

不能突變已知：R=1kΩ,L=1H,U=20V

、

開關(guān)閉合前

i=0A

設(shè)

t=0

時開關(guān)閉合

i(0+),電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄St=0U“RUL例1求：人

人iuL

發(fā)生了突變u(0+)=U=20Vu(0+)

≠

uL(0

)t=0

電路例2

-

已

知

：

S

在“1”處停留

已久，在t=0時合向“2”。試

求

：電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄i

、i?

、i?

、ucU

的初始值。St=0十E6V21

R

2ki

l2i?↓|R?1k|uc2k人

人uz」解

：K+E6Vuc(0+)=uc(0

)=i?(0

)×R?=3VR?R??

↓

Uc

O

電路電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄十ECii?[

2kRt=0

lu及仆UL↓人

人2kR21=3

mAi(0)=i?(0+)+i?(0+)=4.5

mAi?(0+)=i(0+)=i(0_)=1.5mA電工基礎(chǔ)教學部

目

錄

電工電子技術(shù)u(0+)=E-i?(0+)×R?=3Vt=0

時的等效電路電量1i?=iz2UcuLt=0

1.5mA1.5mA03V0t=04.5mA1.5mA3mA3V3V計算結(jié)果

K午2

R1

2k

十E6V電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄i1[2k

kR?T

↓UcUL

↓人

人已知：U=20V

、R=5Ω

、L=1H電壓表內(nèi)阻

Ry=50kΩ

設(shè)開關(guān)S

在

t=0

時打開。L求：S打開的瞬間，電壓表兩端的電壓

。u(0+)=i(0+)·Rv=4×50=200

kV注意：線圈兩端過電壓，實際使用中要加保護措施。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄解：根據(jù)換路定則例310mAUL提示：先畫出t=0

時的等效電路uc(0

)

、i(0

)→uc(0+)

、i(0+)畫出t=0

時的等效電路(注意uc(0+)、i(0+)

的作用)

求t=0+各電壓值。電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄例42.2.3電路穩(wěn)態(tài)值的確定穩(wěn)態(tài)值(或終值)穩(wěn)態(tài)時電容視為開路，電感視為短路。t=6Us12VR?i2ΩucicR?4ΩC

LiR?4ΩμL解

：ic()=0

u()=0電工基礎(chǔ)教學部

目

錄試求過渡過程結(jié)束后，壓和電流的穩(wěn)態(tài)值。uc(∞)=i(o)R?=2×4=8V電路中各電電工電子技術(shù)例t=0電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目錄例

求換路后的穩(wěn)態(tài)值uc和i4k

ΩC.

↓u.4kS]3kΩ×St=0×10V=2mA=6V2.3

RC電路的暫態(tài)分析2.3.

1一階電路的三要素公式1.公式的推導(1)列微分方程Ri+uc=UsRC=C

uc一階常系數(shù)非齊次線性微分方程(2)解的形式

u

c(t)=u'c+u"電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄方程的全解：

tuc(t)=uc(w)+Ae

t(3)確定常數(shù)A由初始條件

t=0

時，Uc=uc(0?)即：Uc(0+)=uc(∞)+A故：A=uc(0+)-uc(∞)特解(穩(wěn)態(tài)分量):補函數(shù)(暫態(tài)分量):電工電子技術(shù)電工基礎(chǔ)教學部

目

錄=uc(∞)式中t=RC

A

為常數(shù)以RC電路求uc(t)

為例：初始值

uc(0+)=uc(0

)——