Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,*,*,《,电工学,》,,,一九九九年七月,1,,概 论,2,,主要教学内容,电,,工,,学,,,电工技术,电子技术,直流电路、交流电路,,暂态分析、三相电路,,变压器、电动机、工业控制,三极管、放大电路,,运算放大电路,,数字集成电路,,（上篇）,（下篇）,3,,电工技术 应用举例,(1),工 业 控 制,电机控制,,机床控制,,生产过程自动化控制,,楼宇电梯控制,,. . . . . .,电工技术的应用,4,,电工技术 应用举例,(2),信 号 检 测,压力、温度、水位、流量等的测量与调节,,电子仪器,,医疗仪器,,. . . . . .,,5,,家 用 电 器,电灯、电话,,广播、电视,,冰箱、洗衣机,,家庭影院,,. . . . . .,,电工技术 应用举例,(3),6,,智能建筑,电工技术 应用举例,(4),7,,中央空调及加湿器：美国,TEMPSTAR ·,中央吸尘：加拿大,DUO VAC ·,中央热水炉：美国,A.O.SMITH,小区安防、智能系统,·,周界双层红外监测防闯入系统，保安电子巡更系统,·,重要场所、主要路口,24,小时摄象监视系统,·,门卫与住户对讲系统,·,车辆自动识别准入系统,·,燃气泄露、烟感探头、紧急求助、非法入室自动报警系统,·,彩屏可视对讲、公共信息发布、家电远程控制系统,·,水、电、气三表,IC,卡远程计量系统,·,所有房间留有电视、电话及数据接口、分户电话交换机实现内部通话,,,8,,楼 宇 电 梯 的 控 制,信,,号,,检,,测,供,,电,,系,,统,电机,,,(,执行机构,),可编程序,,控制器,Programmable,,Logic,,Controller,电机控制器,9,,汽车电子,汽 车 电 子,电源,,发动机控制,,行驶装置,,报警与安全装置,,旅居性,,仪表,,娱乐通讯,收音机、汽车电话、业余电台,点火装置、燃油喷射控制、,,发动机电子控制,车速控制、间歇刮水、,,除雾装置、车门紧锁,….,安全带、车灯未关报警、,,速度报警、安全气囊,….,空调控制、动力窗控制,里程表、数字式速度表、,,出租车用仪表,….,电工技术 应用举例,(5),10,,,EV?,Electric,,Vehicle,11,,21,世纪,绿色,环保汽车,EV,安全、舒适、可靠,无废气排放,,(,零 排放,),高效率,涡轮增压,,ABS,,自动巡航,,GPS,卫星定位,,6,－,8,安全气囊,12,,13,,,机,,电,机电一体化,EV,,充电系统,,电池管理系统,,汽车照明、,,电动转向、空调、,,音响、雨刷、安全,,报警、电动门窗,,…….,,,电 子,机械,,驱动控制系统,,电机驱动系统,14,,汽车电子,强电,弱电,电机驱动,逆变电源,电力电子,…...,电机与电器控制,信号处理（,DSP,）,计算机、单片机,…...,15,,,,,课程性质,:,技术基础课,课程对象,:,工科非电专业,课程特点：,,内容丰富，,,技术更新快，,,紧密联系实际，,,应用非常广泛。
本课是非电专业一切电类后续课程（电子技术、计算机原理、自动控制等）的基础学时少、内容多，不能轻视否则，对以后的学习将会造成很大影响16,,,,主要教学环节,习题,独立完成作业,紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解题方法和技巧课堂教学,实验,注意理论联系实际，掌握常用仪器、仪表的使用方法，验证与探索相结合17,,学分：,4.5,,,总学时,: 90,面授,: 70,,电工技术,30,学时，电子技术,35,学时,,实验学时：,20,,,基础实验,18,学时（,9,个）,,综合性实验,6,学时（,1,个）,18,,本课程考核由期末书面考试、实验,(,含实验报告,),、平时（考勤、测验等）三部分组成其中，期末书面书面考试占总成绩的,70%,，实验,(,含实验报告,),占总成绩的,20%,，平时作业占总成绩的,10%,本课程的考核方式,19,,教 材 及 参 考 书,教材：,《电 工学 》 （,少学时,） （第,二,版）,张南,主编 高等教育出版社,《,电工技术与电子技术,》,,（上册）,王鸿明主编 清华大学出版社,参考书：,,,,《,电工学,》,（第五版）秦增煌主编,,20,,,希望和要求,:,教学形式,:,课堂上，多媒体授课；,,,,课后，复习预习 。
意见要求及时反馈,新生事物大家支持,教师严谨治学,学生积极配合,师生共同创造佳绩,建议希望踊跃发表,,21,,第一章,,,电路分析基础,22,,,1,－,1,电路的基本概念,一,.,电路的组成,,,,,,电路的基本组成部分是电源、负载和中间环节E,I,R,U,+,_,,,电源,,,负载,23,,电路元件的理想化,在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件为什么电路元件要理想化,?,便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化,）二、电路元件和,电路模型,返回,24,,手电筒的电路模型,U,I,开关,E,＋,－,R,0,R,干电池,电珠,返回,25,,1.,电源有载工作（通路）,开关,闭合,通路,开关,断开,开路,cd,短接,短路,三、电路的工作状态,返回,26,,,电压和电流,由,欧姆定律,可列上图的电流,负载电阻两端电压,电源的外特性曲线,当,R,0,＜＜,R,时,由上两式得,返回,27,,2,、开路,,开路就是将电路断开开路时电路中没有电流，负载上也没有电压，,,开路时电源的端电压称为开路电压或空载电压，用,Uo,表示,,,显然，,U,0,＝,E,。
开路时，开关触点,a,、,b,之间的电压,U,ab,＝,U,o,＝,E,特征,：,I,＝,0,,U,＝,U,0,＝,E,,,P,＝,0,28,,3,、短路,,可以看出，负载,R,上已没有电压．所以负载电流,I,R,＝,0,,,,,短路后电源回路的电流,,,,,电源的内阻,Ro,往往很小，所以短路电流很大,,,这会引起电源或导线绝组的损坏短路是一种电路事故由于操作不当等原因，短路现象是难以避免的，所以要有保护措施简单可行的方法是在线路中装设熔断器，使熔断器内的熔丝,(,又称保险丝,),与负载串联,( FU),如果负载发生短路，熔丝会很快烧断，使电源和供电线路得到保护I,R,0,R,+,,-,E,U,0,+,,-,29,,,U,＝,0,,,I,＝,I,S,＝,E,／,R,0,,,P,E,＝,P,＝,R,0,I,2,,,P,＝,0,短路的特征：,30,,,,电路的物理量,,及其参考方向,电池,灯泡,,电流,,电压,,电动势,E,I,R,U,+,_,,负载,,电源,★,31,,电路中物理量的正方向,物理量的,正方向,：,,实际正方向,假设正方向,实际正方向,：,,物理中对电量规定的方向假设正方向,（参考正方向）：,,在分析计算时，对电量人为规定的方向。
32,,物理量的实际正方向,33,,物理量正方向的表示方法,电池,灯泡,I,R,U,ab,E,+,_,a,b,u,_,+,正负号,a,b,U,ab,（,高电位在前，,,低电位在后）,,双下标,,箭 头,u,a,b,电压,+,-,I,R,电流,：从高电位,,指向低电位34,,电路分析中的,假设,正方向,（参考方向）,问题的提出,：,在复杂电路中难于判断元件中物理量,,的实际方向，电路如何求解？,电流方向,,A,,B,？,电流方向,,B,,A,？,E,1,A,B,R,E,2,I,R,35,,(1),在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；,解决方法,(3),根据计算结果确定实际方向：,,若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；,,若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反2),根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关,,系的代数表达式；,36,,例,已知：,E,=2V,,R,=1Ω,,问： 当,U,分别为,3V,和,1V,时，,I,R,=?,E,,I,R,R,U,R,a,b,U,解：,(1),假定电路中物理量的正方向如图所示；,(2),列电路方程：,37,,(3),数值计算,（,实际方向与假设方向一致）,（,实际方向与假设方向相反）,E,,I,R,R,U,R,a,b,U,38,,(4),为了避免列方程时出错，,习惯上,把,,I,,与,U,,的方向,,按相同方向假设。
1),方程式,U/I=R,,仅适用于假设正方向一致的情况2),“,实际方向”,是物理中规定的，而,“假设 正方向”,则,,是人们在进行电路分析计算时,,,任意假设的3),在以后的解题过程中，注意一定要,先假定“正方向”,,,(,即在图中表明物理量的参考方向,),，,然后再列方程,,计算,缺少“参考方向”的物理量是无意义的,.,,提示,39,,,,欧姆定律,U,、,I,参考方向相同时，,U,、,I,参考方向相反时，,R,U,+,–,I,R,U,+,–,I,,表达式中有两套正负号：,,① 式前的正负号由,U,、,I,,参考方向的关系确定；,②,,U,、,I,,值本身的正负则说明实际方向与参考,,方向之间的关系通常取,,U,、,I,,参考方向相同U,=,I R,,U,= –,IR,40,,解：,对图,(a),有,,,U,=,IR,例：,应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻,R,对图,(b),有,,,U,= –,IR,R,U,,6V,+,–,,2A,R,+,–,U,,6V,I,,(a),(b),I,–2A,41,,四,.,电功率和电能,a,I,R,U,b,功率的概念,：设电路任意两点间的电压为,,U,,,流入此,,部分电路的电流为,I,，,则这部分电路消耗的功率为,:,,功率有无正负？,,如果,U I,方向不一致结果如何？,42,,,在,U,、,I,正,方向选择一致的前提下，,,I,R,U,a,b,或,I,R,U,a,b,“,吸收功率,”,,（负载）,“,发出功率,”,,（电源）,若,P,=,UI,,0,若,P = UI,,0,I,U,a,b,+,-,根据能量守衡关系,P,（,吸收）,=,P,（,发出）,43,,,功率,,,设电路任意两点间的电压为,,U,,,流入此部分电路的电流为,I,，,则这部分电路消耗的功率为,:,功率平衡：,由,U,＝,E,－,R,0,I,得,UI,＝,EI,－,R,0,I,2,P＝P,E,－,P,,电源输出,,的功率,,,电源内阻上,,损耗功率,,,电源产生,,的功率,,,W,为瓦,[,特,],,KW,为千瓦,,,44,,当 计算的,P,> 0,,时,,,则说明,U,、,I,,的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，,为,负载,。
所以，从,P,的,+,或,-,可以区分器件的性质，,,或是电源，或是负载结 论,在进行功率计算时，,如果假设,U,、,I,,正方向一致,当计算的,P,< 0,,时,,,则说明,U,、,I,,的实际方向相反，此部分电路发出电功率，,为电源,45,,解,一个月的用电量,,W,＝,Pt,＝,60(W)×,×30 (h),,,＝,5.4kWh,已知：,有一,220V 60W,的电灯，接在,220V,的电源上,，,求通过电灯的,电流,和电灯在,220V,电压下工作时,电阻,如每晚用,3,小时，问一个月消耗,电能,多少？,例题,,,46,,1,－,2,基尔霍夫定律,用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系,,,其中包括克氏电流和克氏电压两个定律名词注释：,,节点：,三个或三个以上支路的联结点,支路：,电路中每一个分支,回路：,电路中任一闭合路径,,47,,支路：,ab,、,ad,、,… ...,,,（共,6,条）,回路：,abda,、,bcdb,、,,,… ...,,,（,共,7,个）,节点：,a,、,b,、,… ...,,(,共,4,个）,例,I,3,E,4,E,3,_,+,R,3,R,6,+,R,4,R,5,R,1,R,2,a,b,c,d,I,1,I,2,I,5,I,6,I,4,-,48,,一、 基尔霍夫电流定律,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。
或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为,0,I,1,I,2,I,3,I,4,克氏电流定律的,依据,：电流的连续性,,I,=0,即：,例,或,：,49,,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面例,I,1,+I,2,=I,3,例,,I=,0,电流定律的扩展,I,=?,I,1,I,2,I,3,E,2,E,3,E,1,+,_,R,R,1,R,+,_,+,_,R,50,,二、 基尔霍夫电压定律,从回路中任意一点出发，沿顺时针方向或逆时针方向,,循行一周，则在这个方向上的电位升之和等于电位降,,之和,.,或电压的代数和为,,0,U,1,＋,U,4,＝,U,2,＋,U,3,,U,1,－,U,2,－,U,3,＋,U,4,＝,0,,即,,U,＝,0,返回,51,,上式可改写为,,E,1,－,E,2,－,R,1,I,1,＋,R,2,I,2,＝,0,,,或,E,1,－,E,2,＝,R,1,I,1,－,R,1,I,1,,,即,,E,＝ （,RI,）,在电阻电路中，在任一回路循行方向上，回路,,中电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和,在这里电动势的参考方向与所选回路循行方向相同者，取正号，一致者则取负号。
电压与回路循行方向一致者，取正号，反之则取负号注,返回,52,,1,．列方程前,标注,回路循行方向；,,电位升,=,电位降,,,E,2,=,U,BE,+,I,2,R,2,,U,= 0,,,I,2,R,2,–,E,2,+,,U,BE,,= 0,2,．应用,,,U,= 0,列方程时,，,项前符号的确定：,,,规定电位降取正号，电位升取负号3.,开口电压可按回路处理,,注意：,1,对回路,1,：,E,1,U,BE,E,+,B,,+,,–,R,1,,+,,–,E,2,R,2,I,2,_,53,,基尔霍夫电压定律的,推广,：,可应用于回路的部分电路,,U,＝,U,A,－,U,B,－,U,AB,,或,U,AB,＝,U,A,－,U,B,,E,－,U,－,RI,＝,0,,或,U,＝,E,－,RI,,注,列方程时，,要先在电路图上标出电流、电压或,,电动势的参考方向返回,54,,解,由,基尔霍夫电压定律,可得,（,1,）,U,AB,＋,U,BC,＋,U,CD,＋,U,DA,=0,,,即,U,CD,＝,2V,（,2,）,U,AB,＋,U,BC,＋,U,CA,＝,0,,,,,即,,,U,CA,＝－,1V,已知：下图为一闭合电路，各支路的元件是任意,,的，但知,U,AB,＝,5V,，,U,BC,＝－,4V,，,U,DA,＝－,3V,试求：（,1,）,U,CD,：（,2,）,U,CA,。
例题,,返回,55,,解,应用基尔霍夫电压定律列出,,,E,B,－,R,B,I,2,－,U,BE,＝,0,,得,I,2,＝,0.315mA,,E,B,－,R,B,I,2,－,R,1,I,1,＋,U,S,＝,0,,得,,I,1,＝,0.57mA,应用,基尔霍夫电流定律,列出,I,2,－,I,1,－,I,B,＝,0,,,得,I,B,＝－,0.255mA,如图：,R,B,＝,20K,,，,R,1,＝,10K,,，,E,B,＝,6V,,U,S,＝,6V,，,U,BE,＝－,0.3V,,试求电流,I,B,,，,I,2,及,I,1,例题,,返回,56,,关于独立方程式的讨论,问题的提出：在用克氏电流定律或电压定律列方程时，究竟可以列出多少个独立的方程？,例,a,I,1,I,2,E,2,+,-,R,1,R,3,R,2,+,_,I,3,#1,#2,#3,b,E,1,分析以下电路中应列几个电流方程？几个,,电压方程？,57,,克氏电流方程,：,节点,a,：,节点,b,：,独立方程只有 1 个,克氏电压方程,：,#1,#2,#3,独立方程只有 2 个,a,I,1,I,2,E,2,+,-,R,1,R,3,R,2,+,_,I,3,#1,#2,#3,b,E,1,58,,设：电路中有,N,个节点，,B,个支路,N,=2、,B,=3,b,R,1,R,2,E,2,E,1,+,-,R,3,+,_,a,小 结,独立的,节点电流方程,有,,(,N,-1),个,,独立的,回路电压方程,有,,(,B,-,N,+1),个,则：,（一般为网孔个数）,独立电流方程：,１,个,独立电压方程：,２,个,,59,,,讨论题,求：,I,1,、,I,2,,、,I,3,,,能否很快说出结果,？,1,,+,+,-,-,3V,4V,1,,1,,+,-,5,V,I,1,I,2,I,3,60,,对于简单电路，通过串、并联关系即可,,求解。
如：,E,+,-,２,R,E,+,-,R,２,R,R,R,２,R,２,R,２,R,61,,对于复杂电路（如下图）仅通过串、并联无法求解，,,必须经过一定的解题方法，才能算出结果E,4,E,3,-,+,R,3,R,6,R,4,R,5,R,1,R,2,I,2,I,5,I,6,I,1,I,4,I,3,+,_,如：,62,,,在,电路中，电阻的联接形式是多种,,多样的，其中最简单和最常用的是串联,,与并联具有串、并联关系的电阻电路,,总可以等效变化成一个电阻所谓等效是指两个电路的对外伏安关系相同,等效,,返回,1,－,3,电阻串并联联接的等效变换,63,,,,,,,,,如果电路中有两个或两个以上的电阻串联，这些电阻的串联可以等效为一个电阻一、 电阻的串联,伏安关系,64,,两,个,串联电阻上的电压分别为,：,65,,式中,G,为电导，是电阻的倒数在国际单位 制中，电导的单位是,西门子（,S,）,上式也可写成,,,两个或两个以上的电阻的并联也可以用一个电阻来等效二、,,电阻的并联,66,,,两个并联电阻上的电流分别为：,67,,计算图中所示电阻电路的等效电阻,R,，,并求电流,I,,和,I,5,,。
例题,,68,,1,－,4,支路电流法,凡,不能用电阻串并联化简的电路，一般,,称为复杂电路在计算复杂电路的各种方法,,中，,支路电流法,是最基本的它是应用,基尔,,霍夫电流定律和电压定律,分别对节点和回路,,列出方程，求出未知量返回,69,,,支路电流法：,以支路电流为未知量、应用基尔霍夫,,定律（,KCL,、,KVL,）,列方程组求解对上图电路,,支,路数：,b,=3,结点数：,n,=2,1,2,b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,3,回路数,= 3,单孔回路（网孔）,=2,若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程,70,,1.,在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路,,标出回路循行方向2.,应用,KCL,对结点,列出,,(,n,－,1 ),个独立的结点电流,,方程3.,应用,KVL,对回路,列出,,b,－,(,n,－,1 ),,个,独立的回路,,电压方程,（,通常可取,网孔,列出,）,,4.,联立求解,b,,个方程，求出各支路电流b,a,+,,-,E,2,R,2,+,-,R,3,R,1,E,1,I,1,I,3,I,2,对结点,a,：,例,1,,：,1,2,I,1,+,I,2,–,I,3,=0,对网孔,1,：,对网孔,2,：,I,1,R,1,+,I,3,R,3,=,E,1,I,2,R,2,+,I,3,R,3,=,E,2,支路电流法的解题步骤,:,71,,求各支路电流：,1.,对每一支路假设一未,,知电流,（,I,1,--,I,6,）,4. 解联立方程组,对每个节点有,2.,列电流方程,对每个回路有,3.,列电压方程,节点数,N,=4,,支路数,B,=6,E,4,E,3,-,+,R,3,R,6,R,4,R,5,R,1,R,2,I,2,I,5,I,6,I,1,I,4,I,3,+,_,例1,72,,节点,a,：,列电流方程,节点,c,：,节点,b,：,节点,d,：,b,a,c,d,（,取其中三个方程）,节点数,,N,=4,,支路数,B,=6,E,4,E,3,-,+,R,3,R,6,R,4,R,5,R,1,R,2,I,2,I,5,I,6,I,1,I,4,I,3,+,_,73,,列电压方程,电压、电流方程联立求得：,b,a,c,d,E,4,E,3,-,+,R,3,R,6,R,4,R,5,R,1,R,2,I,2,I,5,I,6,I,1,I,4,I,3,+,_,74,,N,=4,B,=6,,R,6,a,I,3s,I,3,d,E,+,_,b,c,I,1,I,2,I,4,I,5,I,6,R,5,R,4,R,2,R,1,U,x,例2,电流方程,支路电流未知数少一个：,支路中含有恒流源的情况,75,,N,=4,B,=6,电压方程：,结果：,5,个电流未知数,+,一个电压未知数,= 6,个未知数,,由,6,个方程求解。
d,E,+,_,b,c,I,1,I,2,I,4,I,5,I,6,R,5,R,4,R,2,R,1,U,x,a,I,3s,76,,支路电流法小结,解题步骤,结论与引申,1,2,对每一支路假设,,一未知电流,1.,假设未知数时，正方向可任意选择对每个节点有,1.,未知数,=,B,，,4,解联立方程组,对每个回路有,#1,#2,#3,根据未知数的正负决定电流的实际方向3,列电流方程：,列电压方程：,2.,原则上，有,B,个支路就设,B,个未知数,恒流源支路除外）,例外？,若电路有,N,个节点，,则可以列出,？,个独立方程N,-1),I,1,I,2,I,3,2.,独立回路的选择：,已有,(,N,-1),个节点方程，,需补足,B,,-,（,N,,-,1,）,个方程一般按网孔选择,77,,支路电流法的优缺点,优点：,支路电流法是电路分析中最基本的,,方法之一只要根据克氏定律、欧,,姆定律列方程，就能得出结果缺点：,电路中支路数多时，所需方程的个,,数较多，求解不方便支路数,B,=4,,须列,4,个方程式,a,b,78,,1,－,5,结点电压法,,当电路中支路较多，结点较少时,,可选其中一个结点作参考点，求出其,,他结点的相对于参考点的电压，进而,,求出各支路电流。
这种方法称为,结点,,电压（位）法,返回,79,,,,电路中电位的概念,,电位：电路中某点至参考点的电压，,记为,“,V,X,”,,通常设参考点的电位为零1.,电位的概念,电位的计算步骤,:,,,(1),任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；,,,(2),标出各电流参考方向并计算；,,,(3),计算各点至参考点间的电压即为各点的电位,某点电位为正，说明该点电位比参考点高；,,某点电位为负，说明该点电位比参考点低80,,电位值是相对的,,,参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变；,,,,电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变注意：电位和电压的区别,81,,电位在电路中的表示法,E,1,+,_,E,2,+,_,R,1,R,2,R,3,R,1,R,2,R,3,+,E,1,-,E,2,82,,借助电位的概念可以简化电路图,,b,c,a,20,,4A,6,,10A,E,2,,90V,,,E,1,,140V,5,,6A,,,d,+90V,20,,5,,+140V,6,,c,d,83,,R,1,R,2,+15V,-15V,参考电位在哪里,？,R,1,R,2,15V,+,-,15V,+,-,84,,例,1:,图示电路，计算开关,S,断开和闭合时,A,点,,的电位,V,A,解,: (1),当开关,S,断开时,(2),当开关闭合时,,,电路,,如图（,b,）,电流,I,2,= 0,，,,电位,V,A,= 0V,,。
电流,I,1,=,I,2,= 0,，,,电位,V,A,= 6V,,电流在闭合,,路径中流通,2K,,A,+,I,1,2k,,I,2,–,6V,(b),2k,,+6V,A,2k,,S,I,2,I,1,(a),85,,结点电位的概念,：,V,a,= 5V,,a,,点电位：,a,b,1,,5A,a,b,1,,5A,V,b,= -5V,,b,,点电位：,在电路中任选一结点，设其电位为零（用,此点称为参考点其它各结点对参考点的电压，便是,,该结点的电位记为：,“,V,X,”,（,注意：电位为单下标）标记），,,86,,结点电位法适用于支路数多，节点少的电路 如：,共,a,、,b,两个,结,点，,b,设为,,参考点后，仅剩一个未,,知数（,a,点电位,V,a,）a,b,V,a,结点电位法中的未知数,：,节点电位,“,V,X,”,结点电位法解题思路,,,假设一个参考点，令其电位为零，,,,,求,其它各结点电位，,求各支路的电流或电压87,,2,个结点的,结点电压方程的推导：,设：,V,b,,= 0 V,,,结点电压为,U,，,参考方向从,a,指向,b,。
2.,应用欧姆定律求各支路电流 ：,1.,用,KCL,对结点,,a,列方程：,,,I,1,–,I,2,+,I,S,–,I,3,= 0,,E,1,+,,–,I,1,R,1,U,+,－,b,a,,E,2,,+,,–,I,2,I,S,I,3,,E,1,+,,–,I,1,R,1,R,2,R,3,+,–,U,因为,E,2,=U-I,2,R,2,所以：,88,,将各电流代入,,KCL,方程则有：,整理得：,注意：,,(1),,上式,仅适用于两个结点的电路2),分母是各支路电导之和,,,恒为正值；,,分子中各项可以为正，也可以可负当,E,和,I,S,与结点电压的参考方向相反时取正号，,,相同时则取负号而与各支路电流的参考方向无关即结点电压方程：,89,,例,1,：,b,a,,,I,2,I,3,,42V,+,,–,I,1,12,,6,,7,A,3,,,,试求各支路电流,解：,①,求结点电压,U,ab,②,应用欧姆定律求各电流,90,,例2:,电路如图：,已知：,E,1,=50 V,、,E,2,=30 V,,I,S1,=7 A,、,I,S2,=2 A,,R,1,=2,,、,R,2,=3 ,、,R,3,=5 ,,,,求结点电压,U,ab,注意：,,恒流源支路的电阻,R,3,不应出现在分母中,。
b,,+,,–,R,1,E,1,,,R,2,E,2,,R,3,I,S1,I,S2,a,+,_,I,1,I,2,+,,U,I1,,–,91,,对于含恒流源支路的电路，列节点电位方程 时应按以下规则：,方程左边：,按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电,,阻方程右边：,写上恒流源的电流其符号为：电流朝向,,未知节点时取正号，反之取负号92,,例,3:,计算电路中,A,、,B,两点的电位C,点为参考点I,3,A,I,1,B,5,,5,,+,–,15V,10,,10,,15,,+,-,65V,I,2,I,4,I,5,C,I,1,–,I,2,+,I,3,= 0,,I,5,–,I,3,–,I,4,= 0,解：,(1),应用,KCL,对结点,A,和,B,列方程,(2),应用欧姆定律求各电流,(3),将各电流代入,KCL,方程，整理后得,5,V,A,–,V,B,= 30,,– 3,V,A,+ 8,V,B,= 130,,解得,:,V,A,= 10V,,,V,B,= 20V,93,,1,－,6,叠加原理,对于,线性电路,，任何一条支路中,,的电流，都可以看成是由电路中,各个,,电源（电压源或电流源）单独作用时,，,,在此支路中所产生的电流的代数和。
这就是,叠加原理,返回,94,,,*所谓电路中各个电源单独作用，,,就是将电路中其它电源置,0,，,,即电压源短路，电流源开路95,,1,－,6,叠加原理,在多个电源同时作用的,线性电路,(,电路参数不随电压、电流的变化而改变,),中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和B,I,2,R,1,I,1,E,1,R,2,A,E,2,I,3,R,3,+,_,+,_,原电路,I,2,'',R,1,I,1,'',R,2,A,B,E,2,I,3,'',R,3,+,_,E,2,单独作用,,+,_,A,E,1,B,I,2,',R,1,I,1,',R,2,I,3,',R,3,E1,单独作用,96,,I,2,',I,1,',A,I,2,'',I,1,'',+,B,I,2,R,1,I,1,E,1,R,2,A,E,2,I,3,R,3,+,_,+,_,E,1,+,B,_,R,1,R,2,I,3,',R,3,R,1,R,2,A,B,E,2,I,3,'',R,3,+,_,,,97,,例,+,-,10,,I,4A,20V,10,,10,,迭加原理用求：,,I= ?,I,',=,2A,I,",= -,1A,I = I'+ I"=,1A,+,10,,I´,4,A,10,,10,,+,-,10,,I ",20V,10,,10,,解：,98,,应用迭加定理要注意的问题,1.,迭加定理只适用于线性电路（电路参数不随电压、,,电流的变化而改变）。
2.,迭加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变暂时不予考虑的恒压源应予以短路，即令,E=0,；,,,暂时不予考虑的恒流源应予以开路，即令,I,s,=0,3.,解题时要标明各支路电流、电压的正方向原电,,路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电,,流的代数和99,,4.,迭加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来,,求功率如：,5.,运用迭加定理时也可以把电源分组求解，每个分,,电路的电源个数可能不止一个设：,则：,I,3,R,3,=,+,,100,,补充,,说明,齐性定理,只有一个电源作用的线性电路中，各支路,,的电压或电流和电源成正比如：,R,2,+,-,E,1,R,3,I,2,I,3,R,1,I,1,若,E,1,,增加,n,倍，各电流也会增加,n,倍显而易见：,101,,例,,U,S,=,1V,、,I,S,=1A,时，,U,o,=0V,已知：,U,S,=,10 V,、,I,S,=0A,时，,U,o,=1V,求：,U,S,=,0 V,、,I,S,=10A,时，,U,o,=?,U,S,线性无,,源网络,U,O,I,S,,解：设,（,1,）和（,2,）联立求解得：,当,,U,S,=,1V,、,I,S,=1A,时，,当,,U,S,,=,10,v,、,I,S,=,0,A,时，,102,,,例,,：,电路如图，已知,,E =,10V,、,I,S,=1A,，,R,1,=,10,,,,R,2,= R,3,=,5,,，,试用叠加原理求流过,R,2,的电流,I,2,,,和理想电流源,I,S,两端的电压,U,S,。
b),,E,单独作用,(c),I,S,单独作用,(a),+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,+,,–,U,S,+,,–,,E,R,3,R,2,R,1,,,I,2,',+,,,–,U,S,',,R,3,R,2,R,1,,,I,S,I,2,,+,,–,U,S,,解：由图,(c),,103,,1.,电压源,伏安特性,,电压源模型,I,U,E,,,U,I,R,O,+,-,E,,R,o,越大,,斜率越大,1,－,7,理想电压源和理想电流源,主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源104,,理想电压源 （恒压源）,:,R,O,=,0,时的电压源,.,特点,：,(,1,）输出电,压不变，其值恒等于电动势即,U,ab,,,E,；,（,2,）电源中的电流由外电路决定I,E,+,_,a,b,U,ab,伏安特性,I,U,ab,E,105,,恒压源中的电流由外电路决定,设,:,,E,=,10V,I,E,+,_,a,b,U,ab,2,,R,1,当,R,1,,,R,2,,同时接入时：,I=10A,R,2,2,,例,当,R,1,接入时,：,,I=5A,则：,106,,,恒压源特性中不变的是：,_____________,E,恒压源特性中变化的是：,_____________,I,_________________,会引起,I,的变化。
外电路的改变,I,的变化可能是,_______,的变化，,,或者是,_______,的变化大小,方向,+,_,I,恒压源特性小结,E,U,ab,a,b,R,107,,2.,电流源,I,S,R,O,a,b,U,ab,I,I,s,U,ab,I,外特性,,电流源模型,R,O,,R,O,越大,,特性越陡,108,,理想电流源,（恒流源,):,,R,O,=,,,时的电流源,.,特点,：,（,1,）输出电流不变，其值恒等于电,,流源电流,I,S,；,a,b,I,U,ab,I,s,I,U,ab,I,S,伏,,安,,特,,性,（,2,）输出电压由外电路决定109,,恒流源两端电压由外电路决定,I,U,I,s,R,设,:,I,S,=,1 A,,R=,10 ,,时，,U,=10,,V,,R=,1,,,时，,U =,1,,V,则,:,例,110,,恒流源特性小结,恒流源特性中不变的是：,_____________,I,s,恒流源特性中变化的是：,_____________,U,ab,_________________,会引起,U,ab,,的变化外电路的改变,U,ab,的变化可能是,_______,的变化，,,或者是,_______,的变化。
大小,方向,,理想恒流源两端,,可否被短路,？,,a,b,I,U,ab,I,s,R,111,,恒压源与恒流源特性比较,恒压源,恒流源,不 变 量,变 化 量,E,+,_,a,b,I,U,ab,U,ab,= E,,,（,常数）,U,ab,的,大小、方向均为恒定，,,外电路负载对,U,ab,,无,影响I,a,b,U,ab,I,s,I = I,s,,,,（,常数）,I,,的大小、方向均为恒定，,,外电路负载对,I,,无影响输出,电流,I,,可变,-----,,,,I,,的大小、方向均,,由外电路决定,端电压,U,ab,,可变,-----,,,U,ab,,的,大小、方向,,均由外电路决定,112,,,3,、理想源的串联和并联：,(1),串联：,,n,个电压源的串联可用一个电压源等效代替，且等效电压源的大小等于,n,个电压源的代数和u,S,,= u,S1,+ u,S2,+ ……. +,u,Sn,+,–,u,S1,+,–,u,S2,+,–,u,Sn,1,2,+,–,u,S,1,2,a.,电压源串连,113,,b.,电流源的串联,?,只有,大小,相等、,方向,相同的电流源才允许串联，其等效电流源等于其中任一电流源的电流（,大小,、,方向,）。
1,2,i,S1,i,S2,i,Sn,,,2,i,S,1,,i,S,,= i,S1,= i,S2,= ……… =,i,sn,114,,c.,电压源和电流源的串连,i,S,1,2,+,–,u,i,,i,S,1,2,+,–,u,i,u,S,,任 一,元件,与电流源串联对外电路来说，就等效于这个电流源，串联元件对外电路不起作用,＋,－,115,,,（,2,）,,并联：,,n,个电流源的并联可用一个电流源等效代替，且等效电流源的大小等于,n,个电流源的代数和i,S1,i,S2,i,Sn,1,2,i,S,1,2,i,S,,= i,S1,+ i,S2,+ ……… +,i,Sn,a.,电流源的并联：,116,,,只有,大小,相等、,方向,相同的电压源才允许并联，其等效电压源等于其中任一电压源的电压（,大小、方向,）u,S1,u,S2,u,Sn,+,–,+,–,+,–,1,2,u,S,+,–,1,2,u,S,,= u,S1,= u,S2,= …….. =,u,Sn,,,,b.,电压源的并联,？,117,,c,、电压源与电流源并联：,u,S,+,1,2,+,–,u,i,,任一电流源与电压源并联对外电路来说，就等效于这个电压源，并联元件对外电路不起作用。
i,S,u,S,+,–,1,2,+,–,u,i,,,,,,118,,3.,两种电源的等效互换,等效互换的条件：对外的电压电流相等I = I,',,U,ab,,= U,ab,',即：,,I,R,O,+,-,E,b,a,U,ab,I,S,a,b,U,ab,',I,',R,O,',119,,等效互换公式,,I,R,O,+,-,E,b,a,U,ab,I,S,a,b,U,ab,',I,',R,O,',则,I = I,',,U,ab,= U,ab,',若,120,,a,E,+,-,b,I,U,ab,R,O,电压源,电流源,U,ab,',R,O,',I,s,a,b,I,',121,,等效变换的注意事项,“,等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏,--,安,,特性一致），,对内不等效1),时,例如：,,I,s,a,R,O,',b,U,ab,',I,',R,L,,a,E,+,-,b,I,U,ab,R,O,R,L,R,O,中不消耗能量,R,O,',中则消耗能量,,对内不等效,,对外等效,122,,注意转换前后,E,,与,I,s,,的方向,(2),a,E,+,-,b,I,R,O,E,+,-,b,I,R,O,a,I,s,a,R,O,',b,I,',a,I,s,R,O,',b,I,',123,,(3),恒压源和恒流源不能等效互换,a,b,I,',U,ab,',Is,a,E,+,-,b,I,（,不存在,）,124,,(4),进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。
R,O,和,R,O,',不一定是电源内阻125,,,电压源中的电流,,如何决定,？,电流,,源两端的电压等,,于多少,？,例,I,E,R,_,+,a,b,U,ab,=?,I,s,原则,：,I,s,不能变，,E,不能变电压源中的电流,I= I,S,恒流源两端的电压,126,,R,1,,,R,3,I,s,R,2,R,5,R,4,I,3,I,1,I,应,,用,,举,,例,-,+,I,s,,,R,1,E,1,+,-,R,3,R,2,R,5,R,4,I,E,3,,I,=?,127,,,(,接上页,),,,I,s,R,5,R,4,I,R,1,//,R,2,//,R,3,I,1,+,I,3,R,1,,R,3,I,s,R,2,R,5,R,4,I,3,I,1,I,128,,,+,R,d,E,d,+,R,4,E,4,R,5,I,-,-,(,接上页,),,,,I,S,R,5,R,4,I,R,1,//R,2,//R,3,I,1,+I,3,129,,具体步骤如下,,试用等效变换的方法计算图中 电阻上的电流,I,例题,,130,,解,下页,131,,返回,132,,例,,,求图示电路中的电路,i,6A,7Ω,6V,+,–,2A,i,2Ω,2Ω,2Ω,6A,7Ω,2A,i,2Ω,2Ω,2Ω,3A,9A,7Ω,2A,i,1Ω,2Ω,7Ω,i,1Ω,2Ω,+,–,9V,+,–,4V,,133,,名词解释,：,无源二端网络,：,,二端网络中没有电源,有源二端网络,：,,二端网络中含有电源,,1,－,8,戴维宁定理,二端网络：,若一个电路只通过两个输出端与外电路,,相联，则该电路称为,“,二端网络,”,。
Two-terminals = One port,）,A,B,A,B,134,,等效电源定理的概念,有源二端网络用电源模型替代，便为等效,,电源定理有源二端网络用电压源模型替代,,,,-----,戴维南定理,有源二端网络用电流源模型替代,,,----,诺顿定理,135,,,有源,,二端网络,,R,,E,d,R,d,+,_,R,注意：,“,等效,”,是指对端口外等效,概念,：,有源二端网络用电压源模型等效136,,等效电压源的内阻等于有源,,二端网络相应无源二端网络,,的输入电阻有源网络变,,无源网络的原则是：电压源,,短路，电流源断路）,等效电压源的电动势,,（,E,d,,）,等于有源二端,,网络的开端电压；,有源,,二端网络,,R,有源,,二端网络,,A,B,相应的,,无源,,二端网络,,A,B,A,B,,E,d,R,d,+,_,R,A,B,137,,戴维南定理应用举例,（之一）,已知：,R,1,=20,,、,R,2,=30 ,,,R,3,=30 ,、,R,4,=20 ,,,E,=10V,,,求：当,R,5,=10 ,时，,I,5,=?,R,1,R,3,+,_,R,2,R,4,R,5,E,I,5,R,5,I,5,R,1,R,3,+,_,R,2,R,4,E,等效电路,,有源二端网络,138,,第一步：求开端电压,U,x,第二步：求输入电阻,R,d,U,x,R,1,R,3,+,_,R,2,R,4,E,A,B,C,D,C,R,d,R,1,R,3,R,2,R,4,A,B,D,=20,30 +30,20,=24,,139,,+,_,E,d,R,d,R,5,I,5,等效电路,R,5,I,5,R,1,R,3,+,_,R,2,R,4,E,140,,第三步：求未知电流,I,5,+,_,E,d,R,d,R,5,I,5,E,d,,=,U,X,,= 2V,R,d,=24,,时,141,,戴维南定理应用举例,（之二）,求：,U,=?,4,,4,,50,,5,,33,,A,B,1A,R,L,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,142,,第一步：求开端电压,U,x,。
4,,4,,50,,A,B,+,_,8V,10V,C,D,E,U,x,1A,5,,,此值是所求,,结果吗？,143,,第二步：,,求输入电阻,R,d,R,d,4,,4,,50,,5,,A,B,1A,+,_,8V,_,+,10V,C,D,E,U,x,4,,4,,50,,5,,144,,,+,_,E,d,R,d,57,,9V,33,,Ｕ,等效电路,4,,4,,50,,5,,33,,A,B,1A,R,L,+,_,8V,+,10V,C,D,E,U,145,,第三步：求解未知电压,Ｕ,E,d,R,d,57,,9V,33,,Ｕ,146,,,等效电阻的,求解方法,,求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法即可求出如前例：,C,R,d,R,1,R,3,R,2,R,4,A,B,D,147,,串,/,并联方法,?,不能用简单 串,/,并联,,方法 求解，,,怎么办？,求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方法则不行如下图：,A,R,d,C,R,1,R,3,R,2,R,4,B,D,R,0,148,,方法,（,1,）,:,求 开端电压,U,x,,,与,,短路,电流,I,d,开路、短路法,有源,,网络,U,X,有源,,网络,I,d,+,-,R,O,E,I,d,=,E,R,O,U,X,=E,+,-,R,O,E,等效,,内 阻,U,X,E,I,d,=,E,R,O,=,R,O,=,R,d,149,,负载电阻法,加负载电阻,R,L,,测负载电压,U,L,方法（,2,）,:,R,L,U,L,有源,,网络,U,X,有源,,网络,测开路电压,U,X,150,,加压求流法,方法,（,3,）,:,无源,,网络,I,U,有源,,网络,则,：,求电流,I,步骤：,有源网络,无源网络,外加电压,U,151,,U,I,R,1,R,2,R,d,+,-,R,1,R,2,+,-,E,1,E,2,,加压,,求流,加压求流法举例,152,,电路分析方法小结,电路分析方法共讲了以下几种：,两种电源等效互换,,支路电流法,,节点电位法,,迭加原理,,等效电源定理,戴维南定理,,诺顿定理,,,总结,,每种方法各有,,什么特点？适,,用于什么情况？,153,,例,+,+,-,+,-,E,3,E,1,E,2,-,R,1,R,R,R,I,1,I,2,I,3,I,4,I,5,I,6,以下电路用什么方法求解最方便,？,提示：直接用克氏定律比较方便。
I,4,,,I,5,,,I,1,,,I,6,,,I,2,,,I,3,,,154,,。