电工电子技术简明教程第1章

第 二 讲教学章节：第一章 电路和电路元件 1.3～1.4 独立电源元件，二极管教学要求：1、熟悉电压源和电流源；2、掌握两种电源模型的等效；3、熟练掌握二极管的特性；4、掌握稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。

教学重点：两种电源模型的等效，二极管的特性，稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。

教学难点：两种电源模型的等效；二极管的特性；稳压二极管工作状态。

教学方法与手段：启发式讲授，联系实际，多媒体，板书。

教学内容与进程：一、引入：电压源和电流源 1、电压源⑴ 两端的电压仅由自身决定，与流过的电流及外电路无关。

⑵ 流过的电流由外电路决定。

电压源置零，等效于两端短路。

电压源不允许外电路短路。

2、电流源⑴ 电流源的电流仅由自身决定，与两端的电压无关。

⑵ 两端的电压由外电路决定。

电流源置零，等效于两端开路。

电流源不允许外电路开路。

二、实际电源的模型 1、电压源模型2、电流源模型3、两种电源模型的等效1.4 二极管 三、PN 结及其单相导电性二极管的结构和电路符号如图所示，VD 是文字符号。

R -+U +U s -R -+U I s四、二极管的主要特性和主要参数（1）正偏导通（2）反偏截止（3）二极管的伏安特性正向特性：二极管正向电压超过某一数值时电流开始快速增长，对应的电压称为死区电压，也称阈值电压或开启电压，记作U T ，二极管导通时的正向电压称为二极管导通电压或管压降，记作U D 。

方向特性：二极管反向电流一般很小，小功率硅管为几μA ，锗管为几十μA 。

反向击穿特性：反向电压增高到一定数值U (BR)时，二极管反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。

五、二极管的工作点和理想特性六、稳压二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。

稳压二极管的符号、伏安特性和典型应用电路。

七、发光二极管和光电二极管 发光二极管工作在正向偏置状态。

光电二极管又称光敏二极管，它工作在反向偏置状态。

电路分析时会涉及电压大小的比较,用“电位”取代 “电压”进行思考,往往更加便捷。 学习电位时可以类比水 位进行思考。
计算电位时,需要选定电路中某一点作为参考点(用接地 符号⊥表示),通常设参考点 的电位为零。电路中某点至参考 点的电压,记为“Vx”,称为该点电位。
模块1 电路的基本概念与基本定律 如图1.5.1所示,选取参考点为b点,则
模块1 电路的基本概念与基本定律
原则上参考点可任意选择,但为了统一起见,当电路中的 某处接地时,可选大地为参 考点。当电路中各处都未接地时, 可选取某点为参考点,如选取元件汇集的公共端为参考 点,也 称之为“地”。
图1.5.1可简化为图1.5.2所示电路,不画电源,各端标以电 位值,二者是等效的。
模块1 电路的基本概念与基本定律
模块1 电路的基本概念与基本定律
图1.2.2 外特征曲线
模块1 电路的基本概念与基本定律
图1.2.3 理想电压源
模块1 电路的基本概念与基本定律
理想电压源的特点如下: (1)输出电压U 恒等于电动势E,与理想电压源并联的所有 元件端电压均为E。 (2)理想电压源的输出电流受外电路影响。 如图1.2.3所 示电路,若RL=2Ω,则
模块1 电路的基本概念与基本定律
1.4 电源有载工作、 开路与短路
1.电源有载工作 如图1.4.1所示,当开关S1断开,S2闭合时,电源与负载接通, 称为有载工作。可得
模块1 电路的基本概念与基本定律
图1.4.1 电源有载工作、开路与短路
模块1 电路的基本概念与基本定律
PE 指电源产生的功率,ΔP 指内阻消耗的功率,P 指电源输 出的功率。图中负载为电 阻,P 也可表述为负载消耗的功率, 如果负载为电动机或者被充电的电源,P 可表述为负 载取用 的功率。

R1
R2
R3
R0 =R1 ‖R2 +R3 =R1 R2 /(R1 +R2 )+R3 =(3×6)/(3+6)+3=5 Ω
求电流. 戴维南等效电路如图: R
R0 + UOC -
I=UOC /(R0 +R)=5/(5+5)=0.5A
1-12.试用诺顿定理求图所示电路中 8Ω 电阻的电流 I。
20 Ω
5Ω
解：进行等效变换后如图
R + 9V R3 6Ω
运用叠加法求解： US1 单独作用电路如图 R1 + 15V R2 R U1
U1 =US1 (R2 ∥R)/[（R2 ∥R）+R1 ]=15×3/(3+6)=5V US2 单独作用时电路如图 R1 + R2 R U2
a R0 b US2
+
-
即无源二端网络，从 a、b 两端求得，R0=Rab=R1//R2=20//5=4Ω 求流过电阻 R3 的电流 I 诺顿等效电路如图所示
Isc
R0
R3
可得，I=Isc ×R0/(R0+R3)=24×4÷ (4+8)=8A
1-13.在图所示电路中，求电路中的电流 I 及恒流源 Is 的功率。 解：
1.10. 试用叠加定理求图中所示电路中 4Ω 电阻的电流 I。
1Ω 3Ω 4Ω + 6Ω 10A 10V
解：当仅有电流源作用时， 6Ω 电阻被短路:
1Ω 3Ω 4Ω 10A 6Ω I’ =
1 10 A=2A 41
当仅有电压源作用时:
1Ω 3Ω 4Ω + 6Ω 10V
I” =
10 =2A 14

2．判断触电程度轻重
触电者一经脱离电源，应立即进行检查。如果 触电者神志清醒，应让其充分休息，尽量少予移 动；若已经失去知觉，就应马上用看、听、试的 方法判定伤员呼吸心跳情况。 (1)看：看伤员的胸部、腹部有无起伏动作； (2)听：用耳贴近伤员的口鼻处，听有无呼气声音； (3)试：试测口鼻有无呼气的气流，再用两手指轻 试喉结旁处的颈动脉有无波动。若触电者为昏迷不 醒，但还有呼吸和脉搏，最好马上送往就近医院； 若呼吸脉搏均已停止，应立刻采用心肺复苏法。
3．心肺复苏法
（1）人工呼吸方法 一手捏住患者鼻翼两侧，另一手食指与中指抬起 患者下颌，深吸一口气，用口对准患者的口吹入， 吹气停止后放松鼻孔，让病人从鼻孔呼气。依此反 复进行。成人患者每分钟14 —16 次，儿童每分钟 20次。最初六七次吹气可快一些，以后转为正常速 度。同时要注意观察患者的胸部，操作正确应能看 到胸部有起伏，并感到有气流逸出。
1.1 电流对人体的伤害及触电方式 1.2 触电的原因和预防措施 1.3 触电急救常识
1.1 电流对人体的伤害及触电方式
1.1.1 电流对人体的伤害
当人体触及带电体时，就会有电流通过人体，对人体 造成伤害。电流对人体的伤害分为电击和电伤两种。 电击: 电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经 系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤:由电流的热效应、化学效应或机械效应对 人体造成的伤害。
1.3 触电急救
1.3.1 触电急救的原则
“迅速、就地、准确和坚持”
准确”就是抢救的方法和施行的动作姿势要合 “迅速”就是要争分夺秒，千方百计使触电者 ““ 坚持”就是抢救必须坚持到底。有时 “就地”是指在安全地方就地抢救触电者，早争取 适得当。 脱离电源，并将受害者放到安全地方。 抢救需长达几小时，直到医务人员判定 一分钟就有可能救活触电者。实验研究和统计表明， 1.3.2 触电急救的操作 触电者已经死亡，无法抢救时，才能停 如果从触电后 1分钟开始救治，则90%可以救活；如 1．迅速切断电源 止抢救。 6分钟开始抢救，则仅有10%的救活机会； 果从触电后 而从触电后12分钟开始抢救，则救活的可能性极小。 （1）救护人不可直接用手或其他潮湿的 物件作为救护工具，必须使用适当的绝缘 注 工具。 意： （2）要防止触电者脱离电源后可能的摔 伤。

第一章 电路的基本概念与定律
功 率 的 计 算 1) u、i取关联参考方向
2) u、i取非关联参考方向 p吸 =－ u i 例 U = 5V， I = - 1A i + u –
+
u
i
p吸 = u i
例 U = 5V， I = - 1A
–
P吸= UI = 5× (-1) = -5 W p吸< 0 ，说明元件实际发出功率 5W
第一章 电路的基本概念与定律
单位时间内电流做的功称为电功率，用“P ”表示： UIt W P = t = t = UI 国际单位制 U ：V，I：A，电功率P用瓦特W。 用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值， 所谓额定值是指用电器长期、安全工作条件下的最 高限值，一般在出厂时标定。其中额定电功率反映 了用电器在额定条件下能量转换的本领。
第一章 电路的基本概念与定律
例、 右下图电路，若已知元件吸收功率为－20W， U I + 电压U=5V，求电流I。
元件
解： 由图可知UI为关联参考方向，因此: P －20 I= －4A U = 5 = 例、右下图电路，若已知元件中电流为I=－100A， 电压U=10V，求电功率P，并说明元件是电源 还是负载。 解：由图可知UI为非关联参考方向，因此: P = UI = 10×(-100) = 1000W 元件吸收正功率，说明元件是负载
+
U E
RL
_
b
–
电位V是相对于参考点的电压。参考点的 电位:Vb=0；a点电位： Va=E-IR0=IR
第一章 电路的基本概念与定律
为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及 大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。 Wa－Wb 电压的定义式为： Uab = q 电位的定义式为： Va = 电动势的定义式为： 单位换算： Wa－W0 q 三者定义式 的形式相同 因此它们的 单位相同

第一章习题答案A 选择题1.4.1（A ） 1.4.2（C ） 1.4.3（C ） 1.4.4（B ） 1.5.1（B ） 1.5.2（B ） 1.6.1（B ） 1.6.2（B ） 1.8.1（B ） 1.9.1（B ） 1.9.2（B ）1.9.3 （B ） 1.11.1(A) 1.12.1(B) 1.12.3 (B) 1.12.4 (B) 1.12.5 (B) B 基本题1.4.5 （1）略 （2）元件1和2为电源 ，元件3，4和5为负载（3）（-560-540+600+320+180）*w=0 平衡 1.4.6 380/(2110/8+R)=8/110，所以R ≈3.7K Ω，W R =（8/110）2×3.7K ≈20W 1.4.7 电阻R=U/I=6/50*310-=120Ω，应选者（a ）图. 1.4.8 解：220/（R1+315）=0.35A ，得R1≈314Ω.220/（R2+315）=0.7A ， 得R2≈0Ω.1.4.9(1)并联R2前，I1=E/( 0R +2R e +1R )=220/（0.2+0.2+10）≈21.2A.并联R2后，I2=E/( 0R +2R e +1R ∥2R )≈50A.(2)并联R2前，U2=R1*I1=212V,U1=(2R e +1R )*I1=216V. 并联R2后，U2=(1R ∥2R )*I1=200V,U1=2R e +1R ∥2R =210V.(3)并联R2前，P=212*21.2=4.5KW. 并联R2后，P=200*50=10KW.1.5.3 I3=I1+I2=0.31ｕA ，I4=I5-I3=9.61-0.31=9.3ｕA ，I6=I2+I4=9.6ｕA. 1.6.3 因为电桥平衡，所以不管S 断开还是闭合 ab R =5R ∥（1R +3R ）∥（2R +4R ）=200Ω.1.6.4 解： a U =1U =16V,b U =＜[(45+5) ≈5.5]+45＞×16/＜[(45+5) ∥5.5] ∥5.5+45＞≈1.6. c U =（45+5）∥5.5×b U /总R ≈b U /10=0.16V ，同理d R ≈cU/10=0.016V.1.6.5 解：当滑动端位于上端时，2U =（R1+RP ）1U /（R1+RP+R2）≈8.41V. 当滑动端位于下端时，2U =R2*1U /（R1+RP+R2）≈5.64V. 所以输出范围为5.64-8.14. 1.6.61.7.1 解：等效电路支路电流方程：IL=I1+I2E2-RO2*I2+RO1*I1-E1=0 RL*IL+RO2*I2-E2=0 带入数据得I1=I2=20A,IL=40A1.8.2解：先利用叠加定理计算R 1上的电流 分成两个分电路 ① U 1单独作用：解A 5212111R )//R (R R U I 43211'1=++=++=② I S 单独作用： 分流A R 545.0112*1稩)//(R R R R I S32144''1=++=++=所以A 56I I I ''1'11=+=, A53I *0.5I 13==1.9.4解：根据KCL 得 则1A 1-2I -I I 123===40V2*1020I R U U 20V,1*20I R U 2212311=+=+====1A 电流源吸收的功率:20W 1*20I U P 111=== 2A 电流源吸收的功率:-80W2*-40I -U P 222===R 1电阻吸收功率:20W 1*20I R P 2231R1===R 2电阻吸收功率:40W 2*10I R P 2222R 2===1.9.5解：将电流源转换成电压源，如下图 则(1//1)1121I 1+++=,53I 3=A1.9.6解：将两个电压源转换成电流源再合并为一个1A 21122-8I =+++=1.9.7解：设E 单独作用u ab ’ = E/4 = 1/4 ×12 = 3V 则两个电流源作用时u ab ’’ = u ab - u ab ’=10-3=7V1.10.1解：设1Ω电阻中的电流为I （从上到下）U o c =4×10－10 = 30V R eq =4ΩI=30/(4+1)= 6A1.10.2解：先利用电源等效变换得下图：AR U I R V U OCOC 124682eq eq =+=Ω==+-=则1.10.3解：先利用网孔电流法解出21,I IAR U I R V I I U A I AI I I I I OCOC 510050410205512014101501020eq eq 21212121-=+=∴=-=--=∴⎩⎨⎧-==⇒⎩⎨⎧-=+-=-1.10.4 解：先用网孔法求出1I114228102471028224)43(1212221I R R R I R U U A I I I A I A I I U I R I R R EQOC 的电流从下到上为该Ω===-=-==⇒⎩⎨⎧=-=⇒⎩⎨⎧===-+1.10.5解：设有两个二端口网络等效为则（a ）图等效为有U 1=E 1=4V（b ）图等效为有I1=2E1/2R1=4/R1=1A =>R1=4ΩI=4/4+1=4/5A 1.11.4 解： VAVB VAVAVC V B1.12.9 解：1.开关第一次动作uc(0+)=uc(0-)=10v从1-72后, uc(--)=0, t放=RC=10ms Uc(t)=10exp(-100t)V(0<=t<= )Uc(t)=10exp(-1)v=3.68v2.开关第二次动作Uc(t+)=uc(t-)=3.68vUc(--)=10, t充=10/3msUc(t)=10-6.32exp(-300(t-0.01))v Uc(2*10E-2s)=10-6.32exp(-3)v=9.68v3.开关第三次动作Uc(0.02+)=uc(0.02-)=9.68v uc(--)=0 t=10msuc(t)=9.68exp(-100(t-0.02))1.12.10 解： i(0+)=i(0-)=-6/5A I(--)=6/5A T=i/R=9/5sI(t)=6/5-12/5exp(-5/9t)A 利用叠加法得： i(t)=9/5-8/5exp(-5/9t)A1.11.2 解：VX UA S VX UA 212209.23128.51220209.3324S =+-=-=+++-=闭合时，断开时， 1.11.3 解： 利用叠加定理计算7/100'''7200)3//2(2)50(3//2''v 50.27100)3//2(1503//2'v 50.1-=+=∴-=+-=-=+=VA VA VA R R R X R R VA R R R X R R VA 单独作用单独作用1.12.6 解：（a ）i(0+)=i(0-)=0,i(∞)=3A（b ）i(0+)= i(0-)=0,i(∞)=1.5A （c ）i(0+)= i(0-)=6A,i(∞)=0 （d ）i(0+)= i(0-)=1.5A,i(∞)=1A1.12.7 解: uc(0+)=uc(0-)=R3I=60V Uc(∞)=0τ=RC=[(R2//R3)+R1]C=10mS ∴ Uc(t)=60e-100ti1(t)=Uc(t)/(R1+(R2//R3))=12e-100t mA1.12.8 解: uc(0+)=uc(0-)=54V Uc(∞)=18v τ=RC=4mS ∴ Uc(t)=36e-250t+181.9.9 解: (1) 利用叠加定理求IU1单独作用:I’=U1/(R1+R)=5AIS单独作用:I’’=R1/(R1+R) IS=1AI=6A(2) KCL: IR1=IS-I=-4AIR3=U1/R3=2AIU1=IR3-IR1=6AUIS=RI+R2IS=10V(3) PU1=60WPIS=20WPR3=20W PR1=16W PR2=8W PR=36PU1+PIS=PR1+PR2+PR3+PR=80W 功率电工学简明教程第二版（秦曾煌主编）习题 A选择题2.1.1（2） 2.2.1（2） 2.2.2 （1）2.3.1（1） 2.3.2（3） 2.4.1（2）2.4.2（3） 2.4.3（2） 2.4.4（1）2.5.1（2）（4）2.5.2（1） 2.7.1（1）第2.2.2题2.8.1（3） 2.8.2（2） 2.8.3（3）2.8.4（3）B基本题2.2.3U=220V,错误!未找到引用源。

电工学简明教程第1章电路及其分析方法1.1电路的作用与组成部分1)组成;电源.负载.中间环节2)作用;实现电能的传输和转换1.2电路模型1)电路模型简称电路1.3电压和电流的参考方向1)在分析与计算电路时,常可任意选定某一方向作为电流的参考方向.所选的电流的参考方向并不一定与电流的实际方向一致2)在参考方向选定之后,电流之值才有正负之分1.4电源有载工作.开路与短路1)额定电压=U N 额定电流=I N 额定功率=R N2)电压.电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值1.6电阻的串联和并联1)两个串联电阻可以用一个等效电阻R来代替,等效的条件是在同一电压U的作用下电流I保持不变.2)等效电阻等于各个串联电阻之和.R=R1+R23)两个并联电阻也可用一个等效电阻R来代替4) 等效电阻的倒数等于各个并联电阻的倒数之和1／R=1／R1+1／R2第2章正弦交流电路2.1正弦电压与电流1)正弦量变化一次所需的时间(秒)称为周期T.每秒内变化的次数称为频率F,它的单位是赫[兹](HZ)2)正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值;用小写字母来表示,如ｉ,ｕ及ｅ分别表示电流,电压及电动势的瞬时值.瞬时值中最大的值称为幅值或最大值,用带下标ｍ的大写字母来表示,如Iｍ,Um及Em分别表示电流,电压及电动势的幅值.3)正弦电流,电压和电动势的大小往往不是用它们的幅值,是常用有效值(均方根值)来计量.4)t=0时的相位角称为初相位角或初相位5)两个同频率正弦量的相位角之差或初相位角之差,称为相位角差或相位差,用φ表示6)在电阻元件的交流电路中,电流和电压是同相的(相位差φ=0)7)在电感元件电路中，在相位上电流比电压滞后90°（相位差φ=+90°）8）在电容元件电路中，在相位上电流比电压超前90°（φ=-90°）9）在电阻元件电路中，电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）之比值，就是电阻R10）在电感元件电路中，电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）之比值为ωL它的单位为欧[姆]11）在电感元件电路中，电压的幅值（或有效值）与电流的幅值（或有效值）之比值为1／ωC它的单位为欧[姆]12)阻抗的实部为“阻”,虚部为“抗”13)对电感性电路(XL>XC),φ为正;对电容性电路(XL<XC),φ为负14)在交流电路中,平均功率一般不等于电压与电流的有效值的乘积,如将两者的有效值相乘,则得出所谓视在功率S,即S=UI=∣Z∣I²。

第1章
电路及其分析方法
1.1 基本要求
1．了解电路模型及理想电路元件的意义； ．了解电路模型及理想电路元件的意义； 2．理解电压、电流参考方向的意义； ．理解电压、电流参考方向的意义； 3．了解电源的有载工作 、 开路与短路状态 ， 并能理解电 ．了解电源的有载工作、开路与短路状态， 功率和额定值的意义； 功率和额定值的意义； 4．掌握 R、L、C 电路元件的伏安关系； ． 、 、 电路元件的伏安关系； 5．理解基尔霍夫定律并能正确应用； ．理解基尔霍夫定律并能正确应用； 6．掌握用支路电流法、叠加定理、戴维宁定理分析电路 ．掌握用支路电流法、叠加定理、 的方法； 的方法； 7．了解实际电源的两种模型及其等效变换； ．了解实际电源的两种模型及其等效变换； 8．了解电路的暂态与稳态以及暂态过程的分析方法。 ．了解电路的暂态与稳态以及暂态过程的分析方法。
(1)理想电压源(恒压源) )理想电压源(恒压源) 特点： 是由它本身确定的定值， 身确定的定值 特点：输出电压 U 是由它本身确定的定值，而输出电流 I 是任意的，是由输出电压和外电路决定。 是任意的，是由输出电压和外电路决定。 注意：与理想电压源并联的元件， 注意：与理想电压源并联的元件，其两端的电压等于理想 电压源的电压 电压。 电压源的电压。 (2)理想电流源(恒流源) )理想电流源(恒流源) 特点： 是由它本身确定的定值， 身确定的定值 特点： 输出电流 I 是由它本 身确定的 定值， 而输出电压 U 是任意的，是由输出电流和外电路决定。 是任意的，是由输出电流和外电路决定。 注意： 与理想电流源串联的元件， 注意 ： 与理想电流源串联的元件 ， 其电流等于理想电流 源的电流 电流。 源的电流。 (3)无源元件 R、L、C ) 、 、 在电压、电流参考方向一致的前提下， 、 、 在电压、电流参考方向一致的前提下， R、L、C 两端的 电压、 电压、电流关系分别为

方法之一。只要根据基尔霍夫定律、
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。
a b
支路数 b=4
须列4个方程式
2-16
1.8 叠加原理 1.8.1 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。 I1 A I2 I1 ' A I2 ' I1'' A I2'' + _ E1
不 变 量
+ _E
b
I = Is （常数）
Uab的大小、方向均为恒定，
外电路负载对 Uab 无影响。 输出电流 I 可变 ----I 的大小、方向均 由外电路决定
I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。
变 化 量
端电压Uab 可变 ----Uab 的大小、方向 均由外电路决定
2-32
1.9.3 电压源与电流源的等效变换
I
a
Uab I
Is
Uab
IS b 特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS； （2）输出电压由外电路决定。
伏 安 特 性
2-28
理想电流源也是理想的电源。如果一个电源的内 阻远较负载电阻为大，即 R0 >>RL 时，则 I ≈ IS ，基 本上恒定，可以认为是理想电流源。晶体管也可近似 地认为是一个理想电流源。
I"= -1A
2-19
1.8.2 应用叠加原理要注意的问题
1. 叠加原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）。

对 A、B、C 三个结点 应用 KCL 可列出： IA = IAB – ICA
IB = IBC – IAB
IC = ICA– IBC 上列三式相加，便得 IA + IB + IC = 0 即 I =0
可见，在任一瞬间通过任一封闭面的电流的代数和 也恒等于零。
第1章 电路及其分析方法
1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL) 基尔霍夫电压定律用来确定回路中各段电压之间的 关系。
[解] P = UI = (–2) 3 W= – 6 W 因为此例中电压、电流的参考方向相同 而 P 为负值，所以 N 发出功率，是电源。 想一想，若根据电压电流 的实际方向应如何分析？
第1章 电路及其分析方法
1.4.1 电源有载工作 4．额定值与实际值
+
I
额定值是为电气设 备在给定条件下正常运 行而规定的允许值。
第1章 电路及其分析方法
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.3 电源短路 由于某种需要将电路的某一段短路，称为短接。
I
+ E _
R1 有 源 电 路
I 视电路而定 R U=0
U
R0
第1章 电路及其分析方法
1.5
I1
R1 I2 R2 R3 b
基尔霍夫定律
支路 电路中的每一分支 如 acb ab adb
(对任意波形的电流） (直流电路中）
第1章 电路及其分析方法
1.5.1 基尔霍夫电流定律(KCL)
I4 I1
a I2 I3
若以流向结点的电流为负， 背向结点的电流为正，则根据 KCL，结点 a 可以写出 I1 – I2+ I3 + I4 = 0
[例] 上图中若 I1= 9 A， I2 = –2 A，I4 = 8 A，求 I3 。

U U I Rs
电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来，就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式： R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开，这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时，外电路的电阻可视为零，又由于电源内阻 很Rs 小，根据欧姆定律，可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
（4）将六个独立方程联立求解，得各支路电流的值。 联立①结果为：
0 i1 i2 i6
①
0 i2 i3 i4
②
0 i3 i5 i6
③
10 i1 2i2 4i4
④
12 3i3 4i4 5i5
⑤
0 2i2 3i3 6i6
⑥
1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中，各种电气设备和电路元件都有额定值， 只有按额定值使用，即额定工作状态，电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠，经常合理，使用寿命才 会长，如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题，如下图中的电桥电路时， 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3
如
i1
i3
i2
i1 i2 i3

I1 I6=I1－I2=11－(－7)=18（mA)
I6=I4+I5=12+6=18（mA)
R1 R2 R3 I3
I5
28
2020年2月3日星期一
4．物理意义：KCL是电流的连续 性的体现，也是能量守衡的体现。
5．KCL对各支路电流施加了约束， 而与支路元件的性质无关。
q
q2
q1
29
1.6.3 KVL（电压定律）
20
4．额定值与实际值
2020年2月3日星期一
通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源 输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流 决定于负载的大小。
既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小， 是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢？ 回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。
各种电气设备的电压、电流及功率都有一个额定
P UI
＞0负载 -
非关联方向
元件 U
+
18
2020年2月3日星期一
例题
试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。
1A E 5V R0 1Ω
U0
解： I
a P UI 41 4W (吸收）
+ 4V P0 U0I 11 1W (吸收）
4Ω U
R -
PE EI 15 5W (发出）
2020年2月3日星期一
绪论
电工电子技术是一门研究电能在技术领域中应用 的技术基础课，它包括：电工技术和电子技术两部分。
电路理论： 直流、交流、暂态、非正弦。 电工技术：
磁路和电机： 变压器、电磁铁、
三相异步电动机及控制。
模拟电子线路：半导体器件、分离件放大器、
电子技术：

理想元件的图形符号
电路与电路模型
电路模型
在电路模型中，电池在对外提供电能的同时，内部也消耗一部分电能，所以用一个
理想电压源US和一个内电阻R0串联来表征；电灯泡用一个负载电阻RL表示；开关用S
表示；把全部的元件用导线连接在一起。
手电筒的电路模型
1-2电路的基本物理量
[ 第1章 电路的基本概念和基本定律]
电路的基本物理量
电压
某一元件的电压参考方向（由“+”指向“”）与电流的参考方向（箭头指向）一致，称为 电压与电流的参考方向是关联的，此时电压与电流的参考方向叫做关联参考方向；
否则，称为非关联参考方向。
（a） 关联参考方向
（b）非关联参考方向
电压电流的关联与非关联参考方向
电路的基本物理量
电功率
在电路分析中，电功率是标志电路电能转换的快慢的一个物理量。通常把单位时 间内元件吸收或发出的电能称为电功率，简称功率，用p表示，即
电路负载元件
电容元件
电容所带电量q与端电压u的比值叫做电容元件的电容值，简称电容，用C表示。
Cq u
在SI制中，电容的基本单位为法拉(F)，简称法。法拉单位太大，常用单位是微法 (F)和皮法(pF)。 单位换算关系为
1F＝106μF＝1012pF
电路负载元件
电容元件
电容的伏安关系（关联参考方向）
（a）I>0时
(b) I<0时
电流的参考方向与实际方向的关系
注意：在没有给定参考方向的情况下，讨论电流的正负是没有意义的。
电路的基本物理量
电压
电压是描述电场力对电荷作功的物理量。电路中某两点a、b间的电压在数值上等于电场力将单位正电
荷由a点移动到b点时所做的功。

“电阻元件”是电阻器、电烙铁、电炉等实际电路元器 电阻元件”是电阻器、电烙铁、 电阻元件 件的理想元件，即模型。因为在低频电路中， 件的理想元件，即模型。因为在低频电路中，这些实 际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能。 际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能。用 “电阻元件”这样一个理想元件来反映消耗电能的特 电阻元件” 征。 “电感元件”是线圈的理想元件； 电感元件”是线圈的理想元件； 电感元件 “电容元件”是电容器的理想元件。 电容元件”是电容器的理想元件。
理想元件
为了便于对电路进行分析和计算， 为了便于对电路进行分析和计算，我们常把实际元件加以 近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质， 近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以 表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。 表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。
例
第一章 电路的基础知识
第一节 电路的组成及主要理量 第二节 第三节 第四节 电路的基本元件 基尔霍夫定律的应用 简单电阻电路的分析方法
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第一节 电路和电路模型
一、电路的组成 电路的组成
电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。 电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。 电路的组成： 电路的组成： 1. 提供电能的部分称为电源； 提供电能的部分称为电源； 2. 消耗或转换电能的部分称为 负载； 负载； 3. 联接及控制电源和负载的部 分如导线、 分如导线、开关等称为中间环 节。
电路模型
由理想元件构成的电路，称为实际电路的“电路模型”。 由理想元件构成的电路，称为实际电路的“电路模型” 是图1-1a所示实际电路的电路模型。 所示实际电路的电路模型。 图1-1b是图 是图 所示实际电路的电路模型

U 0
I 1 R1 I 2 R2 I 3 R3 E1 0
a
E5 _ + I2 I3 _ E6 d b c
I1 + E1 _
+
2、应用步骤
基尔霍夫电压定律
1）在电路图上标出电流(电压或电动势)的 参考方向。 2）标出回路的绕行方向。 3）根据KVL列方程(与绕行方向一致为正)求解。
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
例1
_ +
R2 E2 R4
R3 Is
R1 _
I=?
I=0
E1
+
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
I
I =?
例2
5
+ 6V _ 1
2
+ _ 12V 1
I=0
5
P6思考与练习1.3.1
1.3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
表明了电路中回路电压间的相互关系
1、内容：
功率
• 物理学中的定义：
设电路任意两点间的电压为U、电流为I,则
这部分电路消耗的功率为：
a + bI U
R
P U I
(W)
问题：
如果参考方向不一致怎么办？ 功率有无正负？
功率的计算
a I + U ba I U + b
U、I参考方向一致：
R
P U I
(W)
U、I参考方向不一致：
R
P U I
表明了电路中节点处各支路电流间的相互关系
1、内容：
任一瞬间，流入任一节
I2
点的电流之和等于流出
该节点的电流之和。
I1
I4