《电路基础》第3章 电阻电路的一般分析方法

《电路》考试大纲
第一章电路模型和电路定律
1.理想元件与电路模型概念，线性与非线性的概念。

2.电压、电流及其参考方向的概念。

3.电阻元件、电感元件、电容元件，电压源、电流源和受控源的伏安关系及功率的计算。

4.基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。

第二章电阻电路的等效变换
1.等效与等效变换的概念
2.电阻的串联和并联
3.电压源、电流源的串联和并联、实际电源的两种模型及其等效变换
4.输入电阻。

第三章电阻电路的一般分析
1．支路电流法。

2．结点电压法
3．网孔电流法、回路电流法。

第四章电路定理
1．迭加定理
2．戴维宁定理和诺顿定理。

第六章一阶电路
1．动态电路的方程及其初始条件。

2．零输入响应、零状态响应、全响应。

3．一阶电路全响应的三要素法。

第八章相量法
1．正弦量，相量法的基础，有效值和相位差的概念。

2．电路定律的相量形式。

第九章正弦电路的稳态分析
1．阻抗、导纳及阻抗（导纳）的串联和并联。

2．正弦稳态电路的分析。

第十章含耦合电感的电路
1．互感、同名端、互感系数、耦合系数的概念。

2．含耦合电感电路的分析。

第十一章三相电路
1．三相电路，对称三相电路的计算。

第十三章拉普拉斯变换
1．拉氏变换的定义和性质。

2．拉氏反变换的部分分式展开。

3．运算电路及应用拉氏变换分析线性电路。

第十六章二端口网络
1．二端口网络的方程和参数。

教材：《电路》邱关源主编（第四版）。

《电路基础》课程教学大纲一、课程简介课程名称：电路基础英文名称：Circuit课程代码：0110543 课程类别：学科基础课学分：4 总学时：64先修课程：高等数学普通物理学课程概要：电路基础是高等工科院校本科电类各专业的一门重要的专业技术基础课程。

该课程以高等数学、物理学为基础，着重讲述电路的基本理论和基本分析方法。

该课程是后续专业课程的教学、课程设计和毕业设计等环节以及将来进一步从事科学研究工作的基础。

课程内容以传统电路基础知识为主要内容，并涉及以网络知识为主要内容的现代电路理论。

二、教学目的及要求通过该课程的教学，使学生掌握电路的基本概念、基本理论、基本分析方法的基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学习后续课程、科学研究及终身学习打下坚实的基础。

三、教学内容及学时分配第一章电路模型和电路定律（6学时）教学内容1.1电路和电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电路元件1.5电压源与电流源1.6受控电源1.7基尔霍夫定律教学要求1、了解电路的组成和电路模型中各部分的作用，理解电流和电压参考方向的意义，参考方向如何确定，电功率和能量的计算。

如何判断各元件是吸收还是发出功率；2、正确应用欧姆定律，明确应用场合。

掌握电阻元件的伏安特性，电阻元件消耗功率的计算方法，了解非线性电阻元件的基本特性。

掌握电容元件的电压、电流关系及特性，理解电容的充放电情况。

掌握电感元件的电流、电压关系及特性，电感能量的交换情况；3、了解理想电压源、电流源及其性质，实际电压源模型，伏安特性；实际电流源模型，伏安特性。

掌握受控源种类及模型，理解受控源和独立源的区别；4、理解基尔霍夫定律的内容，正确应用该定律解题。

重点：掌握基尔霍夫定律及应用范围，有源电路的KCL和KVL表达式。

难点：基尔霍夫定律。

第二章电阻电路的等效变换（4学时）教学内容2.1电路的等效变换2.2电阻的串并联2.3 电阻的串联与并联2.4 电阻的星形连接与三角形连接2.5 电压源、电流源的串联与并联2.6 电源的等效变换2.7输入电阻教学要求1、掌握等效变换的概念，正确认识电阻的连接方式；2、掌握电源的等效变换方法和电路的简化，正确计算电路的输入电阻、等效电阻。

第35卷第7期2019年4月Vol.35No.7Apr.2019甘肃科技Gansu Science and Technology★“电阻电路的一般分析”教学内容的优化整合余群（广州大学机械与电气工程学院，广东广州511400）摘要：电阻电路的一般分析是《电路》课程教学的重要章节，它是在学习了电路的基本组成、基尔霍夫定律和电阻元件的伏安特性的基础上进行讨论的，它的教学内容既有相同点，也有相异点，基于此，对它的教学内容进行整合优化，存同求异，再辅以“雨课堂”技术，以期提高学生的学习效果。

关键词：电阻电路；分析方法；整合优化；学习效果中图分类号:TM13.41概述“电阻电路的一般分析”在《电路》m教材中是作为一个章节来进行授课的，重点是要求学生掌握支路电流法、网孔电流法、回路电流法和结点电压法四种方程的列写方法，根据教学大纲的要求和自身的教学经验，一般授课时长为4学时，但如果是按照教材按部就班地进行教学，会造成学生的理解程度不够，印象不深，同时也不利于学生对于不同的题目选择最佳的求解方法，加上本章内容都是以列写方程为主，有相同点，也有相异性，对其进行教学改革很有必要。

文献何对普通电路和特殊电路，对结点电压法的应用进行了扩展叫专门针对无伴电源电路进行了分析旳;提出了基本电路和几种特殊电路的分析步骤与计算方法叫专门对含受控源电路的各种情况进行了探讨叫对电路理论课程的教学进行了全方位的研究，提出了不少的改革思路。

本文在此基础上对该章的教学内容进行了优化整合。

2教学内容的优化整合2.1课前准备在上本章内容之前，学生已经学习了电路的基本物理量，电路的组成以及基尔霍夫基本定律，在这些知识的基础上，学生有足够的能力可以先行自学本章.内容，利用当前流行的“雨课堂”技术叫把预先录制莽的支路电流法/网孔电流法/回路电流法/结点电压法的视频（每个大概lOmin左右，时间不长，不会占用学生太多的课余时间，所以不会引起学生的反感）在课前推送给学生，为了避免部分学生偷懒不学习，可以在相对应的在线课程网站上设置浏览记录，并布置几个小问题辅助学生检测自己是否已经学习了相对应的知识点。

现代远程教育《电路》课程学习指导书作者：杨育霞第一章 电路模型和电路定律（一）本章学习目标电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，用电流i 、电压u 、和功率P 等物理量来描述其中的过程。

因为电路是由电路元件构成的，因而整个电路的表现如何既要看元件的连接方式，又要看元件的特性，这就决定了电路中各支路电流、支路电压要受到两种基本规律的约束，即元件约束（VCR ）和结构约束（亦称拓扑约束）。

掌握电路的基本规律是分析电路的基础。

本章学习目标：理解电路和电路模型的基本概念和类型；熟练掌握电流和电压的参考方向；学会电功率的定义及计算方法；理解电路元件（包括电阻、电容、电感、独立电源和受控电源）的VCR 和电磁特性；能运用基尔霍夫定律和电路元件的VCR 计算简单电路的电压、电流和功率。

（二）本章重点、要点1、电流和电压的参考方向：关联和非关联参考方向。

2、电功率的定义及计算方法。

3、电路元件的概念及类型。

4、电阻元件的数学定义及符号，伏安关系（VCR ），功率和能量。

5．电容元件的数学定义及符号，伏安关系，功率和储能。

6．电感元件的数学定义及符号，伏安关系，功率和储能。

7、电压源的数学模型、电磁特性及伏安特性，电流源的数学模型、电磁特性及伏安特性。

8、受控源的特点、类型、伏安特性和电路模型。

10．基尔霍夫定律，支路、结点、回路、网孔及结构约束的基本概念，基尔霍夫定律KCL 、KVL 。

（三）本章练习题或思考题1、已知图中电压源发出20W 功率，求电流i x 。

2、已知图中A e t i t-=2)(，求电压)(t u3、U 1=10V ， U 2=5V 。

分别求电源、电阻的功率。

4.求图示电路中的电流i 。

5.求图示电路中的电压u ab 。

8Va第二章 电阻电路的等效变换（一）本章学习目标“等效变换”在电路理论中是很重要的概念，电路等效变换的方法是电路问题分析中经常使用的方法。

等效变换的目的是简化电路，方便地求出需要求的结果。

《电路分析基础》练习题及答案．填空题(每空分)1) 电压和电流的参考方向一致，称为关联参考方向。

2) 电压和电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。

3) 电压和电流的负值，表明参考方向与实际方向不一致。

4) 若P>0(正值)，说明该元件消耗(或吸收) 功率，该元件为负载。

5) 若P<0(负值)，说明该元件产生(或发出) 功率，该元件为电源。

6) 任一电路中，产生的功率和消耗的功率应该相等，称为功率平衡定律。

7) 基尔霍夫电流定律( KCL )说明在集总参数电路中，在任一时刻，流出(或流出)任一节点或封闭面的各支路电流的代数和为零。

8) 基尔霍夫电压定律( KVL )说明在集总参数电路中，在任一时刻，沿任一回路巡行一周，各元件的电压代数和为零。

9) 端电压恒为u S (t)，与流过它的电流i 无关的二端元件称为电压源。

10) 输出电流恒为6V sc，与其端电压u 无关的二端元件称为电流源。

11) 几个电压源串联的等效电压等于所有电压源的电压代数和。

12) 几个电流源并联的等效电流等于所有电流源的电流代数和。

13) 某元件与理想电压源并联，其等效关系为该理想电压源。

14) 某元件与理想电流源串联，其等效关系为该理想电流源。

15) 两个电路的等效是指对外部而言，即保证端口的伏安特性( VCR ) 关系相同。

16) 有n 个节点， b 条支路的电路图，必有n－1 条树枝和b－n+1 条连枝。

17) 有n 个节点， b 条支路的电路图，其独立的KCL 方程为n－ 1 个，独立的KVL 方程数为b－n+1 。

18) 平面图的回路内再无任何支路的闭合回路称为网孔。

19) 在网孔分析法中，若在非公共支路有已知电流源，可作为已知网孔电流。

20) 在节点分析法中，若已知电压源接地，可作为已知节点电压。

21) 叠加定理只适用线性电路的分析。

受控源在叠加定理时， 不能 单独作用 ，也不能削去， 其大小和方向都随 控制量 变化。

电阻电路的一般分析方法 46 第3章流只在本回路中循环流动。

这一假设的电流称回路电流（Loop ），其参考向可以是顺时针，也可以是逆时针，回路绕向可兼作回路电流参考向。

3.2.1 回路电流法和网孔法以回路电流为待求量，应用KVL 建立回路电流方程，求解电路的方法，称之为回路电流法，当取网孔电流为未知量时，称网孔法。

应用回路电流法时，可以选一般回路，也可以选网孔。

不过选网孔列回路电流方程，仅适于平面电路，不适于立体电路。

平面电路是指将电路画在平面上时，电路中任意2条不相接的支路不能出现交叉，如果出现交叉为立体电路。

3.2.2 支路电流与回路电流的关系推导回路电流方程，首先需寻求回路电流和支路电流之间的关系。

图3-3所示电路有2个独立回路，选2个网孔为独立回路，设定网孔电流流动方向。

可以清楚的看出，当某支路只属于某一回路（或网孔），那么该支路电流就等于该回路（网孔）电流，如果某支路属于2个回路（或网孔）所共有，则该支路电流就等于流经该支路两回路（网孔）电流的代数和。

图3-3所示电路中1L1I I =，2L2I I =，3L1L2I I I =+。

图3-3 网孔电流流动方向3.2.3 回路电流法列写的方程回路电流在独立回路中是闭合的，对每个相关节点回路电流流进一次，必流出一次，所以回路电流自动满足KCL 。

因此回路电流法是对基本回路列写KVL 方程，方程数为b − (n − 1)与支路电流法相比，方程数减少n − 1个。

应用回路电流法分析电路的关键是如何简便、正确地列写出以回路电流为变量的回路电压方程。

以图3-3所示的电路为例列写网孔的KVL 方程，并从中归纳总结出简便列写回路KVL 方程的方法。

按网孔列写KVL 方程网孔1：1L13L1L2S1S3()R I R I I U U ++=-网孔2：2L23L1L2S2S3()R I R I I U U ++=-。

第三章电阻电路的一般分析一、教学基本要求电路的一般分析是指方程分析法，是以电路元件的约束特性（VCR）和电路的拓补约束特性（KCL、KVL）为依据，建立以支路电流或回路电流或结点电压为变量的电路方程组，解出所求的电压、电流和功率。

方程分析法的特点是：（1）具有普遍适用性，即无论线性和非线性电路都适用；（2）具有系统性，表现在不改变电路结构，应用KCL，KVL，元件的VCR建立电路变量方程，方程的建立有一套固定不变的步骤和格式，便于编程和用计算机计算。

本章学习的内容有：电路的图，KCL和KVL的独立方程数，支路电流法，网孔电流法，回路电流法，结点电压法。

本章内容以基尔霍夫定律为基础。

介绍的支路电流法、回路电流法和节点电压法适用于所有线性电路问题的分析，在后面章节中都要用到。

内容重点：会用观察电路的方法，熟练应用支路电流法，回路电流法，结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程，回路电流方程，结点电压方程，并求解。

预习知识：线性代数方程的求解难点：1. 独立回路的确定2. 正确理解每一种方法的依据3. 含独立电流源和受控电流源的电路的回路电流方程的列写4. 含独立电压源和受控电压源的电路的结点电压方程的列写二、学时安排总学时：6三、教学内容§3－1 电路的图1. 网络图论图论是拓扑学的一个分支，是富有趣味和应用极为广泛的一门学科。

图论的概念由瑞士数学家欧拉最早提出，欧拉在1736年发表的论文《依据几何位置的解题方法》中应用图的方法讨论了各尼斯堡七桥难题，见图3.1a和b所示。

图3.1 a 哥尼斯堡七桥 b 对应的图19～20世纪，图论主要研究一些游戏问题和古老的难题，如哈密顿图及四色问题。

1847年，基尔霍夫首先用图论来分析电网络，如今在电工领域，图论被用于网络分析和综合、通讯网络与开关网络的设计、集成电路布局及故障诊断、计算机结构设计及编译技术等等。

2. 电路的图电路的图是用以表示电路几何结构的图形，图中的支路和结点与电路的支路和结点一一对应，如图3.2所示，所以电路的图是点线的集合。

目录第一部分电阻电路分析第一章电路的基本概念和定律1-1电路和电路模型1-2电路的基本物理量1-3基尔霍夫定律1-4电阻元件1-5独立电压源和独立电流源1-6两类约束和电路方程1-7支路电流法1-8分压电路和分流电路第二章线性电阻电路分析2-1 电阻单口网络2-2 店主的星形联接与三角形联接2-3 网孔分析法2-4 节点分析法2-5 含受控源的电路分析第三章网络定理3-1 叠加定理3-2 戴维南定理3-3 诺顿定理和含源单口的等效电路3-4 最大功率传输定理3-5 替代定理第四章多段元件和双口网络4-1 理想变压器4-2 运算放大器的电路模型4-3 含运放的电阻电路分析4-4 双口网络的电压电流关系4-5 双口网络参数的计算4-6 互易双口和互易定理4-7 含双口网络的电路分析第五章简单非线性电阻电路分析5-1 非线性电阻元件5-2 非线性电阻的串联和并联5-3 简单非线性电阻电路的分析5-4 小信号分析第二部分动态电路分析第六章动态电路的时域分析6-1 电容元件与电感元件6-2 一阶电路的零输入响应6-3 一阶电路的零状态响应6-4 一阶电路的全响应6-5 三要素6-6 阶跃响应和冲激响应6-7 RLC串联电路的零输入响应第七章正玄稳态电路的相量分析7-1 正玄电压和电流7-2 相量法的基本概念7-3 两类约束的相量形式7-4 阻抗和导纳7-5 串并联电路分析7-6 一般电路分析7-7 正玄稳态电路的功率7-8 最大功率传输定理7-9 三相电路7-10正玄稳态响应的叠加第八章网络函数和频率特性8-1网络函数8-2 RC电路的频率特性8-3 谐振电路8-4 谐振电路的频率特性第九章含偶和电感的电路分析9-1 耦合电感的电压电流关系9-2 耦合电感的串联与并联9-3 耦合电感的去耦等效电路9-4 空心变压器电路的分析9-5 耦合电感与理想变压器的关系第三部分磁路和铁心线圈电路第十章磁路的铁心线圈电路10-1 磁场的基本物理量和主要定律10-2 磁铁物质的磁化曲线10-3 磁路和磁路定律10-4 恒定磁通磁路的计算10-5 交变磁通下的磁损耗和波形畸形10-6 铁心线圈的电路模型10-7 铁心变压器的电路模型第一部分电阻电路分析第一章电路的基本概念和定律介绍：电路的基本概念和基本变量阐述：集总参数电路的基本定律---基尔霍夫定律定义：三种常用的电路元件---电阻、独立电压源、独立电流源讨论：集总参数电路中，电压和电流必须满足的两种约束1-1电路和电路模型一、电路电路的作用：1.实现电能的传输和转换2.实现电信号传输、处理和存储实际电路：由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气元件和设备连接而成的电路，称为实际电路根据实际电路的尺寸（d）与其工作型号的波长（λ）的关系，可将它们分为两大类：满足d《λ的电路称为集总参数电路，其特点是电路中任两端点的电压和流入任一器件端钮的电流是完全确定的，与器件的几何尺寸和空间位置无关。

黑龙江工业学院《电路基础》试题答案一、填空题第一章电路模型和电路定律1、电路电源负载中间环节2、传输分配转换传递变换存储处理3、单一确切多元复杂电阻电感电容4、理想电路电路模型集总5、稳恒直流交流正弦交流6、电压两点电位7、电位8、电动势电源电源正极高电源负极低电源端电压9、电功焦耳度电功率瓦特千瓦10、关联非关联11、欧姆基尔霍夫 KCL 支路电流 KVL 元件上电压12、电压电流值电流电压13、电流电源导线负载开关14、正相反15、相反16、0.0117、0.45 48418、参考点 Ua—Ub Ub— Ua。

19、0 正负20、负正21、1728 4.8×10^-422、C d c23、通路开路（断路）短路24、大 10Ω 5Ω25、 = 非线性线性26、 22027、1 428、60V29、无无30、VCVS VCCS CCVS CCCS第二章电阻电路的等效变换1、 32、 20 13、导体半导体绝缘体导电强弱4、1：15、并联串联6、1。

5Ω7、-3W8.增加9.2A10.6V 2Ω11.2Ω12、-20W13.—30W14.90Ω15.断路第三章电阻电路的一般分析1、4 52、4 5 3 23、6A -2A 4A4、3Ω5、减少6、回路电流（或网孔电流）7、回路电流法8、结点电压法9、结点电压法10、叠加定理11、自阻互阻12、n-1 b—n+113、参考结点14、0 无限大15、n—1第四章电路定理1、线性2、短路开路保留不动3、不等于非线性4、有(完整word版)《电路基础》试题题库答案5、串联独立电源6、并联短路电流7、2A8.1A9.3A10.电源内阻负载电阻 U S2/4R011.无源电源控制量12.支路13.6.4Ω 28。

9W14.015、10V 0.2Ω16.-0.6A17、 5 V 1 Ω18、RL=Rs19、不一定20、无第六章储能元件1、耗电感电容2、自感3、互感4、关联非关联5、磁场电场6、开路隔直7、记忆（或无源）8、C1+C2+…+Cn9、L1+L2+…+Ln10、5A11、小于12、通阻通阻13、充电放电14、P1>P215.1。