【正文】 第一章 直流電路 (11) 第一章 直流電路 167。 電路與電路模型 167。 電流、電壓、電位 167。 電功率 167。 電阻元件 167。 電壓源與電流源 167。 基爾霍夫定律 167。 支路電流法 167。 節(jié)點(diǎn)電位分析法 167。 疊加原理 167。 等效電源定理 167。 含受控源的電阻電路 167。 簡單的電阻電路 第一章 直流電路 (12) 167。 電路與電路模型 電池 燈泡 Us I R U + _ 負(fù)載 電源 一個(gè)最簡單的實(shí)例 電源：為電路提供電能量的元件。 負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換為其它形式能量的元件。 第一章 直流電路 (13) 167。 電流、電壓、電位 一、物理量的 正方向 ： 實(shí)際正方向 假設(shè)正方向 實(shí)際正方向 ： 物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。 假設(shè)正方向 （參考正方向）： 在分析計(jì)算時(shí)，對(duì)電量人為規(guī)定的方向。 US I R U + _ 第一章 直流電路 (14) 二、物理量正方向的表示方法 u a _ + 正負(fù)號(hào) b Uab（ 高電位在前， 低電位在后） 雙下標(biāo) 箭 頭 u a b 電壓 + I R 電流：從高電位 指向低電位。 I R Uab US + _ a b 電池 燈泡 第一章 直流電路 (15) 電路分析中的 假設(shè) 正方向 （參考方向） 問題的提出 ：在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量 的實(shí)際方向，電路如何求解？ 電流方向 A?B？ 電流方向 B?A？ US1 A B R US2 第一章 直流電路 (16) (1) 在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向； 解題方法 (3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向： 若計(jì)算結(jié)果為 正 ，則實(shí)際方向與假設(shè)方向 一致 ； 若計(jì)算結(jié)果為 負(fù) ，則實(shí)際方向與假設(shè)方向 相反 。 (2) 根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；并依此進(jìn)行計(jì)算。 US1 A B R US2 IR 第一章 直流電路 (17) 在電路中任選一節(jié)點(diǎn)，設(shè)其電位為零 (用 此點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。其它各節(jié)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，便是 該節(jié)點(diǎn)的電位。記為： “ VX”（注意：電位為單下標(biāo)）。 標(biāo)記 ), Va = 5V a 點(diǎn)電位： a b 1? 5A a b 1? 5A Vb = 5V b 點(diǎn)電位： 三、 電位的概念 第一章 直流電路 (18) ① 電位值是相對(duì)的 ,參考點(diǎn)選得不同，電路中其它各點(diǎn)的電位也將隨之改變； ② 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的 ，不會(huì)因參考點(diǎn)的不同而改變。 注意：電位和電壓的區(qū)別 Va = 5V a 點(diǎn)電位： a b 1? 5A a b 1? 5A Vb = 5V b 點(diǎn)電位： 第一章 直流電路 (19) 電位在電路中的表示法 R1 R3 +E1 E2 R2 E1 + _ E2 + _ R1 R2 第一章 直流電路 (110) +15V 15V 參考電位在哪里 ？ 15V + 15V + R1 R2 R1 R2 第一章 直流電路 (111) 例： * 電路中的參考點(diǎn)是人為確定的， b R1=20 R2=5 U2=90V U1=140V + R3=6 + _ d a c I1=4A I2=6A I3=10A b R1=20 R2=5 Ud= +90V UC= +140V R3=6 d a c I1=4A I2=6A I3=10A * 電路中的電位隨參考點(diǎn)而定，但是兩點(diǎn)之間的電壓不隨參考點(diǎn)的變化而改變。 第一章 直流電路 (112) b R1=20 R2=5 Vd= +90V VC= +140V R3=6 d a c I1=4A I2=6A I3=10A b R1=20 R2=5 R3=6 d a c I1=4A I2=6A I3=10A VVb 0?VV a 60?VV C 1 4 0?VV d 90?VV b 60??VVa 0?VV C 80?VV d 30?V309060 ????daad VVU ??V30)30(0 ????daad VVU ??第一章 直流電路 (113) 167。 電功率 如果 U I方向不一致結(jié)果如何？ a I R U b 功率的概念 ： 設(shè)電路中任意兩點(diǎn)間的電壓為 U ，流入此部分電路的電流為 I， 則這部分電路消耗的功率為 : [ W ] IUP ??功率有正負(fù)！ 第一章 直流電路 (114) 在 U、 I 正 方向選擇一致的前提下， I R U a b 或 I R U a b “ 吸收功率”（負(fù)載） “ 發(fā)出功率”（電源） 若 P = UI ? 0 若 P = UI ? 0 I U a b + 根據(jù)能量守衡關(guān)系 P（吸收） = P（發(fā)出） P = UI 當(dāng)電壓電流的 正方向相反時(shí) : a E + b I Uab RO RL 功率平衡方程 0?? P第一章 直流電路 (115) 當(dāng)計(jì)算出某部分電路的 P 0 時(shí) , 則說明 U、 I 的實(shí)際方向一致，此部分電路消耗電功率，其性質(zhì)為 負(fù)載 。 所以，從 P 的 + 或 可以區(qū)分電路器件的性質(zhì)，或是電源，或是負(fù)載。 結(jié) 論 在進(jìn)行功率計(jì)算時(shí)， 如果假設(shè) U、 I 正方向一致 . 當(dāng)計(jì)算出某部分電路的 P 0 時(shí) , 則說明 U、 I 的實(shí)際方向相反，此部分電路發(fā)出電功率，其性質(zhì)為 電源 。 第一章 直流電路 (116) 167。 電阻元件及歐姆定律 R u i i u c ons tiuR??i u c ons tiuR??線性電阻 非線性電阻 電阻 R （常用單位： ?、 k?、 M? ） 第一章 直流電路 (117) 注意 ： 利用 歐姆定律列方程時(shí)，一定要在 圖中標(biāo)明正方向。 R U I IRU ? IRU ??R U I IRU ??R U I 歐姆定律 第一章 直流電路 (118) 廣義歐姆定律 (支路中含有電動(dòng)勢(shì)時(shí)的歐姆定律 ) EIRU ab ??REUI ab??當(dāng) UabE 時(shí)， I 0 表明方向與圖中假設(shè)方向一致 當(dāng) UabE 時(shí)， I 0 表明方向與圖中假設(shè)方向相反 E + _ b a I Uab R 第一章 直流電路 (119) (4) 為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)， 習(xí)慣上 把 I 與 U 的方向 按相同方向假設(shè)，既 “一致方向” 。 (1) 方程式 U/I=R 僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。 (2) “實(shí)際方向” 是物理中規(guī)定的，而 “假設(shè)正方向”則 是人們?cè)谶M(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí) ,任意假設(shè)的。 (3) 在以后的解題過程中，注意一定要 先假定“ 正方向” (即在圖中表明物理量的參考方向 )，然后再列方程 計(jì)算。缺少“參考方向”的物理量是無意義的 . 提示 第一章 直流電路 (120) 167。 電壓源與電流源 一 .電壓源 SS IRUU ??I + U RS US I U US RS越大 斜率越大 R0 增加 理想的電源特性 特點(diǎn) ： (1）輸出電 壓不變，其值恒等于電動(dòng)勢(shì)。 即 Uab ? US； （ 2）電源中的電流由外電路決定。 理想電壓源 （恒壓源） : RS= 0 時(shí)的電壓源 . 第一章 直流電路 (121) 恒壓源中的電流由外電路決定 設(shè) : US = 10V 當(dāng) R1 、 R2 同時(shí)接入時(shí)： I=10A I US + _ a b Uab R2 2? 例 當(dāng) R1接入時(shí) ： I=5A 則： 2? R1 第一章 直流電路 (122) 二 . 電流源 b IS RS a Uab I SabS RUII ??Is Uab I 伏安特性 電流源模型 RS RS越大 特性越陡 第一章 直流電路 (123) 理想電流源（ 恒流源 ): RS=? 時(shí)的電流源 . 特點(diǎn) ：（ 1）輸出電流不變，其值恒等于電 流源電流 IS； a b I Uab Is I Uab IS 伏 安 特 性 （ 2）輸出電壓由外電路決定。 第一章 直流電路 (124) 恒流源兩端電壓由外電路決定 I U Is R 設(shè) : IS=1 A R=10 ? 時(shí)， U =10 V R=1 ? 時(shí)， U =1 V 則 : 例 第一章 直流電路 (125) 例題 原則 ： Is不能變， US 不能變。 Sab UIRU ??電壓源中的電流 I= IS 恒流源兩端的電壓 b _ + I US R a Uab=? Is ① 電壓源中的電流 如何決定？ ② 電流 源兩端的電壓等 于多少？ 第一章 直流電路 (126) 恒壓源與恒流源特性比較 恒壓源 恒流源 不 變 量 變 化 量 US + _ a b I Uab Uab = US （常數(shù)） Uab的大小、方向均為恒定， 外電路負(fù)載對(duì) Uab 無影響。 I a b Uab Is I = Is （常數(shù)） I 的大小、方向均為恒定， 外電路負(fù)載對(duì) I 無影響。 輸出電流 I 可變 I 的大小、方向均 由外電路決定 端電壓 Uab 可變 Uab 的大小、方向 均由外電路決定 第一章 直流電路 (127) 三 .兩種電源的等效互換 等效互換的條件：對(duì)外的電壓電流相等。 I = I 39。 Uab = Uab39。 即： I RS + US b a Uab Uab39。 IS a b I 39。 RS39。 第一章 直流電路 (128) 等效互換公式 SSab RIUU ??? ? ?39。RI39。39。RI39。RI3