【正文】 入?yún)⒖挤较虻囊?guī)定 。 在電路圖中所標(biāo)電壓 、 電流 、 電動(dòng)勢(shì)的方向 ， 一般均為參考方向 。 表達(dá)式 = R U I U、 I 參考方向相同 U = – IR U、 I 參考方向相反 圖 B 中若 I = –2 A， R = 3 ?，則 U = – (–2) ? 3 V = 6 V 電流的參考方向 與實(shí)際方向相反 圖 A 或 圖 B R U I + – I R U + – + – 圖 C R U I 電壓與電流參 考方向相反 第 1章 電路及其分析方法 電源有載工作、開(kāi)路與短路 電源有載工作 E I U 1． 電壓與電流 R0 R a b c d R + R0 I = E E R0I 電源的外特性曲線 當(dāng) R0 R 時(shí)， 則 U ? E 說(shuō)明電源帶負(fù)載能力強(qiáng) I U O + _ + _ U U = RI 或 U = E – R0I 電源有載工作 第 1章 電路及其分析方法 電源有載工作 1． 電壓與電流 U = RI U = E – R0I 2． 功率與功率平衡 UI = EI – R0I2 P = PE – ?P 電源產(chǎn) 生功率 內(nèi)阻消 耗功率 電源輸 出功率 功率的單位：瓦 [特 ](W) 或千瓦 (kW) 電源產(chǎn) 生功率 = 負(fù)載取 用功率 + 內(nèi)阻消 耗功率 功率 平衡式 E I U R0 R a b c d + _ + _ R + R0 I = E 第 1章 電路及其分析方法 電源有載工作 3．電源與負(fù)載的判別 根據(jù)電壓、電流的實(shí)際方向判別，若 U 和 I 的實(shí)際方向相反，則是 電源 ， 發(fā)出功率； U 和 I 的實(shí)際方向相同，是 負(fù)載 ，取用功率。 電氣設(shè)備不在額定 條件下運(yùn)行的危害： 不能充分利用設(shè)備的能力； 降低設(shè)備的使用壽命甚至損壞設(shè)備。 第 1章 電路及其分析方法 U = 0 I 視電路而定 有 源 電 路 電源有載工作、開(kāi)路與短路 電源短路 由于某種需要將電路的某一段短路 ， 稱為短接 。 故有 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 第 1章 電路及其分析方法 基爾霍夫電流定律 (KCL) 若以流向結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù) ，背向結(jié)點(diǎn)的電流為正 ， 則根據(jù)KCL， 結(jié)點(diǎn) a 可以寫(xiě)出 I1 I2 I3 I4 a I1 – I2+ I3 + I4 = 0 [例 ] 上圖中若 I1= 9 A， I2 = –2 A， I4 = 8 A，求 I3 。 由于電路中任意一點(diǎn)的瞬時(shí)電位具有單值性 ， 故有 在任一瞬間 ， 沿任一回路循行方向 ， 回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零 。 (–2) + 8 – 5 – U4+ (–3) = 0 U4 = –2 V I = 1 A I 沿順時(shí)針?lè)较蛄袑?xiě)回路 的 KVL 方程式 ， 有 代入數(shù)據(jù) ， 有 U4 = – IR4 第 1章 電路及其分析方法 電阻 的 串聯(lián) 與并 聯(lián) 電阻的串聯(lián) 電阻的串聯(lián) 電路中兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相連 ，并且在這些電阻中通過(guò)同一電流 ， 則這樣的連接方法稱為電阻的串聯(lián) 。 RL = 50 ?， U = 220 V 。 [解 ] UL = 0 IL = 0 (1)在 a 點(diǎn)： eaea220 A 2 . 2 A100UIR? ? ?RL UL IL U + – a b c d e + – 第 1章 電路及其分析方法 RL UL IL U + – a b c d e + – [解 ] (2)在 c 點(diǎn)： c a Lecc a L5 0 5 0( 5 0 )5 0 5 075RRRRRR??? ? ? ? ?????ec220 A 2 . 9 3 A75UIR? ? ?? 等效電阻 R? 為 Rca 與 RL 并聯(lián)， 再與 Rec 串聯(lián)，即 ??? IIUL = RLIL = 50 ? V = V 注意 ， 這時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)雖在變阻器的中點(diǎn) ， 但是輸出電壓不等于電源電壓的一半 ， 而是 V。 凡不能用電阻串并聯(lián)等效化簡(jiǎn)的電路 ， 稱為復(fù)雜電路 。 支路電流法求解電路的步驟 A I2 I1 I3 R1 + – R2 R3 + – E2 E1 E1 – E2 = I1 R1 – I2 R2 E2 = I2 R2 + I3 R3 第 1章 電路及其分析方法 疊加定理 在多個(gè)電源共同作用的 線性 電路中 ， 某一支路的 電壓(電流 )等于每個(gè)電源單獨(dú)作用 ， 在該支路上所產(chǎn)生的 電壓 (電流 )的代數(shù)和 。 其中 E1 = 140 V E2 = 90 V R1 = 20 ? R2 = 5 ? R3 = 6 ? 第 1章 電路及其分析方法 [解 ] 把原圖拆分成由 E1 和 E2 單獨(dú)作用兩個(gè)電路 。 + – 10 A 5 ? 15 ? 20 V + – U 2 ? 4 ? [解 ] 根據(jù)疊加定理 ， 20 V 電壓源和 5 A 電流源作用在 5 ? 電阻上所產(chǎn)生的電壓 U 等于 U = U? + U ? = (5 ? ) V = ? V 5 ? 電阻的功率為 P = 5 (–)2 W = W 若用疊加定理計(jì)算功率將有 )(22??????? ???P用疊加定理計(jì)算功率是錯(cuò)誤的 。 第 1章 電路及其分析方法 電流源 外特性曲線 U0 = IS R0 IS O I/A U/V 理 想 電 流 源 電 流 源 將式 U = E – R0 I 兩邊邊同除以 R0，則得 R0 U R0 E = – I = IS – I R0 U 即 IS = + I 當(dāng) R0 = ? 時(shí) ， I 恒等于 IS 是一定值 ， 而其兩端電壓 U 是任意的 ， 由負(fù)載電阻和 IS 確定 ， 這樣的電源稱為 理想電流源或恒流源 。 注意 第 1章 電路及其分析方法 [例 1] 用電源等效變換方法求圖示電路中 I3。 其中恒壓源的電動(dòng)勢(shì)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓 ， 串聯(lián)電阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)所有獨(dú)立源都不作用時(shí)由端鈕看進(jìn)去的等效電阻 。 I1 I2 R1 R2 I3 R3 + _ _ + E1 E2 a b [解 ] 上圖可以化為右圖所示的等效電路 。 所謂穩(wěn)態(tài)是指電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)一定時(shí) ， 電路中電壓 、 電流不變 。 第 1章 電路及其分析方法 上式表明電阻將全部電能消耗掉，轉(zhuǎn)換成熱能。 瞬時(shí)功率 tiLiuip dd??p 0， L 把電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能，吸收功率。 如： 電路接通 、 斷開(kāi)或結(jié)構(gòu)和參數(shù)發(fā)生變化等 。 [解 ] 由 t = 0? 的電路 uC(0?) = 0 iL(0?) = 0 因此 uC(0+) = 0 iL(0+) = 0 第 1章 電路及其分析方法 + ? U R1 i + ? uL iL R2 R3 uC + ? iC t = 0+ 在 t = 0+ 的電路中 電容元件短路 ， 電感元件開(kāi)路 ， 求出各初始值 uL(0+) = R2iC(0+) = 4 ? 1 V = 4 V A1A42 6)0()0(21?????? ?? RR Uii C第 1章 電路及其分析方法 RC 電路的暫態(tài)分析 1． 零狀態(tài)響應(yīng) 所謂 RC 電路的零狀態(tài) ， 是指換路前電容元件未儲(chǔ)有能量 ， 即 uC(0?) = 0。 3． 全響應(yīng) 所謂 RC 電路的全響應(yīng) ， 是指電源激勵(lì)和電容元件的初始狀態(tài) uC(0+) 均不為零時(shí)電路的響應(yīng) ， 也就是零狀態(tài)響應(yīng)與零輸入響應(yīng)兩者的疊加 。 第 1章 電路及其分析方法 2? 3?1?U t O uC 設(shè) ?1 ? 2 ? 3 第 1章 電路及其分析方法 暫態(tài)時(shí)間 理論上認(rèn)為 t ? ?、 uC ? 0 電路達(dá)穩(wěn)態(tài) 工程上認(rèn)為 t = (3 ~ 5)?、 uC ? 0 電容放電基本結(jié)束。 (三要素 ) 利用求三要素的方法求解暫態(tài)過(guò)程 ， 稱為三要素法 。 2． 三要素法 初始值 穩(wěn)態(tài)值 時(shí)間常數(shù) 求 (三要素 ) 第 1章 電路及其分析方法 三要素法求解暫態(tài)過(guò)程的要點(diǎn) (1)求初始值 、 穩(wěn)態(tài)值 、 時(shí)間常數(shù)； (3)畫(huà)出暫態(tài)電路電壓 、 電流隨時(shí)間變化的曲線 。 第 1章 電路及其分析方法 若不畫(huà) t = (0+) 的等效電路 ， 則在所列 t = 0+ 時(shí) 的方程中應(yīng)有 uC = uC(0+)、 iL = iL (0+)。 即從儲(chǔ)能元件兩端看進(jìn)去的等效電阻 ，如圖所示 。 V2)0()0(2112 ??????? RRURuuCCV4)(2122 ?????RRURuC第 1章 電路及其分析方法 [例 2] 在下圖中 ， 已知 U1 = 3 V， U2 = +6 V， R1 = 1 k?， R2 = 2 k?， C = 3 ?F， t 0 時(shí)電路已處于穩(wěn)態(tài) 。 [解 ] – U1 C – + 1 + uC U2 – +