【正文】 電路的基本概念與基本定律 ［ 例 14］ 求圖 119所示電路中的電流 I和電壓 U。 例如電流源 ， 當外電路開路時 ， I=0， U=E=IsR0， 內(nèi)部仍有電流 Is， 故內(nèi)阻上有功率損耗； 但電壓源開路時 ， 內(nèi)阻上并不損耗功率 。 而理想電流源的 I=Is是恒定的 ， U決定于外電路負載 ， 是不恒定的 ， 故兩者不能等效 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 120 例 15的電路 ＋－E1＝ 1 0 V Is＝ 5 A UR ＝ 2 ?I( a )Is1＝ 5 A U R ＝ 2 ?I( b )R0＝ 2 ?R0＝ 2 ? Is＝ 5 AIs2UR ＝ 2 ?I( c )R0＝ 2 ?第 1章 電路的基本概念與基本定律 ［ 例 15］ 求圖 120(a)所示電路中的電流 I和電壓 U。 基爾霍夫定律又分為電流定律和電壓定律 ， 是分析電路的重要基礎(chǔ) 。 圖 121所示的電路有三條支路 ， 支路電流分別為 I I2和 I3。 對于圖 121所示電路中的節(jié)點 a， 應(yīng)用基爾霍夫電流定律可寫出 I1+I2=I3 也可改寫為 I1+I2I3=0 即 ∑Ik=0 （ 120） 第 1章 電路的基本概念與基本定律 式中 Ik是連接于該節(jié)點的各支路電流 ， k=1, 2, …, n（ 設(shè)有 n條支路匯接于該節(jié)點 ） 。 這里流入或流出都是根據(jù)參考方向來說的 。 ［ 解 ］ 假設(shè)一閉合面將三個電阻包圍起來 ， 如圖 122所示 ， 則有 I1I2+I3=0 所以 I3=I1+I2=1+5=4 A 第 1章 電路的基本概念與基本定律 基爾霍夫電壓定律 （ KVL） 電路中由若干支路所組成的閉合路徑稱為回路 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 在應(yīng)用該定律列寫方程時 ， 必須首先假定各支路電壓的參考方向并指定回路的繞行方向 （ 逆時針或順時針 ） ， 當支路電壓與回路繞行方向一致時取 “ +”號 ， 相反時取 “ ”號 。 這就是基爾霍夫電壓定律的另一種表達形式 ， 可敘述為任一瞬時 ， 電路中的任一回路各電壓降的代數(shù)和恒等于這個回路內(nèi)各電動勢的代數(shù)和 。 ［ 解 ］ 電路中各支路電流的參考方向及回路的繞行方向如圖 125所示 ， 各支路電壓與電流采取關(guān)聯(lián)參考方向 。 使用電路元件必須注意其額定值 。 參考方向一經(jīng)選定 ， 在解題過程中不能更改 。 理想電路元件有電阻元件 、 電感元件 、 電容元件 、 理想電壓源和理想電流源 ， 它們只有單一的電磁性質(zhì) 。 電路中某點的電位等于該點與 “ 參考點 ” 之間的電壓 。 KVL適用于回路， 其表達式為∑U=0， 表示任一瞬間， 沿任一閉和回路， 回路中各部分電壓的代數(shù)和為零。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 126 習題 11的電路 ＋－ER0IU＋－第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 127 習題 12的電路 ＋－ER0IR第 1章 電路的基本概念與基本定律 12 某直流電源的額定功率 PN=200 W， 額定電壓UN=50 V, 內(nèi)阻 R0= Ω， 負載電阻 R可以調(diào)節(jié) ， 如圖127所示 。 16 圖 130所示電路 ， 已知 E=12 V, R1=6 Ω, R2=3 Ω, R3=4 Ω, R4=8 Ω, 試計算電流 I I2和電壓 U。 19 求圖 133所示電路中的電壓 UAB。 112 對圖 136所示電路 ， 試計算開關(guān) S斷開和閉合時 A點的電位 VA。 試求 Il3及各負載的電流 I I I3。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 129 習題 15的圖 ＋－5 V1 0 ?4 0 ?I＋－U( a )＋－1 A1 0 ?4 0 ?I( b )U＋－1 A1 0 ?4 0 ?I( c )U＋－1 A1 0 ?I( d )U＋－5 0 V第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 130 習題 16的電路 I1R1UI2R3R2R4＋ －E第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 131 習題 17的電路 ＋－E1R1I1R2I2I4R4＋ －E2R3I3＋－E3第 1章 電路的基本概念與基本定律 18 圖 132所示電路中 ， 若以 B為參考點 ， 求 A、 C、 D三點的電位及 UAC、 UAD、 UCD。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 13 今有 220 V 40 W和 220 V[KG*2]100 W的燈泡各一只 ， 將它們并聯(lián)接在 220 V電源上 ， 哪個燈泡更亮 ？為什么 ？ 若串聯(lián)后再接到 220 V電源上 ， 哪個燈泡亮 ？為什么 ？ 14 某直流電源的伏安特性曲線如圖 128所示 ， 試畫出此電源的兩種電路模型 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 思考題與習題 11 某有源支路接于 U=230 V的電源上 ， 極性如圖126所示 ， 支路電阻為 R0= Ω， 測得電路中的電流I=5 A。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 基爾霍夫定律是電路的基本定律， 它分為電流定律（ KCL）和電壓定律（ KVL）。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 一個實際的直流電源可采用兩種理論模型 ， 即電壓源模型和電流源模型 ， 兩者之間可以進行等效變換 ， 其變換的條件為 Is=E/R0。 在未標出參考方向的情況下 ， 其正負是無意義的 。 應(yīng)防止發(fā)生短路故障 。 電流 、 電壓 、 電動勢和功率是電路的主要物理量 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 ［ 例 17］ 圖 124所示為某電路中的一個回路 ， 部分元件參數(shù)及支路電流已在電路中標出 ， 求未知參數(shù)R3及電壓 UBD。 圖 123是某電路的一部分 ， 各支路電壓的參考方向和回路的繞行方向如圖所示 ， 應(yīng)用基爾霍夫電壓定律 ， 可以列出 UAB+UBC+UCD=E1+I1R1+I2R2+E2I3R3=0 第 1章 電路的基本概念與基本定律 將上式進行整理后可得 I1R1+I2R2I3R3=E1E2 即 ∑RkIk=∑Ej （ 122） 式中 ， k=1， 2， 3。 該定律可敘述為任一瞬時 ， 沿任一閉合回路繞行一周 ， 回路中各支路電壓的代數(shù)和恒等于零 。 該假設(shè)閉合面稱為廣義節(jié)點 。 在應(yīng)用基爾霍夫電流定律時 ， 首先要假定各支路電流的參考方向 。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 基爾霍夫電流定律 （ KCL） 基爾霍夫電流定律反映了電路中任一節(jié)點各支路電流之間的約束關(guān)系 ， 反映了電流的連續(xù)性 。 同一支路上的各元件流過相同的電流 ， 即支路電流 。 圖 120(b)中 ， AREIs 5210011 ??? 將兩個并聯(lián)的電流源合并成一個等效電流源 ， 如圖 120(c)所示 。 凡是電動勢為 E的理想電壓源與某電阻 R串聯(lián)的有源支路 ， 都可以變換成電流為 Is的理想電流源與電阻 R并聯(lián)的有源支路 ， 反之亦然 。 (3) 理想電壓源與理想電流源不能相互等效變換 。 其等效變換的條件是內(nèi)阻 R0相等 ， 且 0REIs ? （ 118） 第 1章 電路的基本概念與基本定律 例如 , 已知 E與 R0串聯(lián)的電壓源 ， 則與其等效的電流源的短路電流 Is=E/R0， 而 R0與 Is并聯(lián)； 如果已知 Is與R0并聯(lián)的電流源 ， 則與之等效的電壓源的電動勢E=R0Is， 而 R0與 E串聯(lián) 。 這種輸出電流恒定 ， 不受端電壓影響的電流源稱為理想電流源 ， 其符號如圖118所示 。 當電流源開路時 ， I=0， U=U0=IsR0； 當電流源短路時 ， U=0， I=Is。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 圖 116 電流源與外電路的連接 IsR0U R第 1章 電路的基本概念與基本定律 式（ 117）表明， 一個實際的電源也可用電流源模型來表示， 即用一個電流 Is和內(nèi)電阻 R0相并聯(lián)的理想元件的組合來表示。 在理想情況下， R0=0， 它的伏安特性是一條平行于橫軸的直線， 表明負載變化時， 電源的端電壓恒等于電源的電動勢， 即 U=E。 當電源開路時 ， I=0， U=U0=E； 當電源短路時 ， U=0， I=Is=E/R0。 第 1章 電路的基本概念與基本定律 電