電路分析基礎(chǔ)第1章集總參數(shù)電路中電壓、電流的約束關(guān)系(編輯修改稿)
2025-01-04 11:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 p和 i、 u一樣，也是代數(shù)量，可正、可負(fù)。 注意 : （ 1） 計算功率時 ， 一定要根據(jù) u、 i 方向的相互關(guān)系 （關(guān)聯(lián)或非關(guān)聯(lián) ） ， 選用相應(yīng)的計算公式 。 （ 2） 不論用哪個公式算出的功率 ， 只要 p 0， 則表示該元件或電路吸收功率 ， p 0， 則表示該元件或電路提供功率 。 （ 3） 對同一元件 ， 當(dāng) u、 i一定時 ， 不論電壓 、 電流是選取關(guān)聯(lián) ， 還是非關(guān)聯(lián)方向 ， 算出的功率結(jié)果必定相同 。 （ 4）一般在計算功率時，不需標(biāo)出功率的參考方向，功率的正、負(fù)只需用功率是吸收或提供來表示。 例 14 在下圖電路中，已知 U1=1V, U2=6V, U3=4V, U4=5V, U5=10V, I1=1A, I2=3A , I3=4A, I4=1A, I5=3A。 試求： (1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整個電路吸收的功率。 W1)A1()V1(111 ???? IUP W18)A3()V6(222 ?????? IUPW16)A4()V4(333 ??????? IUP3 0 W )(W30)A3()V10(555發(fā)出????????? IUP5 W )(W5)A1()V5(444發(fā)出?????? IUP 例 14 在下圖電路中，已知 U1=1V, U2=6V, U3=4V,U4=5V, U5=10V, I1=1A, I2=3A , I3=4A, I4=1A, I5=3A。 ?????????????5154321 0W)30516181(kk PPPPPP整個電路吸收的功率為 解：各二端元件吸收的功率為 電路模型的概念 集總參數(shù)電路的概念 參考方向的概念 功率的計算 上次課小結(jié) 167。 13 基爾霍夫定律 一、電路的幾個名詞 支路： 每一個二端元件為一條支路 。 （ 流過同一電流的分支） 支路電流： 流經(jīng)支路的電流。 支路電壓： 支路兩端的電壓。 節(jié)點： 兩條或兩條以上支路的連接點。 回路： 由若干支路構(gòu)成的任一閉合路徑。 網(wǎng)孔： 在回路內(nèi)部不另含有支路的回路。只適用于平面電路。 1 2 3 4 5 b a c d ????????二、基爾霍夫電流定律 (KCL) KCL： 對于任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點，在 任一時刻，流出（或流進(jìn)）該節(jié)點的所有支路電流的 代數(shù)和 恒為零，即 i1 i4 b a 1( ) 0kjjit??? 一般對電路某節(jié)點列寫 KCL方程時， 流出該節(jié)點的支路電流取正號，流入該節(jié)點的支路電流取負(fù)號 。 注意：流入、流出均對參考方向而言 KCL應(yīng)用于節(jié)點時應(yīng)首先指定電流的參考方向 i2 i3 i5 KCL方程 : 以 基爾霍夫電流定律 在電路各節(jié)點處列寫的方程式。 節(jié)點 A: I1 I5 I4 I2 I3 I6 A B C D I1 + I2 + I3=0 節(jié)點 B: I2 + I4 + I5=0 節(jié)點 C: 節(jié)點 D: I3 I4 + I6=0 + I1 I5 I6=0 ( I1 = I5 + I6 ) 3 6 4 7 2 1 5 注意： 在 列寫 KCL方程時，要特別注意兩套符號的含義： 1） 方程中各項前的正、負(fù)符號 取決于電流參考方向?qū)?jié)點的相對關(guān)系。流進(jìn)、流出兩種表示可任意選擇。 ① 流出節(jié)點為正，流入節(jié)點為負(fù) ② 流入節(jié)點為正，流出節(jié)點為負(fù) 兩種表示可任意選擇。但 一般采用 ： 流出節(jié)點的電流取正，流入節(jié)點的電流取負(fù)。 2） 電流本身數(shù)值的正、負(fù)號 ，其取決于電流實際方向與參考方向的相對關(guān)系。 推廣 ?對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，流出任一節(jié)點的電流和等于流入該節(jié)點的電流和。即： ? 對于任一集總參數(shù)電路，在任一時刻，流出（流入）任一閉合面的電流 代數(shù)和 等于零。即： ? ?? )()( titi 入出???10)(kk ti閉合面也稱為廣義節(jié)點。 舉例：圖示電路，求 I1和 I2。 KCL定律的物理意義 0?? ?? dtdqdtdq 出入在節(jié)點上只有電荷的移動，無電荷的積累和消失 反映電荷的守恒性和電流的連續(xù)性 KCL描述了電路中各 電流 的 約束 關(guān)系，只與電路元件之間的連接有關(guān)，與元件的性質(zhì)無關(guān)， 是給電路所加的拓?fù)浼s束。 KCL定律的實質(zhì) KCL定律的物理意義與實質(zhì) 例 15 若已知 i1=1A, i3=3A和 i5=5A，則由 KCL可求得： A4A3A1 0 312321 ???????????? iiiiiiA2A5A30 534543 ??????????? iiiiiiA50 5665 ?????? iiii3A 5A 1A 4A 2A 5A 幾點結(jié)論 ? KCL表達(dá)了電路中支路電流間的約束關(guān)系，體現(xiàn)在電路中的各個節(jié)點上。 ? KCL與電路元件的性質(zhì)無關(guān)。 ? KCL物理意義 :反映電荷的守恒性。 ? KCL可推廣用于電路中任意假想封閉面。 三、基爾霍夫電壓定律 (KVL) ? ??k1jj 0)t(uU4 _ + _ + _ U3 U1 a b + _ + U2 例如上圖，若沿順時針繞行： U 1 － U 2 － U 3 ＋ U 4 ＝ 0 － U 4 ＋ U 3 ＋ U 2 － U 1 ＝ 0 若沿逆時針方向繞行： KVL 對于任一集總參數(shù)電路中的任一回路，在任一時刻，沿著該回路的所有支路 電壓降 (電壓升） 的 代數(shù)和 恒為零。即： 一般在列寫回路 KVL方程時，其電壓參考方向與回路繞行方向相同的支路電壓取正號，與
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