【文章內(nèi)容簡介】 =USUR=USIRi 例1．4圖1．24所示電路，直流電壓源的電壓US=10V。求：（1）R=∞時(shí)的電壓U，電流I；（2）R=10Ω時(shí)的電壓U，電流I；（3）R→0Ω時(shí)的電壓U，電流I。解：（1）R=∞時(shí)即外電路開路，US為理想電壓源，故 U=US=10V 則： I=UUS==0RR（2）R=10Ω時(shí)，U=US=10V 則：I=UUS10==A=1ARR10UUS=174。165。RR（3）R→0Ω時(shí)，U=US=10V 則：I= 電流源1．理想電流源理想電流源簡稱為電流源，是一個(gè)二端元件，它有兩個(gè)基本特點(diǎn)：（1）無論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值IS，或?yàn)橐欢〞r(shí)間的函數(shù)iS（t）。（2）電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于外電路。電流源在電路圖中的符號如圖1．25所示。直流電流源的伏安特性如圖1．26所示。2．實(shí)際電流源實(shí)際直流電流源的輸出電流為：I=IS1URi39。實(shí)際的直流電流源可用數(shù)值等于IS的理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻Ri?相并聯(lián)的模型來表示，如圖1．27（a）所示。實(shí)際直流電流源的伏安特性，如圖1．27（b）所示。例1．5 圖1．28所示電路，直流電流源的電流IS=1A。求：（1）R →∞時(shí)的電流I，電壓U；（2）R=10Ω時(shí)的電流I，電壓U；（3）R=0Ω時(shí)的電流I，電壓U。解：（1）R→∞時(shí)即外電路開路，IS為理想電流源，故I=IS=1A 則U=IR174。165。（2）R=10Ω時(shí)，I=IS=1A則：U=IR=ISR=1180。10V=10V（3）R=0Ω時(shí)，I=IS=1A則:U=IR=ISR=1180。0V=0V 電源的等效變換電源的電路模型有電壓源模型和電流源模型，如圖1．29所示。在圖1．29（a）電路中，有：U=USIRi 式中，US為電壓源的電壓。在圖1．29（b）電路中，有：I=IS1U39。Ri整理得 ： U=ISRi – Iri式中，IS 為電流源的電流。實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源若要等效互換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數(shù)必須滿足條件：Ri= Ri ；US=IS Ri在進(jìn)行等效互換時(shí)，電壓源的電壓極性與電流源的電流方向參考方向要求一致，也就是說電壓源的正極對應(yīng)著電流源電流的流出端。應(yīng)用電源等效互換分析電路時(shí)還應(yīng)注意這樣幾點(diǎn)：（1）電源等效互換是電路等效變換的一種方法。（2）有內(nèi)阻Ri的實(shí)際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效；理想的電壓源與理想的電流源之間不便互換。（3）電源等效互換的方法可以推廣運(yùn)用。例1．6 已知Us1=4V，Is2=2A，R2=，試等效化簡圖1．30所示電路。解：在圖1．30（a）中，把電流源IS2與電阻R2的并聯(lián)變換為電壓源US2與電阻R2的串聯(lián)，電路變換如圖1．30（b），其中US2=R2180。IS2=12180。2V=24V在圖1．30（b）中，將電壓源US2與電壓源US1的串聯(lián)變換為電壓源US，電路變換如圖1．30（c），其中US =US2+US1=（24+4）V=28V 基爾霍夫定律支路將兩個(gè)或兩個(gè)以上的二端元件依次連接稱為串聯(lián)。電路中的每個(gè)分支都稱作支路。節(jié)點(diǎn)電路中3條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)?；芈冯娐分械娜我婚]合路徑稱為回路。網(wǎng)孔平面電路中，如果回路內(nèi)部不包含其它任何支路，這樣的回路稱為網(wǎng)孔。因此，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。 基爾霍夫電流定律KCL定律指出：對電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流出或流入該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零。即： 229。i(t)=0在直流的情況下，則有：229。I=0 通常把上兩式稱為節(jié)點(diǎn)電流方程，簡稱為KCL方程。通常規(guī)定，對參考方向背離節(jié)點(diǎn)的電流取正號，而對參考方向指向節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號。例如，圖1．33所示為某電路中的節(jié)點(diǎn)a，連接在節(jié)點(diǎn)a的支路共有五條，在所選定的參考方向下有：I1+I2+I3I4+I5=0 KCL定律不僅適用于電路中的節(jié)點(diǎn)，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假設(shè)的封閉面。即在任一瞬間，通過電路中的任一假設(shè)的封閉面的電流的代數(shù)和為零。例1．8已知I1=3A、I2=5A、I3=18A、I5=9A，計(jì)算圖1．35所示電路中的電流I6及I4。解：對節(jié)點(diǎn)a，根據(jù)KCL定律可知：I1I2+I3+I4=0 則：I4=I1+I2I3=（3+5+18）A=26A對節(jié)點(diǎn)b，根據(jù)KCL定律可知：I4I5I6=0 則：I6=I4I5=（269）A=35A 例1．9已知I1=5A、I6=3A、I7=8A、I5=9A，試計(jì)算圖1．36所示電路中的電流I8。解：在電路中選取一個(gè)封閉面，如圖中虛線所示，根據(jù)KCL定律可知：I1I6+I7I8=0 則：I8=I1I6+I7=（538）A=16A 基爾霍夫電壓定律KVL定律指出：對電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路繞行方向，各段電壓的代數(shù)和為零。即：229。u(t)=0在直流的情況下，則有：229。U=0通常把上兩式稱為回路電壓方程，簡稱為KVL方程。應(yīng)當(dāng)指出：在列寫回路電壓方程時(shí)，首先要對回路選取一個(gè)回路“繞行方向”。通常規(guī)定，對參考方向與回路“繞行方向”相同的電壓取正號，同時(shí)對參考方向與回路“繞行方向”相反的電壓取負(fù)號。例如，圖1．37所示為某電路中的一個(gè)回路ABCDA，各支路的電壓在選擇的參考方向下為uuuu4，因此，在選定的回路“繞行方向”下有：u1+u2u3u4=0 KVL定律不僅適用于電路中的具體回路，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。例1．10 試求圖1．39所示電路中元件6的電壓。解：在回路cdec中，U5=Ucd+Ude=[（5）1]V=4V 在回路bedcb中，U3=Ube+Ued+Udc =[3+1+（5）]V=1V 在回路debad中，U6=Ude+Ueb+Uba=[134]V=8V 在回路abea中，U4=Uab+Ube=（4+3）V=7V 支路電流法支路電流法是以支路電流變量為未知量，利用基爾霍夫定律和歐姆定律所決定的兩類約束關(guān)系，建立數(shù)目足夠且相互獨(dú)立的方程組，解出各支路電流，進(jìn)而再根據(jù)電路有關(guān)的基本概念求解電路其它響應(yīng)的一種電路分析計(jì)算方法。例如，圖1．40所示電路有6條支路、4個(gè)節(jié)點(diǎn)，選定的各支路電流的參考方向均標(biāo)注在圖中，且各支路電流變量分別用IIIIII6表示。由KCL定律，可以列寫出三個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電流方程：節(jié)點(diǎn)a： I1I3+I4=0 節(jié)點(diǎn)b：I1I2+I5=0 節(jié)點(diǎn)c： I2+I3I6=0 由KVL定律，可以列寫出獨(dú)立回路電壓方程： 網(wǎng)孔abdaUS1+R1I1+R5I5R4I4=0 網(wǎng)孔dbcdR5I5R2I2+US2R6I6+US6=0 網(wǎng)孔adca R4I4US6+R6I6+R3I3+US3=0 由此就可以求解出6條支路的電流，從而可以獲得電路中的其它響應(yīng)。對于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，b條支路的電路，利用支路電流法分析計(jì)算電路的一般步驟如下：(1)在電路中假設(shè)出各支路（b條）電流的變量，且選定其的參考方向，并標(biāo)示于電路中。(2)根據(jù)KCL定律，列寫出（n1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程。(3)根據(jù)KVL定律，列寫出l=b（n1）個(gè)獨(dú)立回路電壓方程。(4)聯(lián)立求解上述所列寫的b個(gè)方程，從而求解出各支路電流變量，進(jìn)而求解出電路中其它響應(yīng)。例1．11圖1．41電路中，Us1=130V、Us2=117V、R1=1Ω、R2=、R=24Ω，試用支路法求各支路電流。解：這個(gè)電路的支路數(shù)b=節(jié)點(diǎn)數(shù)n=網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標(biāo)在圖中，并設(shè)各為III。列一個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程和兩個(gè)網(wǎng)孔的KVL方程：解：這個(gè)電路的支路數(shù)b=節(jié)點(diǎn)數(shù)n=網(wǎng)孔數(shù)l=2，選定各支路電流參考方向標(biāo)在圖中，并設(shè)各為III。列一個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程和兩個(gè)網(wǎng)孔的KVL方程： 對節(jié)點(diǎn)a：I1I2+I=0 對回路Ⅰ：=117+130 對回路Ⅱ：+24I=117 解之得：I1=10A，I2=5A，I=5A 1．6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用 1．6．1電阻元件的識別與應(yīng)用 1．電阻元件的識別(1)電阻的分類、特點(diǎn)及用途電阻的種類較多，按制作的材料不同，可分為繞線電阻和非繞線電阻兩大類。另外還有一類特殊用途的電阻，如熱敏電阻、壓敏電阻等。(2)電阻的類別和型號隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電阻的種類也越來越多，為了區(qū)別電阻的類別，在電阻上可用字母符號來標(biāo)明，如圖1．43所示。(3)電阻的主要參數(shù)電阻的主要參數(shù)是指電阻標(biāo)稱阻值、誤差和額定功率。1）標(biāo)稱阻值和誤差國家規(guī)定出一系列的阻值做為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，這一系列阻值就叫做電阻的標(biāo)稱阻值。最大允許偏差值除以該電阻的標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)就叫做電阻的誤差。2）電阻的額定功率這個(gè)不致于將電阻燒壞的最大功率值就稱為電阻的額定功率。(4)電阻的規(guī)格標(biāo)注方法1）直標(biāo)法直標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)直接標(biāo)注在它的表面上，如圖1．45(a)所示。2）色標(biāo)法色標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)用顏色(色環(huán)或色點(diǎn))標(biāo)注在它的表面上，如圖1．45(b)所示。色標(biāo)法是在電阻元件的一端上畫有三道或四道色環(huán)(圖)，緊靠電阻端的為第一色環(huán)，其余依次為第二、三、四色環(huán)。第一道色環(huán)表示阻值第一位數(shù)字，第二道色環(huán)表示阻值第二位數(shù)字，第三道色環(huán)表示阻值倍率的數(shù)字，第四道色環(huán)表示阻值的允許誤差。2．電阻元件的應(yīng)