【正文】 P1 = U1I= （（ 15）） = 3W （吸收）（吸收）（（ 2）由于元件）由于元件 2和元件和元件 3的電壓、電流均為關(guān)聯(lián)參考方向，且元件的電壓、電流均為關(guān)聯(lián)參考方向，且元件 2向向外輸出功率，而元件外輸出功率，而元件 3吸收功率，故吸收功率，故 P2＝＝ 5 W＝＝ U2I P3＝＝ 1 W＝＝ U3I則則 U2＝＝ P2／／ I＝＝ 5／／ ＝＝ 25V U3＝＝ P3／／ I＝＝ 1／／ ＝＝ 5 V 建立理想電阻模型建立理想電阻模型1. 建立線性電阻模型建立線性電阻模型? 伏安特性：表示電子元（器）件的端電壓與流過的電流二者之間的關(guān)伏安特性：表示電子元（器）件的端電壓與流過的電流二者之間的關(guān)系（系（ Voltage Current Relationship， VCR）。）。? 伏安特性曲線：指以電壓為縱坐標(biāo)，電流為橫坐標(biāo)，對一系列的電壓伏安特性曲線：指以電壓為縱坐標(biāo)，電流為橫坐標(biāo)，對一系列的電壓和電流值繪制的一條代表二者之間函數(shù)關(guān)系的曲線。和電流值繪制的一條代表二者之間函數(shù)關(guān)系的曲線。? 線性電阻元件：指電阻元件的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點的直線性電阻元件：指電阻元件的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點的直線。線。1. 建立線性電阻模型建立線性電阻模型? 線性電阻是一種的理想二端電路元件，其端電壓與電流之間的關(guān)系總線性電阻是一種的理想二端電路元件，其端電壓與電流之間的關(guān)系總是服從歐姆定律。在電壓電流符合關(guān)聯(lián)方向時，歐姆定律表示為是服從歐姆定律。在電壓電流符合關(guān)聯(lián)方向時，歐姆定律表示為式中，式中， R是一個與電壓、電流均無關(guān)的常數(shù)，稱為元件的電阻。是一個與電壓、電流均無關(guān)的常數(shù)，稱為元件的電阻。? 電阻的倒數(shù)叫做電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)叫做電導(dǎo)（ conductance），用），用 G表示，單位是西門子表示，單位是西門子（（ Simens），簡稱西（），簡稱西（ S），用電導(dǎo)表征電阻時，歐姆定律可表示），用電導(dǎo)表征電阻時，歐姆定律可表示為為? 現(xiàn)實中的線性電阻是不存在的，但絕大多數(shù)電阻性電器（如電爐、電現(xiàn)實中的線性電阻是不存在的，但絕大多數(shù)電阻性電器（如電爐、電烙鐵、膜電阻等）在一定的工作范圍內(nèi)都非常近似于線性電阻，因此烙鐵、膜電阻等）在一定的工作范圍內(nèi)都非常近似于線性電阻，因此可用線性電阻作為模型進(jìn)行分析計算，不會引起明顯的誤差。可用線性電阻作為模型進(jìn)行分析計算，不會引起明顯的誤差。2. 計算線性電阻的功率計算線性電阻的功率? 電阻元件始終是吸收（或消耗）功率的元電阻元件始終是吸收（或消耗）功率的元件，根據(jù)式（件，根據(jù)式（ 18），無論是關(guān)聯(lián)或非關(guān)聯(lián)），無論是關(guān)聯(lián)或非關(guān)聯(lián)參考方向下，電阻元件消耗的功率應(yīng)為參考方向下，電阻元件消耗的功率應(yīng)為 建立電源模型建立電源模型1. 建立電壓源模型建立電壓源模型? 現(xiàn)實中，為電器電路提供能量的裝置是電源，常用的電源有手機(jī)電池現(xiàn)實中，為電器電路提供能量的裝置是電源，常用的電源有手機(jī)電池、汽車蓄電池、計算器光電池、攝像機(jī)充電電池、發(fā)電機(jī)等。經(jīng)過模、汽車蓄電池、計算器光電池、攝像機(jī)充電電池、發(fā)電機(jī)等。經(jīng)過模型化抽象成為理想電壓源和理想電流源。型化抽象成為理想電壓源和理想電流源。? 理想電壓源是一種理想二端電路元件，元件的電壓與流過它的電流無理想電壓源是一種理想二端電路元件，元件的電壓與流過它的電流無關(guān)，始終保持定值關(guān)，始終保持定值 US或給定的時間函數(shù)。理想電壓源的電路符號及直或給定的時間函數(shù)。理想電壓源的電路符號及直流伏安特性如圖流伏安特性如圖 。所示。電壓源的工作狀態(tài)電壓源的工作狀態(tài)? 根據(jù)所連接的外電路不同，電壓源電流的根據(jù)所連接的外電路不同，電壓源電流的實際方向分為兩種情況：從電壓源的低電實際方向分為兩種情況：從電壓源的低電位端流入，從高電位端流出，此時電壓源位端流入，從高電位端流出，此時電壓源輸出功率，例如汽車發(fā)動時由蓄電池供電輸出功率，例如汽車發(fā)動時由蓄電池供電；另外，從高電位端流入，從低電位端流；另外，從高電位端流入，從低電位端流出，例如汽車行駛過程中發(fā)動機(jī)給蓄電池出，例如汽車行駛過程中發(fā)動機(jī)給蓄電池充電。充電。實際電源模型實際電源模型? 實際的電壓源可以用一個理想電壓源和電阻相串聯(lián)的電路模型來表示實際的電壓源可以用一個理想電壓源和電阻相串聯(lián)的電路模型來表示（如圖（如圖 （（ a）所示），電阻）所示），電阻 RS稱作電壓源的內(nèi)阻，從電壓源模稱作電壓源的內(nèi)阻，從電壓源模型可求出電壓源的端電壓為型可求出電壓源的端電壓為2. 建立電流源模型建立電流源模型? 理想電流源也是一種理想二端電路元件，其輸出電流總保持定值理想電流源也是一種理想二端電路元件，其輸出電流總保持定值 IS或或一定的時間函數(shù)，而與其端電壓無關(guān)。理想電流源的電路符號與直流一定的時間函數(shù)，而與其端電壓無關(guān)。理想電流源的電路符號與直流伏安特性如圖伏安特性如圖 。所示。? 理想電流源有兩個基本特性：一是輸出電流理想電流源有兩個基本特性：一是輸出電流 IS 為給定的時間函數(shù)，為給定的時間函數(shù)，與電壓無關(guān)；二是兩端電壓的極性和大小由外部電路確定。當(dāng)實際電與電壓無關(guān)；二是兩端電壓的極性和大小由外部電路確定。當(dāng)實際電壓極性與電流方向相反為非關(guān)聯(lián)方向時，電流源輸出功率；當(dāng)實際電壓極性與電流方向相反為非關(guān)聯(lián)方向時，電流源輸出功率；當(dāng)實際電壓極性與電流方向相同為關(guān)聯(lián)方向時，電流源消耗功率。壓極性與電流方向相同為關(guān)聯(lián)方向時，電流源消耗功率。實際電流源實際電流源? 電流源可以用一個理想電流源和電阻并聯(lián)的模型來表示實際電流源，電流源可以用一個理想電流源和電阻并聯(lián)的模型來表示實際電流源，電阻電阻 RS為電流源的內(nèi)阻，電阻為電流源的內(nèi)阻，電阻 R表示外接電路負(fù)載。表示外接電路負(fù)載。? 當(dāng)電流源兩端接上電阻當(dāng)電流源兩端接上電阻 R后，如圖后，如圖 （（ a）所示，可計算出電流源）所示，可計算出電流源向外輸出的電流為向外輸出的電流為例題例題 電路如圖電路如圖 ，試求：所示，試求：（（ 1）電阻兩端的電壓）電阻兩端的電壓 U1；；（（ 2）電流源兩端的電壓）電流源兩端的電壓 U2及功率及功率 P2；；（（ 3）電壓源的功率）電壓源的功率 P3。例題例題 解解 （（ 1）圖）圖 ，因此流過電路中電流源為理想電流源，因此流過 10Ω電阻的電電阻的電流就是流就是 lA而與而與 2V電壓源無關(guān)，即電壓源無關(guān)，即 U1＝＝ RIS＝＝ 101＝＝ 10V（（ 2）電流源兩端的電壓為）電流源兩端的電壓為 10Ω電阻上的電壓、電壓源電壓之和，即電阻上的電壓、電壓源電壓之和，即 U2＝＝ U1+US＝＝ 10+2＝＝ 12 V因電流源上的電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向，故因電流源上的電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向，故 P2＝＝ U2IS＝＝ 121＝＝ 12 W （輸出）（輸出）（（ 3）電壓源的電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向，故）電壓源的電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向，故 P2＝＝ USIS＝＝ 21＝＝ 2 W （吸收）（吸收）任務(wù)拓展任務(wù)拓展 ? 實訓(xùn)題實訓(xùn)題 有有 1位客戶需購買位客戶需購買 1臺蒸汽電熨斗，比較中意臺蒸汽電熨斗，比較中意兩種型號，其電路圖如圖兩種型號，其電路圖如圖 （（ b）、圖）、圖 （（ c）所示）所示，請你為客戶提出，請你為客戶提出 1個選擇方案，并說明理由。個選擇方案，并說明理由。任務(wù)拓展任務(wù)拓展? 實訓(xùn)題實訓(xùn)題 根據(jù)如下電路圖，根據(jù)如下電路圖，選擇元器件連接電路，按選擇元器件連接電路，按 kS閉閉合和斷開兩種情況，分析計算并合和斷開兩種情況，分析計算并測量電阻的電流和電壓并標(biāo)出關(guān)測量電阻的電流和電壓并標(biāo)出關(guān)聯(lián)參考方向，當(dāng)以聯(lián)參考方向，當(dāng)以 c作為參考點作為參考點時，分別測量和計算出時，分別測量和計算出 φa、 φb，畫出電流表和電壓表的連接圖，畫出電流表和電壓表的連接圖，標(biāo)明極性。，標(biāo)明極性。任務(wù)拓展任務(wù)拓展? 實訓(xùn)題實訓(xùn)題 根據(jù)根據(jù) “ TRP3002高精度直流穩(wěn)壓電源的高精度直流穩(wěn)壓電源的使用使用 ”要求，自主設(shè)計實驗分別測要求，自主設(shè)計實驗分別測量該電流源工作在量該電流源工作在 、 、 RS1和電壓源工作在和電壓源工作在5V、 15V、 25V的內(nèi)阻的內(nèi)阻 RS2，內(nèi)，內(nèi)容包括實驗名稱、實驗儀器和設(shè)備容包括實驗名稱、實驗儀器和設(shè)備、實驗內(nèi)容或步驟、實驗結(jié)果與分、實驗內(nèi)容或步驟、實驗結(jié)果與分析。析。任務(wù)任務(wù) 用基爾霍夫定律測量分析電路用基爾霍夫定律測量分析電路任務(wù)目標(biāo)：任務(wù)目標(biāo)：1）掌握理想電路分析中支路、節(jié)點、回路、）掌握理想電路分析中支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔的定義。網(wǎng)孔的定義。2）鞏固掌握電路連接和電源、數(shù)字萬用表的）鞏固掌握電路連接和電源、數(shù)字萬用表的操作使用技能。操作使用技能。3）掌握基爾霍夫定律（）掌握基爾霍夫定律（ KCL、 KVL）技術(shù)分）技術(shù)分析電路的基本方法。析電路的基本方法。任務(wù)安排任務(wù)安排任務(wù)任務(wù) 根據(jù)圖根據(jù)圖 ，測量電路中各元選擇元器件連接電路，測量電路中各元件的電流、電壓值計入表件的電流、電壓值計入表 ，畫出測量電路圖，并用中，畫出測量電路圖，并用基爾霍夫定律分析驗證測量值是否正確。基爾霍夫定律分析驗證測量值是否正確。元件約束關(guān)系與拓?fù)浼s束關(guān)系元件約束關(guān)系與拓?fù)浼s束關(guān)系? 線性電阻的特性可用其端電壓線性電阻的特性可用其端電壓 U和電流和電流 I的的伏安特性來描述，而與整個電路的結(jié)構(gòu)無伏安特性來描述，而與整個電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，此特性稱為元件的約束關(guān)系。關(guān)，此特性稱為元件的約束關(guān)系。? 與電路結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu) ———— 元件連接方式有關(guān)的約束元件連接方式有關(guān)的約束關(guān)系，稱為拓?fù)浼s束關(guān)系；關(guān)系，稱為拓?fù)浼s束關(guān)系；? 電路中的電壓和電流遵循基爾霍夫定律，電路中的電壓和電流遵循基爾霍夫定律，是分析和計算電路的基礎(chǔ)。是分析和計算電路的基礎(chǔ)。電路術(shù)語電路術(shù)語? 支路：由單個元件或若干個元件串聯(lián)，構(gòu)成電路的一個支路：由單個元件或若干個元件串聯(lián)，構(gòu)成電路的一個分支，同一分支上的電流相同，電路中每個分支都稱為分支，同一分支上的電流相同，電路中每個分支都稱為支路，圖支路，圖 ，中， ab、 ac、 ad 為三條支路。為三條支路。? 節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。圖節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。圖 中，中， a、 b、 c、 d都是節(jié)點。都是節(jié)點。電路術(shù)語電路術(shù)語? 回路：由支路構(gòu)成的任一閉合路徑稱為回路。圖回路：由支路構(gòu)成的任一閉合路徑稱為回路。圖 ，中，ab、 bc、 ca構(gòu)成回路。構(gòu)成回路。? 網(wǎng)孔：內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。圖網(wǎng)孔：內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。圖 ，中， abda、 abca、 bcdb構(gòu)成網(wǎng)孔。構(gòu)成網(wǎng)孔。 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（ KCL））? 基爾霍夫電流定律（基爾霍夫電流定律（ Kirchhoff39。s Current Law， KCL）：對于電路中的任一節(jié)點，在任）：對于電路中的任一節(jié)點，在任意時刻流入該節(jié)點的電流之和恒等于流出意時刻流入該節(jié)點的電流之和恒等于流出該節(jié)點的電流之和。該節(jié)點的電流之和。實例實例對于圖對于圖 P，根據(jù)，根據(jù) KCL，有，有或或上式表示：如果流入節(jié)點的電流取正號，流出節(jié)點的電流上式表示：如果流入節(jié)點的電流取正號，流出節(jié)點的電流取負(fù)號，則流入節(jié)點取負(fù)號，則流入節(jié)點 P的電流的代數(shù)和恒等于零。的電流的代數(shù)和恒等于零。KCL的另一種表述的另一種表述? 任意時刻，流入或流出電路中任一節(jié)點的電流的代數(shù)和恒任意時刻，流入或流出電路中任一節(jié)點的電流的代數(shù)和恒為零。為零。KCL通常用于節(jié)點，也可以推廣用于包圍幾個節(jié)點的閉通常用于節(jié)點，也可以推廣用于包圍幾個節(jié)點的閉合面合面例題例題 ? 在圖在圖 （（ a）所示電路中，已知）所示電路中，已知 I1＝＝ 2A， I2＝＝ ， I6＝＝ 1A。求支路電流。求支路電流 I4。解解 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（ KVL））? 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（ Kirchhoff’s Voltage Law， KVL）：在）：在任意時刻，沿設(shè)定方向繞行任一回路，則回路中各支路電任意時刻，沿設(shè)定方向繞行任一回路，則回路中各支路電壓的代數(shù)和恒為零。即壓的代數(shù)和恒為零。即上式稱為回路的電壓方程（或上式稱為回路的電壓方程（或 KVL方程）。注意：當(dāng)電方程）。注意：當(dāng)電壓的參考方向與繞行方向一致時，該電壓前取壓的參考方向與繞行方向一致時，該電壓前取 “+”號；當(dāng)號；當(dāng)電壓的參考方向與繞行方向相反時，該電壓取電壓的參考方向與繞行方向相反時，該電壓取 “”號。號。實例實例延伸應(yīng)用延伸應(yīng)用? 電路中任意兩點的電壓電路中任意兩點的電壓 Upq等于沿從節(jié)點等于沿從節(jié)點 p到節(jié)點到節(jié)點 q的任一的任一路徑上所有支路電壓的代數(shù)和，即路徑上所有支路電壓的代數(shù)和，即KCL規(guī)定了電路中任一節(jié)點處的電流必須服從的約束關(guān)系規(guī)定了電路中任一節(jié)點處的電流必須服從的約束關(guān)系，而，而 KVL規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)的各電壓必須服從的約規(guī)定了電路中任一回路內(nèi)的各電壓必須服從的約束關(guān)系。兩定律僅與元件的連接方式有關(guān)，而與元件性質(zhì)束關(guān)系。兩定律僅與元件的連接方式有關(guān)，而與元件性質(zhì)無關(guān)，不論是否線性電路，只要是集中參數(shù)電路，兩定律無關(guān)，不論是否線性電路，只要是集中參數(shù)電路，兩定律總是成立的?？偸浅闪⒌摹CL規(guī)定了電路中任一節(jié)點處的規(guī)定了電路中任一節(jié)點處的電流必須服從的約束關(guān)系，而電流必須服從的約束關(guān)系，而K