【正文】 I = –2 A， R = 3 ?，則 U = – (–2) ? 3 V = 6 V 電流的參考方向 與實際方向相反 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 R0 R 時， 則 U ? E 說明電源帶負載能力強 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 生功率 內阻消 耗功率 電源輸 出功率 功率的單位：瓦 [特 ](W) 或千瓦 (kW) 電源產 生功率 = 負載取 用功率 + 內阻消 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．電源與負載的判別 根據電壓、電流的實際方向判別，若 U 和 I 的實際方向相反，則是 電源 ， 發(fā)出功率； U 和 I 的實際方向相同，是 負載 ，取用功率。 任意假定。 在電路圖中所標電壓 、 電流 、 電動勢的方向 ， 一般均為參考方向 。 第 1章 電路及其分析方法 電壓和電流的參考方向 電壓、電流的參考方向： 當電壓 、 電流參考方向與實際方向 相同時 ， 其值為正 ， 反之則為負值 。 為此引入參考方向的規(guī)定 。 但是 ， 在電路中各處電位的高低 、 電流的方向等很難事先判斷出來 。 L 第 1章 電路及其分析方法 電源 負載 連接導線 電路實體 電路模型 電路模型 用 理想 電路元件組成的電路 ， 稱為實際電路的電路模型 。 信號處理： 放大、調諧、檢波等 第 1章 電路及其分析方法 電路模型 i 實際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成 ， 如發(fā)電機 、 變壓器 、 電動機 、 電池 、 電阻器等 ， 它們的電磁性質是很復雜的 。 第 1章 電路及其分析方法 電路的作用與組成部分 電路是電流的通路 ， 是為了某種需要由電工設備或電路元器件按一定方式組合而成 的 。 最后討論電路的暫態(tài)分析 。 這些內容是分析與計算電路的基礎 。第 1章 電路及其分析方法 第 1 章 電路及其分析方法 第 1章 電路及其分析方法 第 1 章 電路及其分析方法 電路模型 電壓和電流的參考方向 電源有載工作、開路與短路 電阻的串聯(lián)與并聯(lián) 基爾霍夫定律 電路中電位的計算 電壓源與電流源及其等效變換 支路電流法 疊加定理 戴維寧定理 電路的暫態(tài)分析 電路的作用與組成部分 第 1章 電路及其分析方法 第 1 章 電路及其分析方法 電路的基本概念及其分析方法是電工技術和電子技術的基礎 。 本章首先討論電路的基本概念和基本定律 ， 如電路模型 、 電壓和電流的參考方向 、 基爾霍夫定律 、 電源的工作狀態(tài)以及電路中電位的計算等 。 然后介紹幾種常用的電路分析方法 ， 有支路電流法 、疊加定理 、 電壓源模型與電流源模型的等效變換和戴維寧定理 。 介紹用經典法和三要素法分析暫態(tài)過程 。 (1) 實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉換 (2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理 放大器 揚聲器 話筒 1． 電路的作用 發(fā)電機 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動機電爐 ... 輸電線 第 1章 電路及其分析方法 2． 電路的組成部分 電源 ： 提供 電能的裝置 負載 ： 取用 電能的裝置 中間環(huán)節(jié)： 傳遞、分 配和控制電能的作用 發(fā)電機 升壓 變壓器 降壓 變壓器 電燈 電動機電爐 ... 輸電線 第 1章 電路及其分析方法 直流電源 直流電源 : 提供能源 負載 信號源 : 提供信息 2． 電路的 組成部分 放大器 揚聲器 話筒 電源或信號源的電壓或電流稱為激勵 ， 它推動電路工作；由激勵所產生的電壓和電流稱為響應 。 例如：一個白熾燈在有電流通過時 R R 消耗電 能 (電阻性 ) 產生 磁場 儲存磁場能量 (電感性 ) 忽略 L 為了便于分析與計算實際電路 ， 在一定條件下常忽略實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質 ， 把它看成 理想電路元件 。 S E R – + R0 開關 第 1章 電路及其分析方法 電壓和電流的參考方向 對電路進行分析計算時 ， 不僅要算出電壓 、 電流 、功率值的大小 ， 還要確定這些量在電路中的實際方向 。 因此電路中各處電壓 、 電流的實際方向也就不能確定 。 習慣上規(guī)定 電壓的實際方向為： 由 高 電位端指向 低 電位端； 電流的實際方向為： 正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向； 電動勢的實際方向為： 由 低 電位端指向 高 電位端 。 R – + R0 I E 例如：圖中若 I = 3 A， 則表明電流的實 際方向與參 考方向相同 ；反之 ，若 I = –3 A， 則表明電流的實際方與參考方向相反 。 電流的參考方向用箭頭表示；電壓的參考方向除用極性 “ +” 、 “ –” 外 ， 還用雙下標或箭頭表示 。 第 1章 電路及其分析方法 歐姆定律：通過電阻的電流與電壓成正比。 根據電壓、電流的參考方向判別 P = UI 為負值，是 電源 ，發(fā)出功率； 若電壓、電流的參考方向相同 P = UI 為正值， 負載 ，取用功率。 想一想，若根據電壓電流 的實際方向應如何分析？ N A B I 第 1章 電路及其分析方法 電源有載工作 4．額定值與實際值 U 電源 + – I P 電源輸出的電流和功 率由負載的大小決定 額定值是為電氣設備在給定條件下正常運行而規(guī)定的允許值 。 S1 S2 S3 第 1章 電路及其分析方法 電源有載工作、開路與短路 電源開路 電源開路時的特征 I = 0 U = U0 = E P = 0 當開關斷開時 ， 電源則處于開路 (空載 )狀態(tài) 。 為防止事故發(fā)生 ， 需在電路中接入熔斷器或自動斷路器 ， 用以保護電路 。 U I E R0 R + _ R1 第 1章 電路及其分析方法 基爾霍夫定律 結點 電路中三條或三條 以上支路連接的點 支路 電路中的每一分支 回路 由一條或多條支路 組成的閉合路徑 如 acb ab adb 如 abca adba adbca 如 a b + _ R1 E1 + _ E2 R2 R3 I1 I2 I3 c a d b 第 1章 電路及其分析方法 基爾霍夫電流定律 (KCL) (直流電路中 ) ? I = 0 ? i = 0 (對任意波形的電流 ) 在任一瞬間，流向某一結點電流的代數(shù)和等于零。 根據電流連續(xù)性原理 ， 電荷在任何一點均不能堆積(包括結點 )。 9 –( – 2)+ I3 + 8 = 0 [解 ] 把已知數(shù)據代入結點 a 的 KCL 方程式，有 式中的正負號由 KCL根據電流方向確定 由電流的參考方向與實際方向是否相同確定 I3 電流為負值 ， 是由于電流參考方向與實際方向相反所致 。 A B C 對 A、 B、 C 三個結點應用 KCL 可列出： IA = IAB – ICA IB = IBC – IAB IC = ICA– IBC 上列三式相加 ， 便得 第 1章 電路及其分析方法 基爾霍夫電壓定律 (KVL) 基爾霍夫電壓定律用來確定回路中各段電壓之間的關系 。 即 ? U = 0 或 ? E = ? U = ? RI 第 1章 電路及其分析方法 基爾霍夫電壓定律 (KVL) I2 左圖中 ， 各電壓參考方向均已標出 ， 沿虛線所示循行方向 ， 列出回路 c b d a c KVL 方程式 。 [解 ] 設電阻 R4 兩端電壓的極性及流過它的電流 I 的參考方向如圖所示 。 分壓公式 等效電阻 R = R1 + R2 R U I + – R1 R2 U I U2 U1 + – + – + – U2 = ——— U R1 + R2 R2 URR RU2111 ??第 1章 電路及其分析方法 電阻的并聯(lián) 分流公式 I1 = ——— I R1 + R2 R2 電路中兩個或更多個電阻連接在兩個公共的結點之間 ， 則這樣的連接法稱為電阻的并聯(lián) 。 I2 = ——— I R1 + R2 R1 I R2 R1 I1 I2 U + – U R + – I + R = R1 R2 R1 R2 等效電阻 21111RRR ??