电路分析基础课件第1章.ppt

理想电路元件分有有源和无源两大类 集总参数电路元件的特征 电源和负载的区分 1.2 电路的基本组件 等效条件：对外部等效，对内部不等效； 理想电源之间不能等效互换，实际电源模型之间可以等效变换； 实际电源模型等效变换时应注意等效过程中参数的计算、电源数值与其参考方向的关系； 电阻之间等效变换时一定要注意找对结点，这是等效的关键； 与理想电压源并联的支路对外可以开路等效； 与理想电流源串联的支路对外可以短路等效。 例：电路如图所示，分别以A、B 为参考点计算C 和D 点的电位及C 和 D两点之间的电压。 [解] 以A为参考点时 I = 10 + 5 3 + 2 = 3 A VC = 3 ? 3 = 9 V VD= ?3 ? 2= – 6 V 以 B 为参考点时 VD = – 5 V VC = 10 V 小结： 电路中某一点的电位等于该点到参考点的电压； 电路中各点的电位随参考点选的不同而改变，但是任意两点间的电压不变。 UCD = VC – VD= 15 V 10 V 2 ? + – 5 V + – 3 ? B C D I A UCD = VC ?VD = 15 V 思考 回答 在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？ 应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减” 及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？ 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向， “相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。 1.4 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括结点电流定律（KCL）和回路电压（KVL）两个定律，是集总电路必须遵循的普遍规律。 中学阶段我们学习过欧姆定律（VAR），它阐明了线性电阻元件上电压、电流之间的相互约束关系，明确了元件特性只取决于元件本身而与电路的连接方式无关这一基本规律。 基尔霍夫将物理学中的“液体流动的连续性”和“能量守恒定律”用于电路中，总结出了他的第一定律（KCL）；根据“电位的单值性原理”又创建了他的第二定律（KVL），从而解决了电路结构上整体的规律，具有普遍性。基尔霍夫两定律和欧姆定律合称为电路的三大基本定律。 1.4.1 几个常用的电路名词 m=3 a b + _ R1 US1 + _ US2 R2 R3 l=3 n=2 1 1 2 3 1.支路：电路中流过同一电流的几个元件串联的分支。（m） 2.结点：三条或三条以上支路的汇集点（连接点）。（n） 3.回路：由支路构成的、电路中的任意闭合路径。(l） 4.网孔：指不包含任何支路的单一回路。网孔是回路，回路不 一定是网孔。平面电路的每个网眼都是一个网孔。 3 2 网孔=2 1.4.2 结点电流定律（KCL） （直流电路中电流） ? I = 0 ? i = 0 （任意波形的电流） 任一瞬间，流向某一节点电流的代数和恒等于零。 基尔霍夫电流定律（KCL）是用来确定联接在同一结点上的各支路电流之间的关系。 根据电流连续性原理，电荷在任何一点均不能堆积(包括结点)。故有： 数学表达式为： I1 I2 I3 I4 a –I1 + I2 – I3 –I4 = 0 若以指向结点的电流为正，背向结点的电流为负，则根据KCL，对结点 a 可以写出： 例： 解： 求左图示电路中电流i1、i2。 i1 i4 i2 i3 ? 整理为： i1+ i3= i2+ i4 可列出KCL：i1 – i2+i3 – i4= 0 例： –i1–i2+10 +(–12)=0 ? i2=1A – 4+7+i1= 0 ? i1= －3A ? ? 7A 4A i1 10A -12A i2 其中i1得负值，说明它的实际方向与参考方向相反。 KCL 推广应用 仍有 ? I = 0 IA + IB + IC = 0 可见，在任一瞬间通过任一封闭面的电流的代数和也恒等于零。 IA IB IAB IBC ICA IC A B C 对A、B、C 三个结点 应用KCL可列出： IA = IAB – ICA IB = IBC – IAB IC = ICA – IBC 上列三式相加，便得 KCL的推广范围 二端网络的两个对外引出端子上电流相等，一个流入、一个流出。 只有一条支路相连时： i=