《電路基礎(chǔ)》--教學(xué)課件

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1、1.5 電 路的 等 效 變 換1.1 電 路 和電 路 模 型 1.6 直 流 電 路中 的 幾 個(gè) 問(wèn) 題1.3 基 爾 霍 夫 定 律第 1章 電 路 的 基 本 概 念 和 基 本 定 律 1.4 電 壓 源 和 電 流 源1.2 電 路 的基 本 物 理 量 本 章 的 學(xué) 習(xí) 目 的 和 要 求 本 章 內(nèi) 容 是 貫 穿 全 課 程 的 重 要 理 論 基 礎(chǔ) ， 要 求 在學(xué) 習(xí) 中 給 予 足 夠 的 重 視 。 通 過(guò) 對(duì) 本 章 學(xué) 習(xí) ， 要 求 理解 理 想 電 路 元 件 和 電 路 模 型 的 概 念 ； 進(jìn) 一 步 熟 悉 電壓 、 電 流 、 電 動(dòng) 勢(shì) 和

2、電 功 率 等 基 本 物 理 量 的 概 念 ；深 刻 理 解 和 掌 握 參 考 方 向 在 電 路 分 析 中 的 作 用 ； 初步 理 解 和 掌 握 基 爾 霍 夫 定 律 的 內(nèi) 容 及 其 應(yīng) 用 ； 領(lǐng) 會(huì)電 路 等 效 的 概 念 和 掌 握 電 路 等 效 的 基 本 方 法 。 電 路 的 概 念 由 實(shí) 際 元 器 件 構(gòu) 成 的 電 流 的 通 路 稱 為 電 路 。1、 電 路 的 組 成 及 其 功 能 電 路 通 常 由 電 源 、 負(fù) 載 和 中 間 環(huán) 節(jié) 三 部 分 組 成 。電 路 的 組 成1、 電 路 的 組 成 及 其 功 能 . 電 路 的 功

3、能1、 電 路 的 組 成 及 其 功 能電 力 系 統(tǒng) 中電 子 技 術(shù) 中 2、 電 路 模 型 負(fù)載電源 開(kāi) 關(guān)連 接 導(dǎo) 線 S RL + UIUS+_R0 用 抽 象 的 理 想 電 路 元 件 及 其 組 合 ， 近 似 地 代 替 實(shí) 際 的器 件 ， 從 而 構(gòu) 成 了 與 實(shí) 際 電 路 相 對(duì) 應(yīng) 的 電 路 模 型 。 理 想 電 路 元 件2、 電 路 模 型R + USL IS 理 想 電 路 元 件 是 實(shí) 際 電 路 器 件 的 理 想 化 和 近 似 ， 其 電 特 性單 一 、 精 確 ， 可 定 量 分 析 和 計(jì) 算 。C 利 用 電 路 模 型 研 究

4、問(wèn) 題 的 特 點(diǎn)2、 電 路 模 型1、 電 路 模 型 是 用 來(lái) 探 討 存 在 于 具 有 不 同 特 性 的 、 各 種真 實(shí) 電 路 中 共 同 規(guī) 律 的 工 具 。2、 電 路 模 型 主 要 針 對(duì) 由 理 想 電 路 元 件 構(gòu) 成 的 集 總 參 數(shù)電 路 ， 集 總 參 數(shù) 電 路 中 的 元 件 上 所 發(fā) 生 的 電 磁 過(guò) 程 都集 中 在 元 件 內(nèi) 部 進(jìn) 行 ， 任 何 時(shí) 刻 從 元 件 兩 端 流 入 和 流出 的 電 流 恒 等 、 且 元 件 端 電 壓 值 確 定 。 因 此 電 磁 現(xiàn) 象可 以 用 數(shù) 學(xué) 方 式 來(lái) 精 確 地 分 析 和 計(jì)

5、 算 。3、 電 路 分 析 基 本 理 論 中 運(yùn) 用 電 路 模 型 ， 其 主 要 任 務(wù) 就是 在 尋 求 實(shí) 際 電 路 共 有 的 一 般 規(guī) 律 、 探 討 各 種 實(shí) 際 電路 共 同 遵 守 的 基 本 規(guī) 律 時(shí) 帶 來(lái) 方 便 。 電 路 由 哪 幾 部 分組 成 ？ 各 部 分 的作 用 是 什 么 ？何 謂 理 想 電 路 元 件 ？其 中 “ 理 想 ” 二 字 在實(shí) 際 電 路 的 含 義 ？ 集 總 參 數(shù)元 件 有 何特 征 ？如 何 在 電 路中 區(qū) 分 電 源和 負(fù) 載 ？ 試 述 電 路 的 功能 ？ 何 謂 “ 電路 模 型 ” ？學(xué) 好 本 課 程

6、， 應(yīng) 注 意 抓 好 四 個(gè) 主 要 環(huán) 節(jié) ：還 要 處 理 好 三 個(gè) 基 本關(guān) 系 ： 1、 電 流電 流 的 大 小 i dqdt= （ 1-1）穩(wěn) 恒 直 流 情 況 下 I Q t= （ 1-2）1A=103mA=106A=109nA單 位 換 算電 流 的 方 向 習(xí) 慣 上 規(guī) 定 以 正 電 荷 移 動(dòng) 的 方 向 為 電 流 的 正 方 向 。 電 路 圖 上 標(biāo) 示 的 電 流 方 向 為 ， 參 考 方 向 是 為 列寫 方 程 式 提 供 依 據(jù) 的 ， 實(shí) 際 方 向 根 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果 來(lái) 定 。 2、 電 壓 、 電 位 和 電 動(dòng) 勢(shì) I 電 位 V是

7、相 對(duì) 于 參 考 點(diǎn) 的 電 壓 。 參 考 點(diǎn) 的 電 位 :V b=0； a點(diǎn) 電 位 ： Va=E-IR0=IR+ U RL_ SE+R0 電 動(dòng) 勢(shì) E只 存在 電 源 內(nèi) 部 ，其 數(shù) 值 反 映 了電 源 力 作 功 的本 領(lǐng) ， 方 向 規(guī)定 由 電 源 負(fù) 極指 向 電 源 正 極 路 端 電 壓 U。電 壓 的 大 小 反 映了 電 場(chǎng) 力 作 功 的本 領(lǐng) ； 電 壓 是 產(chǎn)生 電 流 的 根 本 原因 ； 其 方 向 規(guī) 定由 “ 高 ” 電 位 端指 向 “ 低 ” 電 位端 。 2、 電 壓 、 電 位 和 電 動(dòng) 勢(shì)Uab = Wa Wbq Va = Wa W0q

8、 E = W源q 顯 然 電 壓 、 電 位 和 電 動(dòng) 勢(shì) 的 定 義 式 形 式 相 同 ， 因 此它 們 的 單 位 一 樣 ， 都 是 伏 特 V。 電 壓 等 于 兩 點(diǎn) 電 位 之 差 ：三 者 的 區(qū) 別 和 聯(lián) 系 Uab=Va Vb 電 源 的 開(kāi) 路 電 壓 在 數(shù) 值 上 等 于 電 源 電 動(dòng) 勢(shì) ； 電 路 中 某 點(diǎn) 電 位 數(shù) 值 上 等 于 該 點(diǎn) 到 參 考 點(diǎn) 的 電 壓 。 3、 電 功 和 電 功 率電 流 能 使 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 、 電 爐 發(fā) 熱 、 電 燈 發(fā) 光 ， 說(shuō) 明 電 流 具有 做 功 的 本 領(lǐng) 。 。單 位 ： U【 V】 ；

9、I【 A】 ； t【 s】 時(shí) ， 電 功 W為 焦 耳 【 J】若 U【 KV】 ； I【 A】 ； t【 h】 時(shí) ， 電 功 W為 度 【 KWh】的 概 念 1000W的 電 爐 加 熱 1小 時(shí)100W的 燈 泡 照 明 10小 時(shí)40W的 燈 泡 照 明 25小 時(shí) 日 常 生 活 中 ， 用 電 度 表 測(cè) 量 電 功 。 當(dāng) 用 電 器 工 作 時(shí) ， 電 度表 轉(zhuǎn) 動(dòng) 并 且 顯 示 電 流 作 功 的 多 少 。 顯 然 電 功 的 大 小 不 僅 與 電壓 電 流 的 大 小 有 關(guān) ， 還 取 決 于 用 電 時(shí) 間 的 長(zhǎng) 短 。 3、 電 功 和 電 功 率單 位

10、時(shí) 間 內(nèi) 電 流 所 作 的 功 稱 為 電 功 率 ， 電 功 率 的 大 小表 征 了 設(shè) 備 能 量 轉(zhuǎn) 換 的 本 領(lǐng) 。國(guó) 際 單 位 制 ： U 【 V】 ， I【 A】 ， 電 功 率 P用 瓦 特 【 W】 。用 電 器 的 銘 牌 數(shù) 據(jù) 值 稱 為 額 定 值 ， 額 定 值 指 用 電 器 長(zhǎng)期 、 安 全 工 作 條 件 下 的 ， 一 般 在 出 廠 時(shí) 標(biāo) 定 。額 定 電 功 率 反 映 了 設(shè) 備 能 量 轉(zhuǎn) 換 的 本 領(lǐng) 。 例 如 額 定 值為 “ 220V、 1000W”的 電 動(dòng) 機(jī) ， 是 指 該 電 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 行 在220V電 壓 時(shí) 、 1秒

11、 鐘 內(nèi) 可 將 1000焦 耳 的 電 能 轉(zhuǎn) 換 成 機(jī) 械能 和 熱 能 ； “ 220V、 40W”的 電 燈 ， 表 明 該 燈 在 220V電壓 下 工 作 時(shí) ， 1秒 鐘 內(nèi) 可 將 40焦 耳 的 電 能 轉(zhuǎn) 換 成 光 能 和 熱能 。 關(guān) 聯(lián) 和 非 關(guān) 聯(lián)4、 參 考 方 向a IUb a IUb 實(shí) 際 電 源 上 的 電 壓 、 電 流 方 向 總 是 的 ， 實(shí) 際 負(fù) 載 上的 電 壓 、 電 流 方 向 是 的 。 因 此 ， 假 定 某 元 件 是 電 源 時(shí) ，其 電 壓 、 電 流 方 向 應(yīng) 選 取 非 關(guān) 聯(lián) 參 考 方 向 ； 假 定 某 元 件

12、是 負(fù)載 時(shí) ， 其 電 壓 、 電 流 方 向 應(yīng) 選 取 關(guān) 聯(lián) 參 考 方 向 。 關(guān) 于 參 考 方 向 的 有 關(guān) 注 意 事 項(xiàng)4、 參 考 方 向(1)分 析 電 路 前 應(yīng) 電 壓 電 流 的 ， 并 標(biāo) 在 圖 中 ；(2)參 考 方 向 一 經(jīng) 選 定 ， 在 計(jì) 算 過(guò) 程 中 不 得 任 意 改 變 。 參 考方 向 是 列 寫 方 程 式 的 需 要 ， 是 待 求 值 的 假 定 方 向 而 不 是真 實(shí) 方 向 ， 因 此 不 必 追 求 它 們 的 物 理 實(shí) 質(zhì) 是 否 合 理 。(4)參 考 方 向 也 稱 為 假 定 正 方 向 ， 以 后 討 論 均 在

13、 參 考 方 向 下 進(jìn) 行 ， 實(shí) 際 方 向 由 計(jì) 算 結(jié) 果 確 定 。(3)電 阻 、 電 抗 或 阻 抗 一 般 選 取 關(guān) 聯(lián) 參 考 方 向 ， 獨(dú) 立 源 上 一般 選 取 非 關(guān) 聯(lián) 參 考 方 向 。(5)在 分 析 、 計(jì) 算 電 路 的 過(guò) 程 中 ， 出 現(xiàn) “ 正 、 負(fù) ” 、 “ 加 、減 ” 及 “ 相 同 、 相 反 ” 這 幾 個(gè) 名 詞 概 念 時(shí) ， 不 可 混 為 一談 。 仔 細(xì) 理 解 下 面 的 例 題 圖 示 電 路 ， 若 已 知 元 件 吸 收 功 率 為 20W， 電壓 U為 5V， 求 電 流 I。 + UI 元 件I = PU =

14、 205 = 4A圖 示 電 路 ， 已 知 元 件 中 通 過(guò) 的 電 流 為 100A， 電壓 U為 10V， 電 功 率 P。 并 說(shuō) 明 元 件 性 質(zhì) 。 +UI 元 件P= UI= 10 (-100)=1000W元 件 吸 收 正 功 率 ， 說(shuō) 明 元 件 是 負(fù) 載 。 電 壓 、 電 位 、電 動(dòng) 勢(shì) 有 何 異同 ？ 電 功 率 大 的 用 電 器 ，電 功 也 一 定 大 ， 這 種 說(shuō)法 正 確 嗎 ？ 為 什 么 ？ 電 路 分 析 中 引 入 參 考 方 向 的 目 的 是 為 分 析 和 計(jì) 算 電 路 提 供 方 便 和 依 據(jù) 。 在 電 路 分 析 中 ，

15、引 入 參 考 方 向 的 目 的 是 什 么 ？ 應(yīng) 用 參 考 方 向 時(shí) ， 你 能 說(shuō) 明 “ 正 、 負(fù) ” 、 “ 加 、 減 ” 及“ 相 同 、 相 反 ” 這 幾 對(duì) 名 詞 的 不 同 之 處 嗎 ？ 應(yīng) 用 參 考 方 向 時(shí) ， “ 正 、 負(fù) ” 指 在 參 考 方 向 下 ，電 壓 電 流 數(shù) 值 前 面 的 正 、 負(fù) 號(hào) ， 若 參 考 方 向 下 某 電 流 為 “ 2A” ， 說(shuō) 明 其 實(shí) 際 方 向 與 參 考 方 向 相 反 ， 參 考 方 向 下 某 電 壓為 “ 20V” ， 說(shuō) 明 其 實(shí) 際 方 向 與 參 考 方 向 一 致 ； “ 加 、

16、減 ”指 參 考 方 向 下 電 路 方 程 式 各 項(xiàng) 前 面 的 正 、 負(fù) 符 號(hào) ； “ 相 同 ”是 指 電 壓 、 電 流 參 考 方 向 關(guān) 聯(lián) ， “ 相 反 ” 指 的 是 電 壓 、 電 流參 考 方 向 非 關(guān) 聯(lián) 。 1、 幾 個(gè) 常 用 的 電 路 名 詞支 路 ： 一 個(gè) 或 幾 個(gè) 二 端 元 件 首 尾 相 接 中 間 無(wú) 分 岔 ， 使 各 元 件 上 通 過(guò) 的 電 流 相 等 。 （ m）結(jié) 點(diǎn) ： 三 條 或 三 條 以 上 支 路 的 匯 集 點(diǎn) 。 （ n）回 路 ： 電 路 中 的 任 意 閉 合 路 徑 。 （ l）網(wǎng) 孔 ： 不 包 含 其 它

17、 支 路 的 單 一 閉 合 路 徑 。m=3ab l=3n=211 2 332 網(wǎng) 孔 =2+_R 1US1 +_US2R2 R3 2、 結(jié) 點(diǎn) 電 流 定 律 KCLKCL定 律 的 內(nèi) 容任 一 時(shí) 刻 ， 流 入 電 路 中 任 一 結(jié) 點(diǎn) 上 電 流 的 代 數(shù) 和 恒 等于 零 。 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為 ：I1I2I3I4 a 通 常 規(guī) 定 以 指 向 結(jié) 點(diǎn) 的 電 流 取 正 ，背 離 結(jié) 點(diǎn) 的 電 流 取 負(fù) 。 在 此 規(guī) 定 下 ，根 據(jù) KCL可 對(duì) 結(jié) 點(diǎn) a列 出 KCL方 程 ：（ 任 意 波 形 的 電 流 ）（ 穩(wěn) 恒 不 變 的 電 流 ） KCL的

18、有 關(guān) 舉 例 與 討 論 舉 例 1i1 i4i2 i3 整 理 為 i1+ i3= i2+ i4可 列 出 KCL： i1 i2+i3 i4= 0根 據(jù) i（ t） = 0可 得 KCL的 另 一 種 形 式 ： i入 = i出 KCL的 推 廣 應(yīng) 用 對(duì) 圖 示 電 路 的 三 個(gè) 結(jié) 點(diǎn) 分 別 列 KCL 可 見(jiàn) ， 在 任 一 瞬 間 通 過(guò) 任 一 封 閉 面 的 電 流 的 代 數(shù) 和也 恒 等 于 零 。IAIB IAB IBC ICAIC AB C IA = IAB ICAIB = IBC IABIC = ICA IBC 把 上 述 三 式 相 加 可 得 KCL的 推

19、廣 應(yīng) 用 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 的 兩 個(gè) 對(duì) 外 引 出端 子 ， 電 流 由 一 端 流 入 、從 另 一 端 流 出 ， 因 此 兩 個(gè)端 子 上 的 電 流 數(shù) 值 相 等 。只 有 一 條 支 路 相 連 時(shí) ： A Bi1i2i3 IA = IAB ICAA Bi1i2A Bi 圖 示 B封 閉 曲 面 均 可 視 為廣 義 結(jié) 點(diǎn) ， KCL應(yīng) 用 舉 例 jA = j BA B i2i1 i1 =i2jA = j B+_ 1 +_113V 111 2V i1 = i2右 封 閉 曲 面 可 視 為 廣 義 節(jié) 點(diǎn)？ 舉 例 1 3、 回 路 電 壓 定 律 KVL 基 爾 霍 夫

20、電 壓 定 律 是 用 來(lái) 確 定 回 路 中 各 段 電 壓 之 間 關(guān)系 的 電 壓 定 律 。 回 路 電 壓 定 律 依 據(jù) “ 電 位 的 單 值 性 原 理 ” ， 其 內(nèi) 容 ：I 1+US1R1 I4US4 R4 I3R3R2 I2_ U3U1 U2 U4 先 標(biāo) 繞 行 方 向-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0 I1+US1R1 I4US4 R4 I3R3R2 I2_ U3U1 U2 U4 R1I1US1+R2I2+R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2+R3I3+R4I4=US1US4可 得 KVL另 一 形 式 ：KVL定 律 的 第 二 種 形 式根

21、 據(jù) 電 路 圖 將 各 電 壓 改 寫 為 ：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0把 上 式 加 以 整 理 ： KVL定 律 的 推 廣 應(yīng) 用 USI UR +_+_ KVL定 律 的 推 廣 應(yīng) 用 A BC UA+_ UAB+ _UB +_ KVL定 律 應(yīng) 用 舉 例 #1 #2#3I1 I2I3R3US1+_ US2_+R1 R2 0S13311 URIRI 電 源 壓 升 S13311 URIRI S23322 URIRI KVL定 律 應(yīng) 用 舉 例 #1 #2#3I1 I2I3R3US1+_ US2_+R1 R2 S1S22211 UURIRI ）（ ）（ 2 1

22、S23322 S13311 URIRI URIRI KVL方 程 式 的 常 用 形 式 ，是 把 變 量 和 已 知 量 區(qū) 分 放 在方 程 式 兩 邊 ， 顯 然 給 解 題 帶來(lái) 一 定 方 便 。 基 爾 霍 夫 定 律 應(yīng) 用 舉 例？ 舉 例 1： 求 圖 中 電 壓 U和 電 流 I。U IKCL： -3-1+2-I=0 I= -2AVAR: U1=3I=3 (-2)= -6VKVL： U+U 1+3-2=0 U=5V 3A 3V2V3WU11A 2A 基 爾 霍 夫 定 律 應(yīng) 用 舉 例？ 舉 例 2： 求 圖 中 電 位 Va。14A 2 3V -I=0aVa= U1+3

23、V=( 4) 1+3= 1VU1 根 據(jù) 自 己 的 理 解 說(shuō)明 什 么 是 支 路 ？ 回路 ？ 結(jié) 點(diǎn) 和 網(wǎng) 孔 ？某 電 壓 或 某 電 流 得負(fù) 值 說(shuō) 明 什 么 ？ 基 爾 霍 夫 兩 定 律的 推 廣 應(yīng) 用 如 何理 解 和 掌 握 ？列 寫 KCL、 KVL方 程 式 前 ， 不在 圖 上 標(biāo) 出 電 壓 、 電 流 和 繞 行參 考 方 向 行 嗎 ？ 1、 理 想 電 壓 源理 想 電 壓 源 的 定 義理 想 電 壓 源 的 特 點(diǎn)能 獨(dú) 立 向 外 電 路 提 供 恒 定 電 壓 的 二 端 元 件 。US恒 定 ， I由 電 源 和 外 電 路 共 同 決 定

24、。U SU I0理 想 電 壓 源 的 伏 安 特 性理 想 電 壓 源 的 圖 符 號(hào)平 行 于 電 流 軸 的 一 條 直 線 US 理 想 電 壓 源 的 開(kāi) 路 與 短 路開(kāi) 路I=0US +_ RL+_U=US I=US +_ RL短 路 +_U=0 理 想 電 壓 源 上 的 功 率 計(jì) 算參 考 方 向 下+ UIP發(fā) = UI 參 考 方 向 下P發(fā) =UI + U I P吸 =UI P吸 = UI 理 想 電 壓 源 的 串 聯(lián) 與 并 聯(lián)US= USk 電 壓 值 相 同 的 電 壓 源 才能 并 聯(lián) ， 且 每 個(gè) 電 源 的 電流 不 確 定 。US2+_+US1 U

25、S= US1 U S2 5V+_ +_5V I 5V+_ I+_US 2、 理 想 電 流 源理 想 電 流 源 的 定 義理 想 電 流 源 的 特 點(diǎn)能 獨(dú) 立 向 外 電 路 提 供 恒 定 電 流 的 二 端 元 件 。IS恒 定 ， U由 電 源 和 外 電 路 共 同 決 定 。I SI U0理 想 電 流 源 的 伏 安 特 性理 想 電 流 源 的 圖 符 號(hào)平 行 于 電 壓 軸 的 一 條 直 線 IS 理 想 電 流 源 的 開(kāi) 路 與 短 路I=IS +_U=+_U=0 理 想 電 流 源 輸 出 的 電 流 值 恒 定 ， 開(kāi) 路 時(shí) 由 于 理 想 電流 源 內(nèi) 阻

26、 無(wú) 窮 大 ， 因 此 其 端 電 壓 將 趨 近 于 無(wú) 窮 大 ！IS RL IS RLI=IS光 電 池 、 穩(wěn) 流 三 極 管 一 般 可 視 為 實(shí) 際 電 流 源 。 理 想 電 流 源 的 開(kāi) 路 與 短 路I=IS +_U=+_U=0 理 想 電 流 源 輸 出 的 電 流 值 恒 定 ， 開(kāi) 路 時(shí) 由 于 理 想 電流 源 內(nèi) 阻 無(wú) 窮 大 ， 因 此 其 端 電 壓 將 趨 近 于 無(wú) 窮 大 ！IS RL IS RLI=IS光 電 池 、 穩(wěn) 流 三 極 管 一 般 可 視 為 實(shí) 際 電 流 源 。 理 想 電 流 源 的 串 聯(lián) 與 并 聯(lián) IS1 IS2 IS

27、3 ISIS= ISk IS= IS1+ IS2 IS3 電 流 相 同 的 理 想 電 流 源 才 能 串 聯(lián) ， 且 每 個(gè) 恒 流 源的 端 電 壓 均 由 它 本 身 及 外 電 路 共 同 決 定 。 ISUS ISUS IS1 IS2US1 US2 US IS IS 在 電 路 等 效 的 過(guò) 程 中 ， 與理 想 電 壓 源 相 并 聯(lián) 的 電 流 源不 起 作 用 ！ 與 理 想 電 流 源 相 串 聯(lián) 的 電壓 源 不 起 作 用 ！ 3、 實(shí) 際 電 源 的 兩 種 電 路 模 型IbUS UR0 RL+_+_ a IU RLR0 +IS R0U ab 若 實(shí) 際 電 源

28、輸 出 的 電 壓值 變 化 不 大 ， 可 用 電 壓 源和 電 阻 相 串 聯(lián) 的 電 源 模 型表 示 ， 即 實(shí) 際 電 源 的。 若 實(shí) 際 電 源 輸 出 的 電 流值 變 化 不 大 ， 則 可 用 電 流源 和 電 阻 相 并 聯(lián) 的 電 源 模型 表 示 ， 即 實(shí) 際 電 源 的。 兩 種 實(shí) 際 電 源 模 型 的 外 特 性電 壓 源 模 型 外 特 性USU I0 IS I U0電 流 源 模 型 外 特 性 實(shí) 際 電 源 總 是 存 在 內(nèi) 阻 的 。 若 把 電 源 內(nèi) 阻 視 為 恒 定 不 變 ，則 電 源 內(nèi) 部 、 外 部 的 消 耗 就 主 要 取 決

29、 于 外 電 路 負(fù) 載 的 大 小 。在 電 壓 源 形 式 的 電 路 模 型 中 ， 內(nèi) 外 電 路 的 消 耗 是 以 分 壓 形 式進(jìn) 行 的 ； 在 電 流 源 形 式 的 電 路 模 型 中 ， 內(nèi) 外 電 路 的 消 耗 是 以分 流 形 式 進(jìn) 行 的 。 1、 理 想 電 壓 源 和 理 想 電 流 源 各 有 什 么 特 點(diǎn) ？ 它 們 與 實(shí) 際電 源 的 主 要 區(qū) 別 在 哪 里 ？2、 碳 精 送 話 器 的 電 阻 隨 聲 音 的 強(qiáng) 弱 變 化 ， 當(dāng) 電 阻 阻 值 由300變 至 200時(shí) ， 假 設(shè) 由 3V理 想 電 壓 源 對(duì) 它 供 電 ， 電 流

30、變 化 為 多 少 ？3、 實(shí) 際 電 源 的 電 路 模 型 如 課 本 上 圖 1.13（ a） 所 示 ， 已 知電 源 為 20V,負(fù) 載 電 阻 為 50， 當(dāng) 內(nèi) 阻 分 別 為 0.2 和 30時(shí) ，流 過(guò) 負(fù) 載 的 電 流 各 為 多 少 ？ 由 計(jì) 算 結(jié) 果 可 說(shuō) 明 什 么 問(wèn) 題 ？4、 當(dāng) 電 流 源 內(nèi) 阻 很 小 時(shí) ， 對(duì) 電 路 有 什 么 影 響 ？ 1、 電 阻 之 間 的 等 效 變 換RU I+R1R2U I+ 串 聯(lián) 電 路 電 阻 等 效是 “ ” 的 關(guān) 系 21 11 1 RRR R2R1IU+ U R+ I 并 聯(lián) 電 路 電 阻 等 效

31、是 “ ” 關(guān)系 電 阻 的 混 聯(lián) 電 路 求 解 舉 例1KIU+ 6K3K6K 已 知 圖 中 U=12V， 求 I=？R=6/(1+3/6)=2KI=U/R=12/2)=6mA U R+ I Y形 網(wǎng) 絡(luò) 與 形 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 的 等 效1 23 I1R1R2R3 U12 1 23 I1 R12R23R31 U12 2 13322131 1 13322123 3 13322112 R RRRRRRR R RRRRRRR R RRRRRRR 312312 23313 312312 12232 312312 31121 RRR RRR RRR RRR RRR RRR YY 3 31 RR

32、RR ， 或 Y網(wǎng) 絡(luò) 與 網(wǎng) 絡(luò) 等 效 舉 例150A 150150 150150B AB 50 5050150 150RAB=50+(50+150)/(50+150)=150 2、 電 源 之 間 的 等 效 變 換Us = Is R0Is = UsR0 U+ Ia RLR0IS R0US b兩 種 電 源 模 型 之 間 等 效 變 換 時(shí) ， 內(nèi) 阻 不 變 。IU+_bUSR0 RL+_ a 利 用 電 源 之 間 的 等 效 簡(jiǎn) 化 電 路 舉 例I=0.5A +_15V_+8V 7W7W I 5A 3W4W 7W 2A I=？ 6A +_ U 5W 5W 10V 10V U=8

33、 2.5=20V 2A 6A +_ U 5W 5W 8A +_U 2.5W 等 效 條 件 ： 對(duì) 外 部 等 效 ， 對(duì) 內(nèi) 部 不 等 效 ； 理 想 電 源 之 間 不 能 等 效 互 換 ， 實(shí) 際 電 源 模 型 之 間 可 以等 效 變 換 ； 實(shí) 際 電 源 模 型 等 效 變 換 時(shí) 應(yīng) 注 意 等 效 過(guò) 程 中 參 數(shù) 的 計(jì)算 、 電 源 數(shù) 值 與 其 參 考 方 向 的 關(guān) 系 ； 電 阻 之 間 等 效 變 換 時(shí) 一 定 要 注 意 找 對(duì) 結(jié) 點(diǎn) ， 這 是 等 效的 關(guān) 鍵 ； 與 理 想 電 壓 源 并 聯(lián) 的 支 路 對(duì) 外 可 以 開(kāi) 路 等 效 ； 與

34、 理 想 電 流 源 串 聯(lián) 的 支 路 對(duì) 外 可 以 短 路 等 效 。 1、 電 路 中 各 點(diǎn) 電 位 的 計(jì) 算 電 路 中 某 一 點(diǎn) 的 電 位 是 指 由 這 一 點(diǎn) 到 的 電 壓 ；原 則 上 電 路 參 考 點(diǎn) 可 以 任 意 選 取通 常 可 認(rèn) 為 參 考 點(diǎn) 的 電 位 為 零 值Va = US1Vc = US2Vb = I3 R3若 以 d為 參 考 點(diǎn) ， 則 :US1+_ R1 +_US2R2R3I3a b cd da b cR1 R2R 3 ？電 位 的 計(jì) 算 應(yīng) 用 舉 例 舉 例 1： 分 別 以 A、 B為 參 考 點(diǎn) 計(jì) 算 C和 D點(diǎn) 的 電 位

35、 及UCD。 I = 10 + 53 + 2 = 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VVD = 5 VVC = 10 V UCD = VC VD= 15 V10 V 2 W+ 5 V+3 W BC DIA UCD = VC VD = 15 V 電 位 的 計(jì) 算 應(yīng) 用 舉 例舉 例 2： 下 圖 所 示 電 路 ， 求 S打 開(kāi) 和 閉 合 時(shí) a點(diǎn) 電 位 各 為多 少 ？ a 12V6K4K 20KS 12V I=12-(-12) (6+4+20)=0.8mAI Va=12-0.8 20= 4V 12V20KS12V 4K6K aII=12 (20+4)=0.5mA

36、Va=0.5 4=2V 2、 電 橋 電 路電 橋 電 路 是 一 個(gè) 復(fù) 雜 電 路 ， 如 圖 所 示 ： abc dR1 R2R3 R4R0US R 電 橋 電 路 中 的 電 阻 R1、 R2、 R3、 R4稱 為 電 橋 電 路 的 4個(gè) 橋 臂 ， R構(gòu) 成 了 橋支 路 ， 接 在 a、 b兩 結(jié) 點(diǎn) 之 間 ； 含 有 內(nèi)阻 的 電 源 接 在 c、 d兩 個(gè) 結(jié) 點(diǎn) 之 間 。 一 般 情 況 下 ， a、 b兩 點(diǎn) 的 電 位 不 相 等 ， R所 在 的 橋 支路 有 電 流 通 過(guò) 。 若 調(diào) 整 R1、 R2、 R3和 R4的 數(shù) 值 滿 足 對(duì) 臂電 阻 的 乘 積

37、 相 等 時(shí) ， a、 b兩 點(diǎn) 就 會(huì) 等 電 位 ， 則 橋 支 路 中無(wú) 電 流 通 過(guò) ， 這 時(shí) 我 們 稱 電 橋 達(dá) 到 “ 平 衡 ” ， 平 衡 電 橋如 圖 所 示 ： abc d1 23 40S abc dR1 R2R3 R4R0US2、 電 橋 電 路 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 ， 常 常 利 用 平 衡 電 橋測(cè) 量 電 阻 。 惠 斯 登 電 橋 就 是 應(yīng) 用 實(shí)例 。 橋 臂 中 有 一 個(gè) 為 待 測(cè) 電 阻 Rx， 其 余三 個(gè) 橋 臂 中 有 兩 個(gè) 數(shù) 值 已 知 ， 組 成 比率 臂 ， 另 一 個(gè) 和 待 求 電 阻 Rx構(gòu) 成 另 一對(duì) 橋 臂 。 橋

38、支 路 接 一 檢 流 計(jì) ， 接 電 源后 ， 調(diào) 整 橋 臂 數(shù) 值 ， 讓 檢 流 計(jì) 的 計(jì) 數(shù)為 零 ， 此 時(shí) 再 根 據(jù) 其 余 三 個(gè) 橋 臂 的 數(shù)值 算 出 R x的 數(shù) 值 ： Rx=R2R3/R1 2、 電 橋 電 路 abc dR1 R2R3 R4R 0US 電 橋 平 衡 時(shí) 顯 然 是 一 個(gè) 簡(jiǎn) 單 電 路 。 直 流 電 橋 按 其 功 能 可 分 為 直 流 單 臂 電橋 和 直 流 雙 臂 電 橋 ， 其 中 直 流 單 臂 電橋 主 要 適 合 精 確 測(cè) 量 1 以 上 的 電 阻 ，所 以 使 用 比 較 廣 泛 。 在 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 電 橋 是

39、否 平 衡 對(duì) 測(cè) 量 結(jié) 果 影 響 非 常 大 。 電橋 的 平 衡 依 賴 于 對(duì) 檢 流 計(jì) 示 零 的 判 斷 。 3、 負(fù) 載 獲 得 最 大 功 率 的 條 件RLSUS IR0 L 2L00 2S L2L0LL0 LL2S 2L0 L 2SL2L0 SL2L )(4 /)(/4 / )()( RRRR U RRRRRR RRU RR RURRRURIP 當(dāng) 第 二 項(xiàng) 中 的 分 子 為 零 時(shí) ， 分 母 最 小 ， 此 時(shí) 負(fù) 載 上 獲 得最 大 功 率 ， 最 大 功 率 為 ： 02SmaxL 4RUP 4、 受 控 源定 義受 控 源 的 電 壓 或 電 流 不 象

40、 獨(dú) 立 源 是 給 定 函 數(shù) ， 而 是 受 電 路中 某 個(gè) 支 路 的 電 壓 （ 或 電 流 ） 的 控 制 。電 路 圖 符 號(hào) 受 控 電 壓 源 受 控 電 流 源 受 控 源 的 分 類1 UU 12 UgI 12 II 1 IrU +壓 控 電 壓 源 壓 控 電 流 源 +流 控 電 壓 源 流 控 電 流 源含 有 受 控 源 的 電 路 分 析 要 點(diǎn) 之 一可 以 用 兩 種 電 源 等 效 互 換 的 方 法 ， 簡(jiǎn) 化 受 控 源 電 路 。 但簡(jiǎn) 化 時(shí) 注 意 。 否 則 會(huì) 留 下 一 個(gè) 沒(méi) 有 控 制量 的 受 控 源 電 路 ， 使 電 路 無(wú) 法

41、求 解 。4、 受 控 源 4、 受 控 源 如 果 一 個(gè) 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 除 了 受 控 源 外 沒(méi) 有 其 他 獨(dú) 立 源 ， 則此 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 的 開(kāi) 路 電 壓 必 為 零 。 因 為 ， 只 有 獨(dú) 立 源 產(chǎn) 生 控制 作 用 后 ， 受 控 源 才 能 表 現(xiàn) 出 電 源 性 質(zhì) 。 求 含 有 受 控 源 電 路 的 等 效 電 阻 時(shí) ， 須 先 將 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 中 的所 有 獨(dú) 立 源 去 除 (恒 壓 源 短 路 處 理 、 恒 流 源 開(kāi) 路 處 理 )， 受控 源 應(yīng) 保 留 。 含 受 控 源 電 路 的 等 效 電 阻 可 以 用 “ ” 求 解 。

42、 含 有 受 控 源 的 電 路 分 析 要 點(diǎn) 之 二 4、 受 控 源 如 果 一 個(gè) 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 除 了 受 控 源 外 沒(méi) 有 其 他 獨(dú) 立 源 ， 則此 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 的 開(kāi) 路 電 壓 必 為 零 。 因 為 ， 只 有 獨(dú) 立 源 產(chǎn) 生 控制 作 用 后 ， 受 控 源 才 能 表 現(xiàn) 出 電 源 性 質(zhì) 。 求 含 有 受 控 源 電 路 的 等 效 電 阻 時(shí) ， 須 先 將 二 端 網(wǎng) 絡(luò) 中 的所 有 獨(dú) 立 源 去 除 (恒 壓 源 短 路 處 理 、 恒 流 源 開(kāi) 路 處 理 )， 受控 源 應(yīng) 保 留 。 含 受 控 源 電 路 的 等 效 電 阻

43、可 以 用 “ ” 求 解 。 含 有 受 控 源 的 電 路 分 析 要 點(diǎn) 之 二參 看 課 本 P19頁(yè) 例 題 1.5 1.電 橋 平 衡 的 條 件 是 什 么 ？ 電 橋 不 平 衡 條 件 下 和 平 衡 條 件 下 有 什 么 區(qū) 別 ？2.計(jì) 算 電 路 中 某 點(diǎn) 電 位 時(shí) 的 注 意 事 項(xiàng) 有 哪 些 ？ 在 電 路 分 析 過(guò) 程 中 ， 能 改 動(dòng) 參 考 點(diǎn) 嗎 ？3.負(fù) 載 上 獲 得 最 大 功 率 的 條 件 是 什 么 ？ 寫 出 最 大 功 率 的 計(jì) 算 式 。4.負(fù) 載 上 獲 得 最 大 功 率 時(shí) ， 電 源 利 用 率 是 多 少 ？ 5.電 路 等 效 變 換 時(shí) ， 電 壓 為 零 的 支 路 可 以 去 掉 嗎 ？ 為 什 么 ？ 電 流 為 零 的 支 路 可 以 短 路 嗎 ？ 為 什 么 ？