第1章电路基本概念与基本定律

Transcript 第1章电路基本概念与基本定律

S
1
3
电子电路教研室
上一页下一页返回
退出
2
第1章电路基本概念与基本定律
S
1
3
1.1 电路模型
1.2 电路变量
1.3基尔霍夫定律
1.4 电阻元件
1.5 电压源与电流源
1.6 受控源
1.7 电路中电位的计算
上一页下一页返回
退出
2
1.1 电路模型
S
1
3

电路（circuit）是指为了某种需要由一些电
工设备或元件按一定方式连接起来的电流的
通路
开关
10BASE-T wall plate
灯泡
电
池
手电筒由电池、灯泡、筒
体组成。
电源: 提供电能的能源﹙干电池﹚
导线
负载：用电装置﹙灯泡﹚
连接电源和负载的导体﹙筒体﹚
上一页下一页返回
退出
2
电路的作用
S
1
3
•电能的传输和转换
发电机
升压
变压器
输电线
降压
变压器
电灯
电动机
电炉
...
发电、输电和配电线路简图
实现信号的产生、传递、变换、处理与控制
天线
扬声器
收音机电路
收音机电路示意图
上一页下一页返回
退出
2
理想元件
S
1
3
在工程上，分析电路时，常常没有必要把器件的全
部物理特性都加以考虑，把问题复杂化。为了便于
对实际电路进行分析和数学表述，将实际电路元件
理想化（模型化），即在一定条件下突出其主要的
电磁性质，忽略其次要性质，把它近似地看作理想
元件。理想元件，是假想出来的、只具有单一物理
特性的元件。理想元件又可称为实际器件的理想化
型
例如
理想化
理想电阻元件
（模型）
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
下图为理想电阻、电容、电感元件
的电路符号。
上一页下一页返回
退出
2
注意
S
1
3
①具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在
一定条件下可用同一模型表示；
②同一实际电路部件在不同的应用条件下，可以有
不同的模型。
电感线圈的电路模型
上一页下一页返回
退出
2
电路模型
S
1
3
由一些理想元件所组成的电路就是实际电路的电路
模型（circuit model）。将电路中实际各部件用理
想元件符号表示，这样画出的电路图称为实际电路
的电路模型图，也称作电路原理图。手电筒的电路
模型图如下图所示。
上一页下一页返回
退出
2
1.2 电路变量
S
1
3
2
电流
带电粒子有秩序的定向移动形成电流（current）。它
的大小用电流强度来描述。
单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，
简称电流。用符号i表示
i t  
dq
dt
如果电流的大小和方向都不随时间而变化，这种电流称
为直流电流（direct current，简写为dc或 DC）用大写字
母I表示。如果电流的大小和方向都随时间而变化，则称
为交流电流（alternating current简写为ac或AC）用小写
字母i表示。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
A（安培）、
单位
kA、mA、A
方向
习惯上正电荷定向移动的方向称为电流的实际方向。在
简单电路中，电流的实际方向很容易确定，但当电路比
较复杂时，电流的实际方向往往难以预先知道，例如在
如图所示的电路中，R3中的实际电流方向需经过计算
才能确定。因此，为了方便起见，必须在计算和分析电
路之前，需给电流任意选定一个方向，作为参考方向或
正方向。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
电流参考方向
假定正电荷运动的方向称为电流的参考方向
（reference direction）。在电路中电流的参考方向
可以用箭头标在电路图上，如图1-7所示，也可以用双
下标表示，如iab。今后若无特殊说明，电路图上所标
电流方向是电流的参考方向。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
例图1-8a中的方框用来泛指元件。设1A 的电流
由a向b流过图中所示元件，试问如何表示这一
电流？
解：有两种表示方式
（1）用图1-8b表示：这是因为电流的参考方向与实际
方向一致。
（2）用图1-8c表示：这是因为电流的参考方向与实际
方向相反。
上一页下一页返回
退出
电压
S
1
3
2
电压（voltage）是描述电场力对电荷做功大小的
物理量。在电路中，任意两点之间的电位差称为这
两点的电压。a、b 两点的电压即电场力把单位正
电荷由电路中 a 点移到 b 点所做的功，可用下式
dw
u t  
dq
电压分直流电压和交流电压，直流电压用表示，交流
电压用表示。电压的单位是伏特，简称伏，用符号V
表示。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
电压的实际方向是由高电位点指向低电位点，即电压
降的方向。在进行电路分析时，正像电流需要假设参
考方向一样，电压也需要假设参考方向。
电压的参考方向为假设电位真正降低的方向。可用
“+”、“-” 表示参考极性，“+”表示假定的高电位
端，“-”号表示假定的低电位端。图中，电压如果为
正值，表示a 点电位高，b 点的电位低，电压的参考
方向和真实方向相同。为负值表示a 点电位低，b 点
的电位高，电压的参考方向和真实方向相反。
+
a
U
b
上一页下一页返回
退出
U ab
S
1
3
+
a
U
b
电压的参考方向还可用双下标表示，Uab表示电
压的参考方向由a指向b，脚标中第一个字母 a表
示假设电压参考方向的正极性端，第二个字母 b
表示假设电压参考方向的负极性端。 Uab =-Uba
上一页下一页返回
退出
2
电动势
S
1
3
电源内部通过电源力建立的电场正极与负极
之间的电位差，称为电动势（electromotive
force）。用E或e表示。单位为伏特。
电压的方向从高电位指向低电位，是电场力作用
的方向。电动势的方向定义为电源力作用的方向，
由低电位指向高电位。电动势反映的是电源内部
的物理过程，电源电压是电源端钮的外在表现。
上一页下一页返回
退出
2
关联参考方向
S
1
3
2
电压和电流的参考方向可以分别选定，但为了方便起见，
常将一段电路的电压、电流参考方向选得一致，即电流
的参考方向使得电流从电压的“＋”参考极性流入，从
“－”参考极性流出。这种电压、电流参考方向选得一
致的情况称为关联参考方向（关联正方向），可简称为
电压电流关联；反之，电流、电压的参考方向相反称为
非关联参考方向。
+
+
U
–
I
R
U
I
R
–
上一页下一页返回
退出
注意
S
1
3
2
（1）电流、电压的实际方向是客观存在的，而参考
方向是人为选定的。当电流、电压的参考方向与实际
方向一致时，电流、电压值取正号；反之取负号。
（2）在求解电路时，必须遵循：先标参考方向，后
计算的原则。否则计算得出的电压、电流正负值是没
有意义的。虽然参考方向的指定具有任意性，但一经
指定，在求解过程中不应改变。
（3）一般来说，同一段电路的电压和电流的参考方
向可以各自选定。但为了分析方便，常采用关联参考
方向。当采用关联参考方向时，两个参考方向中只须
标出任一个即可。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
例
＋
A
u
－
i
B
电压电流参考方向如图中所标，
问：对A、B两部分电路电压电
流参考方向关联否？
答：A 电压、电流参考方向非关联；
B 电压、电流参考方向关联。
上一页下一页返回
退出
2
功率
S
1
3
单位时间做功大小称为功率（power），或者说做
功的速率称为功率。在电路中所述的电功率即是电
场力做功的速率，以符号或p表示。
dwt 
p t  
dt
单位：瓦（W），1W = 1 J/S = 1VA
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
2
计算一段电路的吸收电功率时会有以下两个公式：
当电压、电流选用关联参考方向时，
p  ui
当电压、电流选用非关联参考方向时， p
 ui
当p＞０时，电路实际吸收功率；当p＜０时，电路实际
发出功率。若计算一段电路的产生功率，无论、参考方
向关联或非关联情况，所用公式与计算吸收功率时的公
式恰恰相反。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
注意
对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率
当元件吸收功率大于零时，此元件在电路中起负载
作用，当元件产生功率大于零时，此元件在电路中
起电源作用
上一页下一页返回
退出
S
1
3
例
+
U1 － +
1
I1
－
+
U4 4
2 U2
－
+
+
U3
3
I2
U6 －
6
+
U5 5
－
I3
求图示电路中各
方框所代表的元件吸
收或产生的功率。
－
已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V,
U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A
上一页下一页返回
退出
2
1.2.3功率
S
1
3
+
I1
U1 － + U6 －
1
6
－
+
2 U2
－
+
U4 4
+
U3
－
3
I2
+
U5 5
－
I3
2
解
P1  U1I1  1 2  2W（发出）
P2  U 2 I1  (3)  2  6W（发出）
P3  U 3 I1  8  2  16 W（吸收）
P4  U 4 I 2  (4) 1  4W（发出）
P5  U5 I3  7  (1)  7W（发出）
P6  U 6 I 3  (3)  (1)  3W（吸收）
上一页下一页返回
退出
1.3基尔霍夫定律
S
1
3

2
基尔霍夫定律（Kirchhoff's law）就是电路作为
一个整体要遵循的基本规律。基尔霍夫定律包括
基尔霍夫电流定律（Kirchhoff's current law，
简称 KCL）和基尔霍夫电压定律
（Kirchhoff's voltage law，简称KVL）。
是分析电路的基本定律。基尔霍夫定律与
元件特性构成了电路分析的基础。
上一页下一页返回
退出
几个电路名词
S
1
3
2
支路(branch): 电路中每一个二端元件（有两
个端钮的元件）就叫一条支路。
结点(node)：支路的连接点称为结点(节点)。
回路(load)：电路中任一闭合的路径称为回路
网孔(mesh)：内部不含有任何支路的回路。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
a
b
c
d
1
5
3
结点 4 h
结点 1
4
e
结点 3
6
2
g
f
结点 2
支路、结点示意图
上一页下一页返回
退出
2
基尔霍夫电流定律 KCL
S
1
3


基尔霍夫电流定律用来确定联接在同一结
点的各支路电流之间的关系。它表明了电
路中各支路电流之间必须遵守的规律。
KCL的内容：对于电路中的任意结点，在
任意时刻，流出（或流入）该结点电流的
代数和等于零。
 ik t   0
n
k 1
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
i5
i4
令流出为“+”，有：
i1
 i1  i2  i3  i4  i5  0
i3 i2
 i入＝ i出
i1  i2  i3  i4  i5
流进
的电
流等
于流
出的
电流
上一页下一页返回
退出
2
推广
S
1
2
3
KCL可以推广应用于包围部分电路的任一假设
的闭合面。
I =?
例:
广义结点
IA
A
ICA
I
IAB
IC
IB
C
B
5
+_
6V
1
2
+_12V
1
IBC
IA + IB + IC = 0
I=0
上一页下一页返回
退出
5
注意
S
1
3



2
（1）列写KCL方程前必须先标出各支路电流的参
考方向。
（2）KCL是对结点处支路电流所加的约束，具有
普遍性，与支路上接的元件特性无关，即适用于
任意时刻、任意元件构成的电路。
（3）注意两套符号问题，运用KCL时，时常需和
两套符号打交道，其一是方程中各项前的正、负
符号，其正负取决于电流参考方向对结点的相对
关系。另一是电流本身数值的正负号，反应了电
流参考方向与实际方向是否相同。
上一页下一页返回
退出
I5
S
1
2
3
例如图a所示, 已知，I1  18A, I 2  3A, I 3  10A, I 4  10A, I 6  2A
求I5 及流过电阻的电流。
I3
I2
I5
A
B
I1
I5
I3
I5
I4
I6
a）
结点A：根据KCL列方程可得
结点B：根据KCL列方程可得
I2
A
B
I1
I7
I6
b）
I 7  I 2  I1  I 3  0
I 7  5A
I5  I6  I4  I7  0
上一页下一页返回
I 5  7A
退出
I4
基尔霍夫电压定律 KVL
S
1
3

2
基尔霍夫电流定律，它表明了电路中各支路电流
之间必须遵守的规律，这规律体现在电路中的各
结点上。另外一条基尔霍夫电压定律，表明电路
中各支路电压之间必须遵守的规律，这规律体现
在电路中的各个回路中 .
KVL内容：
任一时刻，沿任一回路，在任意绕行方向上各段电
路电压降或电压升的代数和恒等于零。
 u k t   0
n
k 1
上一页下一页返回
退出
S
1
3
u1
+
a
__
b
u4
u2
u3
d
+
_
c
2
在应用KVL列方程时，
首先应标明回路中各元
件电压参考方向，然后
选定回路绕行方向，顺
时针或逆时针都可。在
图所示回路中，若选各
电压的参考方向和绕向
方向如图中所示，从a点
开始绕行，可得
u1  u 2  u3  u 4  0
在列方程时，如果选定绕行方向上元件电压降
为正，那么电压升为负，反之亦然。
上一页下一页返回
退出
推广
S
1
3

2
KVL也可推广适用于电路中任一假想的回路，如在
图a中，该电路未形成闭合回路，但仍可应用KVL列
方程，即将其想象成图b所示电路，按图b所示绕行
方向，列方程: u  u  u  0
3
2
1
u1
u1
u3
u3
u2
u2
a）
b）
上一页下一页返回
退出
S
1
3
例
所示电路中，已知电流 i1  1A i2  2A u1  3V
u3  5V
u2
求 i3 及
i1
R1
i2
u2 ?
R3
+
i3 ?
R2
u1
u3
-
上一页下一页返回
退出
2
1.4 电阻元件
S
1
3

电阻元件（resistor）是电路的基本元件之一，是
从对电流呈现阻力的实际元件中抽象出来的理想
元件模型，就电磁功能讲它只消耗电能。
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
2
电阻元件的一般定义：一个二端元件，如果在任意时刻，其端
电压与流经它的电流之间的关系（Voltage Current Relation
缩写为 VCR，或称为伏安关系，Volt Ampere Relation缩写
为 VAR），能用i-u平面或u-i平面上的一条曲线描述，就称为
电阻元件。
u
u
u
u
t1
t2
o
i
o
t1
t2
所有 t
i
o
o
i
各种电阻元件的VCR曲线
上一页下一页返回
退出
i
S
线性电阻的概念：
1
3
遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它
表示该段电路电压与电流的比值为常数。
u
o
i
线性电阻元件的VCR曲线
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
电阻元件电压和电流的比值称为电阻，电阻是
电阻元件的电路参数，反映材料导电能力的强
弱，用R表示。线性电阻元件其电路符号如下
图所示，电阻值与其工作电压、电流无关，是
一个常数。习惯上电阻元件称为电阻。
 单位
R 称为电阻，单位： (Ohm)
G 称为电导，单位：S (Siemens)
R
 电路符号
上一页下一页返回
退出
2
欧姆定律
S
1
3
线性电阻元件伏安关系为欧姆定律（Ohm's law）
i t 
i t 
R
+ u t  -
u  Ri
R
+ u t  -
u  Ri
应用电导参数来表示电流和电压之间关系时，欧
姆定律形式可写为
i  Gu
上一页下一页返回
退出
2
S
注意
1
3
2
（1）应用欧姆定律时注意两套符号的问题。公
式前的符号，取绝于电流、电压参考方向是否
关联，电压或电流本身的正负号，取决于实际
方向与参考方向是否一致。
（2）电阻元件的电压（或电流）是由同一时刻的
电流（或电压）决定的。这就是说电阻元件的电压
（或电流）不能“记忆” 电流（或电压）在“历
史”上起过的作用，把电阻的这种特性称为无记忆
性。
上一页下一页返回
退出
电阻元件的功率
S
1
3
电阻元件任意时刻的瞬时功率为
2
u
p  ui  i R 
R
2
对于电阻元件来说，其上所吸收的功率总是
大于等于零，属于耗能元件（dissipative
element）。
上一页下一页返回
退出
2
电阻的开路与短路
S
1
3
2
u

+
+
u
–
u
–
i
i
开路
i0
u0
R   or G  0
R

i
0
u
短路
i0 u0
R  0 or G  
i
0
上一页下一页返回
退出
S
1
3
例已知各电阻的端电压和电流如图所示，求各
电阻值。
2A
8V
解：
-2A
8V
-2A
2A
-8V
-8V
R  4
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
2
例电路如图所示，求电压U。
R1
R1
R2
I2
R2
E1
I1
E1
a
E2
E2
R3
U
R3
I3
R4
根据基尔霍夫电压定律可列出
得出
U
R4
b
R1  R2  R3 I 3  E2  0
E2
I3 
R1  R2  R3
上一页下一页返回
退出
S
1
3
R1
R2
I2
I1
E1
a
E2
R3
I3
U
R4
b
根据基尔霍夫电压定律的推广应用可列出
 E1  I 3 R3  U  0
得出
U   E1 I 3 R3
E2 R3
U   E1 
R1  R2  R3
上一页下一页返回
退出
2
电阻的串联与并联
S
1
3
电阻的串联
如果电路中两个或多个电阻依次首尾连接，中
间没有分支，这种连接方式叫做串联（series
connection）。相串联的电阻流过的是同一个
电流。
对于有多个电阻串联的情况，等效电阻为
n
R   Rk
k 1
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
电阻串联有分压关系
+ u1
+ u2
-
R
R2
R1
i
i
a
+
u
-
R1

u1 
u
R1  R2 

R2
u2 
u
R1  R2 
b
a
+
u
-
b
u1 R1

u2 R2
上一页下一页返回
退出
2
电阻的并联
S
1
3
2
如果电路中有两个或多个电阻联接在两个公共的结点之间，
则这样的联接方式称为电阻的并联（parallel
connection）。并联电阻两端电压相同 .
a
i
a
u
R1
R2
u
R
b
b
1 1
1
 
R R1 R2
R1 R2
R 
R1  R2
上一页下一页返回
退出
S
1
3
如果有n个电阻并联，其等效电阻的倒数等于
相并联各电阻倒数之和。
1
1
1
1



R R1 R2
Rn
或写成
n
G   Gk
k 1
上一页下一页返回
退出
2
电阻并联有分流关系
S
1
3
i
a
a
i1
u
i2
R1
u
R2
R
b
b
i1 R2

i2 R1
R2

i1 
i
R1  R2 

R1
i2 
i
R1  R2 
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
例求图所示电路中a、b间的等效电阻。
R1  2
a
R2  2
R6  4
R3  6
R4  4
b
R5  4
R7  2
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
R1  2
a
c
R2  2
R3  6
R4  4
R6  4
R5  4
R7  2
b
R12
a
R3
R4
R7
b
R12
a
R1 R2
2 2
R12 

 1Ω
R1  R2 2  2
R56 
d
R5 R6
4 4

 2Ω
R5  R6 4  4
c
R56
R4567 
R4 R567
4  2  2

 2Ω
R4  R567 4  2  2
d
c
Rab 
R3
b
R4567
d
R3 R12  R4567  6  1  2

 2
R3  R12  R4567 6  1  2
上一页下一页返回
退出
2
1.5 电压源与电流源
S
1
3
上一页下一页返回
退出
2
电压源
S
1
3
理想电压源
E
Us
E
u
理想电压源的
VCR特性曲线
us
Us
Us 或 u(t)
i
0
t时刻u-i 关系
曲线
上一页下一页返回
退出
2
S
1
3
2
①电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
与流经它的电流方向、大小无关。
②通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。
例
+
i
uS R
-
外电路
uS
i
R
i  0 ( R  )
i   ( R  0)
电压源不能短路！
上一页下一页返回
退出
实际电压源
S
1
3
2
实际电压源可以用一个理想电压源和内阻相串联
的模型来表示，如图中的虚线框内所示
I
U E
电压源空载时，电源端电压
R0
U
RL
U  E  R0 I
接上负载后
E
U
电源的外特性
E
0
I
上一页下一页返回
退出
电流源
S
1
2
3
理想电流源
i
+
Is 或 i(t)
0
u-i 关系曲线
u
u
i  I S 或 is (t )
对所有 u
电压-电流关系
i
-
电路模型符号
上一页下一页返回
退出
S
1
3
①电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无
关；与它两端电压方向、大小无关。
②电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。
+
u例
iS
R
-
u  RiS
u  0 ( R  0)
u   ( R  )
电流源不能开路！
外电路
上一页下一页返回
退出
2
实际电流源
S
1
3
实际电流源可用一个理想电流源与内电阻相并联
的电路模型来表示。图中的虚线框内所示为一实
际电流源的电路模型。
I
I
R0
Is
U
Is
RL
0
U
实际电流源的外特性曲线
上一页下一页返回
退出
2
额定工作状态
S
1
3
2
额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值
1. 额定值反映电气设备的使用安全性；
2. 额定值表示电气设备的使用能力。
注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其
额定值，要能够加以区别。
例：一只220V, 60W的白炽灯, 接在220V的电源
上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作
时的电阻。如果每晚工作3h(小时)，问一个月消耗
多少电能?
解: 通过电灯的电流为
P
60
I

A  0.273 A
U 220
上一页下一页返回
退出
S
1
3
在220V电压下工作时的电阻
U
220
R

  806 
I 0.273
W = Pt = 60W(3 30) h
= 0.06kW  90h
一个月用电
= 5.4kW. h
电气设备的三种运行状态
额定工作状态： I = IN ，P = PN
(经济合理安全可靠)
过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏)
欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不经济)
上一页下一页返回
退出
2
S
1
R  5Ω
解
uR  (10  5)  5V
uR 5
i    1A
R 5
P10V  uS i  10  1  10 W
P5V  uS i  5  1  5W
PR  Ri  5 1  5W
2
_u
+
R
2
+ +
例计算图示电路各元件的功率
3
5V
-
_
i
发出
吸收
吸收
满足：P（发）＝P（吸）
上一页下一页返回
退出
10V
S
1
3
例求图中电压源产生的功率。
2
2
3
4
2
4
3
2V
I2
Us
U
s
1
2
I1
1
I
在图中标出求解所需各电流的参考方向。
由欧姆定律得
由KVL得
I1 
2
 1A
2
4  2I1-I 2  3  0
I 2  2A
上一页下一页返回
退出
2V
2
S
1
3
4
2
3
I2
Us
I
2
2
2V
I1
由KCL得
I = I1 + I 2 = 3A
1
由KVL
I  2  I 2  3  I 1  U S  15V
电压源产生的功率
P  U S I  45W
上一页下一页返回
退出
1.6 受控源
S
1
3
2
前面讨论的电压源和电流源都是独立电源，电压源的端
电压和电流源的电流都是由电源本身决定的，与电源以
外的其他电路无关。而受控电源是非独立电源，受控电
源的输出电压或电流受到电路中某部分的电压或电流的
控制。受控源是由电子器件抽象而来的一种模型。一些
电子器件，如晶体管具有输入端的电压（电流）能控制
输出端的电压或电流的特点，人们提出了受控源元件。
+
+
放大器
-
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
受控源是一种具有四个端子的元件，有两个控制端
钮（又称输入端），两个受控端钮（又称输出端）。
受控源可分为如下四种：电压控制电压源
（voltage controlled voltage source，简称
VCVS）、电压控制电流源（voltage controlled
current source，简称VCCS）、电流控制电压源
（current controlled voltage source，简称
CCVS）和电流控制电流源（current controlled
current source，简称CCCS）。
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
电压控制的电压源 ( VCVS )
i1
i2
+
u1
_
输入：控制部分
+
_
u1
+
u2
_
u2   u1
: 电压放大倍数
输出：受控部分
电流控制的电压源 ( CCVS )
i1
i2
r : 转移电阻
u

ri
+
+
+
2
1
ri1 u2
ic   ib
u1
_
_
_
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
电压控制的电流源 ( VCCS )
i1
+
u1
_
i2
+
gu1 u2
_
电流控制的电流源 ( CCCS )
i1
i2
+
+
u2
u1
_
 i1
_
i2  gu1
g: 转移电导
i2   i1
 : 电流放大倍数
上一页下一页返回
退出
S
1
3
3.受控源与独立源的比较
①独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电
路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或
电流)由控制量决定。
②独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产
生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的
电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系
，在电路中不能作为“激励”。
上一页下一页返回
退出
2
1.7 电路中电位的计算
S
1
3
2
电位（electric potential）：某一点的电位就是单位
正电荷由此点移至参考点所作的功，即该点与参考点
之间的电压，单位为伏特。
参考点（reference）：又称零点、零电位点、接地
点。在计算电位时，必须选定电路中某一点作为参
考点。它的电位作为参考电位（reference
potential），通常设参考电位为零伏 ,参考点的符
号采用接地符号 “┴”
电位的符号：电位用 u(U)或v(V)加下标表示，例
如a点电位可以表示为或Ua ,Va。
上一页下一页返回
退出
S
1
c
20
a 5
3
2
d
4A

E1
6
140V 
6A 
求图示电路中
E2 各点的电位:V 、
10A
a
90V

Vb、Vc、Vd 。
b
设 b为参考点，即Vb=0V
设 a为参考点，即Va=0V
Va = Uab=10×6 = 60 V
Vb=Uba= –10×6= 60V
Vc = Ucb = E1 = 140 V
Vc=Uca = 4×20 = 80 V
Vd = Udb =E2 = 90 V
Vd =Uda= 6×5 = 30 V
Uab = 10×6 = 60 V
Uab = 10×6 = 60 V
Ucb = E1 = 140 V
Ucb = E1 = 140 V
Udb = E2 = 90 V
U = E = 90 V
db
2
上一页下一页返回
退出
S
1
3
2
(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中
各点的电位也将随之改变；
(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考
点的不同而变，即与零电位参考点的选取无关。
借助电位的概念可以简化电路作图
c
20
4A

E1
6
140V 
a
b
5
d
c
20
6A 
+140V
E2
10A
 90V
上一页下一页返回
5
d
+90V
6
退出
S
1
3
例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点
+6V
的电位VA
I1
解: (1)当开关S断开时
电流 I1 = I2 = 0，
电位 VA = 6V 。
2k
2k
S
(2) 当开关闭合时,电路
如图（b）
电流 I2 = 0，
电位 VA = 0V 。
A
I2
(a)
2k
+
6V –
电流在闭合
路径中流通
2
I1
2k
I2
(b)
上一页下一页返回
退出
A
S
1
3
2
例：电路如下图所示，零电位参考点在哪里？
求VA和VB
 12V–
+12V
R1
A
I
R1
A
RP
RP
B
B
R2
–12V
解：电路可画成右图的
形式。零电位参考点为
+12V电源的“–”端与–
12V电源的“+”端的联
接处。
R2

–
12V
VA = – IR1 +12
VB = IR2 – 12
上一页下一页返回
退出

第1章电路基本概念与基本定律

Transcript 第1章电路基本概念与基本定律

Directory