模电课程总复习

U1 = 30V, U2 = 20V, U3 = 60V, U4 = 30V, U5 = 80V I1 = 3A, I2 = 1A, I3 = −2A, I4 = 3A, I5 = −1A
1 2 3 5
确定各元件的功率， 确定各元件的功率， 指出哪些是电源、哪些是负载？ 指出哪些是电源、哪些是负载？
u
当电路中的电流等于额定电流时，叫做“满载” 额定状态）； 当电路中的电流等于额定电流时，叫做“满载”（额定状态）； 当电路中的电流大于额定电流时，叫做“过载” 当电路中的电流大于额定电流时，叫做“过载”； 当电路中的电流小于额定电流时，叫做“欠载” 当电路中的电流小于额定电流时，叫做“欠载”。
四、有源电路元件
二、电源和负载的概念 若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能， 若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负 载。 若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。 若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。
举例： 个元件组成的电路如图， 举例：由5个元件组成的电路如图，各元件上电压、电流参考方向采 个元件组成的电路如图 各元件上电压、 用关联参考方向，标在图上如下。 用关联参考方向，标在图上如下。
S
实际电源的模型： 实际电源的模型： 实际电源不能输出无穷大的功率。实际电压源（ 实际电源不能输出无穷大的功率。实际电压源（简称电压 随着输出电流的增大，端电压将下降， 源）随着输出电流的增大，端电压将下降，可以用理想电 压源和一个内阻R 串联来等效。 压源和一个内阻 0串联来等效。 u 实 际 电 源 + u _ i RL O uS 理想电压源特性 实际电压源特性 + uS _ R0 + u _
i
含源 电路 +
电路外接端未接任何负载， 电路外接端未接任何负载，端电流 i=0 （开路）。 开路）。 此时， 此时，端口电压由电路内部电源与 结构决定，称为开路电压， 结构决定，称为开路电压，记作 uOC 或 UOC
u _ =UOC
负载工作状态
i
含源 电路 + _
电路外接一定负载， 电路外接一定负载 ， 电路中有电流 流过，此时的状态称为负载状态。 流过，此时的状态称为负载状态。 对于确定的电路，电流的大小取 对于确定的电路， 负载 决于负载的大小。 决于负载的大小。
>0 元件1 1 元件 P =U1 ⋅ I1 = 30V×3A = 90W
是负载
是负载 I2 = 20V×1A = 20W >0 元件2 2 元件 P =U2 ⋅电路中所有元件的功率之和为 0 ！这一规则称为功 元件3 3 元件 P =U3 ⋅ I3 = 60V×(−2)A = −120W<0 是电源 ，电源发 平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻， 平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻 元件4 P =U4 ⋅ I4 = 30V×3A = 90W 元件 >0 4
+5V
5V − (−5V) I= = 0.2 A 20kΩ + 30kΩ
I
20kΩ Ω A 30kΩ Ω −5V
VA = 30 I − 5 = 1 V
第2章 电路分析的基本方法 章
2.1 等效电路分析法 2.2 支路电流分析法 2.3 网孔电流分析法 2.4 结点电压分析法 2.5 电路定理
1、基尔霍夫定律：包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压 、基尔霍夫定律： 定律。 定律。 基尔霍夫电流定律（ ）：∑I 基尔霍夫电流定律（KCL）： = 0 ）： 或： ∑I入 = ∑I 出 实质是电流连续性的体现，在任一结点没有电荷的堆积。 实质是电流连续性的体现，在任一结点没有电荷的堆积。 该定律可扩展到广义结点。 该定律可扩展到广义结点。 注意：应用该定律前必须设定电流的参考方向！ 注意：应用该定律前必须设定电流的参考方向！
uS = R0iS
u = uS − R0 ⋅ i
i
uS iS = R0
五、 电路中电位的概念
在电路的分析与计算时，常常要用到电位的概念。 在电路的分析与计算时，常常要用到电位的概念。电压是 两点电位之差，它只能说明一点的电位高， 两点电位之差，它只能说明一点的电位高，另一点的电位 并不能知道某一点的电位究竟为多少。在很多情况下， 低，并不能知道某一点的电位究竟为多少。在很多情况下， 我们需要知道某点的电位。 我们需要知道某点的电位。 利用电位的概念，还可以简化电路图， 利用电位的概念，还可以简化电路图，也可使计算更为简 在电子电路中，为简化电路，一般不画出直流电源， 单。在电子电路中，为简化电路，一般不画出直流电源， 而只标出各点的电位值。 而只标出各点的电位值。 求图示电路中A点的电位 例：求图示电路中 点的电位
电路与电子技术
总复习
第1章 电路的基本概念与基本定律
1.1 电路组成与功能 1.2 电路模型 1.3 电路中的基本物理量：电压、电流、电位、功率 电路中的基本物理量：电压、电流、电位、 1.4 基本电路元件模型 1.5 电路的工作状态与元件额定值 1.6 基尔霍夫定律
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重点掌握： 重点掌握： 电路中的基本物理量及其参考方向； 电路中的基本物理量及其参考方向； 电路三种工作状态的特点； 电路三种工作状态的特点； 理想电压源、电流源的特点； 理想电压源、电流源的特点； 实际电源模型； 实际电源模型； 电路中电位的概念。 电路中电位的概念。
流过理想电流源的电流值不随电压变化，因此， 流过理想电流源的电流值不随电压变化，因此，理想 电流源的两端不能被开路（电阻值为∞），否则 否则， 电流源的两端不能被开路（电阻值为∞），否则，将 u 不随电压变化 i 产生无穷大电压。 产生无穷大电压。 i=i
iS i 现实世界中理想电压源和理想电流源都是不存在的， 现实世界中理想电压源和理想电流源都是不存在的， O 它们只是实际电源在一定条件下的近似（模型）。 它们只是实际电源在一定条件下的近似（模型）。 电流源符号 理想电流源的参数用流过它的电流值（ 表示。 理想电流源的参数用流过它的电流值（iS）表示。 如果理想电流源的参数不随时间变化（恒定），又称为直流 如果理想电流源的参数不随时间变化（恒定），又称为直流 ）， 电流源或恒流源。 电流源或恒流源。 u iS
一、关联参考方向
同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考 同一电路元件上既有电流参考方向， 方向。作为参考方向，两者之间没有实际联系。 方向。作为参考方向，两者之间没有实际联系。 电路分析中，为了分析方便， 电路分析中，为了分析方便，同一电路元件或电路 部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向，称 部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向， 关联参考方向。 为关联参考方向。 如无特别需要，一般采用关联的参考方向。 如无特别需要，一般采用关联的参考方向。这样在 电路中只需要标出一个参考方向。 电路中只需要标出一个参考方向。
i 实 际 电 源 + u _ i RL iS
理想Fra Baidu bibliotek流源特性 实际电流源特性 iS R0 + u _
i RL
O
u i = iS − R0
u
实际电流源模型
两种电源模型的转换 电压源模型和电流源模型都是对实际电源的近似， 电压源模型和电流源模型都是对实际电源的近似，两种电 源模型之间可以互相转换。 源模型之间可以互相转换。 实 际 Ro + uS _ + u _ i RL u uS 电压源模型 实际电源特性 O 电流源模型 电 源 + u _ i RL iS R0 + u _ i RL
不随电流变化 常用的电池在正常工作范围内近似为理想电压源 u 恒压源）。使用中不能将其两个电极短路， （恒压源）。使用中不能将其两个电极短路，否则 i ）。使用中不能将其两个电极短路 + uS 将损坏。 将损坏。 uS u=uS u U
i 一般电压源符号 O
-
S
直流电压源或恒压源
理想（独立） 理想（独立）电流源 若流过二端元件的电流不随它两端电压变化， 若流过二端元件的电流不随它两端电压变化，保持固定的 数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电流源。 ），称此元件为理想 数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电流源。 理想电流源的伏安特性为一条平行于电压轴的直线。 理想电流源的伏安特性为一条平行于电压轴的直线。
出的电能恰为负载所消耗。 出的电能恰为负载所消耗。 率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。 率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。功率
是负载
元件5 5 元件 P =U5 ⋅ I5 = 80V×(−1)A = −80W<0 是电源
注意： 注意：
P + P + P + P + P = 90 + 20 −120 + 90 − 80 = 0 1 2 3 4 5
出的电能恰为负载所消耗。 出的电能恰为负载所消耗。 率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。 率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。功率
是负载
元件5 5 元件 P =U5 ⋅ I5 = 80V×(−1)A = −80W<0 是电源
注意： 注意：
P + P + P + P + P = 90 + 20 −120 + 90 − 80 = 0 1 2 3 4 5
三、电路的工作状态
短路工作状态
i
含源 电路 + _
电路外接端直接用导线连接， 电路外接端直接用导线连接 ， 端口 电压 ISC u=0 （短路） 短路）
u
此时，端电流由电路内部电源与结构决定，称为短路电流， 此时，端电流由电路内部电源与结构决定，称为短路电流， 记作 iSC 或 ISC
开路工作状态
理想（独立） 理想（独立）电压源 理想电压源两端的电压值不随电流变化，因此，理 理想电压源两端的电压值不随电流变化，因此保持固 若二端元件两端电压不随流过它的电流变化， 若二端元件两端电压不随流过它的电流变化，， 定的数值（或变化规律），称此元件为理想（独立） ），称此元件为理想 否则， 定的数值（或变化规律），称此元件为理想（独立 想电压源的两端不能被短路（电阻值为0），否则 ） 想电压源的两端不能被短路（电阻值为0），否则， 电压源。 电压源。 将流过无穷大电流。 将流过无穷大电流。 理想电压源的伏安特性为一条平行于电流轴的直线。 理想电压源的伏安特性为一条平行于电流轴的直线。
电压源与电流源的等效变换： 电压源与电流源的等效变换： 电压源与电流源是实际电源的两种模型， 电压源与电流源是实际电源的两种模型，只 对外电路等效； 对外电路等效； 理想电压源（内阻为0）与理想电流源（ 理想电压源（内阻为 ）与理想电流源（内 阻为∞）不能进行等效变换； 阻为 ）不能进行等效变换； 理想电压源不能被短路、 理想电压源不能被短路、理想电流源不能被 开路； 开路； 电压源与电流源等效变换时要注意之间方向 的对应； 的对应； 不同数值的电压源不能并联、 不同数值的电压源不能并联、不同数值的电 流源不能串联。 流源不能串联。
基尔霍夫电压定律（ 基尔霍夫电压定律（KVL）： ∑U = 0 ）： 或： ∑ U升= ∑ U降 该定律反映的是电路任一回路中各部分电压 之间的制约关系。 之间的制约关系。 基尔霍夫电压定律实质上是能量守恒原理， 基尔霍夫电压定律实质上是能量守恒原理， 体现了电路中电位的唯一性。 体现了电路中电位的唯一性。 注意：应用基尔霍夫电压定律前， 注意：应用基尔霍夫电压定律前，要先设定 回路的绕行方向和各部分电压的参考方向。 回路的绕行方向和各部分电压的参考方向。
4
>0 元件1 1 元件 P =U1 ⋅ I1 = 30V×3A = 90W
是负载
是负载 I2 = 20V×1A = 20W >0 元件2 2 元件 P =U2 ⋅电路中所有元件的功率之和为 0 ！这一规则称为功 元件3 3 元件 P =U3 ⋅ I3 = 60V×(−2)A = −120W<0 是电源 ，电源发 平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻， 平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻 元件4 P =U4 ⋅ I4 = 30V×3A = 90W 元件 >0 4
i RL
u = uS − R0 ⋅ i
i
实际电压源模型
实际电源的模型： 实际电源的模型： 实际电流源（简称电流源） 实际电流源（简称电流源）可以用理想电流源与内阻并联来 表示，当电流源两端电压愈大，其输出的电流就愈小。当 表示，当电流源两端电压愈大，其输出的电流就愈小。 实际电流源的内阻比负载电阻大得多时， 实际电流源的内阻比负载电阻大得多时，往往可以近似地 将其看作是理想电流源。 将其看作是理想电流源。