电工电子技术电路及其分析方法
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第1章 电路的基本定律与分析方法
复杂电路的几个术语—— 支路：电路中每一个分支 节点：三个或三个以上支路的会交点 回路：电路中任一闭合路径 网孔：内部不含其它支路的回路又称独立回路
例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、… ... （共7 个）
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要 今后从事岗位技术工作的需要
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础。
课程内容:
课程内容的基础性与普遍适用性
求：U1
U1- U6 - U5 +#43;20) =0
U1=-5V
1.1.4.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列 方程的分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 ＋ I3 ＝ I3
I3 R3
+ _ E2
例如：手电筒电路
电源
开
关
负载
三、电路的作用
（1）用于电能传输、分配、与转换——如照明用电 电路。这种电路特点是工作电压高、传输电能大， 常称为电力电路。
发电机 升压变压器
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
（2）用于信息传递和处理——如扬声器电 路.
例:
b
I1 I2
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… （共6条）
节点：a、 b、… ... (共4个）
回路：abda、… ... （共7 个）
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要 今后从事岗位技术工作的需要
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础。
课程内容:
课程内容的基础性与普遍适用性
求：U1
U1- U6 - U5 +#43;20) =0
U1=-5V
1.1.4.3 支路电流法
1.支路电流法的概念 以各支路电流为未知量依据基尔霍夫两条定律列 方程的分析方法称为支路电流法
例 I1
c +R1
E1 -
a
I2 R2
d
I1 ＋ I3 ＝ I3
I3 R3
+ _ E2
例如：手电筒电路
电源
开
关
负载
三、电路的作用
（1）用于电能传输、分配、与转换——如照明用电 电路。这种电路特点是工作电压高、传输电能大， 常称为电力电路。
发电机 升压变压器
降压变压器
热能,水 能,核能 转电能
传输分配电能
电灯
电能转换 为光能
（2）用于信息传递和处理——如扬声器电 路.
电工电子技术课程(电路基础分析、模电、数电)
uab
dA dq
uab Va Vb
单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
实际方向：由高电位端指向低电位端。
电压的方向可用箭头表示,
R
也可用字母顺序表示 uab
u
也可用+，- 号表示。
a
b
+u -
二、电动势
定义： 电源力把单位正电荷从 “-” 极板经 电源内部移到 “+” 极板所做的。
e
dA dq
i dq C du （电容元件的VCR） dt dt
u 1
t
i dt u(0)
1
t
i dt
C0
C0
u(0) — t = 0 时电压u的值，若u(0) = 0
三、 电容元件储存的能量
电容 C 在任一瞬间吸收的功率：（关联参考方向）
p u i u C du dt
电容 C 在 dt 时间内吸收的能量：
单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏） 实际方向：由低电位端指向高电位端
电动势的方向用+，- 号表示，
也可用箭头表示。
+
E
–
U=E
I
+ UR -
电流、电压的参考方向
解题前在电路图上标示的电压、电流方向称为
参考方向。
I
对一个元件，电流 a
参考方向和电压参考方 向可以相互独立地任意 U
R
确定，但为了方便起见， 常常将其取为一致，称
1.2.3 电位
定义：电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做 的功。
（电路中电位参考点：接地点，Vo= 0） 单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
例 : 如图（a）所示，E1=12V，E2=3V，R1= R2= R3=3Ω， I1=3A，I2=2A，I3=1A，以a点和b点为参考点，分别求Va， Vb，Vc，Vd及Uab，Uad和Uca。
汽车电工电子技术电子教案
目标任务7支路电流法
一、审题
看清电路结构、电路参数及待求量。
本电路有2个节点、3条支路、3个回路（有两个是网孔）。3个支路电流是待求量，需列出3个独立方程才能求解。
一、假定支路电流的参考方向
三、列写KCL方程
四、列写KVL方程
先要选择绕行方向。
该电路有3个回路，回路I、回路II、回路III,能列出3个KVL方程。
接为直流电路所构成的一个完整的供、用电系统。
2•汽车电路的组成
汽车电路包括电源电路、启动电路、点火电路、照明与灯光信号电路、仪表及显示系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路。
3.汽车电路的特点
低压直流汽车电气系统采用低压直流电供电，额定电压主要有12V和24V两种。
二、电路中的基本物理量
（一）电流
四、惠斯通电桥
惠斯通电桥的应用：电桥电路是用比较法进行测量的仪器，不仅可精测电阻，而且可以用于测量电感、电容、频率、压力、温度、形变等许多物理量，并广泛地应用于自动控制之中。根据不冋用途，电桥有多种类型，它们的性能、结构各异，但基本原理却是相同的。惠斯通电桥只是其中的一种。
目标任务6基尔霍夫定律
一、基尔霍夫电流定律
一、电路
（一）电路的组成
电路是指由一些电气设备和电子元器件组成的电流流通的闭合路径。随着科学技术的进步，电的应用越来越广泛。
（二）电路的作用和分类
电路的基本作用是进行电能和其他形式能量之间的转换。但是根据侧重点的不同，电路大体可以分成以下两大类。
（三）汽车电路概述
1.汽车电路的概念
汽车电路是指用导线将汽车上的电气设备相互连
(3)所谓某一电源单独作用，就是假设其余电源除去(简称除源)，即将电压源中的理想电压源用短路线代替；把电流源中理想电流源断开，但电路中的其他元件及电路连接方式都保持不变。
一、审题
看清电路结构、电路参数及待求量。
本电路有2个节点、3条支路、3个回路（有两个是网孔）。3个支路电流是待求量，需列出3个独立方程才能求解。
一、假定支路电流的参考方向
三、列写KCL方程
四、列写KVL方程
先要选择绕行方向。
该电路有3个回路，回路I、回路II、回路III,能列出3个KVL方程。
接为直流电路所构成的一个完整的供、用电系统。
2•汽车电路的组成
汽车电路包括电源电路、启动电路、点火电路、照明与灯光信号电路、仪表及显示系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路。
3.汽车电路的特点
低压直流汽车电气系统采用低压直流电供电，额定电压主要有12V和24V两种。
二、电路中的基本物理量
（一）电流
四、惠斯通电桥
惠斯通电桥的应用：电桥电路是用比较法进行测量的仪器，不仅可精测电阻，而且可以用于测量电感、电容、频率、压力、温度、形变等许多物理量，并广泛地应用于自动控制之中。根据不冋用途，电桥有多种类型，它们的性能、结构各异，但基本原理却是相同的。惠斯通电桥只是其中的一种。
目标任务6基尔霍夫定律
一、基尔霍夫电流定律
一、电路
（一）电路的组成
电路是指由一些电气设备和电子元器件组成的电流流通的闭合路径。随着科学技术的进步，电的应用越来越广泛。
（二）电路的作用和分类
电路的基本作用是进行电能和其他形式能量之间的转换。但是根据侧重点的不同，电路大体可以分成以下两大类。
（三）汽车电路概述
1.汽车电路的概念
汽车电路是指用导线将汽车上的电气设备相互连
(3)所谓某一电源单独作用，就是假设其余电源除去(简称除源)，即将电压源中的理想电压源用短路线代替；把电流源中理想电流源断开，但电路中的其他元件及电路连接方式都保持不变。
大学电工电子技术电路的分析方法
I + _E U R0
U=E-IR0 I U
U 伏安特性
E
I E/R0
10
2.3.2 电流源
1. 理想电流源 :
定义：通过的电流与两端的电压大小无关的 理想元件。
特点 （1）元件中的电流是固定的，不会因为 外电路的不同而不同。
（2）电源两端的电压由外电路决定。
电路模型：
Ia
Is
Uab
b
11
恒流源：若理想电流源的电流恒等于常数
I3
I1
I2
R1
R2
R3 U ab
若结点电压Uab已知， 则各支路电流：
b
I1= (Uab–E1)/R1
列KCL方程： 代入
I2= (Uab–E2)/R2 I3= Uab/R3
I1+I2+I3 =0
Uab E1 Uab E2 Uab 0
R1
R2
R3
结点电压：
Uab
E1 1
R1 E2 1
R2 1
4
2.3 电源的两种模型及其等效变换 2.3.1电压源 1.理想电压源 : 定义：电压总是保持某个给定的时间函数，
与通过它的电流无关。 特点：(1）输出电 压是固定的，不会因为外电路的
不同而不同。
（2）电源中的电流由外电路决定。
5
电路模型:
Ia
Ia
+
E_
Uab
或者
E
+ _
Uab
b
b
恒压源：如果理想电压源的电压u(t)恒等于常 数U（u(t)=U），则称为恒压源。
是否能少列 一个方程?
例8
支路电流未知数少一个：
电工学-电路及其分析方法
[解] 设电阻 R4 两端电压的极性及流过它的电流 I 的参考方向如图示。
沿顺时针方向列写回路
b + U2 – U1 –
a+
c 的 KVL 方程式，有
–
U3
I+
U1 + U2 – U3 – U4 + U5 = 0 代入数据，有
– U5
+
+R4 U4 – d
(–2)+ 8 – 5 – U4+(–3)= 0 U4 = – 2 V U4 = – IR4
R
–
–
+
图 (a)
图 (b)
图 (c)
欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。
U 、I 参考方向相同
表达式
U =R I
U、 I 参考方向相反 U = –RI
图 (b) 中若 I = –2 A，R = 3 ，则 U = – 3 ( –2 ) = 6 V
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电起路不，同在作一用定的条元件件下或常器忽 件略所实组际成部，件如的发次电要机因、素变而压突器出、其电主动要机电、磁电性池质、，电把阻它器看 等成，理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
R=
R1 R2
R1 + R2
[例 1] 图示为变阻器调节负载电阻 RL 两端电压的 分压电路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中间环节是变阻器， 其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段，在图上用 a,b,c,d,e 点标出。求滑动点分别在 a,c,d,e 时，负载和变 阻器各段所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的
沿顺时针方向列写回路
b + U2 – U1 –
a+
c 的 KVL 方程式，有
–
U3
I+
U1 + U2 – U3 – U4 + U5 = 0 代入数据，有
– U5
+
+R4 U4 – d
(–2)+ 8 – 5 – U4+(–3)= 0 U4 = – 2 V U4 = – IR4
R
–
–
+
图 (a)
图 (b)
图 (c)
欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。
U 、I 参考方向相同
表达式
U =R I
U、 I 参考方向相反 U = –RI
图 (b) 中若 I = –2 A，R = 3 ，则 U = – 3 ( –2 ) = 6 V
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电起路不，同在作一用定的条元件件下或常器忽 件略所实组际成部，件如的发次电要机因、素变而压突器出、其电主动要机电、磁电性池质、，电把阻它器看 等成，理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
R=
R1 R2
R1 + R2
[例 1] 图示为变阻器调节负载电阻 RL 两端电压的 分压电路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中间环节是变阻器， 其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段，在图上用 a,b,c,d,e 点标出。求滑动点分别在 a,c,d,e 时，负载和变 阻器各段所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的
2电路的分析方法-电工电子学
（5） 成为简单电路，用欧姆定律或分流公式求解。
例 求下列各电路的等效电源
2 +
3 5V–
+a
U 2 5A
(a)
解:
2 + 5V –
(a)
a + U 5A b
+a 3 U
b
(b)
a + 3 U
b (b)
+a
2 +
+ 2V-
5V-
U b
(c)
+a + 5V U –
b (c)
例题
试用等效变换的方法计算图中1 电阻上 的电流I。
电路的基本分析方法。 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、
动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路 的图解分析法。
2.1 电阻串并联联接的等效变换
在电路中，电阻的联接形式是多种 多样的，其中最简单和最常用的是串联 与并联。具有串、并联关系的电阻电路 总可以等等效效变化成一个电阻。
结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。
a
+ E
I2
– R2 R1 I1
IS
I3 在左图电路中只含
R3
有两个结点，若设 b 为参考结点，则电路
中只有一个未知的结
b
点电压Uab。
2个结点的结点电压方程的推导：
设：Vb = 0 V 结点电压为 U，参
考方向从 a 指向 b。
+ E1–
+ E–2
1. 用KCL对结点 a 列方程：I1 R1 I2
点电流方程，选a、 b d G
C
、 c三个节点
例 求下列各电路的等效电源
2 +
3 5V–
+a
U 2 5A
(a)
解:
2 + 5V –
(a)
a + U 5A b
+a 3 U
b
(b)
a + 3 U
b (b)
+a
2 +
+ 2V-
5V-
U b
(c)
+a + 5V U –
b (c)
例题
试用等效变换的方法计算图中1 电阻上 的电流I。
电路的基本分析方法。 2. 理解实际电源的两种模型及其等效变换。 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、
动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路 的图解分析法。
2.1 电阻串并联联接的等效变换
在电路中，电阻的联接形式是多种 多样的，其中最简单和最常用的是串联 与并联。具有串、并联关系的电阻电路 总可以等等效效变化成一个电阻。
结点电压法适用于支路数较多，结点数较少的电路。
a
+ E
I2
– R2 R1 I1
IS
I3 在左图电路中只含
R3
有两个结点，若设 b 为参考结点，则电路
中只有一个未知的结
b
点电压Uab。
2个结点的结点电压方程的推导：
设：Vb = 0 V 结点电压为 U，参
考方向从 a 指向 b。
+ E1–
+ E–2
1. 用KCL对结点 a 列方程：I1 R1 I2
点电流方程，选a、 b d G
C
、 c三个节点
电工与电子技术知识点
《电工与电子技术基础》教材复习知识要点第一章：直流电路及其分析方法复习要点基本概念：电路的组成和作用；理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义；理解电压和电动势、电流参考方向的意义；理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏－安特性，以及电压源（包括恒压源）、电流源（包括恒流源）的外特性；理解电路（电源）的三种工作状态和特点；理解电器设备（元件）额定值的概念和三种工作状态；理解电位的概念，理解电位与电压的关系。
基本定律和定理：熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用，特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义，以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法：理解电阻的串、并联，掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法，以及分流、分压公式的熟练应用；掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法，掌握电路的功率平衡分析；掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路；掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式：欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=串串 KCL 、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率ba ab I U P ⨯= 电阻上的电功率R U R I I U P 22=⨯=⨯= 电能tP W ⨯=难点：一段电路电压的计算和负载开路（空载）电压计算，注意两者的区别。
常用填空题类型：1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
电工电子技术基础第1章 电路的基本理论及基本分析方法
-
电流源模型
实际电源可用一个电流为IS的理想电流源与电阻并 联的电路作为实际电源的电路模型，称为电流源模型。
其中
IS
U0 R0
称为短路电流
实际电源内阻R0越大，越接近于理想电流源。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
3.实际电源模型的等效变换
R0 + US -
等效电压源模型
IS
US R0
US R0IS
2.理想电流源：理想电流源是从实际电流源抽象出来的 理想二端元件，流过它的电流总保持恒定，与其端电压 无关。理想电流源简称电流源。 电流源的两个基本性质
①电流是给定值或给定的时间函数，与电压无关；
②电压是与相连的外电路共同决定的。
IS或iS
+ U或i
－
电流源的图形符号
电流源的伏安关系
i IS
o
u
直流电流源伏安特性
uR（ i 关联u ） R（ 或 i 非关联）
电阻参数R：表示电阻元件特性的参数。 线性非时变电阻：R为常数；简称为线性电阻。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
应当注意，非线性电阻不满足欧姆定律。
单位：SI单位是欧[姆]（Ω）。计量大电阻时，以千欧 （KΩ）、兆欧（MΩ）为单位。
电阻的参数也可以用电导表示，其SI单位是西［门 子］（S）。线性电阻用电导表示时，伏安关系为
②箭头，如图(a) i。
参考方向的意义：若电流的参考方向和实际方向一致， 则电流取正值，反之则取负值。如图（a）、(b)所示。
第1章 电路的基本理论及基本分析方法
二、电压、电位、电动势及其参考方向
1. 电压、电位、电动势
⑴电压
电工技术第2章
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第2章 电路分析方法
假设有电压源 U S 2 单独 作用，则 U S 1 0 即把电压源 U S1 短路，则电路 变成了图2-17c,由此电路图可得
I '' US 2 R1 R1 * U R1R R1 R R1 R2 R1 R R2 R S 2 R1 R1 R
A和C节点间的互导 ：G13 G31 0 将上述分析结果代入3个独立节点的节点电压方程的一般 形式，则有如下方程组
U S1 1 1 1 ( R R )U a R U b R I S 2 2 1 1 U b U S 2 1 1 1 U b ( )U c I S R3 R4 R3
电压源与电流源对外电路等效的条件为：
U s I s Ro
或
Us Is Ro
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且两种电源模型的内阻相等。
第2章 电路分析方法
在进行电源的等效变换时要注意： （1）电源的等效变换只是对外电路而言的，至于对 电源内部，则是不等效的。例如当外电路开路时，电压 源I=0，内电阻R0 不损耗功率，而电流源内部仍有电流 ， 内 阻 R0 有 功 率 损 耗 。 当 外 电 路 短 路 时 ， 电 压 源 I=ISC=US/R0，内电阻R0损耗功率，而电流源内部，内阻 R0上无电流通过，不损耗功率。 （2）在进行等效变换时，两种电路模型的极性必须 一致，即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相 对应。 （3）理想电压源和理想电流源之间不能进行等效 变换。因为对理想电压源（R0=0），其短路电流IS为无 穷大，对理想电流源（R0=∞），其空载电压UOC为无 穷大，这都是不可能的。
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第2章 电路分析方法
电工电子技术电路及其分析方法PPT学习教案
+
+
E1_
I3
R3
_ E2
以上支路连接的点 如a b
回路 由一条或多条支路
b
组成的闭合路径
如 abca adba adbca
第18页/共91页
1.5.1 基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一结点上的 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
S2 S3
行而规定的允许值。
–
电气设备不在额定 条件下运行的危害： P
电源输出的电流和功 率由负载的大小决定
不能充分利用设备的能力；
降低设备的使用寿命甚至损坏设备。
第14页/共91页
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.2 电源开路
当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。
a
++
E_
U
R0
0
_
b
并且在这些电阻中通过同一电流，则这样的连接方法称
为电阻的串联。
I
++ U1 R1 –
U+ U2 R2
––
分压公式
I +
U1
R1 R1 R2
U
U –
R
U2
=
—R—2— R1 + R2
U
等效电阻
R = R1 + R2
第26页/共91页
1.6.2 电阻的并联 电路中两个或更多个电阻连接在两个公共的结点之 间，则这样的连接法称为电阻的并联。在各个并联支路( 电阻)上受到同一电压。
B
[解] P = UI = (–2) 3 W = – 6 W
电工电子第1章电路与电路分析基础
1.2 电路的基本物理量
其代数和即为该点的电位。从待求点参考点到参考点的路 径往往不止一条，但对同一参考点而言，某一点的电位值 具有唯一性。一般尽量选择简单的路径进行计算。 1.2.3 电动势
电动势反映了电源把其他形式的能量转换为电能本领 的大小。电源常用符号E或US表示。电动势的实际方向为 由电源负极经电源内部到电源正极，即电源内部电位升高 的方向。
1.2 电路的基本物理量
图1-8 例1-1图 例1-1 电路如图1-8所示，已知E1=6V，E2=4V，R1=4Ω， R2=2Ω。 如果以B点为参考点，求A、C点电位。
1.2 电路的基本物理量
解：各电阻中电流的参考方向如图1-8所示。通过观察，R1、R2、 E1形成一个简单的串联回路，R3没有形成回路。以B点为参考点，
P
U I
U
U R总
39.5
220 4.84 1.06
1.47kW
通过计算说明，线路长度仅仅为1km，导线截面已增 大到50平方毫米，线路上仍然有39.5V的电压降，负载端 电压降低到180.5V，造成了电能大量浪费的同时，负载甚 至将无法正常工作。
1.3 电路中的电阻 图1-14 线路的功率损耗
1.3.2 欧姆定律与电阻的串并联
1.一段电路的欧姆定律
I
Uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR
图1-12一段含有电阻的电路 图1-13线性元件的伏安特性曲线
1.3 电路中的电阻 伏安特性曲线：元件的电压与电流的关系曲线。 线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线。 线性电路：由线性元件构成的电路。 非线性电路：含有非线性元件的电路叫做。 2.全电路欧姆定律
则有 UB＝0，I3＝0
电工学电路及其分析方法+-+副本
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)
2 电源开路
开关断开 特征:
I=0
I
+ E
+
Ro
U0
U = U0 = E 电源端电压 ( 开路电压 )
P = 0 负载功率
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
③ 电源输出的功率由负载决定。
电气设备的额定值
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。 例：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W
电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电气设备的三种运行状态
U = E – IR0
O
E
IS RO
电压源的外特性
I
若 R0 = 0 理想电压源 : U E 若 R0<< RL ，U E ， 可近似认为是理想电压源。
理想电压源（恒压源）
I
U
+ +
E
E_
U _
RL
O
I
特点: (1) 内阻R0 = 0
外特性曲线
(2) 输出电压是一定值，恒等于电动势。
对直流电压，有 U E。
kV 、V、mV、 μ向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
Ia
在分析与计算电路时，对 +
+
电量假定的方向。
E
RU
过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏)
欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不经济)
2 电源开路
开关断开 特征:
I=0
I
+ E
+
Ro
U0
U = U0 = E 电源端电压 ( 开路电压 )
P = 0 负载功率
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
③ 电源输出的功率由负载决定。
电气设备的额定值
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。 例：灯泡：UN = 220V ，PN = 60W
电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电气设备的三种运行状态
U = E – IR0
O
E
IS RO
电压源的外特性
I
若 R0 = 0 理想电压源 : U E 若 R0<< RL ，U E ， 可近似认为是理想电压源。
理想电压源（恒压源）
I
U
+ +
E
E_
U _
RL
O
I
特点: (1) 内阻R0 = 0
外特性曲线
(2) 输出电压是一定值，恒等于电动势。
对直流电压，有 U E。
kV 、V、mV、 μ向)
kV 、V、mV、 μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
Ia
在分析与计算电路时，对 +
+
电量假定的方向。
E
RU
电工与电子技术基础-第1章直流电路及其分析方法
【例】电路如图所示，U=12V，I= –4A。 试计算元件的电功率。
【解】由电路可知，此题的电压和电流为关联方 向，有 (W)
P UI 12 (4) 48
这说明元件产生功率，而不是吸收功率，相当于电源。
1.1.4 电路的基本元件
理想元件是组成电路模型的基本单元，元 件上电压与电流之间的关系又称为元件的伏安 特性，它反映了元件的性质。电路元件按能量 特性，可分为无源元件和有源元件；按与外部 连接的数目，可分为二端、三端、四端元件等； 按伏安特性，可分为线性元件和非线性元件。
1、电阻的串联
I
1.2.2 电阻串并联
特点: + + 1)各电阻一个接一个地顺序相联； U1 R1 2)各电阻中通过同一电流； – U + 3)等效电阻等于各电阻之和； U2 R 2 R =R1+R2 – – 4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。 两电阻串联时的分压公式： I R1 R2 U1 U U2 + U R1 R2 R1 R2 应用： U R 降压、限流、调节电压等。 –
例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 + + I I U U R 6V 2A R 6V –2A – – (a) (b)
U 6 解：对图(a)有, U = IR 所 以: R 3Ω I 2 对图(b)有, U = – IR 所以 : R U 6 3Ω I 2
U、I 参考方向相同，P =UI 0，负载； P = UI 0，电源。 U、I 参考方向不同，P = UI 0，电源； P = UI 0，负载。
5．标注参考方向应注意的问题
（1）电压和电流的方向是客观存在的。参考方向是人为规定的 方向，在分析电路时需要先规定参考方向，然后根据这个规定 的参考方向列写方程式。 （2）参考方向一经确定，在整个分析计算过程中必须以此为准， 不能再改变。 （3）不标明参考方向，说某个电压或电流的值为正、为负没有 意义。 （4）参考方向可以任意选取而不影响结果。 （5）电压和电流的参考方向可以分别单独选取。但为了分析方 便，同一段电路的电流和电压的参考方向要尽量一致（电流的 方向从电压的“+”极性端流入，从电压的“–”极性端流出）。
《电工电子学》电路及其分析方法
致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，
当U、I参考方向一致时为正，否则为负。
3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方
向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数
量，也有正负之分。当参考方向与实际方 向一致时为正，否则为负。
4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参
考方向一致（关联正方向）。
1.4 电源有载工作、开路与短路
电工电子学
课程名称：电工电子学
ELECTROTECHNICS AND
ELECTRONIC
教材名称： 《电工学简明教程》第二版
秦曾煌 主编 高等教育出版社 2007
参考教材：
下上《篇篇参电考工参：学考《》：电上《子、技电下术路册基》础》
第邱模关六拟源部版分编秦、著曾数煌字部主分 编 高等高教等育高出教康等版育华教社光出育1版9出编9社版著9 社2004
例1.4
A I
N
已知： UAB=3V
I = – 2A
B
求：N的功率，并说明它 是电源还是负载
因为此例中电压、电流的参考方向相同
解：P=UI = (–2)×3= – 6W
而P为负值，所以N发出功率是电源
如图，U＝220V，I＝5A，内阻R01＝R02＝0.6 例1.3 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2；
理想无源元件
理想 电压源
+
-
理想 电流源
电 电电 阻 感容
R LC
1.2.3 电路中的物理量 一、电流、电压、电动势
1.电流：单位时间内，通过某一导体横截面的电荷量。
i=dq/dt（交流） I=q/t（直流） 单位：安培（A）mkAA
实际方向：正电荷移动的方向
当U、I参考方向一致时为正，否则为负。
3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方
向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数
量，也有正负之分。当参考方向与实际方 向一致时为正，否则为负。
4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参
考方向一致（关联正方向）。
1.4 电源有载工作、开路与短路
电工电子学
课程名称：电工电子学
ELECTROTECHNICS AND
ELECTRONIC
教材名称： 《电工学简明教程》第二版
秦曾煌 主编 高等教育出版社 2007
参考教材：
下上《篇篇参电考工参：学考《》：电上《子、技电下术路册基》础》
第邱模关六拟源部版分编秦、著曾数煌字部主分 编 高等高教等育高出教康等版育华教社光出育1版9出编9社版著9 社2004
例1.4
A I
N
已知： UAB=3V
I = – 2A
B
求：N的功率，并说明它 是电源还是负载
因为此例中电压、电流的参考方向相同
解：P=UI = (–2)×3= – 6W
而P为负值，所以N发出功率是电源
如图，U＝220V，I＝5A，内阻R01＝R02＝0.6 例1.3 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2；
理想无源元件
理想 电压源
+
-
理想 电流源
电 电电 阻 感容
R LC
1.2.3 电路中的物理量 一、电流、电压、电动势
1.电流：单位时间内，通过某一导体横截面的电荷量。
i=dq/dt（交流） I=q/t（直流） 单位：安培（A）mkAA
实际方向：正电荷移动的方向
《电工电子技术基础》第2章 电路的基本分析方法
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
如图2.2.11所示，计算电路中流过2 Ω电阻的电流I。
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法——戴维宁定理
2.5 戴维宁定理
复杂电路中有时只需要计算其中某一条支路的响应，此时可 以将这条支路划出，而把其余部分看作一个有源二端网络。 有源二端网络 具有两个出线端的内含独立电源的电路 无源二端网络 不含独立电源的二端网络
回路，网孔的数目就等于总的独立回路数。
I1
I3
I2 I II
III
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第2章 电路的基本分析方法 ——支路电流法
4.选取独立结点电流方程和独立回路电压方程组成联列方程组。
I1
I3
I1+I2 － I3=0 R1I1 － R2I2=US1 － US2
I2 I II
R2I2+R3I3=US2
III
5.方程总数等于支路总数，也就是所要求的变量数，方程组
有唯一的解。解方程组，可得到各支路电流I1、I2和I3。
I1
US1(R2 R3 ) R1R2 R2 R3
US2 R3 R3R1
第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
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第2章 电路的基本分析方法 ——电源等效变换
如图2.2.11所示，计算电路中流过2 Ω电阻的电流I。
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法 ——叠加定理
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第2章 电路的基本分析方法——戴维宁定理
2.5 戴维宁定理
复杂电路中有时只需要计算其中某一条支路的响应，此时可 以将这条支路划出，而把其余部分看作一个有源二端网络。 有源二端网络 具有两个出线端的内含独立电源的电路 无源二端网络 不含独立电源的二端网络
回路，网孔的数目就等于总的独立回路数。
I1
I3
I2 I II
III
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第2章 电路的基本分析方法 ——支路电流法
4.选取独立结点电流方程和独立回路电压方程组成联列方程组。
I1
I3
I1+I2 － I3=0 R1I1 － R2I2=US1 － US2
I2 I II
R2I2+R3I3=US2
III
5.方程总数等于支路总数，也就是所要求的变量数，方程组
有唯一的解。解方程组，可得到各支路电流I1、I2和I3。
I1
US1(R2 R3 ) R1R2 R2 R3
US2 R3 R3R1
电工电子技术第1章
U 0
I 1 R1 I 2 R2 I 3 R3 E1 0
a
E5 _ + I2 I3 _ E6 d b c
I1 + E1 _
+
2、应用步骤
基尔霍夫电压定律
1）在电路图上标出电流(电压或电动势)的 参考方向。 2）标出回路的绕行方向。 3）根据KVL列方程(与绕行方向一致为正)求解。
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
例1
_ +
R2 E2 R4
R3 Is
R1 _
I=?
I=0
E1
+
基尔霍夫电流定律
KCL的扩展应用
I
I =?
例2
5
+ 6V _ 1
2
+ _ 12V 1
I=0
5
P6思考与练习1.3.1
1.3.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
表明了电路中回路电压间的相互关系
1、内容：
功率
• 物理学中的定义：
设电路任意两点间的电压为U、电流为I,则
这部分电路消耗的功率为：
a + bI U
R
P U I
(W)
问题：
如果参考方向不一致怎么办？ 功率有无正负？
功率的计算
a I + U ba I U + b
U、I参考方向一致：
R
P U I
(W)
U、I参考方向不一致：
R
P U I
表明了电路中节点处各支路电流间的相互关系
1、内容：
任一瞬间，流入任一节
I2
点的电流之和等于流出
该节点的电流之和。
I1
I4
第一章 直流电路及其分析方法
《电工与电子技术基础》自测题第1章直流电路及其分析方法判断题1.1 电路的基本概念1．电路中各物理量的正方向不能任意选取。
[ ]答案:X2．电路中各物理量的正方向不能任意选取。
[ ]答案:X3．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。
答案:X4．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。
答案:V5．电路中各物理量的正方向都可以任意选取。
[ ]答案:V6．某电路图中，已知电压U=-30V，则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。
答案:V7．组成电路的最基本部件是：电源、负载和中间环节[ ]答案:V8．电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。
[ ]答案:V9．如果电流的大小和方向均不随时间变化，就称为直流。
[ ]答案:V10．电场力是使正电荷从高电位移向低电位。
[ ]答案:V11．电场力是使正电荷从低电位移向高电位。
[ ]答案:X1.2 电路基础知识1．所求电路中的电流（或电压）为＋。
说明元件的电流（或电压）的实际方向与参考方向一致；若为－，则实际方向与参考方向相反。
[ ]答案:V2．阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率小。
[ ]答案:X4．电路就是电流通过的路径。
[ ]答案:V5．电路中选取各物理量的正方向，应尽量选择它的实际方向。
[ ]答案:V6．电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。
[ ]答案:X7．电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。
[ ]答案:V8．导体的电阻不仅与其材料有关，还与其尺寸有关。
[ ]答案:V9．导体的电阻只与其材料有关，而与其尺寸无关。
[ ]答案:X10．导体的电阻与其材料无关，而只与其尺寸有关。
[ ]答案:X11．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比，与其电阻值成反比。
[ ]答案:V12．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比，与其电阻值成正比。
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U = E – R0I
1.4.1 电源有载工作 3．电源与负载的判别 根据电压、电流的实际方向判别，若
U 和 I 的实际方向相反，则是电源，发出功率； U 和 I 的实际方向相同，是负载，取用功率。
根据电压、电流的参考方向判别 若电压、电流的参考方向相同 P = UI 为负值，是电源，发出功率； P = UI 为正值，负载，取用功率。
R0
在电路图中所标电压、电流、电动 势的方向，一般均为参考方向。
+I
U
R
+I
U
R或
–I
U
R
–
–
+
图A
图B
图C
欧姆定律：通过电阻的电流与电压成正比。
U、I 参考方向相同 表达式 U = R
I
U、I 参考方向相反 U = – IR
图 B 中若 I = –2 A，R = 3 ，则 U = – (––2) 3 V = 6 V
最后讨论电路的暂态分析。介绍用经典法和三要素 法分析暂态过程。
1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电
路元器件按一定方式组合而成的。
1．电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 输电线 变压器
(2)实现信号的传递与处理
降压 变压器
电灯 电动机 电炉
第 1 章 电路及其分析方法
1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定理 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定理 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析
电压、电流的参考方向： 任意假定。
电流的参考方向用箭头表示；电压的参考方向除用
极性“+”、“–”外，还用双下标或箭头表示。 当电压、电流参考方向与实际方向相同时，其值为
正，反之则为负值。
I
例如：图中若 I = 3 A，则表明电
+
流的实 际方向与参 考方向相同 ；反之，
E–
若 I = –3 A，则表明电流的实际方与参 R 考方向相反 。
但是，在电路中各处电位的高低、电流的方向等很 难事先判断出来。因此电路中各处电压、电流的实际方 向也就不能确定。为此引入参考方向的规定。
习惯上规定 电流的实际方向为：
正电荷运动的方向或负电 荷运动的反方向；
电压的实际方向为： 由高电位端指向低电位端； 电动势的实际方向为： 由低电位端指向高电位端。
1.3 电压和电流的参考方向
1.4.1 电源有载工作 3．电源与负载的判别 [例 1] A I 已知：图中 UAB = 3 V， I = – 2 A
N 求：N 的功率，并说明它是电源还 是负载
B
[解] P 压、电流的参考方向相同
而 P 为负值，所以 N 发出功率，是电源。 想一想，若根据电压电流 的实际方向应如何分析？
例如：一个白炽灯在有电流通过时
消耗电能
(电阻性)
R
i
产生磁场 储存磁场能量 L
忽略 L R
(电感性)
1.2 电路模型
开关
+
电源
E–
负载
R0
连接导线
S R
电路实体
电路模型
用理想电路元件组成的电路，称为实际电路的 电路模型。
1.3 电压和电流的参考方向
对电路进行分析计算时，不仅要算出电压、电流、 功率值的大小，还要确定这些量在电路中的实际方向。
当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。
a
++
E_
U0
R0
_
b
c
电源开路时的特征
I
I=0
R
U = U0 = E
P=0
d
1.4.3 电源短路 当电源两端由于某种原因连在一起时，电源则被短路。
a IS
c
电源短路时的特征
+
U=0
E_
I = IS = E/R0
UR
P=0
R0
PE = P = R0IS2
电流过大，将烧毁电源！
...
话筒
放大 扬声器 器
2．电路的组成部分
电源：提供 电能的装置
负载：取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
2．电路的组成部分
信号源: 提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放大 扬声器 器
直流电源: 提供能源
直流电源
负载
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工 作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
1.2 电路模型
实为际了的便电于路分是析由与一计些算按实需际要电路起，不在同一作定用条的件元下件常或忽器 件略所实组际成部，件如的发次电要机因、素变而突压出器其、主电要动电机磁、性电质池，、把电它阻看器 等成，理它想们电的路电元磁件性。质是很复杂的。
第 1 章 电路及其分析方法
电路的基本概念及其分析方法是电工技术和电子技 术的基础。
本章首先讨论电路的基本概念和基本定律，如电路 模型、电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电源的 工作状态以及电路中电位的计算等。这些内容是分析与 计算电路的基础。
然后介绍几种常用的电路分析方法，有支路电流法、 叠加定理、电压源模型与电流源模型的等效变换和戴维 宁定理。
电压与电流参 考方向相反
电流的参考方向 与实际方向相反
11.4.4.1 电电源源有有载载工工作 作、开路与短路
a
1.c4.1 电源有载U 工作
++
E_
U
R0
_
I
E
R0I
R
U
O
I
b
d
1．电压与电流
I
=
R
E + R0
U = RI 或 U = E – R0I
电源的外特性曲线
当 R0 << R 时， 则 U E 说明电源带负载能力强
1.4.1 电源有载工作
a
c
++
I
2．功率与功率平衡
UI = EI – R0I2 功率 P = PE – P 平衡式
E_
U
R 电源输 电源产 内阻消
R0
_
b
出功率 生功率 耗功率
d
电源产 生功率
=
负载取 用功率
+
内阻消 耗功率
1．电压与电流
I
=
R
E + R0
U = RI
功率的单位：瓦[特](W) 或千瓦(kW)
b
d
为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断
路器，用以保护电路。
1.4.1 电源有载工作
I
4．额定值与实际值
+
额定值是为电气设 备在给定条件下正常运
电源 U
S1
S2
S3
行而规定的允许值。
–
电气设备不在额定 条件下运行的危害： P
电源输出的电流和功 率由负载的大小决定
不能充分利用设备的能力；
降低设备的使用寿命甚至损坏设备。
1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.2 电源开路