直流电路与电路分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
几种常见的电流波形如图1.3所示,图
1.3(a)为直流电流,图1.3(b)为交 流电流。
图1.3 几种常见的电流波形
参考方向是一个假想的电流方向。 特别注意:图中实线箭头和电流符号
i 缺一不可。
图1.4 电流的参考方向
2.电压及其参考方向
在分析电路时,也需要对未知电压任意规定
图1.32 节点电压
设节点0为参考点,则节点①、②的电压分
别为U10、U20。 根据KCL 节点①: IS1-I1-I2-I3=0 节点②: I3-I4-I5=0
(1.19)
I1=U10/R1=G1U10 I2=U10/R2=G2U10 I3=(U10-U20)/R3=G3(U10-U2) I4=U20/R4=G4U20 I5=(U20-US5)/R3=G3(U10-US5) 代入式(1.19)
• (2)根据KCL和KVL
• (3)
以假想的网孔电流为未知数,应用KVL列出
各网孔的电压方程,并联立解出网孔电流, 再进一步求出各支路电流的方法称为网孔电 流法。 网孔电流法简称网孔法,它是分析网络的基 本方法之一。 假想在每一网孔中流动着的独立电流称为网 孔电流,如图1.29
图1.29 网孔电流
1.
以节点电压为未知数,应用KCL列出各节点
的电流方程,并联立解出节点电压,再进一 步求出各支路电流的方法称为节点电压法。 节点电压法简称节点法,是电路分析中的一
电路中,任意选择一节点为参考点,其他节
点与参考点之间的电压便是节点电压。图 1.32给出的电路共有三个节点,编号分别为 0、①、②。
节点①:
(G1+G2+G3)U10-G3U20=IS1 节点②: -G3U10+(G3+G4+G5)U20=G5US5 写出一般式为 G11U10+G12U20=IS1 G21U10+G22U20=IS2
R
上消耗的功率为
5.
1.
2. 3. 在如图1.15所示电路中,u、i选关联参考方向,其伏安 关系为 i=CduC/dt 4.
1.
2. 3.
在图1.17所示电路中,u、i取关联参考方向,
其伏安关系为
u=LdiL/dt
电压源是实际电源(如干电池、蓄电池等)的
1.1 电路和电路模型 1.2 电路中的主要物理量 1.3 电路的基本元件 1.4 基尔霍夫定律 1.5 基尔霍夫定律的应用 1.6 简单电阻电路的分析方法
图1.1 手电筒
图1.2 电路模型
图1.2是图1.1所示实际电路的电路模型。 图中US表示电源,S表示开关,R表示耗能元件。
1.
一种抽象概念,是理想电压源的简称。
• (1)它的端电压固定不变,与外电路取用的电流I
无关; • (2)通过它的电流取决于它所连接的外电路,电
电流源也是实际电源(如光电池)的一种抽象
概念,是理想电流源的简称。 本节内容仅涉及直流电流源(恒流源),用符 号IS表示。 电流源的图形符号及其伏安特性曲线如图 1.20所示。 箭头所指方向为IS
式中,R11=R1+R2为网孔1的所有电阻之和;R22=R2+R3为 网孔2的所有电阻之和,并分别称为网孔1、2的自阻, 自阻总是正的; R12=R21=-R2代表相邻1、2两网孔之间的公共支路的电阻, 称为互阻,互阻的正负,取决于流过公共支路的网孔电 流的方向,相同为正,相反为负; US1、US2分别为1、2网孔中所有电压源电位升(从负极到 正极)的代数和,当电压源沿本网孔电流的参考方向电位 上升时,US为正,否则为负。
1.4.2
基尔霍夫电流定律 1.4.3 基尔霍夫电压定律
1.
2. 3.
4.
基尔霍夫电流定律(简称KCL)指出:任一
时刻,流入电路中任一个节点的各支路电流 的代数和恒等于零,即 ∑i=0 KCL源于电荷守恒。
基尔霍夫电压定律(简称KVL)指出:任一时
刻,沿电路中的任何一个回路,所有支路的 电压代数和恒等于零,即 ∑u=0 KVL
如图1.29中的Ia、Ib分别为网孔1和网孔2的网
孔电流。 图中的顺时针箭头既可以表示网孔电流的参 考方向,同时也表示绕行方向。 根据KVL 网孔1:IaR1+(Ia-Ib)R2-US1=0 网孔2:IbR3+(Ib-Ia)R2+US3=0
整理得
(R1+R2)Ia-R2Ib=US1 -R2Ia+(R2+R3)Ib=-US3 写出一般式为 R11Ia+R12Ib=US11 R21Ia+R22Ib=US22
电压“参考方向”,其标注方法如图1.5所 示。 其中,图1.5(b)所示的标注方法,即参考 极性标注法中,“+”号表示参考高电位端 (正极),“-”号表示参考低电位端(负极); 图1.5(c)所示的标注方法中,参考方向是 A点指向B
图1.5 电压参考方向的几种标注方法
电阻元件 1.3.2 电容元件 1.3.3 电感元件 1.3.4 电压源 1.3.5 电流源
1.3.1
1.
2. 3. 如图1.9所示电路,u、i为关联参考方向,其
伏安特性为
u=Ri u、i为非关联参考方向时,有 u=-Ri
图1.9 电阻元件的图形符号
4. 若u、i
p=ui=(Ri)i=Ri2 若u、i为非关联参考方向,则 p=-ui=-(-Ri)i=Ri2 可见,p>0,说明电阻总是消耗(吸收)功率,而与其上的
图1.20 直流电流源的图形符号及其伏安特性曲线
• (1)电流源流出的电流I是恒定的,即I=IS,与其两
端的电压U • (2)电流源的端电压取决于它所连接的外电路,端
• 例如,设IS=3A,将R=5Ω的电阻连接于a、b两端,
则有U=15V;若将R改为6Ω,则有U=ISR=18V
1.4.1
1.5.1
1.5.2
网孔电流法 1.5.3 节点电压法
支路电流法是以支路电流为未知数,根据
KCL和KVL 可以证明,对于具有b条支路、n个节点的电 路,应用KCL只能列(n-1)个节点方程,应用 KVL只能列l=b-(n-1)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• (1)在电路图上标出所求支路电流参考方向,再