第1章直流电路
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电工电子技术 第一章直流电路 第七节戴维宁定理
5
E
B
1A
U U 9V
S
ABO
R 57 0
R0 57 +
US _ 9V
33
Ｕ
三、戴维宁定理中等效电阻的求解方法
求简单二端网络的等效内阻时，用串、并联 的方法即可求出。如前例：
A
R1 C
R2 D R0
R3
R4
B
R R // R R // R
0
1
2
3
4
求某些二端网络的等效内阻时，用串、并联的方 法则不行。如下图：
二、戴维南定理应用举例
例1 R1
R2
I5
R5
等效电路
R3
R4
E
+_
R1 +
R2 _
I5
E
R5
已知：R1=20 、 R2=30 R3
R4
R3=30 、 R4=20
E=10V
求：当 R5=10 时，I5=?
有源二端 网络
第一步：求开端电压US
A
R1
R2
C +_ D
US
E
R3
R4
B
U U U
S
AD
R1 C
R3
A R2
R0 D
R4 B
串/并联方法?
R0
不能用简单 串/并联 方法 求解， 怎么办？
方法（1）: 开路、短路法
有源 网络
有源
Uabo
网络
IS
求 开端电压 Uabo 与 短路电流 IS
等效 内阻
R 0
U abo
I
S
R + -E
R Uabo=E + E
第一章 直流电路
图示电路 （1）电路的支路 数b=3，支路电流 有i1 、i2、 i3三个。 （2）节点数n=2， 可列出2－1=1个独 立的KCL方程。 节点a
i1
R1 + us1 － Ⅰ
a
i2 i3
R3 Ⅱ R2 + us2 －
b
i1 i 2 i 3 0
（3）独立的KVL方程数为3－(2－1)=2个。 i1 R 1 i 3 R 3 u s 1 回路I 回路Ⅱ
• • 当电阻元件的电压和电流取非关联参考方向时，
欧姆定律表达为 • u=-R· 或i=-u/R i
•
电导：电阻元件的参数除电阻R外，还有 另一个参数，其数值为电阻的倒数，称为电导 G，单位为西门子(S)，即
• G=1/R
线性电阻的伏安特性
1.3 电阻的串、并联
图1-17为两个电阻R1 、R2并联，总电 流是i，每个电阻分得的分别为i1和i2：
对直流：I=Q/t
i dq dt ( 对变动电流，瞬时电流 的表达式 )
大写 I 表示直流电流,小写 i 表示电流的一般符号
正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 电流的方向用一个箭头表示。 任意假设的电流方向称为电流的参考方向。
参考方向 a 实际方向 (a) i> 0
i
b a
参考方向
i
b
实际方向 (b ) i< 0
如果求出的电流值为正，说明参考方向 与实际方向一致，否则说明参考方向与实际 方向相反。
2. 电压、电位和电动势
电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移 至b点电场力所做的功。
u ab
dW ab dq
电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点 电场力所做的功。 电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。
第一章直流电路 基尔霍夫电流定律
方法：
I1
I2 I4
1、先确定各支路电流方向。
2、列写KCL方程。
3、有N个节点，可列出N个方程。
I3
由基尔霍夫第一定律可知
I1 - I2 + I3 - I4 0
代入已知值
2 - (-3) + (-2) - I4 0
可得： I4 3A
难点:式中括号外正负号是由基尔霍夫第一定律根据电流的参考方向确定的， 括号内数字前的负号则是表示实际电流方向和参考方向相反。
例2 电路如下图所示，求电流 I3。
I1
I3
A
R3
B
R1 U s1
I2
R2
I4
R4
Us2
I5
R5
对A节点 I1 - I 2 - I3 0
因为
I1 I2
所以
I3 0
同理，对B节点： I 4 - I5 + I3 0
因为 I4 I5
也得
I3 0
由此可知，没有构成闭合回路的单支路电流为零
变形得： I1+I3+(-I2)+(-I4)+(-I5)=0
I1
I5
I2
a
I3
I4
如果规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，则可 得出下面的结论：
∑I=0
∑(路的任一节电上，电流的代数和永远等于零。
例1 如图所示电桥电路，已知I1 = 2A，I2 = -3A， I3 =- 2 A， 试求电流I4。
LOGO
LOGO 基尔霍夫电流定律
目录
CONTENTS
01
定律内容
02
定律表达式
03
例题
相关标题文字
第1章 直流电路(电工学C)
理想电压源
本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
《电工学B》
第1章 直流电路
一、理想有源元件
1.理想电压源（恒压源）
I
+
+
US -
U=定值
-
图形符号
U
US
O
I
伏安特性
特点
（1）Ｕ恒定 （2）I=?
空载I=0 有载:I=U/R 短路I =∞
《电工学B》
第1章 直流电路
基尔霍夫电流定律的推广应用
＋UCC
RB
RC
B C IC
IB
E
IE
IC+ IB - IE＝0
可将KCL推广到 电路中任何一个 假定的闭合面。
——广义结点
I
5
6V+_ 1
2
I=0
I =? +_12V 1 5
《电工学B》
第1章 直流电路
例 1 图示的部分电路中，已知 I1＝3 A，I4＝－5 A， I5＝8 A，试求I2、I3和I6。
若从某点出发绕回路一周回到原点，电位的变
化等于零。 在电路的任何一个回路中，沿同一方向环行，
同一瞬间电位升等于电位降。
《电工学B》
第1章 直流电路
选择环行方向
+
+
电位升 = 电位降 US1 + U2 = US2 + U1
US1__ U1 R1
__US2 R2 U2
R3
+
US1 + U2 －US2 － U1 ＝ 0 I1
U_L
功率平衡：PE , PS , PL
第一章 直流电路
第二节 电阻
第一章 直流电路 3．电阻的参数标注方法 （3）色标法 色标电阻（色环电阻）器用四环、五环标法。电阻的色标位置和倍 率关系为颜色、有效数字、允许偏差（%）。其含义见表1-3所示。四色环电阻器 的前两个色环表示标称值二位有效数字，第三个色环表示倍率（10n）,第四个色环 表示误差。五色环电阻器的前三个色环表示标称值（三位有效数字）。五色环电阻 器的前三个色环表示标称值（三位有效数字）。
V
-
（a）电压测量实物接线
（b)电压测量原理电路图 图1-8 直流电流的测量
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路 3.电动势 电路中因其他形式的能量转换为电能所形成的电位差，叫做电动势。 用字母E 表示，单位是伏特。 电动势的方向规定在电源内部负极指向电源正极，即电位升高的方 向。 电源之所以能够持续不断地向电路提供电流，也是由于电源内部存 在电动势的缘故。电动势反映了电源内部能够将非电能转换为电能的 本领，代表了电场力将电源内部的正电荷从电源负极移到电源正极所 做的功，是电能累积的过程。而电压则是电场力将单位正电荷从高电 位移到低电位所做的功，是电能消耗的过程。
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路
二、电路图
电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种 表示电路结构的图形。
表1-1 部分电工图形符号
第一节 电路及其基本物理量
第一章 直流电路
三、电流
1．电流的形成
一切电的现象都起源于电荷的存在或电荷的运动。 电荷的有规则移动即形成电流。形成电流的形式多 种多样，例如，在金属导体中的电流是自由电子部 分脱离原子核的束缚；在电解液中，电流是正负离 子在溶液中定向自由运动形成的；在半导体中，自 由电子和空穴的有规则运动形成了电流。
第一章 直流电路
特点：
开路
U端 E
I 0
短路
R总
3.短路：
电流不经负载而经导线形成回路的状态。 特点： U 端 E Ir 0
I
E r
R总 r
短路电流很大，需加短路保护装置。
【例1－1】设内阻r = 0.2Ω，电阻R = 9.8Ω，电源电动势E = 2V，不计电压表和电流表对电路的影响，求开关在不同 位置时，电压表和电流表的读数各为多少？
（1）表示： 实线箭头加字母表示: 双下标表示：Iab表示电流由a流向b
i
（2）选择：原则上任意选，但若已知实际方向，则选择 参考方向尽量与实际方向一致。
（3）参考方向与实际方向的关系：同正异负。
同正异负：相同时参考方向下的字母为正数（+） 相异时参考方向下的字母为负数（-）
例 图示电路中，I1、I2分别等于多少？
5V
I1 5Ω 解：可以判断出电路中电流的实际 方向为逆时针方向。 I2 电流参考方向I1与实际方向相 反，I2与实际方向相同。
I1 5 5 1A
∴
I2
5 5
1A
8．电流测量注意事项
电流测量注意事项
万用表直流挡测电流
三、电压、电位和电动势 （一）电压
1. 分 类
水压和水流
R1=4Ω，要使R2获得最大功率，R2应为多大？这时R2获得的
功率是多少？
解题过程
§1－5 电阻的串联和并联
一、电阻的串联
串联(+)： 电阻首尾顺序相连 中间无分支 选择电流、电压参考方向如图 U
U11 U
I R1 I1
U U2 2
R2 I2
U U33
R3 I3
开路
U端 E
I 0
短路
R总
3.短路：
电流不经负载而经导线形成回路的状态。 特点： U 端 E Ir 0
I
E r
R总 r
短路电流很大，需加短路保护装置。
【例1－1】设内阻r = 0.2Ω，电阻R = 9.8Ω，电源电动势E = 2V，不计电压表和电流表对电路的影响，求开关在不同 位置时，电压表和电流表的读数各为多少？
（1）表示： 实线箭头加字母表示: 双下标表示：Iab表示电流由a流向b
i
（2）选择：原则上任意选，但若已知实际方向，则选择 参考方向尽量与实际方向一致。
（3）参考方向与实际方向的关系：同正异负。
同正异负：相同时参考方向下的字母为正数（+） 相异时参考方向下的字母为负数（-）
例 图示电路中，I1、I2分别等于多少？
5V
I1 5Ω 解：可以判断出电路中电流的实际 方向为逆时针方向。 I2 电流参考方向I1与实际方向相 反，I2与实际方向相同。
I1 5 5 1A
∴
I2
5 5
1A
8．电流测量注意事项
电流测量注意事项
万用表直流挡测电流
三、电压、电位和电动势 （一）电压
1. 分 类
水压和水流
R1=4Ω，要使R2获得最大功率，R2应为多大？这时R2获得的
功率是多少？
解题过程
§1－5 电阻的串联和并联
一、电阻的串联
串联(+)： 电阻首尾顺序相连 中间无分支 选择电流、电压参考方向如图 U
U11 U
I R1 I1
U U2 2
R2 I2
U U33
R3 I3
第1章直流电路
一般金属电阻的阻值不随所加电压和通过的电流而改 变， 即在一定的温度下其阻值是常数，这种电阻的伏安 特性是一条经过原点的直线，如图 1 - 7 所示。这种电阻 称为线性电阻。
U I= f (U)
O
I
图1.7
图 1- 7线性电阻的伏安特性
由此可见， 线性电阻遵守欧姆定律。 电阻其电阻值随电压和电流的变化而变化， 其电压与 电流的比值不是常数，这类电阻称之为非线性电阻。 例如, 半导体二极管的正向电阻就是非线性的，它的伏安特性如图
R1U R2U R3U U1 ,U 2 ,U 3 . R R R
在实际中， 利用串联分压的原理， 可以扩大电压表的 量程，还可以制成电阻分压器。
例 1．1 现有一表头， 满刻度电流IQ= 50μA， 表头 的电阻RG=3kΩ，若要改装成量程为10V的电压表，如图 1 10 所示，试问应串联一个多大的电阻？ 解 当表头满刻度时，它的端电压为UG=50×106×3×103 = 0.15V。设量程扩大到10V时所需串联的电阻为 R，则R上分得的电压为 UR=10－0.15 = 9.85V，故
1 电路的组成
电路是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总
体，它提供了电流通过的闭合路径。这些电气器件包括电源、
开关、负载等。 电源是把其它形式的能量转换为电能的装置，例如，发 电机将机械能转换为电能。负载是取用电能的装置，它把电 能转换为其它形式的能量。例如，电动机将电能转换为机械
能，电热炉将电能转换为热能，电灯将电能转换为光能。
成的放大电路，输出的便是放大了的电信号，从而实现了 放大功能；电视机可将接收到的信号，经过处理，转换成 图像和声音。
二 电路的基本物理量 1. 电流
电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于
U I= f (U)
O
I
图1.7
图 1- 7线性电阻的伏安特性
由此可见， 线性电阻遵守欧姆定律。 电阻其电阻值随电压和电流的变化而变化， 其电压与 电流的比值不是常数，这类电阻称之为非线性电阻。 例如, 半导体二极管的正向电阻就是非线性的，它的伏安特性如图
R1U R2U R3U U1 ,U 2 ,U 3 . R R R
在实际中， 利用串联分压的原理， 可以扩大电压表的 量程，还可以制成电阻分压器。
例 1．1 现有一表头， 满刻度电流IQ= 50μA， 表头 的电阻RG=3kΩ，若要改装成量程为10V的电压表，如图 1 10 所示，试问应串联一个多大的电阻？ 解 当表头满刻度时，它的端电压为UG=50×106×3×103 = 0.15V。设量程扩大到10V时所需串联的电阻为 R，则R上分得的电压为 UR=10－0.15 = 9.85V，故
1 电路的组成
电路是由各种电气器件按一定方式用导线连接组成的总
体，它提供了电流通过的闭合路径。这些电气器件包括电源、
开关、负载等。 电源是把其它形式的能量转换为电能的装置，例如，发 电机将机械能转换为电能。负载是取用电能的装置，它把电 能转换为其它形式的能量。例如，电动机将电能转换为机械
能，电热炉将电能转换为热能，电灯将电能转换为光能。
成的放大电路，输出的便是放大了的电信号，从而实现了 放大功能；电视机可将接收到的信号，经过处理，转换成 图像和声音。
二 电路的基本物理量 1. 电流
电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导体处于
第1章直流电路
内容提要 本章主要讨论电路模型、电路的 基本物理量、电路的基本元件。引 进了电流。电压的参考方向的概念。 应用欧姆定律、基尔霍夫定律等电 路的基本定律对直流电路进行分析 计算。
1.1 电路模型
1.1.1 电路 1、概念：
a、电流的通路
b、电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导 线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来，能使电流 流通的整体。 2、作用：(1)实现电能的传输、分配和转换；(2)其次 能实现信号的传递和处理。
(3)求图示电路的开口电压Uab
解：先把图1.8.5改画成图1.8.6，求电流I。
在回路1中，有 解得 6I＝12－6 I＝1A
根据基尔霍夫电压定律，在回路2中， 得 Uac＋Ucb－Uab＝0
即 解得 －2＋12－3×1－Uab＝0 Uab＝7 V
从上面的例子可看出，基尔霍夫电 压定律不但适用于闭合回路，对开口回 路同样适用，但需在开口处假设电压 （例中Uab ）。在列电压方程时，要注意 开口处电压方向。
P＝UI＞0，元件吸收功率
P＝UI＜0，元件发出功率
非关联参考方向：
P＝UI＞0，元件发出功率
P＝UI＜0，元件吸收功率
2、 试判断图1.4.4(a)、(b)中元件是发出功率还是吸收功率。 解： (a) P＝UI＞0，元件吸收功率 (b)P＝UI＝－10 W＜0，元件 发出功率。
1.5 电阻元件
电阻两端的电压与流过电阻的电流，根据欧姆定律得：
第1章 直流电路
1.1 电路模型
1.2 电路的基本物理量 1.3 电流、电压的参考方向 1.4 功率 1.5 电阻元件 1.6 电感元件、电容元件 1.7 电压源、电流源及其等效变换 1.8 基尔霍夫定律 1.9 支路电流法
1.1 电路模型
1.1.1 电路 1、概念：
a、电流的通路
b、电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导 线、开关、负载等电气设备或元器件组合起来，能使电流 流通的整体。 2、作用：(1)实现电能的传输、分配和转换；(2)其次 能实现信号的传递和处理。
(3)求图示电路的开口电压Uab
解：先把图1.8.5改画成图1.8.6，求电流I。
在回路1中，有 解得 6I＝12－6 I＝1A
根据基尔霍夫电压定律，在回路2中， 得 Uac＋Ucb－Uab＝0
即 解得 －2＋12－3×1－Uab＝0 Uab＝7 V
从上面的例子可看出，基尔霍夫电 压定律不但适用于闭合回路，对开口回 路同样适用，但需在开口处假设电压 （例中Uab ）。在列电压方程时，要注意 开口处电压方向。
P＝UI＞0，元件吸收功率
P＝UI＜0，元件发出功率
非关联参考方向：
P＝UI＞0，元件发出功率
P＝UI＜0，元件吸收功率
2、 试判断图1.4.4(a)、(b)中元件是发出功率还是吸收功率。 解： (a) P＝UI＞0，元件吸收功率 (b)P＝UI＝－10 W＜0，元件 发出功率。
1.5 电阻元件
电阻两端的电压与流过电阻的电流，根据欧姆定律得：
第1章 直流电路
1.1 电路模型
1.2 电路的基本物理量 1.3 电流、电压的参考方向 1.4 功率 1.5 电阻元件 1.6 电感元件、电容元件 1.7 电压源、电流源及其等效变换 1.8 基尔霍夫定律 1.9 支路电流法
电工电子技术 第一章 直流电路
U U I Rs
电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来，就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式： R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开，这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时，外电路的电阻可视为零，又由于电源内阻 很Rs 小，根据欧姆定律，可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
（4）将六个独立方程联立求解，得各支路电流的值。 联立①结果为：
0 i1 i2 i6
①
0 i2 i3 i4
②
0 i3 i5 i6
③
10 i1 2i2 4i4
④
12 3i3 4i4 5i5
⑤
0 2i2 3i3 6i6
⑥
1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中，各种电气设备和电路元件都有额定值， 只有按额定值使用，即额定工作状态，电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠，经常合理，使用寿命才 会长，如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题，如下图中的电桥电路时， 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3
如
i1
i3
i2
i1 i2 i3
电源电动势 = 外电路的等效电阻 × 电流 即
U I (R Rs )
1.4 电阻串并联
1.4.1 电阻串联
把n个电阻一个接一个地串接起来，就成为串联电路。
U1
U2
R1
U
R2 I
...
Un
Rn
计算公式： R R1 R2 Rn
若 R1 R2 的阻Rn值相等则:
U R IR
U U s IRs
Ps U s I
P UI
P I 2 R
P Ps P
1.5.2 开路状态
将开关K打开，这时电路为开路状态。
1.5.3 短路状态
此时，外电路的电阻可视为零，又由于电源内阻 很Rs 小，根据欧姆定律，可知电路中的电流 为I很大。
1.5.4 电气设备的额定值
0 i2 R2 i3 R3 i6 R6
（4）将六个独立方程联立求解，得各支路电流的值。 联立①结果为：
0 i1 i2 i6
①
0 i2 i3 i4
②
0 i3 i5 i6
③
10 i1 2i2 4i4
④
12 3i3 4i4 5i5
⑤
0 2i2 3i3 6i6
⑥
1.8电压源、电流源及其等效变换
在电路中，各种电气设备和电路元件都有额定值， 只有按额定值使用，即额定工作状态，电气设备和电 路元件的运行才能安全可靠，经常合理，使用寿命才 会长，如下图为三相异步电动机铭牌。
1.6 基尔霍夫定律
遇到一些复杂的电路问题，如下图中的电桥电路时， 运用基本的串并联方法解决起来就非常困难了。
R1
R2
R3
如
i1
i3
i2
i1 i2 i3
第1章 直流电路
'
U R总
10 64
10V
6
5A
I
4
1( A)
电流源 单独作用
R总 I
''
R 1R 2 R1 R 2 U
6 4 64
2.4()
5 2.4 4
R4
（A） 保留！ 3 内阻
I I I 1 3 4( A)
' ''
10V
6
I
'
6
P UI
P 0吸收功率 P 0发出功率。
+ U –
I
R
练习：P21，1-8
直流电流：大小和方向不随时间变化而变化的电流。 直流电压：大小和方向不随时间变化而变化的电压。
U、I o
＋
i u R
欧姆定律
t
u iR
在直流电路中因 流无变化，故相当 于短路！
p u i i R U
3
i5
i1 i2 i3 i4 i5 0
i1 i2 i3 0 i3 i2 i1 1 2 1( A)
练习：P21，1-7
KVL：在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和 恒等于零。 【规定顺时针方向为正】
u 0
KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律； KVL是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与 电路是线性还是非线性无关； KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。
特点：电流及电源 的功率由外电 路确定，输出 电压不随外电 路变化。 特点：电源的端电 压及电源的功 率由外电路确 定， 输出电流 不随外电路变 化。
U R总
10 64
10V
6
5A
I
4
1( A)
电流源 单独作用
R总 I
''
R 1R 2 R1 R 2 U
6 4 64
2.4()
5 2.4 4
R4
（A） 保留！ 3 内阻
I I I 1 3 4( A)
' ''
10V
6
I
'
6
P UI
P 0吸收功率 P 0发出功率。
+ U –
I
R
练习：P21，1-8
直流电流：大小和方向不随时间变化而变化的电流。 直流电压：大小和方向不随时间变化而变化的电压。
U、I o
＋
i u R
欧姆定律
t
u iR
在直流电路中因 流无变化，故相当 于短路！
p u i i R U
3
i5
i1 i2 i3 i4 i5 0
i1 i2 i3 0 i3 i2 i1 1 2 1( A)
练习：P21，1-7
KVL：在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和 恒等于零。 【规定顺时针方向为正】
u 0
KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律； KVL是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与 电路是线性还是非线性无关； KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。
特点：电流及电源 的功率由外电 路确定，输出 电压不随外电 路变化。 特点：电源的端电 压及电源的功 率由外电路确 定， 输出电流 不随外电路变 化。
第1章直流电路
恒压源与恒流源特性比较
恒压源 恒流源 I Uab = U （常数） Is a Uab b
不 变 量
I + _ U
a
Uab b
I = Is （常数）
Uab的大小、方向均为恒定，
外电路负载对 Uab 无影响。
I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。 端电压Uab 可变 ----Uab 的大小、方向 均由外电路决定
实际 若 I = 5A， 则实际电流从 a 流向 b； 实际
若 I = –5A， 则实际电流从 b 流向 a 。
+ U –
a R
若 U = 5V，
则电压的实际方向从 a 指向 b；(箭标) 若 U= –5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。
注意
如果不特别指出，书中电路图上所标明的电流和电 压方向都为参考方向。在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。
变 化 量
输出电流 I 可变 ----I 的大小、方向均 由外电路决定
三、伏安特性曲线
实际电压源
+ R0
I
实际电流源
I
+
E
Байду номын сангаас
U
-
Is
+
R0
U
-
Ｉ＝ＩS－Ｕ／Ｒ０ I IS
Ｕ＝Ｅ－ＩＲ０ U E
0
I
0
U
四、实际电压源与电流源的等效变换
I + E – R0 电压源 + U – I U + R0 U –
1.5 理想元件（电路模型）
为了便于对实际电路进行分析和数学描述，需将 实际电路元件用能够代表其主要电磁特性的理想元件 (ideal element)或它们的组合来表示，从而构成与实 际电路相对应的电路模型。 反映具有单一电磁性质的实际器件的模型称为理 想元件，包括理想的无源元件（电阻、电感、电 容）、有源元件（电源元件）等。
电路原理第-章直流PPT课件
VS
诺顿定理
任何一个线性有源二端网络，对其外部电 路而言，都可以等效为一个电流源和电阻 并联的电路模型。其中电流源的电流等于 网络的短路电流，电阻等于网络中所有独 立源置零后的等效电阻。
04 电路中的电源
电池的串联和并联
串联
当电池串联时，总电压是每个电池的 电压之和，电流保持不变。
并联
当电池并联时，总电流是每个电池的 电流之和，电压保持不变。
电阻的并联
当多个电阻在同一电路中各自首首或尾尾相接时，称为电阻 的并联。并联电阻的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。在 并联电路中，电压处处相等，电流的分配与电阻成反比。
电压源和电流源
电压源
能够输出恒定电压或电压与电流成一 定比例关系的电源称为电压源。电压 源在电路中起到提供电能的作用，可 以视为一个理想化的电源模型。
基尔霍夫定律
总结词
用于解决电路中节点和回路电流和电压关系的定律。
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分，即节点电流定律和回路电压定律。节点电流定律指出，对于电路中的任何一个节点， 流入的电流之和等于流出的电流之和。回路电压定律指出，对于电路中的任何一个闭合回路，沿回路绕行方向， 电压降之和等于电压升之和。
电路原理第-章直流ppt课件
目录
• 直流电路的基本概念 • 欧姆定律和基尔霍夫定律 • 电阻电路的分析 • 电路中的电源 • 电路分析方法 • 电路的暂态分析
01 直流电路的基本概念
电路的组成
电源
导线和开关
提供电能，将其他形式的能量转换为 电能。
连接电源和负载，控制电路的通断。
负载
消耗电能，将电能转换为其他形式的 能量。
THANKS FOR WATCHING
第1章电路
流过的电流无关直流电流源和正弦交流电流源。
第1章 直流电路
三、实际电源两种模型的等效变换
1. 电压源的模型
实际电压源--可用一个电压源与电阻相串联的模型来表征. + U -S RS I +a U
U US U=US
U=Us-RsI
-b
0
I
2. 电流源的模型
1kV 10 V 10 mV
3 3
实际方向---规定为从高电位点指向低电位点，即由“+”极 指向“－”极。（在电压的方向上电位是逐渐降低的）
第1章 直流电路
参考方向——即为假设的电位降低的方向。 关联参考方向——电流的流向是从电压的“+”极流 向 “-” 极；反之为非关联参考方向。
i + u _ i
第1章 直流电路
一、基尔霍夫电流定律(KCL)
1.内容：在电路中，任何时刻对于任一节点而言,所有支路电流
的代数和等于零.即在电路中任一节点，任一时刻流进 该节点电流之和等于流出节点电流之和.
2.公式： 例：
＋
1 0
E1
＋ ＋
或
A
∑I入=∑I出
i
i
1
A － I2
＋
1 2 a 4
i
4
I1
1k
－ － A E2
P＞0,元件是耗能元件;P＜0,则该元件为供能元件。 2.电能： ---电场力所作的功，用w(W)表示. W = Pt
单位: 焦［耳］(J)； [常用:千瓦小时（kW· h）,俗称1度电]
1kW h 10 3600 3.6 10 J
3 6
第1章 直流电路
1.5~1.6 电阻、电感、电容元件
第1章 直流电路
三、实际电源两种模型的等效变换
1. 电压源的模型
实际电压源--可用一个电压源与电阻相串联的模型来表征. + U -S RS I +a U
U US U=US
U=Us-RsI
-b
0
I
2. 电流源的模型
1kV 10 V 10 mV
3 3
实际方向---规定为从高电位点指向低电位点，即由“+”极 指向“－”极。（在电压的方向上电位是逐渐降低的）
第1章 直流电路
参考方向——即为假设的电位降低的方向。 关联参考方向——电流的流向是从电压的“+”极流 向 “-” 极；反之为非关联参考方向。
i + u _ i
第1章 直流电路
一、基尔霍夫电流定律(KCL)
1.内容：在电路中，任何时刻对于任一节点而言,所有支路电流
的代数和等于零.即在电路中任一节点，任一时刻流进 该节点电流之和等于流出节点电流之和.
2.公式： 例：
＋
1 0
E1
＋ ＋
或
A
∑I入=∑I出
i
i
1
A － I2
＋
1 2 a 4
i
4
I1
1k
－ － A E2
P＞0,元件是耗能元件;P＜0,则该元件为供能元件。 2.电能： ---电场力所作的功，用w(W)表示. W = Pt
单位: 焦［耳］(J)； [常用:千瓦小时（kW· h）,俗称1度电]
1kW h 10 3600 3.6 10 J
3 6
第1章 直流电路
1.5~1.6 电阻、电感、电容元件
《电工与电子技术基础》第一章 直流电路
14
1—2 电路的基本物理量
1．电流的方向和大小 其中，电流大小和方向都不随
时间而变化的电流，称为稳恒直流 电（见图a）；电流大小随时间而呈 周期性变化，但方向不变的电流， 称为脉动直流电（见图b）。若电流 的大小和方向都随时间而变化，则 称其为交变电流，简称交流，用符 号AC表示（见图c）。
15
直流和交流 a）稳恒直流电 b）脉动直流电c）交流电
1—2 电路的基本物理量
2．电流的测量 （1）对交流电流、直流电流
应分别使用交流电流表（或万用表 交流电流挡）、直流电流表（或万 用表直流电流挡）测量。常用直流 电流表如图所示。
常用直流电流表 a)指针式直流电流表 b) 数字式直流电流表
16
1—2 电路的基本物理量
5
1-一例最简单的电路图 2-汽车单线制电路
1—1 电路的基本概念
二、电路图
1．电路原理图 电路原理图简称原理图，它主
要反映电路中各元器件之间的连接 关系，并不考虑各元器件的实际大 小和相互之间的位置关系。例如， 上图1和图2所示电路的原理图如图 所示。
6
上图1和图2所示电路的原理图
1—1 电路的基本概念
2．电流的测量 （2）电流表或万用表必须串
接到被测量的电路中。测量电路如 图所示。
17
直流电流测量电路
1—2 电路的基本物理量
二、电压、电位和电动势
1．电压 电路中有电流流动是电场力做功的结果。电场力将单位正电荷从a
点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压的单 位为伏特，简称伏（V）。
应分别采用交流电压表（或万用表 交流电压挡）、直流电压表（或万 用表直流电压挡）测量。常用直流 电压表如图所示。
1—2 电路的基本物理量
1．电流的方向和大小 其中，电流大小和方向都不随
时间而变化的电流，称为稳恒直流 电（见图a）；电流大小随时间而呈 周期性变化，但方向不变的电流， 称为脉动直流电（见图b）。若电流 的大小和方向都随时间而变化，则 称其为交变电流，简称交流，用符 号AC表示（见图c）。
15
直流和交流 a）稳恒直流电 b）脉动直流电c）交流电
1—2 电路的基本物理量
2．电流的测量 （1）对交流电流、直流电流
应分别使用交流电流表（或万用表 交流电流挡）、直流电流表（或万 用表直流电流挡）测量。常用直流 电流表如图所示。
常用直流电流表 a)指针式直流电流表 b) 数字式直流电流表
16
1—2 电路的基本物理量
5
1-一例最简单的电路图 2-汽车单线制电路
1—1 电路的基本概念
二、电路图
1．电路原理图 电路原理图简称原理图，它主
要反映电路中各元器件之间的连接 关系，并不考虑各元器件的实际大 小和相互之间的位置关系。例如， 上图1和图2所示电路的原理图如图 所示。
6
上图1和图2所示电路的原理图
1—1 电路的基本概念
2．电流的测量 （2）电流表或万用表必须串
接到被测量的电路中。测量电路如 图所示。
17
直流电流测量电路
1—2 电路的基本物理量
二、电压、电位和电动势
1．电压 电路中有电流流动是电场力做功的结果。电场力将单位正电荷从a
点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压的单 位为伏特，简称伏（V）。
应分别采用交流电压表（或万用表 交流电压挡）、直流电压表（或万 用表直流电压挡）测量。常用直流 电压表如图所示。
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第1章 目录
1.1 电路的作Βιβλιοθήκη 和组成第1章 1?1电路是电流流通的路径，它是由某些电器设备和元器
件为实现能量的传送和转换，或者实现信号的传递或
处理而组合后的总称。 电路的作用
1.电能的传输与转换
2. 传递与处理信号
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
?
话筒
扬声器 放
大 器
1 电源
2 中间环节
–
–
当R0=0时， U = E ，是一定值，则
U = E – R0 I I是任意的,由负载电阻和U确定，这
样的电源称为理想电压源或恒压源。
*凡与恒压源并联的元件,两端电压
等于恒压源的电压
1.5.2 电流源
将式 U = E – R0 I 两
边同除以 R0，则得
UR0=
E R0
–
I
= IS – I
IS
电流过大，将烧毁电源
第1章 1? 2
R0
R1
I
E
U R2
有 I 视电路而定
源
电
路
U=0
短接
1.3 参考点
电路中某一点的电位是指 由这一点到 参考点的电压
电路的参考点 可以任意选取 电路的参考点选定后,各点就有确定的数值 ----电位的单值性
通常认为参考点的电位为零
电路中各点的电位随参考点选的不同而改变， 但是任意两点间的电压不变。
最后，希望大家重视和学好这门课，更重要的 是用好这门课。
第1章 直流电路
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路状态 1.3 参考点 1.4 电路中的参考方向 1.5 理想电路元件 1.6 基尔霍夫定律 1.7 支路电流法 1.8 叠加原理 1.9 戴维宁定理与诺顿定理 1.10 非线性电阻电路的分析
理理 想想 电电 压流 源源
电电电 阻感容 RLC
1.5 理想电路元件
第1章 1?5
一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式
表示称为 电压源，用电流的形式表示称为 电流源。
1.5.1 电压源
I
外特性曲线 U/V
理想电压 源电路
+ E
+
理想电压源
Us =E
+
+I
– U RL
E –
U RL
R0
0
I/A
电源的外特性曲线
当R0 << R时， U E 说明电源带负载能力强
U=RI U=E –R0I
1.2 电路的状态
第1章 1? 2
1.2.1 电源有载工作
A
C
I
E
U
R
R0
2. 功率与功率平衡
UI=EI –R0I2 P =PE – P
电源输 电源产 内阻消 出功率 生功率 耗功率
B
1. 电压与电流
I= E R+ R0
U=RI U=E –R0I
电源产 生功率
=
负载取 用功率
+
内阻消 耗功率
功率的单位：瓦 [特](W) 或千瓦 (KW)
1.2.1 电源有载工作
I
3. 额定值与实际值
第1章 1? 2
额定值是为电气设备在
+
给定条件下正常运行而 规定的允许值
电源 U
S1
–
S2 S2
电气设备不在额定 条件下运行的危害： P
3 负载 信号源
负载
电路的组成
话筒把声音（信息）? 电信号
其它形式的能量? 电能
扬声器把电信号?
连接电源和负载，传输、分配电能
电能? 其它形式的能量
声音（信息）
1.1 电路的作用与组成部分
第1章 1?1
发电机
电源
升压 输电线 降压
变压器
变压器
中间环节
电灯 电动机
?
负载
话筒 信号源
扬声器 放 大 器
电压的参考方向除用+、–极性和双下标表示外，还可用箭头表示。
电流的参考方向则用箭头和双下标表示。
关联参考方向
第1章 1?4
I E
电源关联参考方向
+
+I
U
U
R
–
–
图A
图B
负载关联参考方向
未标示参考方向的情况下 ,电流电压的正负无意义 .
1.5 理想电路元件
实际的电路元件或器件 其电磁性质是很复杂的
第1章 1?3
1.3 参考点
a
R1 b R2 c
+ E1
–
I3
R3
–
E2 +
第1章 1?3
d
若以d为参考点，
则:
简
Va = E1
化
Vb = I3 R3
电
Vc = – E2
路
a R1
+E 1
b R2 c
– E2 R3
d
1.4 电路中的参考方向
第第11章章 11??34
A
+–
I
电压的实际方向： 由高电位端指向 低电位端
电 工 电 子 技 术
电工电子技术是一门技术基础课，这门课的特
点就是：它的内容主要是一些基础知识、基本理 论以及一些基本技能。在这门课中，同学可以学 到日常生活中都需要用到的直流电、交流电、变 压器、半导体器件、以及模拟信号和数字信号之 间的转换等等知识和基本技能。因此内容比较简 单。它又是跟实际生活联系紧密一门课，学起来 比较要趣味。
EU
–+ B
R
电流的实际方向： 正电荷运动的方向或
负电荷运动的反方向
电压、电流的参考方向： 任意假定
电压、电流参考方向与实际方向相同为正值，相反为负值
例如： E=3V，若假定电压的参考方向为 上“ +”下“ –”，则 U=3V 或UAB=3V
反之，若假定电压的参考方向为上“ –”
下“+”，则U= –3V或UAB= –3V
即
IS
=
U R0
+
I
第1章 1?5
I
U+
R0
理想
R0
U
电流
RL 源电
路
–
外特性曲线
U/V
理
想
当R0=? 时,I 恒等于 IS 是
一定值，而其两端电压 U 是任意的 , 由负载电阻和
电 流
IS确定，这样的电源称为 理想电流源或恒流源 。
源 凡与恒流源串联的元件,其电流
0
Is I/A 等于恒流源的电流.
负载
电源和信号源 的电压或电流 称为激励，它推动电路的工作。 由激励在电路中产生的 电压和电流 称为响应
电路分析 是在已知电路结构和参数 的条件下，讨论
激 励
与
响 应
的关系
1.2 电路的状态
第1章 1?2
1.2.1 电源有载工作(通路)
A
C
U
E U
I
E
R0I
R
U
R0
0
I
B
D
1. 电压与电流
I= E R+ R0
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
1.2 电路的状态
1.2.2 开路
A
C
I
E
U0
R
R0
B
D
特征
I=0 U=U0=E P=0
第1章 1? 2
1.2 电路的状态
1.2.3 短路
IS
R1
E
U
R2
R0
特 U=0
I=IS=E/ R0
征 P = 0 PE = P = R0IS2
第1章 1?5
为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略 实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看 成理想电路元件 。
1.5 理想电路元件
第第11章章 11??25
电 源
负载
连接导线
S
E
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。
理想电路元件
第1章 1?5
理想电源元件 理想无源元件