第三章 复杂直流电路

图1 图2 图3 2．如图2所示，正确关系是（ ）。 A． B． C． D． 3．根据图3中电路I、U、E的正方向写出三者之间的关系表达式。
[跟踪练习]
一．填空题： Ib=0.2mA Ic 0.24kΩ 1kΩ
Ic= A Ubc= A b Ie=5mA c e 求下列各量： 1）． IS 3A I1 I2 1A I1= A I2= A I 2A 1A 3A I= A
第三章 复杂直流电路
第一节 基尔霍夫定律 [教学目标]
掌握基尔霍夫定律及其应用
[教学重点]
基尔霍夫定律及其应用
[教学难点]
基尔霍夫定律的应用
[教具学具]
教材、黑板、多媒体课件
[教学过程] [知识点]
一、常用电路名词
1. 支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。 2. 节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。 3. 回路：电路中任一闭合的路径。 4. 网孔（独立回路）：不含有分支的闭合回路。 5. 网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。
2．图（11）所示电路中，I=10A，如果US1不变，US2大小不 变，只改变极性，则I=4A那么，当US1单独作用时 I=_________，US2单独作用时I=_________ 。
[教学反思]
第四节 电源等效转换 [教学目标]
1．掌握理想电压源、电流源的特性 2．掌握实际电源模型的等效变换 3．学会利用电源的等效变换求解复杂电路
2）．
3）．
I= A I3= A I3 IS 2A I 1Ω 5V 1Ω 1Ω E1 5V 2Ω Ib= A, IC= A, I2= A Ia=1A IS=-1A I1=2A I2
Ic C B A Ib 4). 5).
6).
7) .
U3 U U2=10V U1=5V U1=3V U2=-2V U= V U3= V Uac= V, Ubc= V, Uca= V, 3Ω 2Ω I3=-3A I2=2A 1Ω I1=1A
电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I > 0时，表明电流 的实际方向与所标定的参考方向一致；当I < 0时，则表明电流的实际方 向与所标定的参考方向相反。 广义节点：电路中任意假设的封闭面。 典型的广义节点：电桥电路，三极管。
三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)
1. 电压定律(KVL)内容 电压定律的第一种表述：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行 方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即 电压定律的第二种表述：对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭 合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和， 即。 2．利用RI = E 列回路电压方程的原则 (1) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针 方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)； (2) 电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致 时，选取“+”号；反之，选取“”号； (3) 电源电动势为 E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致 时，选取“+”号，反之应选取“”号。
三．注意
(1) 叠加定理只能用于计算线性电路(即电路中的元件均为线性元件) 的支路电流或电压(不能直接进行功率的叠加计算)； (2) 电压源不作用时应视为短路，电流源不作用时应视为开路； (3) 叠加时要注意电流或电压的参考方向，正确选取各分量的正负 号。
[例题与习题]
一、选择题： 1、 图示2电路中，V是电压表。当1A电流源单独作用时，V
[例题分析]
1．如图1所示，已知电路中的I1、I2、I3分别等于15mA、 10mA、-5mA ，则R7中通过的电流为（ ）。 A．25mA B．15mA C．5mA D．20mA b E2 E1 I3 R3 I1 I2
R1 a R2 I1 I3 R1 R5 R4 R3
R2 F E R6 D R7 G I2 E E E I R U I R U I=0 R U
[跟踪练习]
1.如图所示电路，试用支路电流法求各支路电流。 I3
I2 I1 12V 6Ω 6V 2Ω 6V 3Ω
ห้องสมุดไป่ตู้
2．如图所示电路，试用支路电流法求各支路电流。 RL=5Ω + 17A 3Ω 3Ω 4Ω I
[教学反思]
第三节 叠加原理 [教学目标]
1．理解叠加定理的概念
2．能利用叠加定理分析求解两个网络的电路 3．培养学生严谨细致的学习习惯
[例题分析]
如图所示电路，已知E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 ，R2 = 3 ，R3 = 6 ，试求：各支路电流I1、I2、I3 。 解：该电路支路数b = 3、节点数n = 2，所以应列出1 个节点电流方 程和2个回路电压方程，并按照 RI = E 列回路电压方程的方法：
(1)
实际电压源是含有一定内阻r0的电压源。
二、电流源
通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电
流固定不变(Is)或是一定的时间函数is(t)，但电流源的两端电压却与外电 路有关。 实际电流源是含有一定内阻rS的电流源。
三、两种实际电源模型之间的等效变换
实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻r0串联的电路模型表 示，其输出电压U与输出电流I之间关系为 U = E r0I 实际电源也可用一个理想电流源IS和一个电阻rS并联的电路模型表 示，其输出电压U与输出电流I之间关系为 U = rSIS rSI 对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条 件是 r0 = rS ， E = rSIS 或 IS = E/ r0
二．解题步骤
(1)标明所求支路电流、电压的参考方向。 (2)分解电路：将含有多个电源作用的电路分解为每一个电源单独作 用的电路。分解时保留一个电源而将其它电源“除源”。即令IS=0，将恒 流源开路；令US=0，将恒压源短路，保留所有内阻。 (3)计算各分电路的电流或电压。各分电路的电压，电流的参考方向 可自行规定。 (4)计算电流或电压：将各分电路中的分量叠加（求代数和）。叠加 时，与总电流方向一致的分量取正，反之取反。
教材、黑板、多媒体课件
[教学过程] [知识点]
一．概念 以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回 路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及 功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。 二．立方程 对于具有b条支路、n个节点的电路，可列出(n 1)个独立的电流方程 和b (n 1)个独立的电压方程。
二．选择题： 1．图1所示网络N1、N2， 已知I1=5A，I2=6A，则I3=（ A．11A B．1A C．-1A D．-11A
）。
2．图2所示电路中，U=（ ）。 A．2V B．4V C．3V D．6V 3．上题电路图中，通过电压源的电流 A．4A B．6A C．3V D．6V B I4 I3 I2 I1 U 1Ω 4V + 2A I1 I2 I3 N1 N2
[教学重点]
利用叠加定理分析求解两个网络的电路
[教学难点]
利用叠加定理分析求解两个网络的电路
[教具学具]
教材、黑板、多媒体课件
[教学过程] [知识点]
一．内容
由线性电阻和多个电源组成的线性电路(电路参数不随电压和电流 的变化而变化)中，任何一个支路中的电流(或电压)等于各个电源单独作 用时，在此支路中所产生的电流(或电压)的代数和。
图1
图2
图3
4．图3所示电路中，节点B的KCL方程为（ ）。 A． B． C． D． 5．图4所示电路中，电路的KVL方程为（ ）。 A． B． C． D． 6．图5所示电路中，I=（ ）。 A．0 B． C． D． + U3 -
+ U2 U1 + I2 I4 I3 I I1
图4 图5 四．计算题： 1．图7所示电路中，求U。 2．图6(A)所示电路中，求I和Uab。 3．图6(B)所示电路中，求I2、I5和I6。 4．图8所示电路中，求Uab。 I6 I4=1.2A I3=1.6A I5 I2 I1=2A B 3A + 6V 4Ω
二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)
1．电流定律(KCL)内容 电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电 流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即 电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路 电流代数和恒等于零，即 一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面 取“”号，反之亦可。 在使用电流定律时，必须注意： (1) 对于含有n个节点的电路，只能列出(n 1)个独立的电流方程。 (2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流 的数值。 为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假 定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示。
的读数为3V；而当5V电压源单独作用时，V 的读数为 2V。若将5V电压源换成15V的电压源，并与1A的电流源 共同作用，则 V 的读数为( )。 A.10V B.11V C. 9V D.12V 2、一个恒流源IS1与电阻R并联，为电阻R提供的功率为20W， 另一个恒流源IS2与同一电阻R并联，为电阻R提供的功率为 80W，若将这两个恒流源与电阻R接成图1-1所示电路，则在两 个恒流源共同作用下，为电阻R提供的功率应为 A．20W B．100W C．60W D．80W
+ Us I1 I2 R1 R2 ⑥
IS1
IS2 R
图4
4、如图⑥所示，I1=0.5A,R2=400Ω,US发出功率为75W,则R1= ,US= 。 二、判断题： ( )1．叠加原理不仅适用于线性电路,而且对非线性电路 也适用。 ( )2．叠加原理只适用于求线性电路的电压、电流和功 率。 ( )3．平衡下的桥路既可视为开路，也可视为短路。 3、 填空题： 1．如图1-6所示电路中，已知E1单独作用时流过R1、R2、R3 的电流分别是4A、2A、2A，E2单独作用时流过R1、R2、R3的 电流分别是3A、5A、2A，则各支路电流I1= ，I2= ，I3= 。
4Ω 2Ω A 2A b a I + 8V + 4V + 2V -
图6 8V 2V 4V 2Ω b a 1Ω 1Ω
图7
[教学反思] 第二节 支路电流法
[教学目标]
学会运用支路电流法分析计算复杂直流电路
[教学重点]
运用支路电流法分析计算复杂直流电路
[教学难点]
运用支路电流法分析计算复杂直流电路
[教具学具]
[教学重点]
掌握两种实际电源模型之间的等效变换方法并应用于解决复杂电路 问题
[教学难点]
理想电压源、电流源的特性：利用电源的等效变换求解复杂电路
[教具学具]
教材、黑板、多媒体课件
[教学过程] [知识点]
一、电压源
通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势 (或 两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t)，但电压源输出的电 流却与外电路有关。
I1 = I2 + I3 (任一节点)
(2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2 (网孔1) (3) R3I3 R2I2 = E2 (网孔2) 代入已知数据，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = 1 A。 电流I1与I2均为正数，表明它们的实际方向与 图中所标定的参考方向相同，I3为负数，表明它们 的实际方向与图中所标定的参考方向相反。
IS1 IS2 R R1 R2 US + IS
图1-1 图1-2 3、如图1-2所示电路中，US=15V，IS=5A，R1=2Ω，当US单独
作用时，R1上消耗电功率为18W，则当US和IS两个电源共同作 用时，电阻R1消耗的电功率为 A．72W B．36W C．0W D．30W
4、电路如图1-3所示，当US1单独作用时，电阻R消耗的功率为 40W；当US2单独作用时，R消耗的功率为90W（图中US1和US2均 大于0）。则当两电源共同作用时，R消耗的功率为（ ） A、10W B、250W C、190W D、130W 5、在图1-4所示的电路中，RL=2Ω，图(a)电路中，RL消耗的 功率为2W，图(b)电路中，RL消耗的功率为8W，则图(c)电路 中，RL消耗的功率为______。 (a) (b) (c) 图1-4 A、2W B、8W C、10W D、18W 7．一个恒流源IS1与电阻R并联，为电阻R提供的功率为20W， 另一个恒流源IS2与同一电阻R并联，为电阻R提供的功率为 80W，若将这两个恒流源与电阻R接成图4所示电路，则在两个 恒流源共同作用下，为电阻R提供的功率应为 A．20W B．100W C．60W D．80W