电工电子技术(第三版)叶淬05468课件第一章

ab S
U ab' I s I' Ro' I s Ro' I' Ro'
S o
o
若 I=I' Uab = Uab'
则 U I R I s Ro' I' Ro'
U I R'
S s o
Ro Ro'
化学工业出版社 www.cip.com.cn
ab
斜率越大
o
I
电源提供的电流I由外电路决定； 电源两端的电压Uab随着输出电流I的增大而下降。
化学工业出版社
2.开路状态 a I
www.cip.com.cn
I 0
RO
+ -E b
Uab0 RL Uab
U E
ab 0
用电压表测有源二端网络的开路 电压就是有源二端网络内部的E
3.短路状态 a RO
化学工业出版社
例
b
I1 I2 R6 I5 d c
www.cip.com.cn
支路：ab、ad、… ... （共6条）
R1 R2
I
(接上页) R5 Rd Is + Ed R5 I R4 I R4 E4 + -
Ed E4 I Rd R5 R4
I1
I3
R3 R4
I1+I3
Is R1//R2//R3
化学工业出版社
讨论题 + 10V -
I 2 2A
www.cip.com.cn
I ?
2
+ - 4V
哪 个 答 案 对
系的代数表达式。
(3) 根据计算结果确定实际方向：
若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
1.正方向（参考方向）的定义： 在分析计算时，对电量人为规定的方向
2.物理量正方向的表示方法
I
化学工业出版社 www.cip.com.cn
a
电 池
a
灯 泡
+
E _
I R 与 U R 的方向相反
U R I R R
三、电路的几种工作状态 1.有载工作状态 I a RO + -E Uab RL
化学工业出版社 www.cip.com.cn
E I R R
0
L
RL越小，I越大，RL小称为 负载重、RL大称为负载轻
b
E
L O
Uab
伏安特性
U IR E IR R 越大
+ E
_
UE
因此电动势和电源两端端电压大小相等，方向相反。
化学工业出版社 www.cip.com.cn
3.正方向小结
(1) “实际方向”是物理中规定的，而“参考方向”（ 正方向）则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的
。假设时尽量同实际方向。 (2) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向” (即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.
10 I 5A 2 10 I 27A 2 10 4 I 3A 2
?
?
?
10V +
-
化学工业出版社
第三节 基尔霍夫定律
www.cip.com.cn
基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律及欧姆
定律是 用来描述电路中各部分电压或各部分电流之 间的关系。
支路：电路中每一个分支 名词注释： 节点：三个或三个以上支路的联结点 回路：电路中任一闭合路径
在进行功率计算时，如果假设 U、I 正方向一致。 当 计算的 P > 0 时, 则说明 U、I 的实际
方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。 当计算的 P < 0 时, 则说明 U、I 的实际方
向相反，此部分电路发出电功率，为电源。
所以，从 P 的 + 或 - 可以区分器件的性质， 或是电源，或是负载。
b Uab的大小、方向均为恒定，
外电路负载对 Uab 无影响。
I = Is （常数）
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
输出电流 I 可变 ----变 化 量
I 的大小、方向均 由外电路决定
三.电压源和电流源的等效互换
电压源
I
s
U
S
R
o
o
I
RO
a
R ' R
o
电流源 I' a
+ US -
Uab b
Is RO'
Uab'
b
U I R'
S s o
R R'
o o
2.等效变换的注意事项
特性一致）， 对内不等效。
a RO
+ - US I
(1) “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安
I'
a
Is RO' Uab' b 对内不等效
第一章
直流电路
化学工业出版社 www.cip.com.cn
第一章
直流电路
第一节 电路的基本概念 第二节 电压源、电流源及其等效转换 第三节 基尔霍夫定律 第四节 支路电流法 第五节 结点电压法 第六节 叠加原理 第七节 戴维宁定理
第八节 非线形电阻简介
第九节 电路中电位的概念
化学工业出版社
第一节 电路的基本概念 一、电路的组成和作用
(3)
恒压源和恒流源不能等效互换
+ a I I' a
www.cip.com.cn
US -
b
Is
S S
Uab' b
U U I R 0
S o
（不存在）
（4）该等效 变换可推广到含源支路。即恒压
源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变 换。RO和 RO'不一定是电源内阻。
R5 R1 E1 + R2 R3 I
R
b
Uab
正负号
+
u b _ u b
电流：箭头从高电 位指向低电位。
电压
箭
头 a
双下标
Uab（高电位在前， + 低电位在后）
I R
-
化学工业出版社
电动势: 描述电源其外力做功的能力（电流源用电激 流来描述）。 因此电动势的实际方向是从负极指向正极。而 电源两端的端电压的实际方向为从正极指向负极。
www.cip.com.cn
Uab
b
RL
RL
例如： RL 时
对外等效
ab ab S
RO中不消耗能量
U
RO'中则消耗能量
U U I I 0
(2) 注意转换前后 US与 Is 的方向
a I RO
US
E和IS方向相同 US和IS方向相反 I'
a
+
b
Is
RO' b
RO -
I
a
I'
a
Is
b
US
RO'
+
b
化学工业出版社
大小 Uab的变化可能是 _______ 的变化， 方向 或者是 _______的变化。
恒流源举例
晶体三极管
化学工业出版社 www.cip.com.cn
Ic
Ic
Ib
Uce
Ib
+ b E
c e
Uce + -
-
Ic Ib
当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定 的范围内 ，I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。
化学工业出版社 www.cip.com.cn
若 P = UI 0
a I a R 或 U
I
R
U
b
b
“吸收功率” （负载）
（I和实际方向相反因此为负值） 若 P = UI 0 I a + “发出功率” U （电源） b 根据能量守衡关系
P（吸收）= P（发出）
化学工业出版社
2.结论
www.cip.com.cn
I
US
www.cip.com.cn
a
+ Uab _ b
2 R1
2
R2
例
设: US=10V 则： 当R1接入时 ： I=5A
当R1 R2 同时接入时： I=10A
恒压源特性小结
I
+
化学工业出版社 www.cip.com.cn
a
RL
US _
b
Is Uab
U I R
S
L
US 恒压源特性中不变的是：_____________ I 恒压源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 I 的变化。
（电流由RL和R0共同决定
U I R R
S 0
）
L
二、 电流源
1.电流源模型 I
描述实际电源另一种电路模型 Uab RL
a
RO
外 特 性
Uab IS RO b
Is
I
I IS
U ab
Ro U ab I S R0 IRL RO越大
特性越陡
特点：输出电压随着输出电流的减小而增大。
化学工业出版社 www.cip.com.cn
第二节 电压源、电流源及其等效转换
一、电压源 1.理想电压源 （恒压源）: RO= 0 时的电压源. I a Uab 伏安特性
+
US
_
Uab
RL
US
I b 特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电动势。
U I （2）电源中的电流由外电路决定。 R
即 Uab US；
S
L
化学工业出版社
恒压源中的电流由外电路决定
例
Is
a
Uab=?
I
_
E
+
电压源中的电流 如何决定？电流 源两端的电压等 于多少？
b
原则：Is不能变，E 不能变。
电压源中的电流 I= IS 恒流源两端的电压
U ab E
恒压源与恒流源特性比较
恒压源 I a Uab Uab =US （常数） Is I 恒流源 a Uab b
不 变 量
+ _ US
+
I=?
化学工业出版社 www.cip.com.cn
- E3
R4
Is
应 用 举 例
E1 I1 R1 E3 I3 R3
R5
R1 I1 R2 I R3 R4
I3
Is
Ed I1 I 3 R1 // R2R5 R3 // R d R1 // R2 // R3 E4 I S R4
化学工业出版社 www.cip.com.cn
I
RO
+wk.baidu.com
a
Uab RO'
I'
a Uab' b
US
-
b
IS
等效互换的条件：对外的电压电流相等。
即： I=I' Uab = Uab'
1.等效互换公式 I a RO Uab + US b
化学工业出版社
I'
www.cip.com.cn
a
'
RO IS
Uab'
b
U U I R
(3) 为了避免列方程时出错，习惯上在负载两端把 I 与
U 的方向按相同方向假设，称关联正方向。
(4) 许多方程式，如U/I=R 仅适用于假设正方向一致
的情况。
例
a
IR UR
化学工业出版社 www.cip.com.cn
假设:
b
I R 与 U R 的方向一致
UR IR R
假设:
a IR UR b
化学工业出版社
二、电路中物理量的参考方向
www.cip.com.cn
电流 电压 电路中的物理量 电动势 物理量的实际方向
物理量 电流 I 单位 A、kA、mA、 μ A 电动势 E V、kV、mV、 μ V 电压 U V、kV、mV、 μ V 实际方向 正电荷移动的方向 电源驱动正电荷的 方向 (低电位 高电位) 电位降落的方向 (高电位 低电位)
2.理想电流源 （恒流源): RO= 时的电流源.
I
a
Uab
Is
Uab RL I
b IS 特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS； （2）输出电压由外电路决定。
伏 安 特 性
U I R
ab S
L
恒流源两端电压由外电路决定
I
Is
U
R
例
设: IS=1 A 则: R=1 时， U =1 V R=10 时， U =10 V
恒流源特性小结
a I
化学工业出版社 www.cip.com.cn
Is
b
Uab
R
U ab I s R
理想恒流源两端 可否被短路？
Is 恒流源特性中不变的是：_____________ Uab 恒流源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 Uab 的变化。
www.cip.com.cn
电路：电流所经之路。
I 电 池 灯 泡
+
_
电源
E
R
U
负载
化学工业出版社 www.cip.com.cn
发电厂
变压器、传输线
学校
电源---提供电能的装置
1.电路的组成
中间环节----传输、分配电能的作用 负载----取用电能的装置 电能的传输和转换
2.电路的作用
信息的传递和处理
实际方向：物理中对电量规定的方向。
电路分析中的参考方向（正方向）
问题：在复杂电路中难于判断元件中物理量
的实际方向，电路如何求解？
电流方向 AB？ 电流方向 BA？
A
R3
E1
IR3 E2
B
化学工业出版社
解决方法
www.cip.com.cn
(1) 在解题前先人为地设定一个正方向，作为参考方向。 (2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关
大小 I 的变化可能是 _______ 的变化， 方向 或者是_______ 的变化。
化学工业出版社 www.cip.com.cn
2.电压源 I a
RO
+ US
Uab
RL
US
伏安特性
Uab b
-
I
L
U U IR IR
ab S O
特点：(1）输出端电 压随着负载电阻的变化而变化。
（2）输出电压随着输出电流的增大而减小。
IS
I
S
E R
0
该状态为事故，应避免！
+ -E
b
化学工业出版社
四、电功率
www.cip.com.cn
1.功率的概念：设电路任意两点间的电压为 U ,流入
此部分电路的电流为 I， 则这部分电路消耗的功率为: I
a
b
U
P U I
R 功率有无正负？
如果U I方向不一 致结果如何？
在 U、 I 正方向选择一致的前提下，