电路原理 第1章电路元件及定律.ppt

部分电阻器的照片 1.4.2 电容元件 线性电容 部分电容器的照片 1.4.3 电感元件 线性电感 部分电感器的照片 1.5.2 受控电源 四种受控源符号： 2.1 二端网络与等效 一般地说，凡是具有两个接线端的部分电路，就称为二端网络。 二端网络还视其内部是否包含电源而分为有源二端网络和无源二端网络。 二端网络例子 如果一个二端网络N1和另一个二端网络N2的端口伏安关系完全相同，则这两个二端网络对外是等效的。 1. 电路特点: 2.2 电阻的等效变换 2.2.1 电阻串联 ( Series Connection of Resistors ) + _ R1 Rn + _ uk i + _ u1 + _ un u Rk (a) 各电阻顺序连接，流过同一电流 (KCL)； (b) 总电压等于各串联电阻的电压之和 (KVL)。 返回 结论: Req=( R1+ R2 +…+Rn) =? Rk 等效 串联电路的总电阻等于各分电阻之和。 2. 等效电阻Req + _ R1 Rn + _ uk i + _ u1 + _ un u Rk u + _ Req i 3. 串联电阻上电压的分配 + _ u R1 R2 + - u1 - + u2 i o o 例：两个电阻分压, 如下图 返回 电阻并联 (Parallel Connection) in R1 R2 Rk Rn i + u i1 i2 ik _ 1. 电路特点: (a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)； (b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。 i = i1+ i2+ …+ ik+ …+in 返回 等效 1/Req= 1/R1+1/R2+…+1/Rn 用电导表示 Geq=G1+G2+…+Gk+…+Gn=? Gk=? 1/Rk in R1 R2 Rk Rn i + u i1 i2 ik _ 2. 等效电阻Req + u _ i Req 3. 并联电阻的电流分配 对于两电阻并联， R1 R2 i1 i2 i o o 返回 上图所示电路，共有 支路5条 节点3个（a、b、c和d应视为一个节点） 回路6个（元件1、2；元件2、3、4；元件4、5、6；元件1、3、4；元件2、3、5、6；元件1、3 、5、6） 网孔3个（元件1、2 ；元件2、3、4；元件4、5、6） 1 2 4 6 3 5 i1 i2 i4 i5 i3 a b c d 返回 1.3.2 基尔霍夫电流定律（KCL) KCL指出： 对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。即 –i1+ i2– i3+ i4= 0 或 i1-i2+i3-i4= 0 i1 i4 i2 i3 ? 例 物理基础: 电荷守恒，电流连续性。 i1+ i3= i2+ i4 返回 i1+i2–10–(–12)=0 ? i2=1A 4–7–i1= 0 ? i1= –3A ? ? 7A 4A i1 10A -12A i2 例 求i1和i2。 KCL的推广： KCL不仅适用于电路的节点，也适用于电路中任意假设的封闭面。即流入（或流出）任一封闭面的所有支路电流的代数和为零。 A B i3 i2 i1 返回 设流出节点电流为正，则 A B i i 两条支路电流大小相等， 一个流入，一个流出。 A B i 只有一条支路相连，则 i=0。 返回 7A 2A 2A I1 I2 求I1 ,I2 解: I2=7-2=5A 由平面KCL I1+I2+2=0 I1=-7A 返回 –R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0 –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 顺时针方向绕行: 1.3.3 基尔霍夫电压定律 (KVL) 电阻压降 电源压升 -U1-US1+U2+U3+U4+US4=0 例 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 KVL指出： 对于任一集总电路中的任回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和恒为零。即 返回 A B ? ? l1 l2 UAB (沿l1)=UAB (沿l2） 电位的单值性 推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压的代数和。即两点间的压降与路径无关。 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 A B 双下标 返回 小 结 （1）KCL对电路中任一节点(或封闭面）的各支路电流施 加了线性约束。 （2） KVL对电路中任一回路的各支路电压施加了线性约束。 （3）