电路的基本概念和定律.ppt

1.5基尔霍夫定律有关电路的几个名词:（1）支路：是指流过同一电流没有分支的一段电路。一条支路由一个或若干二端元件串联而构成，电路的支路数用b表示。（2）节点：是指电路中3条或3条以上支路的连接点。2条支路的连接点不是节点，因为2条支路连接后仍为同一支路。电路的节点数用n表示，在电路中，如果是用理想导线连接的点可看作是同一节点。（3）回路：是指电路中任一闭合的路径。电路的回路数用l表示。（4）网孔：是指在平面电路中，内部不含任何支路的回路。网孔数用m表示。第32页,共46页，星期六，2024年，5月在图所示电路中:支路：b=4条节点：n=2个回路：L=6个网孔：m=3个。一个完整的平面电路的支路数、节点数、网孔数满足下列式子：b-（n-1）=b-n+1=m。第33页,共46页，星期六，2024年，5月1.5.1基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律：（Kirchhoff’sCurrentLaw，简写为KCL）又称基尔霍夫第一定律，表述为：对于任意集中参数电路，在任一时刻，任一节点的所有支路电流的代数和等于零。因为该定律是针对电路的节点而言，所以也称节点定律，其数学表达式为：Σi=0正负号的约定：流出该节点的电流为正，流入该节点的电流为负。KCL应用扩展：基尔霍夫电流定律不但适用于电路的节点，而且还可以推广到电路中任一闭合面。第34页,共46页，星期六，2024年，5月1.5.2基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫电压定律（Kirchhoff’sVoltageLaw，简写为KVL）又称基尔霍夫第二定律，表述为：对于任意集中参数的电路，在任一时刻，任一回路所有电压的代数和为零。因为该定律是针对电路的回路而言的，所以也称回路定律，其数学表达式为Σu=0回路的绕行方向：通常可取顺时针绕行方向。正负号的规定：当回路电压的参考方向与回路的绕行方向相同时，电压前取正号；当回路电压的参考方向与回路的绕行方向相反时，电压前取负号。KVL应用扩展：KVL可应用于求电路中任意两点间的电压。第35页,共46页，星期六，2024年，5月电路举例：各节点的KCL方程：各网孔的KVL方程：第36页,共46页，星期六，2024年，5月【仿真训练】仿真训练1：欧姆定律仿真（a）（b）图1-24欧姆定律仿真电路电路：测试图示电路中的电流大小，验证欧姆定律的正确性。第37页,共46页，星期六，2024年，5月仿真训练2：基尔霍夫定律仿真电路1：KCL仿真电路，验证ΣI＝0。第38页,共46页，星期六，2024年，5月电路2：KVL仿真电路，验证ΣU＝0。第39页,共46页，星期六，2024年，5月仿真训练3：电路中的电压与电位仿真（a）电路组成（b）仿真结果电路1：直流电路的电位、电压仿真测量第40页,共46页，星期六，2024年，5月（a）利用测量探针进行电路仿真（b）利用直流工作点分析进行电路仿真电路2：直流电路的电位、电压仿真测量（测量探针与直流工作点分析）第41页,共46页，星期六，2024年，5月仿真训练5：电路的功率仿真电路：功率测量仿真（a）功率测量电路（b）功率测量电路的仿真第42页,共46页，星期六，2024年，5月本章小结电路是电流流通的路径。一般电路都由电源、负载及中间环节组成。电路分析主要是分析电路的电流、电压和电功率。本书研究的电路是实际电路的电路模型，实际电路可由一个或几个理想电路元件的组合来代替。分析电路时，首先假定电路中支路电流和电压的参考方向。当电流和电压为正时，说明实际方向和参考方向相同；当电流和电压为负时，说明实际方向和参考方向相反。元件电流和电压参考方向一致时为关联参考方向，否则，为非关联参考方向。在关联参考方向下，功率为正，说明电路实际吸收电能；功率为负，说明电路实际输出电能。如果是在非关联参考方向下，功率为正时说明电路实际输出电能，功率为负时说明电路实际吸收电能。第43页,共46页，星期六，2024年，5月直流电路中，构成电路的元件主要有电阻元件、理想电压源、理想电流源和受控源。分析电路时要利用电路中存在的两类约束关系：（1）元件约束：元件本身电流和电压的关系，称为V-A关系（即VCR），电阻元件的VCR就是欧姆定律；（2）电路约束：电路约束就是基尔霍夫定律，它是描述电路中的连接约束关系。基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（KCL