东北大学电工学一ppt

例
恒流源两端电压由外电路决定
I
Is
U
R
设: IS=1 A 则: R=1 时， U =1 V R=10 时， U =10 V
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恒压源与恒流源特性比较
恒压源
I a Uab I Uab = U （常数） Is
恒流源
a Uab b
不 变 量
a
b
10V / 2 = 5A
等效变换的注意事项
(1) “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安 特性一致）， 对内不等效。 I I' a a R0
+ - US
Is Uab
b RL
R0 '
Uab'
b
RL
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IS = US / R0

第1 章
电路及其分析方法
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1.1电路的组成及其模型
电路 电路模型
理想电路元件：电阻（R）、电感（L）、电容（C） 和理想电源（Us 、Is）等。
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1.2电路的主要物理量
电路如图所示，求UR4、I2、I3、R4及US的值。
I1 4A ＋ US －
2
a
＋
6V 3
－ I3 ＋ R4 UR －
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＋ R2 10 V － I2
4
b UR4 = 4V、 I2 = 2A 、 I3 = 2A、R4 = 2Ω、US = 18V
(4) 与恒压源并联的任何元件或支路
对外电路不起作用； 与恒流源串联的任何元件或支路 对外电路不起 作用。
(5) 求恒压源和恒流源的功率时，必须从
原始电路求。
对源电压Us： P 公式： U S U S IU S
R0 ´ = R0
(2) 注意转换前后 US 与 Is 的方向
a R0 +
b
a
Is
R0 b
U
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱa R0
a
US
+ b
Is
R0
b
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(3) 恒压源和恒流源不能等效互换
+
a I
I'
a
Uab'
US -
b
Is
b
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(a)
(b)
-U+E–IR = 0 -U+E+IR=0
即U=E–IR 即U=E+IR
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例1
b
I2
列电流方程
节点a： R6
c I5 节点b： 节点c： 节点d：
I1 a I3 I4
I6
I 3 I 4 I1
I1 I 6 I 2
若电流从电路元件的高电位端流出，低电位端流入时，则 该元件发生功率，起电源作用；否则起负载作用。 在一个完整的电路内，电功率平衡，即总的发生功率 等于总的吸收功率。
∑P发生=∑P吸收
5、电能（W）
电能等于功率乘以时间， 即 ： 单位：
W P t 焦耳 瓦 秒
度 千瓦 小时
例1．图1-3中已知U1= -1V，U2=-3V，U3=-1V， U4=1V，U5=2V，I1=4A，I5=-2A, I3=-2A 试判断各元件是电源还是负载，并验证功率平衡
节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，一个
节点上电流的代数和为 0。
例
I2
I1
I1 I 3 I 2 I 4
或： I3
I1 I 3 I 2 I 4 0
即： I =0
若流入为正
I4
则流出为负
基尔霍夫电流定律的依据：电流的连续性
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I 2 I5 I3
d
+
U3
-
R3
I 4 I6 I5
节点数 n=4 支路数 m=6
（其中只有三个独立方程）
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b
I2 I1 a I3 I4 I6 R6 c
列电压方程
abda :
I1R1 I 6 R6 U 4 I 4 R4 0
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例：电压源与电流源的等效互换举例 R0 = R0´ 公式： US = ISR0
或 IS = US / R0
I
2 + 10V a Uab 5A 2 = 10V I 2 5A b
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参考方向 元件 实际方向 I ＞0 实际方向 参考方向 元件 I ＜0
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R E 单位: kV, V, mV,μV _ 方向:从高电位指向低电位。 （电位降方向） 参考方向：分析计算时，人为假设的方向。 a b _ 正负号 +
表示
箭 头 a b
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1.6 电源及其等效变换 由源电压和一个电阻串联组 1、电压源 成
I
R0
+
-
U
RL US
伏安特性
US
U
I
R0越大 斜率越大
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R0称为电源的内阻
U = US – IRO
当R0 = 0 时，电压源模型就变成恒压源模型
+ _ US
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
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输出电流 I 可变 ----变 化 量
电流 电压 电动势
I
1、电流（I） 大小：
单位: kA, A, mA,μA
q I t
a
E
+
_
+ Uab _
R
b
方向:正电荷运动的方向
R中电流方向如何？ U1 解决方法：
A
IR R
B
U2
(1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向； (2) 根据参考方向和电路的基本定律，列出物理量间 相互关系的代数表达式； (3)根据计算结果的正负确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
b
_ Eba
a
Uab
PE E I E
或 源电压：
PUS U S IUS
对电激流：
PI S U I S I S
电 池
b
灯 泡
电阻肯定消耗功率,起负载作用; 电动势或电激流在电路中可能吸收功率（负载）， 也可能发出功率（电源）。
如何判断电路中的元件是发出功率（即电源） 还是吸收功率（即负载）？ 根据电压、电流的实际方向判断：
I = IS – Uab / R0
当 内阻R0 = 时，电流源模型就变成恒流源模型
理想电流源 （恒流源) I Is
a
Uab I
Uab
b
IS
伏 安 特 性
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特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源的电激流 IS； （2）输出电压由外电路决定。
电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例
广义节点
例
I1
I2 I3
+
I=?
R + R R + R1
_ U1
_ U2
_ U3
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I1+I2=I3
I=0
2、基尔霍夫电压定律（KVL） ---应用于回路
对电路中的任一回路，沿任意绕行方向转一周，其 电压的代数和为 0。或者，电位降等于电位升。 若电位降为正 I1 I 2 a 即： U 0 则电位升为负 R2 R1 + + R3 #2 #1 例如： 回路#1 U S 2 _ US1 I3 #3 b 对回路#3：
I 的大小、方向均 由外电路决定
3 电压源与电流源的等效变换
I a Uab b R0' I'
a
Uab' b
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R0
+
US -
IS
等效互换的条件：当接有同样的负载时， 对外的电压电流相等。 即： I=I' Uab = Uab'
I R0 + -
支路：共 ？条 I2
6条
I6 I4
R6 I5 d
c
节点：共 ？个
4个
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I3 + E3 _
回路：共 ？个 R3