直流电路与电路分析
电工电子技术基础第二章直流电路分析 ppt课件
结点数 N=4 支路数 B=6
（取其中三个方程）
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6
b
列电压方程
I2
abda :
I1
I6
E4 I6R6 I4 R4 I1R1
a I3 I4
R6
c
I5 bcdb :
0 I2R2 I5R5 I6R6
+E3
d R3
adca : I4R4 I5R5 E3 E4 I3R3
对每个结点有
I 0
3. 列写B-（N-1)个KVL电压
方程 对每个回路有
E U
4. 解联立方程组
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5
I1 a
b I2
I6
R6
I3 I4
d
+E3
R3
列电流方程
结点a： I3 I4 I1
c 结点b： I1 I6 I2
I5
结点c： I2 I5 I3
结点d： I4 I6 I5
基本思路
对于包含B条支路N个节点的电路，若假 设任一节点作为参考节点，则其余N－1个节点 对于参考节点的电压称为节点电压。节点电压 是一组独立完备的电压变量。以节点电压作为 未知变量并按一定规则列写电路方程的方法称 为节点电压法。一旦解得各节点电压，根据 KVL可解出电路中所有的支路电压，再由电路 各元件的VCR关系可进一步求得各支路电流。
3、会用叠加定理、戴维宁定理求解复杂电路中的电压、电流、功率等。
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1
对于简单电路，通过串、并联关系即可 求解。如：
R
R
R
+ E 2R 2R 2R 2R
-
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+
直流电路分析与定理总结
直流电路分析与定理总结直流电路是指电流方向固定的电路，其内部的电压和电流均为直流。
在电路分析中，我们常常需要使用一些电路定理来帮助我们推导和解决问题。
本文将对直流电路分析中常用的几个定理进行总结，包括欧姆定律、基尔霍夫定律、电阻的串并联、电压分压和电流分流定律等。
1. 欧姆定律欧姆定律是直流电路分析的基础，它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律，电流等于电压与电阻之比，即I=U/R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
欧姆定律适用于电阻为常数的线性电阻元件。
2. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是直流电路分析中常用的定理，它包括基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。
（1）基尔霍夫第一定律（电流定律）：在任意一个电路节点，电流的代数和为零。
这意味着电流在节点处的分配与汇总相等。
（2）基尔霍夫第二定律（电压定律）：沿着闭合回路的电压代数和为零。
这意味着电压在闭合回路中的升降和消耗相等。
3. 电阻的串并联在直流电路中，电阻可以串联或并联连接。
我们可以利用串并联电阻的等效性来简化电路分析。
（1）电阻的串联：当多个电阻依次连接在电路中时，它们的等效电阻等于各电阻之和，即R=R1+R2+...+Rn。
（2）电阻的并联：当多个电阻并联连接在电路中时，它们的等效电阻等于各电阻倒数之和的倒数，即1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn。
4. 电压分压定律电压分压定律描述了在电路中，电压在串联电阻上按比例分布的关系。
根据电压分压定律，电压分布与电阻值成正比，即U=U1+U2+...+Un。
当电阻值相同时，电压分布均匀；当电阻值不同时，电压分布不均匀，较大电阻上的电压较高。
5. 电流分流定律电流分流定律描述了在电路中，电流在并联电阻上按比例分流的关系。
根据电流分流定律，电流分流与电阻值成反比，即I=I1+I2+...+In。
当电阻值相同时，电流分布均匀；当电阻值不同时，电流分布不均匀，较小电阻上的电流较高。
通过应用欧姆定律、基尔霍夫定律、电阻的串并联、电压分压和电流分流定律，我们可以对直流电路进行准确的分析和计算。
直流电路与交流电路的分析与计算
C．L1中电流的变化值大 于L3中电流的变化值
图612
D．L1上电压的变化值小于L2上电压的
【解析】当触头P向右移动时，电阻R变大，总
电阻变大，总电流变小，所以灯L1变暗；内阻、 R0与L1上电压变小，所以最终L2两端的电压变大， L2变亮；由于L2中电流变大，总电流减小，所以 L3中电流减小，灯泡L3变暗，L2中电流变大，L3 中电流减小，总的变化是相抵的效果，合起来
才是灯L1中电流的变化，所以L3中电流的变化更 大一些，灯L1上的电压与R0及内电压变化的总和 才等于L2上电压的变化． 【答案】AD
【同类变式】(2011·海南卷)如图613，E为内阻不能忽 略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与 A 分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S 断开，则( ) C A．V 的读数变大，A 的读数变小 B．V 的读数变大，A 的读数变大 C．V 的读数变小，A 的读数变小 D．V 的读数变小，A 的读数变大
计算通 过导体 的电荷
量q
通过导体产 生的热量、 电功以及确 定熔丝的熔
断电流
4.变压器和远距离输电 (1)变压器原、副线圈基本量的关系
功率关系 电压关系
P1=P2
U1 n1 ，与负载、副线圈的个数
U 2 n2
多少无关
电流关系
(1)只有一个副线圈：II12
n2 n1
(2)多个副线圈： I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
4 电源的功率与效率
①电源的功率P：也称为电源的总功率，是电 源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：
P IE. ②电源内阻消耗功率P内：是电源内阻的热功率，
也称为电源的损耗功率，计算式为：P内 I 2r. ③电源的输出功率P外：外电路上消耗的功率，计
直流电路的分析与计算
直流电路的分析与计算直流电路是指电流方向不变的电路，它由直流电源、电阻、电感和电容等元件组成。
在实际应用中，对直流电路的分析与计算具有重要意义，能够帮助我们理解电路的工作原理、计算电路参数以及解决相关问题。
本文将对直流电路的分析与计算进行详细阐述。
一、基本理论1. 电压、电流和电阻的关系在直流电路中，电压和电流之间的关系可以通过欧姆定律进行描述。
欧姆定律指出，电阻两端的电压与电流成正比，比例系数为电阻的电阻值，即V=IR。
其中，V表示电压，I表示电流，R表示电阻。
2. 串联与并联电阻在直流电路中，电阻之间的串联和并联可以通过串并联电阻公式来计算。
串联电阻的计算公式为R=R1+R2+...+Rn，表示各个电阻的电阻值之和。
而并联电阻的计算公式为1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn，表示各个电阻的倒数之和的倒数。
3. 电路的功率与电能功率表示单位时间内产生的能量，电路的功率可以通过乘法关系计算，即P=VI。
其中，P表示功率，V表示电压，I表示电流。
电能表示单位时间内电路所消耗或产生的能量，可以通过功率与时间的乘积进行计算，即E=Pt。
其中，E表示电能，P表示功率，t表示时间。
二、直流电路分析方法1. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律指出，在电路中，任意一个节点的电流进出代数和为零。
此定律可以用来分析节点电流的分布情况。
当直流电路中的各个元件与电源连接形成环路时，还可以运用基尔霍夫电流定律来计算环路电流。
2. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律指出，在电路中，沿着任意一个闭合回路，各个电压源和电阻所产生的电压代数和等于零。
此定律可以用来分析闭合回路中的电压分布情况。
当直流电路中存在多个闭合回路时，可以运用基尔霍夫电压定律来计算闭合回路中的电压。
三、直流电路计算实例为了更好地理解直流电路的分析与计算方法，下面将通过一个实例进行阐述。
假设有一个简单的直流电路，电源电压为10伏特，电阻为5欧姆。
我们需要计算电路中的电流和功率。
交流电路分析与直流电路分析的基本原理比较
交流电路分析与直流电路分析的基本原理比较引言：电路分析是电子工程的基础，其中交流电路分析和直流电路分析是常见的两种分析方法。
本文将分析并比较它们的基本原理，帮助读者更好地理解电路分析的不同方面。
一、交流电路分析的基本原理：交流电路分析是研究交变电路的行为和性质的过程。
交流电路中电流和电压是随时间变化的。
为了进行交流电路分析，我们需要使用复数形式的电压和电流。
复数形式使得分析计算更加方便。
交流电路的基本原理包括以下几个方面：1. 电压与电流的复数表示：在交流电路中，电压和电流都可以用复数表示，即以幅值和相位角的形式进行表示。
例如，电压可以表示为U = Um * cos(ωt + φ)，其中Um是电压幅值，ω是角频率，φ是相位角。
2. 阻抗和导纳：在交流电路中，我们引入了阻抗和导纳的概念。
阻抗表示电路对交流电的阻碍程度，而导纳表示电路对交流电的导通能力。
它们是复数形式的量，分别用Z和Y表示。
3. 电压和电流的关系：在交流电路中，电压和电流之间存在相位差。
根据欧姆定律和交流电路中的阻抗，我们可以得到电压和电流之间的关系。
根据基尔霍夫电流定律和电压定律，我们可以建立电压和电流的等效方程。
二、直流电路分析的基本原理：直流电路分析是研究直流电路的行为和性质的过程。
与交流电路不同，直流电路中电流和电压是恒定不变的。
直流电路的基本原理包括以下几个方面：1. 电压与电流的线性关系：在直流电路中，电压和电流之间遵循线性关系。
根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻。
这个关系简化了直流电路分析的过程。
2. 基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是直流电路分析的重要工具。
根据基尔霍夫电流定律和电压定律，我们可以建立节点电流和回路电压的等效方程。
通过求解这些方程，我们可以确定电路中电压和电流的分布。
3. 等效电阻：在直流电路中，电路元件可以用等效电阻进行简化。
等效电阻是指在直流电路中具有与原电路相同电流-电压特性的电阻。
这简化了直流电路的分析和计算过程。
电路基础原理直流电路的特性与分析方法
电路基础原理直流电路的特性与分析方法直流电路是电子学中最基础的一种电路，它的特性和分析方法对于理解和应用电路理论非常重要。
本文将介绍直流电路的特性以及常用的分析方法。
第一部分：直流电路的特性直流电路是指电流方向保持不变的电路。
它具有以下几个特性：稳定性：直流电路中的元件和电源都是恒定的，因此电流和电压的值也是稳定的。
这使得直流电路在一些应用场合中非常重要，例如电池供电的设备。
电压分布：在直流电路中，电势差沿着电路中的导线和元件均匀分布。
这意味着电压的值和方向在整个电路中是相同的，而不随位置的改变而变化。
电流分布：根据欧姆定律，电流在直流电路中的分布也是均匀的。
在一个平行电路中，电流将根据电阻的大小分流，但在串联电路中，电流将相同。
第二部分：直流电路的分析方法要分析直流电路的特性，可以使用以下几种方法：基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是直流电路分析中最常用的方法之一。
它包括基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。
其中，KVL指出电路中环路中的电压之和为零，而KCL指出电流在一个节点中的总和为零。
这两个定律可以帮助我们建立电流和电压的方程，从而解析整个电路。
欧姆定律：欧姆定律是在分析电路时经常用到的公式。
它指出电流与电压之间的关系是线性的，即电流等于电压与电阻的比值。
根据欧姆定律，我们可以计算电路中每个元件的电流或电压。
串并联电路：当电路中包含多个电源和元件时，可以使用串并联的方法简化分析。
在串联电路中，电流是相同的，而电压则根据电阻的比值来分配。
在并联电路中，电压是相同的，而电流则根据电导的比值分配。
节点分析法：节点分析法是一种常用的电路分析方法，它基于基尔霍夫电流定律。
它将电路分成多个节点，并建立节点电流方程。
通过解这些方程，我们可以计算每个节点的电压和电流。
总之，直流电路的特性和分析方法对于理解和应用电路理论非常重要。
通过研究直流电路，我们可以深入了解电流和电压的分布规律，并且可以利用这些知识设计和优化电子设备。
2022-2023年高考物理一轮复习 直流电路和交流电路的分析课件 (2)(重点难点易错点核心热点)
解析 根据闭合电路欧姆定律，电阻 R2 中的电流为 I＝R1＋ER2＋r＝0.5 A， A 项错误；电路中 A、B 两点之间的电压为 UAB＝IR1＝0.5×4 V＝2 V，B 项错 误；若在 C、D 间连一个理想电流表，则外电路总电阻为 R＝R1＋RR2＋2RR3 3＝7 Ω， 电阻 R1 中的电流为 I1＝R＋E r＝23 A，电阻 R3 中的电流为 I3＝12I1＝13 A，理想电 流表的读数是13 A，C 项正确；若在 C、D 间连一个理想电压表，其测量的电 压为 R2 两端的电压，R2 两端的电压 U2＝IR2＝0.5×6 V＝3 V，理想电压表的读 数是3 V，D 项错误。
答案 C
2．如图为某控制电路，由电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2 及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L1、L2 是两个指示灯。当电位 器的触片由 b 端滑向 a 端时，下列说法正确的是( )
A．L1、L2 都变亮 C．L1 变亮，L2 变暗
B．L1、L2 都变暗 D．L1 变暗，L2 变亮
解析 当滑片由 b 端向 a 端滑动时，R 接入电阻增大，总电阻增大；由闭 合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，则内电压减小，由 U＝E－Ir 可知 路端电压增大，则 R1 两端的电压增大，所以通过 R1 的电流增大，而总电流减 小，所以通过 L1 的电流变小，即 L1 变暗；L1 两端电压减小，并联电压增大， 所以 R2 两端的电压增大，所以通过 R2 的电流增大，而通过 L1 的电流变小，所 以通过 L2 的电流变小，即 L2 变暗。故 B 项正确。
解析 由题图可知，交变电流的电动势的最大值 Em＝20 V，交变电流的电 动势的周期为 T＝0.25 s，频率为 f＝T1＝4 Hz，线圈转动的角速度 ω＝2πf＝8π rad/s，产生的感应电动势瞬时值表达式为 e＝Emsinωt＝20sin8πt(V)，A 项错误； 交变电流的电动势的有效值为 E＝E2m＝10 2 V，由闭合电路欧姆定律得交变 电流的有效值为 I＝ER＝ 2 A，B 项正确；若将此电动势加在电容器上，电容 器的耐压值应不小于电动势最大值，即不小于 20 V，C 项错误；由交变电流的 电动势最大值表达式 Em＝NBSω 可知，若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀 速转动的速度增大到原来的 2 倍，则产生的交变电流的电动势的最大值增大到 原来的 2 倍，为 40 V，D 项正确。
直流电路和交流电路的分析
直流电路和交流电路的分析直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。
在直流电路中，电流从正极流向负极，电流大小随着电压和电阻的变化而改变。
而交流电路则是电流方向周期性地改变的电路。
交流电路中的电流随着时间的变化而变化，产生周期性的正负摆动。
一、直流电路分析在直流电路分析中，我们通常使用基尔霍夫定律和欧姆定律来计算电流和电压。
基尔霍夫定律可以总结为两个原则：节点电流定律和环路电压定律。
1. 节点电流定律节点电流定律指出，在任何一个节点处，流入节点的电流等于流出节点的电流之和。
根据节点电流定律，我们可以根据电路图来建立方程组，通过求解方程组来计算电流值。
2. 环路电压定律环路电压定律指出，在任何一个闭合回路中，电压源的代数和等于电阻元件的代数和。
根据环路电压定律，我们可以通过沿着任意一条闭合回路进行电压计算。
通过电阻的欧姆定律，我们可以根据电压和电阻的关系来计算电流值。
二、交流电路分析在交流电路分析中，我们需要考虑频率和相位的影响。
交流电路中的电流和电压随着时间的变化而变化，可以表示为正弦波。
因此，我们需要使用复数形式的分析方法，例如复数阻抗和相量表示法。
1. 复数阻抗复数阻抗是描述交流电路中电阻、电感和电容元件的特性的一种方法。
电阻的复数阻抗等于其本身，电感的复数阻抗与频率有关，电容的复数阻抗与频率的倒数有关。
通过计算复数阻抗，我们可以得到交流电路的总阻抗，从而计算电流和电压。
2. 相量表示法相量表示法是一种将交流电路中的电流和电压表示为幅值和相位角的方法。
相量表示法可以方便地进行计算和分析，特别适用于频率和相位的变化。
通过将交流电路中的电流和电压表示为相量，我们可以使用简单的代数运算来计算电流和电压的值。
总结：直流电路和交流电路是电路学习中的重要内容，通过基尔霍夫定律、欧姆定律、复数阻抗和相量表示法等方法，可以对电流和电压进行准确的分析。
直流电路分析主要依靠基尔霍夫定律和欧姆定律，而交流电路分析需要考虑频率和相位等因素。
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基尔霍夫电流定律 1.4.3 基尔霍夫电压定律
1.
2. 3.
4.
基尔霍夫电流定律（简称KCL）指出：任一
时刻，流入电路中任一个节点的各支路电流 的代数和恒等于零，即 ∑i=0 KCL源于电荷守恒。
基尔霍夫电压定律(简称KVL)指出：任一时
பைடு நூலகம்
刻，沿电路中的任何一个回路，所有支路的 电压代数和恒等于零，即 ∑u=0 KVL
式中，R11=R1+R2为网孔1的所有电阻之和；R22=R2+R3为 网孔2的所有电阻之和，并分别称为网孔1、2的自阻， 自阻总是正的； R12=R21=-R2代表相邻1、2两网孔之间的公共支路的电阻， 称为互阻，互阻的正负，取决于流过公共支路的网孔电 流的方向，相同为正，相反为负； US1、US2分别为1、2网孔中所有电压源电位升(从负极到 正极)的代数和，当电压源沿本网孔电流的参考方向电位 上升时，US为正，否则为负。
• （2)根据KCL和KVL
• （3)
以假想的网孔电流为未知数，应用KVL列出
各网孔的电压方程，并联立解出网孔电流， 再进一步求出各支路电流的方法称为网孔电 流法。 网孔电流法简称网孔法，它是分析网络的基 本方法之一。 假想在每一网孔中流动着的独立电流称为网 孔电流，如图1.29
图1.29 网孔电流
一种抽象概念，是理想电压源的简称。
• （1）它的端电压固定不变，与外电路取用的电流I
无关； • （2）通过它的电流取决于它所连接的外电路，电
电流源也是实际电源(如光电池)的一种抽象
概念，是理想电流源的简称。 本节内容仅涉及直流电流源(恒流源)，用符 号IS表示。 电流源的图形符号及其伏安特性曲线如图 1.20所示。 箭头所指方向为IS
电压“参考方向”，其标注方法如图1.5所 示。 其中，图1.5（b）所示的标注方法，即参考 极性标注法中，“+”号表示参考高电位端 (正极)，“-”号表示参考低电位端(负极)； 图1.5（c）所示的标注方法中，参考方向是 A点指向B
图1.5 电压参考方向的几种标注方法
电阻元件 1.3.2 电容元件 1.3.3 电感元件 1.3.4 电压源 1.3.5 电流源
1.5.1
1.5.2
网孔电流法 1.5.3 节点电压法
支路电流法是以支路电流为未知数，根据
KCL和KVL 可以证明，对于具有b条支路、n个节点的电 路，应用KCL只能列(n-1)个节点方程，应用 KVL只能列l=b-(n-1)
• （1）在电路图上标出所求支路电流参考方向，再
节点①:
(G1+G2+G3)U10-G3U20=IS1 节点②: -G3U10+(G3+G4+G5)U20=G5US5 写出一般式为 G11U10+G12U20=IS1 G21U10+G22U20=IS2
图1.32 节点电压
设节点0为参考点，则节点①、②的电压分
别为U10、U20。 根据KCL 节点①: IS1-I1-I2-I3=0 节点②: I3-I4-I5=0
(1.19)
I1=U10/R1=G1U10 I2=U10/R2=G2U10 I3=(U10-U20)/R3=G3(U10-U2) I4=U20/R4=G4U20 I5=(U20-US5)/R3=G3(U10-US5) 代入式(1.19)
如图1.29中的Ia、Ib分别为网孔1和网孔2的网
孔电流。 图中的顺时针箭头既可以表示网孔电流的参 考方向，同时也表示绕行方向。 根据KVL 网孔1：IaR1+(Ia-Ib)R2-US1=0 网孔2：IbR3+(Ib-Ia)R2+US3=0
整理得
(R1+R2)Ia-R2Ib=US1 -R2Ia+(R2+R3)Ib=-US3 写出一般式为 R11Ia+R12Ib=US11 R21Ia+R22Ib=US22
1.
以节点电压为未知数，应用KCL列出各节点
的电流方程，并联立解出节点电压，再进一 步求出各支路电流的方法称为节点电压法。 节点电压法简称节点法，是电路分析中的一
电路中，任意选择一节点为参考点，其他节
点与参考点之间的电压便是节点电压。图 1.32给出的电路共有三个节点，编号分别为 0、①、②。
1.1 电路和电路模型 1.2 电路中的主要物理量 1.3 电路的基本元件 1.4 基尔霍夫定律 1.5 基尔霍夫定律的应用 1.6 简单电阻电路的分析方法
图1.1 手电筒
图1.2 电路模型
图1.2是图1.1所示实际电路的电路模型。 图中US表示电源，S表示开关，R表示耗能元件。
1.
R
上消耗的功率为
5.
1.
2. 3. 在如图1.15所示电路中，u、i选关联参考方向，其伏安 关系为 i=CduC/dt 4.
1.
2. 3.
在图1.17所示电路中，u、i取关联参考方向，
其伏安关系为
u=LdiL/dt
电压源是实际电源(如干电池、蓄电池等)的
图1.20 直流电流源的图形符号及其伏安特性曲线
• （1)电流源流出的电流I是恒定的，即I=IS，与其两
端的电压U • （2)电流源的端电压取决于它所连接的外电路，端
• 例如，设IS=3A，将R=5Ω的电阻连接于a、b两端，
则有U=15V；若将R改为6Ω，则有U=ISR=18V
1.4.1
几种常见的电流波形如图1.3所示，图
1.3（a）为直流电流，图1.3（b）为交 流电流。
图1.3 几种常见的电流波形
参考方向是一个假想的电流方向。 特别注意：图中实线箭头和电流符号
i 缺一不可。
图1.4 电流的参考方向
2.电压及其参考方向
在分析电路时，也需要对未知电压任意规定
1.3.1
1.
2. 3. 如图1.9所示电路，u、i为关联参考方向，其
伏安特性为
u=Ri u、i为非关联参考方向时，有 u=-Ri
图1.9 电阻元件的图形符号
4. 若u、i
p=ui=（Ri）i=Ri2 若u、i为非关联参考方向，则 p=-ui=-（-Ri）i=Ri2 可见，p>0，说明电阻总是消耗(吸收)功率，而与其上的