1、第 1 章 电路的基本概念与基本定律1.1 学习指导基本知识点电路模型；电压、电流的参考方向以及它们的表示方法；电源三种工作状态；基尔霍夫定律。重点1.电压源和电流源的基本概念；2.应用欧姆定律、功率的求解及基尔霍夫定律时，要注意公式中有两套正负号的问题；3.KCL 和 KVL 的推广应用。难点1. 电压、电流的参考方向2. 功率的正负3. 基尔霍夫定律1.2 典型例题分析例 1.1 各元件的电压、电流如图 1.1 所示，试求元件功率，并判断哪些元件是电源？哪些元件是负载？解：当元件的电压和电流采用关联参考方向，则该元件的功率为 ；反之，则该元uip件的功率为 。若最后求出的 ，则表示元件吸收
2、或消耗功率，即该元件起负载uip0p作用；若 ，则表示元件发出或释放功率，即该元件起电源作用。0由图 1.1（a）： ，元件为负载；W245UIP由图 1.1（b）： ，元件为电源；0由图 1.1（c）： ，元件为电源；由图 1.1（d）： ，元件为电源。I例 1.2 求图 1.2 所示各含源支路的未知量、支路功率 Pb 和电源功率 Ps。并说明这些功图 1.1 例 1.1 的图 V5U(c) A4IV5U(a) A4I V5U(b) A4I V5U(d) A4I率是吸收功率还是发出功率。解：由图 1.2（a） ，根据 KVL 得得 IU10A2支路功率 为吸收功率；W201UIPb电源功率
3、为发出功率；s由图 1.2（） ，根据 KVL 得 20V1支路功率 ，为吸收功率；201UIPb电源功率 ，为吸收功率。Ws由图 1.2（） ，根据 KVL 得解得 8210R1支路功率 ，为发出功率；62UIPb电源功率 为发出功率。0s例 1.3 求图 1.3 所示电路中的电压 U、电流 I 及电源的功率，并说明这些功率是吸收还是发出。解：图 1.3 中，待求电流 I 的参考方向与已知电流源的参考方向相反，故 A1I(因 10 电阻与电流源串联 )V01为求出电源的功率，设相关变量的参考方向如图 1.4 所示，由图可得(因 10 电阻与 40V 电压源并联)41I图 1.2 例 1.2
4、的图 10V(a) I (b) AVRV8U(c) 10对节点 a，根据 KCL 得 A512I对回路 1，根据 KVL 可求出电流源两端的电压 1U040V21电流源的功率 ，吸收功率；W251UP电压源的功率 ，发出功率。04I例 1.4 在图 1.5 中，已知 ， ，则 =（ ） 。A162I3I（a）11 （b）1（c）-11 （d）-1解：把 看成一个广义节点，直接得出闭合面的 KCL 方程为2N0321I将已知条件代入可解得 ，因此本题应选（c） 。A3I例 1.5 在图 1.6 所示参考方向和数值下，试求：（1）图 1.6（a）中的电流 I；（2）图1.6（b）中的各未知支路电流
5、；（3）图 1.6（c）中的各未知支路电压。UI图 1. 3 例 1.3 的图 0V401A1UI图 1. 4 例 1.3 解的图 0V011I2a图 1.5 例 1.4 的图 1I231N2N图 1.6 例 1.5 的图 I(a) A32 V2(c) 621U3(b) 1I23I45IA53467解：（1）,如图 1.7（a）所示，将虚线部分电路视为一个广义的节点，则 A523I（2）由图 1.6（b）所示电路，根据 KCL对节点 2， 11I对节点 3， A4512I对节点 6， 3723II对节点 1， A634I对节点 4， 257I（3）由图 1.7（b）所示电路，根据 KVL(KV
6、L )1： V862U(KVL )3： 1(KVL )2： 031例 1.6 电路如图 1.8 所示，已知 ，求 I1、I 2 及 Us。A8,3,5CBAII解：对节点 a，根据 KCL832CBII将电压源 Us 及三个电阻回路视为一个广义节点，则图 1.7 例 1.5 解图 I(a) A32V2(b) 62V11U3图 1.8 例 1.6 的图 3S45AI2IBCIaA3851CAII按逆时针绕行方向，根据 KVL 有 V201432BSIU例 1.7 电路如图 1.9 所示，求电压UAB、U BC、U CA。解：根据欧姆定律及广义的 KVL，可得V2015012AB435C4AU例
7、1.8 在图 1.10 所示的两个电路中，各有多少支路和节点？U ab 和 I 是否等于零？如将图(a) 中右下臂的 6 改为 3 ，则又如何？解：（1）图 1.10（a）所示的电路中，有 6 条支路和 3 个节点（a、b 为同一节点） ，由于a、b 之间用短路线连接，故 Uab=0；由图 1.11，得 A215/I5431.I01I如将图 1.10(a)中右下臂的 6 改为 3 后，U ab=0，BC图 1.9 例 1.7 的图 51510V23AA4图 1.10 例 1.8 的图 I2V161I4ab(a) (b) 25a6V1b51图 1.11 例 1.8 解图 I2V161I34abA
8、436215/I51I3.IA6701（2）图 1.10（b）所示的电路中电流 I 无闭合回路，故 I=0，U ab=2I=0，因此为等电位点，故电路中无支路和节点，只有两个独立回路。1.3 习题详解1.2 判断题（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）1.3 选择题（1）B（2）C（3）B （4）B 1.4 在图 1.12 所示的两个电路中，要在 12V 的直流电源上使额定电压 6V、额定电流50mA 的小灯泡正常发光，应该采用哪一个电路？解：要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端的电压值等于其额定电压值。小灯泡正常发光时的电阻，120563R图(a)中，小灯泡的电压为 6V，等于其额定
9、电压，因此小灯泡可正常发光。图(b)中，令小灯泡两端的电压为 ，由分压公式得1UV41202/低于其额定电压，因此小灯泡不能发光。综上，要使小灯泡正常发光，应该采用(a)图。1.5 求图 1.13（a） 、 （b） 、 （c ） 、 （d）中的电压 Uab 。(a)图1.12 习题1.4图(b)V121200解：求电压 Uab，即 a 端为正极。(a)图中，电压电流的参考方向为关联参考方向，则 V501abU(b)图中，电压电流的参考方向为关联参考方向，则 ab(c) 图中，电压电流的参考方向为非关联参考方向，则 V501abU(d) 图中，电压电流的参考方向为关联参考方向，则 ab1.6 图
10、 1.14 中，方框代表电源或负载。已知 U=220V，I=-1A，试问哪些方框是电源？哪些方框是负载？解：(a) 图中，电压电流的参考方向为关联参考方向，则0，所以(b)图代表负载；(c) 图中，电压电流的参考方向为非关联参考方向，则0，所以(c)图代表负载；I(d) 图中，电压电流的参考方向为关联参考方向，则U(a) IU(b) I(d) I图 1.14 习题 1.6 图 (c) 图1.13 习题1.5图 (a) (b) (c) (d)aaabbA5I10101010abbA5I5I5I0， 起负载作用。21.9 图 1.19 中，U ab=2V，E 1=4V，E 2=-8V，R=2，求电
11、流 I 并计算这一段电路的功率及各元件的功率。解：根据一段电路 KVL 4812ab IRI解得 AWabIUP411E8-2IRP1.10 图 1.20 中，E 1=10V、E 2=5V、R 1=6、R 2=3、I 3=4A，求：I 1 及 I2 。解： 由题设， 解得 3212I 4021.1.11 图 1.21 中，I 1=0.5A、I 2=1A、I 3=-2A，求 I4=? 解：根据广义 KCL 04321图1.21 习题1.11图 1I2I3I4IR1E2ab图1.19 习题1.9图 2R1EI13I图1.20 习题1.10图 A50214I1.12 图1.22所示电路，已知U S3V ，I S2A ，求U AB和I。解：1电阻的电压、电流的参考方向及回路的绕行方向如图 1.23 所示，由题设，电流源、电阻和电压源为并联连接，所以三者的电压相等，即（KVL ）1： V1322SABUI因为 1电阻与电压源并联，所以 ARIS（KCL）a： ； 532S图 1.22 习题 1.12 图 SSI12IA图 1.23 习题 1.12 解图 SUSI12IABRa1
