1、1,第1章 电路分析的基本知识,什么是电路？电路分析研究的对象？ 电路的基本定律及应用？ 电路元件及特性？,2,1.1 电路和电路模型,电路的种类,电路,集总参数电路,分布参数电路,线性电路,非线性电路,时变,非时变,集总参数电路：电路的几何尺寸远小于(10%)其最高工作频率对应的波长。,如：市电网的频率为50z，则,3,电 路 的 组 成,最简单的电路必须有：电源：供给能量；负载：消耗能量开关：控制能量；导线：传输能量,实际电路元件不是理想的：电池：端电压不恒定； 导线：有电阻、磁场；灯泡：有磁场； 开关：有接触电阻。,4,电 路 模 型,电路元件模型：实际元件理想化 在一定条件下得出； 表
2、征了实际元件的主要特性和物理现象 是一种近似关系。 电路模型：理想化的电路元件所构成 电路理论：以电路模型为基础（、等） 经典力学：以力学模型为基础（质点、刚体）,电路分析：建立在电路模型的基础之上,5,1.2 电路变量及参考方向,电流及其参考方向方向：正电荷流向。 为什么要用参考方向？在复杂电路中，特别是交流电路，电流的 方向是随时变化的，电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为计算的标准。 解决的方法：电流只有两个方向，可用正负号解决。 i 电流方向与参考方向一致； i 电流方向与参考方向相反。 注意：分析计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可随意改动。在未标出
3、参考方向的情况下，电流的正负是毫无意义的。,6,电压及其参考方向,如：,7,关联参考方向,8,功 率,在关联参考方向下：消耗功率 发出功率 对整个网络而言，功率总是平衡的，即消耗功率发出功率 在非关联参考方向下：判断某元件是消耗功率还是发出功率，方法同上。,9,图示各元件功率均为10W(吸收), 则U=_V，I=_A。,举 例 （自测题1-2）,-5,-5,10,1.3 基尔霍夫定律,几个电路名词： 1.支路;2.节点;3.回路;4.网孔,KCL：,对节点 对节点,11,注 意：,KCL 是支路电流的线性约束； KCL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元
4、件性质无关。 KCL 是“电荷守恒原理”的反映，在任一节点上，电荷不会产生或消灭，也不会积累。 推广到“广义节点”的KCL：,广义节点,12,例 1-2,13,KVL :,注意：先设回路方向，沿回路方向电压降为正，电压升为负,基尔霍夫电压定律,回路：,回路：,14,注 意：,KVL 是支路电压的线性约束； KVL 只适用于集总参数电路，而不管电路元件是线性与非线性、时变与非时变等。即与元件性质无关。 推广到“假想回路”的KVL：,例1-3：如图所示电路中，求A、B间的电压？,15,图示电路中I1 = -0.1mA，则 I2 为_ mA，I0 为 _mA,电压U为_mV。,举 例 （自测题1-3
5、）,0.9,8.1,41.5,I1 =10I1 + I2, I2 =-9 I1=0.9mA,I0 + I2 =10I2, I0 =9 I2 =8.1mA,U=5I0 - 10I1 =40.5+1 =41.5mV,16,在图示电路中， U1 =_V；U2 =_V；U3 =_V；,举 例（自测题1-4）,-5,-4,0,17,u,1.4 电路元件,伏安关系： 关联参考方向下：非关联参考方向下：分类：,电阻元件,线性电阻,非线性电阻,负电阻,时变电阻,i,18,课堂练习,自测题1-5 自测题1-6,下一节,作业: 1-1, 1-3, 1-4,选做: 1-14,19,电 压 源,伏安关系：特征： 端电
6、压始终保持规定的电压Us或uS(t)； 流过电压源的电流要由外电路决定，即是任意的； 电压源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。,20,电压源特性举例,10,10A,1,1A,10V,0A,11V,-1A,20V,-10A,外电路,内电路,21,电 流 源,伏安关系：特征： 电流源流出的电流保持规定的值Is 或is(t)； 电流源两端电压要由外电路决定，即是任意的； 电流源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。,22,电流源特性举例,100V,10,1,10V,11V,20V,外电路,内电路,10A,10V,0V,-1V,-10V,5V,23,例 1,求电路中的U、U1,24,在如图所示
7、电路中，当R值增大时，U1是_, U2是_, 。 (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变,例 2 （自测题1-7）,C,B,25,例 3 （自测题1-8）,图示电路中，若Us=3V，则U=_V；若Us=0V，则U=_V；若Us=-3V，则U=_V。,4,4,4,26,例5：求图示电路中的Ux,例 1-4,解: 应用KCL可求得： I11， KVL：3.5I210I130I22, KVL： 2I33.5I2 5 I31 KCL：I42I1I3I2 I42， KVL：Ux10I42I322V,27,受 控 源,定义 受控电压源：产生规定的电压值，与其中的电流无关。但电压受电路中另一支路电流或电压
8、的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。 受控电流源：产生规定的电流值，与两端的电压无关。但电流受电路中另一支路电流或电压的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。,分类,28,四种受控源模型,受 控 源,计算方法：与独立源相同。,电流控制电流源 CCCS,电压控制电流源 VCCS,电压控制电压源 VCVS,电流控制电压源 CCVS,29,例 5,求电路中的 I =？,30,例 6,求电路中的 U =？,100I,+ 10V_,I,+ -,100,+-,U,10,U= -100I, I+I+1=0, 故 I= -1/2A，U= 50V,31,例 7,求电路中的 U =？,U= 2 + U1 -
9、2，U1 +U1 =2 ，故： U1 =1V，U=1V,32,问题 1：电源是否一定产生功率？,各元件的功率为：,电阻的功率为：,电压源的功率为：,（吸收）,（吸收）,电流源的功率为：,（产生）,（吸收）,（产生）,所以：电源在电路中不一定是产生 功率，是产生功率还是吸收功率要 计算整个电路后才能决定。,33,问题 2：受控源是产生还是吸收功率？,各元件的功率为：,电阻的功率为：,电压源的功率为：,（吸收）,受控源的功率为：,（吸收）,（产生）,所以：受控源在电路中不一定是产 生功率，是产生功率还是吸收功率 要计算整个电路后才能决定。,（吸收）,34,本章小结,本章重点 电路分析就是对电路模型进行分析。电路模型是实际电气系统的理想化模型。 电流和电压的参考方向以及关联参考方向。 功率等于端电压和电流的乘积。与关联参考方向有关。 电路分析的依据是基尔霍夫定律。 电源分为独立源和受控源。电压源和电流源的特性；独立源与受控源的关系。 电源不一定都是产生功率的。 本章难点 参考方向的概念。 理想电压源和电流源的特性。 功率的概念。 受控源的特性。,35,课堂练习,自测题1-9,下一节,作业: 1-6, 1-8, 1-10,选做: 1-16,
