电工学-绪论及直流电路1.ppt

绪论电路的电量电路的状态,8电压源、电流源及其等效变换,电压源铅蓄电池及一般直流发电机等都是电源，它们是具有不变的电动势和较低内阻的电源，称为电压源。如果电源的内阻R0≈0，当电源与外电路接通时，其端电压UE，端电压不随电流而变化，电源外特性曲线是一条水平线。（这是一种理想情况）具有不变电动势且内阻为零的电源称为理想电压源或恒压源，如图1-17（b）所示。,a电压源与负载连接b恒压源与负载连接,理想电压源是实际电源的一种理想模型。当电源电压稳定在它的工作范围内，该电源就可认为是一个恒压源。如果电源的内电阻远小于负载电阻RL，那么随着外电路负载电流的变化，电源的端电压可基本保持不变，这种电源就接近于一个恒压源。如果电源输出恒定的电流，即电流的大小与端电压无关，这种电源叫理想电流源（恒流源）。,当电流源与外电路接通时，回路电流是恒定的。实际的电流源即使没有与外电路接通，其内部也有电流流动；与负载接通后，电源内部仍有一部分电流流动，另一部分电流则通过负载，如图1.20所示。,负载电流愈小，内阻上的电流就愈大，内部损耗也就愈大，所以，电流源不能处于空载状态,电压源与电流源的等效变换一个实际的电源，既可以用理想电压源与内阻串联表示，也可以用一个理想电流源与内阻并联来表示。对于外电路而言，如果电源的外特性相同，无论采用哪种模型计算外电路电阻RL上的电流、电压，结果都会相同。,满足下列关系时，两者可以互换RiR0,EISRi或,等效变换时应注意到1只对外电路等效，对内电路则不等效。2把电压源变换为电流源时，电流源中的IS等于电压源输出端短路电流IS，电流源中的并联电阻Ri与电压源的内阻R0相等。3把电流源变换成为电压源时，电压源中的电动势E等于电流源输出端断路时的端电压，电压源中的内阻R0与电流源的并联电阻Ri相等。4理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。,例已知两个电压源，E124V,R014Ω；E230V，R026Ω，将它们同极性相并联，试求其等效电压源的电动势和内电阻R0。解先将两个电压源分别等效变换为电流源,将两个电流源合并为一个等效电流源,将等效电流源变换成等效电压源ER0IS2.41126.4VR02.4Ω,9基尔霍夫定律及其应用,一、基尔霍夫电流定律（KCL）在电路中，任何时刻对于任一节点而言，流入节点电流之和等于流出节点电流之和，即∑Ii∑Io二、基尔霍夫电压定律（KVL）沿任一回路绕行一周，回路中所有电动势的代数和等于所有电阻压降的代数和，即∑E∑IR,基尔霍夫定律的应用支路电流法支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出与支路电流数目相等的独立方程式，再联立求解（假定某电路有m条支路，n个节点）（1）标定各待求支路的电流参考正方向及回路绕行方向；（2）应用基尔霍夫电流定律列出（n－1）个节点方程；（3）应用基尔霍夫电压定律列出［m－（n－1）］个独立的回路电压方程式；（4）由联立方程组求解各支路电流。,例如图1-24所示电路，E110V，R16Ω，E226V，R22Ω，R34Ω，求各支路电流。解假定各支路电流方向如图所示，根据KCL定律有I1I2I3设闭合回路的绕行方向为顺时针方向，则E1－E2I1R1－I2R2E2I2R2I3R3,10电路中电位的计算,在电路中选择参考点，即零电位点。零电位点可以任意选择。电路的接地点就是零电位点，用符号“⊥”表示。电路中某点的电位从该点出发，沿任选的一条路径“走”到参考点所经过的全部电位降的代数和1选择一个零电位点，即参考点。2标出电源和负载电压的极性,3求点A的电位选一条从A到零电位点的路径，从A出发沿此路径“走”到零电位点。,沿AE1D路径VAE1沿ABD路径VAI1R1I3R3E3沿ABCD路径VAI1R1I2R2-E2,解①I1I2－I30节点AI1R1I3R3E1回路CABCI2R2I3R3E2回路DABD得I112A,I2－4A,I38A②以B为参考点,则VB0VAI3R3120VVCE1180VVDE280VUCDVC-VD100V③以D为参考点,则VD0VA-I2R240VVB-E2-80VVCI1R1-I2R2100VUCDVC-VD100V,R15Ω,R210Ω，R315Ω,E1180V，E280V。（1）B为参考点，求VA、VB、VC、VD，并求C、D两点之间的电压；（2）若D为参考点求VA、VB、VC、VD和UCD。,11戴维南定律,若只需计算某一支路的电流，可把电路分为待求支路和一个有源两端网络。如有源两端网络能化简为一个等效电压源，则复杂电路就成一个等效电压源和待求支路相串联的简单电路，R的电流为,任何一个有源两端线性网络都可以用一个等效的电压源来代替，等效电压源的电动势E就是有源两端网络开路电压U0，它的内阻R0等于从有源两端网络看进去的电阻（网络电压源的电动势短路，电流源开路）。,叠加原理（分析线性电路的最基本方法之一）在含有多个电源的线性电路中，任一支路的电流和电压等于电路中各个电源分别单独作用时在该支路中产生的电流和电压的代数和。,基尔霍夫定律KCL（流入任何一个节点的电流之和必定等于流出该节点的电流之和）和KVL（同一回路中与回路环行方向一致的电压之和必定等于与回路环行方向相反的电压之和）,戴维宁定理对外部电路而言，任何一个线性有源二端网络，都可以用一个理想电压源与电阻串联的电路模型来代替。,诺顿定理对外部电路而言，任何一个线性有源二端网络，都可以用一个理想电流源与电阻并联的电路模型来代替。,本次课主要内容1、电压源与电流源的等效变换2、基尔霍夫定律3、电路中电位的计算4、戴维南定律5、叠加原理6、诺顿定理,作业P.28.1.3.11.8.4,