第二章 直流电路电子课件1电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型任务二电路的基本物理量及其测量 任务三电阻 任务四欧姆定律2电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用任务六电源的模型 任务七戴维宁定理 任务八叠加原理3电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型4电工技术基础与技能（中职）第二章任务一 电路的组成与电路模型活动一 电路的组成活动二 电路模型活动三 电路状态5电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型活动一 电路的组成 概括地说，电路是由各种元器件按一定方式连接起来组成的总体。如手电筒电路可以简单地用图2-1表示。 6电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型7电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型(1)电源。它的作用是将其他形式的能转化为电能，如图2-1中所示的干电池，将化学能转化为电能。(2)负载。负载又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，确切地说，就是消耗电能的装置，如图2-1中所示的灯泡。8电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型(3)控制和保护装置。它的作用是接通或断开电路，使电路或保护电路不被损坏等，如图2-1中所示的开关。(4)连接导线。即连接电源、负载及保护控制装置，它的作用主要是形成传输电能的通道。9电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型通常所说的电路，是指电流通过的路径，它有两个作用：一是传输和转换电能，例如照明电路、电动机电路和电力传输系统等；二是传递和处理信号，例如电视机电路、计算机电路以及各种自动控制电路等。10电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型活动二 电路模型 考虑到实际元器件多种电磁特性在强弱程度上的不同，可以将组成电路的实际元器件加以近似化、理想化，保留它的一个主要性质，忽略其次要性质，并用一个足以反映其主要性质的模型来表示，人们习惯上称这个模型为理想元件。11电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型如果用理想电路元件表示和代替实际电路元件，按照实际电路的逻辑规律连接，就形成了一种由理想元件构成的电路，称之为电路模型。今后书中分析的都是电路模型，并且用图形符号和文字符号表示，称为电路图，简称电路。这样，图2-1所示的电路就可以用图2-2来表示了。 12电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型13电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型活动三 电路状态 1.通路(负载工作状态)通路就是电源与负载接成闭合回路，如图2-4所示电路中开关S合上时的工作状态。 14电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型15电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型2.断路(开路状态)断路就是电源与负载没有接成闭合回路，如图2-5所示电路中的开关S断开时的状态。 16电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型17电工技术基础与技能（中职）第二章任务一电路的组成与电路模型3.短路(故障状态)短路就是电源未经负载而直接由导线接通成闭合回路，如图2-6所示。18电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 19电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动一 电流活动二 电压活动三 电位20电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动四 电动势活动五 电功率21电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动一 电流通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。若用q表示在t时间内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以表示为 22电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称之为恒定电流。这时电流的大小可表示为 23电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 在国际单位制中，时间的单位是s（秒），电量的单位是C（库仑），电流的单位是A（安培）。此外，电流常用的单位还有kA（千安）、mA（毫安）和A（微安），它们之间的关系为24电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 电流不仅有大小，而且还有方向。在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反，如图2-8所示。 25电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 26电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 设流过导体的电流是0.5A，在图2-9（a）中，参考方向与实际方向相同，Iab=0.5A；在图2-9（b）中，参考方向与实际方向相反, Iab=-0.5A。这说明同一个电流，选择的参考方向不同，则有可能是正值，也可能是负值。 27电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 28电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动二 电压 电压又称为电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。如图2-10所示，若电场力把正电荷q从A点移动到B点，所做的功为WAB，则功与电荷q的比值就称做AB两点间的电压： 29电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 30电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 在国际单位制中，功的单位是J（焦耳），电量的单位是C（库仑），电压的单位是V（伏特）。若电场力将1C的电荷从A点移到B点所做的功是1J，则AB两点间的电压就是1V。电压常用的单位还有kV（千伏）、mV（毫伏）等，它们之间的关系为 31电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 电压的方向在电路中有两种表示方法，一是用“+” 、“-”号表示，如图2-11(a)所示；另一种是用箭头表示，如图2-11(b)所示。32电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 【例2-1】如图2-13所示，若U1=5V,U2=-5V,试说明电流I的正负。33电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 解：在图（a）中，U1=5V，是正值，说明参考方向同实际方向相同，电流的实际方向是从右端流向左端，与参考方向相同，故而I取正值。在图（b）中，U2=-5V，是负值，说明电压的参考方向与实际方向相反，电压的实际方向应是由右指向左，电流的实际方向也应由右指向左，与参考方向相反，故而I取负值。34电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动三 电位 如图2-10所示，若以B为参考点，电场力将正电荷q从任意点A移到参考点B所做的功WA跟电荷量q的比值，称做A点对参考点B的电位，记作35电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 电位的单位也是V（伏特）。 电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压，即 36电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 电位是表示电路中某一点电势高低的物理量，而且是相对于参考点来说的，通常规定参考点的电位为零电位。参考点的选择，原则上是任意的，但在实际研究问题时，一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。 37电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 需要注意的是，在同一个电路中，当选定不同的参考点时，同一点的电位是不同的。但是参考点一经确定，各点的电位也就是确定的。当电位为正值时，说明其电位高于参考点电位；当电位为负值时，说明其电位低于参考点的电位。 38电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 【例2-2】如图2-14所示，试分析分别以A，B，C这3个点为参考点时的VA，VB和VC以及UAB，UBC 和UAC。39电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 解：以A为参考点时，则40电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 同理，当以B为参考点时，则当以C为参考点时，则41电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动四 电动势 在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为42电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 电动势的单位也是V。电动势也是有方向的，一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。 43电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 对于一个电源来说，既存在电动势，又存在端电压。电动势只存在于电源内部，端电压存在于电源加在外电路的两端，由电源正极指向负极。当外电路开路时，端电压在数值上与电动势相等。电动势与电压是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。在图2-15所示的电路中，E和UAB的参考方向刚好相反， 44电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 45电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 图2-16所示为电动势常用的两种表示方法。46电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 在分析和计算时，对电动势也常选取参考方向。当电动势的真实方向和参考方向相同时，电动势为正值；当电动势的真实方向和参考方向相反时，电动势为负值。如图2-17所示。47电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 48电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 【例2-3】如图2-18所示，已知电动势E3V，试写出电压U的数值。49电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 解：图2-18（a）中，电压与电动势规定正方向相反时，U=E3V；图2-18（b）中，电压与电动势规定正方向相同时，U=-E=-3V。50电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 活动五 电功率 图2-19点电荷在电场中运动电路的功能之一就是传输电能，分析电路时经常用到有关电功率的计算。 51电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 52电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 在国际单位制中，电压的单位是V；电流的单位是A；电功率的单位是W（瓦特，简称瓦）。常用的单位还有kW（千瓦）、mW（毫瓦），它们之间的关系为53电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 为了方便判别，引入关联和非关联参考方向。如图2-20（a）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向一致，称为关联参考方向。如图2-20（b）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向相反，称为非关联参考方向。 54电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 55电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 【例2-4】在图2-21所示的简单电路中，已知：（1）U=5V,I=-3A；（2）U=5V,I=3A。试说明两种情况下，电路是产生电能还是消耗电能？56电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 解：（1）P=UI=5(-3)=-15W0，为电源，产生电能。（2）P=UI=53=15W0，为负载，消耗电能。57电工技术基础与技能（中职）第二章任务二电路的基本物理量及其测量 58电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 59电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 活动一 电阻和电阻定律活动二 线性电阻和非线性电阻活动三 电阻器的识别与测试60电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 活动一 电阻和电阻定律 导体对电流有或大或小的阻碍作用，人们称之为电阻，用符号R表示。电阻单位是欧姆，用符号表示，除欧姆外，常用的单位还有k（千欧）、M（兆欧）,它们之间的关系为 61电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 如图2-25(a)所示是几种常见的电阻实物，图2-25（b）所示是图形符号。62电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 电阻定律：导体的电阻在材料确定的情况下，与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，可表示为63电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 式中，为导体的电阻率，单位为m；L为导体的长度，单位为m;S为导体的横截面积，单位为m2。64电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 金属导体的电阻还随温度的变化而变化，一般金属导体随温度升高，电阻增加。也有少数合金的电阻几乎不受温度影响，还有一些金属在温度接近绝对零度时会出现超导现象，电阻突然变为0。电工学上用温度系数表示这种现象，即温度每升高1时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比值，用字母表示，单位为1/。65电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 66电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 活动二 线性电阻和非线性电阻 加在电阻两端的电压和电流之间的关系，称为电阻的伏安特性。在UI直角坐标系中表示这一关系的曲线称为伏安特性曲线。根据电阻元件性质的不同，可分为线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线。伏安特性曲线不是直线或者是直线但不过原点的称为非线性电阻。67电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 如图2-26所示为线性电阻的伏安特性曲线。通常所说的电阻都是指线性电阻。68电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 活动三 电阻器的识别与测试 一、电阻器的三种标称方法1. 直标法如图2-27所示，电阻值用数字与文字直接标出。69电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 70电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 2.文字符号法用文字、数字和数字符号有规律地组合在一起标识在产品表面，表示电阻值。阻值标志单位符号有：（欧姆）、k（千欧）、M（兆欧）、G（吉欧）、T（太欧）。 71电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 72电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 3.色标法用电阻上不同颜色环来表示不同标称阻值和允许偏差，如图2-29所示。73电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 4.如何选用电阻器和电位器(1) 按用途选用合适的型号。对于一般用途，可选择通用型电阻器。对于特殊用途，应选用专用型电阻器。例如，对精密的电子设备，应选用误差小、精度高的碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻。对用于湿度高的地方，应选用防潮被釉线绕电阻。74电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 (2) 正确选取阻值及精度。应按照电路的要求选取合适阻值及误差，在精度要求高的场合，应选用精密电阻器。(3) 额定功率的选择，应选得比计算消耗的实际功率大，对于电位器要注意它的阻值调到最小时，其电流最大，应满足它所承受的功率不能超过额定功率。75电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 (4) 注意最高工作电压。每个电阻器都有一定的耐压能力，超过最高电压，电阻器就会损坏。在高压场合下使用时，高阻值电阻器的使用电压值更应小于最高工作电压。76电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 二、用万用表测电阻1.用指针式万用表测电阻77电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 2.用数字式万用表测电阻数字式万用表测量外热式电烙铁的电阻时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V”插孔。把量程开关置于“”范围内2k挡位。按下数字万用表的电源开关进行测量。在液晶显示器窗口直接读出数值。78电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 若显示屏左端出现“1”，表示测量结果已超出该挡最大值，应转换一个更大量程挡测量，如图2-33所示。79电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 80电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 三、用兆欧级电阻表和直流单臂电桥测电阻1.用兆欧级电阻表测电阻(1)兆欧级电阻表的结构和工作原理。图2-35所示是兆欧级电阻表的结构示意图。兆欧级电阻表主要由两只绕向相反的转动线圈、指针、转轴及手摇直流发电机等组成。 81电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 82电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 由图2-36可以看出，手柄静止时，通过线圈的电流I1，I2为零，其电磁转矩M1，M2为零，指针随机停在任意位置上。83电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 84电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 （2）实验步骤。按照图2-37所示连接好电路，图(a)用于测两导线或三相异步电动机两绕组间的绝缘电阻，图(b)用于测某一相导线或绕组对地的绝缘电阻。85电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 86电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 2.直流电桥测电阻 87电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 步骤如下：按R0=80 及120 分两次完成下列操作过程。(1)根据图2-38连接好测量电路，其中RX100 ，第一次测量时在电阻箱上取R0=120 ，第二次测量时取R0=80 。RP为0150 的可变电阻，r为015 的可调电阻。88电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 (2)调变阻器RP的阻值在较大的位置，r的阻值在较小的位置，滑动触头在AC的中值附近。(3)闭合S1，S2，调电桥平衡(检流计G的读数为零)。89电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 (4)逐步减小变阻器RP的值，增大AC段的电压，AC段的电压不宜过小，否则会增加测量误差。同时AC段的电压不能过高，以防电流过大，损坏电桥。 (5)逐步增大变阻器r的阻值，移动触头D使电桥处于平衡，直至S2断开。 (6)断开S1，读取l1，l2的长度。90电工技术基础与技能（中职）第二章任务三电阻 (7)将测量数据填在表中。 (8)测量电阻也可选用专用仪器：QJ23型直流单臂电桥。 91电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律92电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律活动一 部分电路欧姆定律活动二 全电路欧姆定律活动三 电阻的串联、并联及混联93电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律活动一 部分电路欧姆定律 在一段电阻电路中，电路中的电流强度I跟加在这段电路两端的电压U成正比，跟这段电路的电阻R成反比，人们称之为欧姆定律，因为这个规律是对部分电路来讲的，因此叫做部分电路的欧姆定律，可表示为 94电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律活动二 全电路欧姆定律 实际应用中遇到的多是包含电源在内的闭合电路，如图2-39所示。该闭合回路可以看做是由两部分组成，即外电路和内电路。其中电阻R构成外电路，电动势E和内阻r构成内电路。 95电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律96电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律根据能量守恒定律，电动势提供的功率等于内、外电阻消耗的功率之和。97电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律考虑到UrIr, U=IR ，故而E=Ir+IR ，整理后为即闭合电路中的电流强度跟电源电动势成正比，跟电路的总电阻（外电阻R和内电阻r之和）成反比。这一规律称为全电路欧姆定律。98电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律上式表示了电源的端电压U随负载电流I变化的关系，称为电源的外特性。在UI坐标系中用曲线描述出这种特性，称为电源的外特性曲线，如图2-40所示。99电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律100电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律活动三 电阻的串联、并联及混联 一、电阻串联电路如图2-41所示，将两个或两个以上电阻依次连接起来，中间无分支的连接方式叫做串联。101电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律102电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律电阻串联电路具有以下特点：（1）流过每个电阻的电流都相等，即电流强度处处相等。（2）电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。103电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律（3） 串联电路的总电阻等于各串联电阻的代数和（4）电阻串联电路的电压分配与阻值成正比。（5）串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比104电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律【例2-6】两个电阻的串联电路，R1=10，R2=20。已知电路中的电流为3A，求：(1)串联电路的总电阻；(2)各个电阻上的电压和总电压；(3)各个电阻上的功率和总功率105电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律106电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律【例2-7】某指示灯的额定电压为6V，正常工作时，额定电流为0.5A，应怎样把它连入12V的电路中，采取什么措施它才能正常工作？107电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律108电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律二、电阻并联电路图2-45所示的两个或两个以上电阻，接在电路中相同的两点之间，使每一电阻两端电压相同的连接方式，叫做电阻的并联。109电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律110电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律（1）电阻两端的电压都相等。（2）电路中的总电流等于各电阻中的电流之和。111电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律（3）并联电路的总电阻(等效电阻)的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。（4）电路的电流分配与阻值成反比。（5）电阻并联电路的功率分配与阻值成反比。112电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律【例2-9】有两个电阻的并联电路，其中R1=100，流过R1的电流I1=0.2A，通过整个并联电路的电流为0.6A。求R2和流过R2的电流I2，并求出两个电阻的功率分别是多少？113电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律114电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律【例2-10】如图2-46所示，已知某微安级电流表的内阻rg=1 000 ，允许流过的最大电流Ig=100A =0.000 1A。现要用此微安级电流表制作一个量程为2A的电流表，问需并联多大的分流电阻R0？ 115电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律116电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律三、电阻混联电路既有电阻的串联，又有电阻的并联的电路，称为电阻的混联电路。画等效电路图的一般步骤如下：（1）按电路结构，在电路的各连接点上标注字母。117电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律（2）忽略导线电阻，若两连接点间无电阻，则两点是等电位点，可认为是同一点，标注相同字母。（3）从一待求端出发，按电路结构或电流分合依次画出方向和结构清晰的电路图。118电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律【例2-11】如图2-47(a)所示电路，已知E=3V（内阻忽略不计），R1=6，R2=R4=2，R3=R5=4，试求流过R1的电流。119电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律120电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律121电工技术基础与技能（中职）第二章任务四欧姆定律122电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用123电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用活动一 支路、节点、回路和网孔活动二 基尔霍夫定律124电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用活动一 支路、节点、回路和网孔（1）支路。电路中的每一分支叫做支路。支路是由一个或几个串联的电路元件构成的，是构成复杂电路的基本单元。如图2-60所示，有3条支路。（2）节点。3条或3条以上支路的汇交点。如图2-60所示电路中A，B两点。125电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用126电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用（3）回路。电路中任意一个闭合的路径叫做回路。在每次所选用的回路中，至少包含一个没有选用过的新支路时，这些回路叫做独立回路。如图2-60所示，有3个回路，即ACDBA回路、AEFBA回路和AEFBDCA回路。但独立回路只能选其中的任意两个。127电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用（4）网孔。不可再分的回路叫做网孔。如图2-60所示， ACDBA回路和AEFBA回路是网孔，AEFBDCA回路不是网孔。电路中的网孔数等于独立回路数。128电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用活动二 基尔霍夫定律一、基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律也叫做节点电流定律，可简写为KCL，其内容是：对电路中的任一节点，流进节点的电流之和等于流出节点的电流之和。基尔霍夫第一定律也可表述为：在任一瞬间通过任一节点的电流的代数和等于零。其一般形式为129电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用基尔霍夫第一定律还可推广应用于任意假定的闭合曲面（广义节点）。如图2-62所示，电路中的某一部分被闭合曲面S包围起来，则流入此闭合曲面S的电流必等于流出闭合曲面S的电流，所以IA+IB=IC。 130电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用131电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用【例2-13】如图2-63所示电桥电路中，已知I1=20mA，I3=10mA，I4=5mA，方向如图中所示，试求其余支路电流。132电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用133电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用二、基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律也叫做回路电压定律，可简写为KVL，其内容为：在电路的任何闭合回路中，各段电压降的代数和等于零。134电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用如图2-64所示电路中，回路ABCDA是复杂电路中的一个回路，各支路电流已知。 135电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用三、应用支路电流法分析问题支路电流法是以支路电流为求解对象，应用基尔霍夫定律列出所需方程组，而后解出支路电流。其求解步骤如下：（1）设定各支路的电流方向和回路方向。（2）应用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程。136电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用（3）应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程。（4）代入已知数据，解联立方程组，求出各支路电流。137电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用【例2-14】如图2-66所示电路，已知E1=10V，E2=5V，R1=R2=1，R3=7。求各支路电流。138电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用解：（1）设各支路电流分别为I1，I2 和I3，电流参考方向和回路绕行方向如图2-66所示。（2）电路中有两个节点，只能列一个独立的节点电流方程。对节点B由KCL可得139电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用（3）由KVL，列出两个网孔的回路电压方程。对回路： 对回路：（4）代入已知数据，得到联立方程组为140电工技术基础与技能（中职）第二章任务五基尔霍夫定律的应用141电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 142电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 活动一 认识电压源模型活动二 电流源模型143电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 活动一 认识电压源模型电源两端保持固定电压值的电源就称为理想电压源，如图2-69所示为两种理想电压源。理想电压源有两个基本性质：它的端电压或电动势是一定值，与流过的电流无关；流过电压源的电流由外电路确定。图2-70所示为理想电压源的伏安特性曲线。144电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 145电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 146电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 在实际应用中，人们常把实际电压源等效成一个理想电压源E（或US）和一个内阻r串联的形式，称这种电路模型为电压源模型，如图2-71所示。147电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 148电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 活动二 电流源模型能够对外电路提供一定电流的装置，就可以称它为电流源。理想电流源的表示方法如图2-72（a）所示，图2-72（b）所示为其伏安特性曲线，从图中可以看出，它的伏安特性曲线也是一条平行于横轴的直线。149电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 150电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 通常把实际的电流源看做是一个理想电流源IS和内电阻r并联的模型，称之为电流源模型。如图2-73所示。实际电流源的伏安特性曲线如图2-74所示。151电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 152电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 153电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 【例2-15】图2-75所示为一闭合电路，试分析电阻两端的电压及电流源两端的电压。 154电工技术基础与技能（中职）第二章任务六电源的模型 155电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 156电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 任何网络，不管其内部结构简单还是复杂，只要有两个引出端与外电路相连，就叫做二端网络。二端网络根据其内部是否含有电源，可分为有源二端网络和无源二端网络。任一个无源二端网络都可以用一个等效电阻来代替，这个电阻叫做该二端网络的输入电阻，即从两个端点看进去的总电阻，如图2-79所示。157电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 158电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 任何线性有源二端网络都可以根据戴维宁定理化简为一个电压源，如图2-80所示。戴维宁定理的内容：一个有源二端网络可以用一个等效电源来代替。 159电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 160电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 应用戴维宁定理简化复杂电路，求解某一支路电流的一般步骤如下：（1）将电路分为有源二端网络和待求支路。（2）移开待求支路，求出有源二端网络的开路电压U0，则等效电源的电动势E0=U0，等效电源的极性应与开路电压保持一致。161电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 （3）将有源二端网络中所有电动势短接，变为无源二端网络，求出电阻r0，即为等效电源的内阻。（4）画出有源二端网络的等效电路，并接上待求支路，求出电流。162电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 【例2-16】如图2-81（a）所示电路，已知E1=45V，E2=20V，R1=10，R2=15，R3=64，试用戴维宁定理求解流过R3的电流。163电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 164电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 解：（1）将电路分为有源二端网络和待求支路，如图2-81(a)所示。（2）移开待求支路，开路电压U0即等效电源的电动势E0，如图2-81(b)所示。165电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 （3）将有源二端网络中所有电动势短接，变为无源二端网络，求出输入电阻r0，即为等效电源的内阻，如图2-81(c)所示。166电工技术基础与技能（中职）第二章任务七戴维宁定理 （4）画出有源二端网络的等效电路，并接上待求支路R3，如图2-81(d)所示。 167电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理168电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理叠加原理是线性电路的一种重要分析方法。线性电路是指电压和电流成正比的电路。它的内容是：在含有多个电动势的线性电路中，任一支路的电流（或电压）都是电路中各个电源单独作用时在该电路中产生的电流（或电压）的代数和。169电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理应用叠加原理分析复杂电路的一般步骤如下：（1）设定各待求支路的电流方向。（2）分别作出每个电源单独作用的分图，将其余的电源电动势短接，只保留内阻。（3）按简单直流电路的分析方法，计算出每一分图中各支路电流的大小和方向。170电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理（4）求出各电动势在各个支路中产生的电流的代数和，凡与原电路中假定的电流（或电压）方向相同的取正，反之取负。171电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理【例2-17】如图2-83(a)所示电路中，已知E1=18V，E2=12V，R1=R2=R3=4，试用叠加原理求解各支路电流。172电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理解：（1）设各支路电流方向如图2-83(a)所示。（2）作出每个电源单独作用时的分图，如图2-83(b)和图2-83(c)所示。（3）求出各分图中单一电动势作用时的各支路电流。图2-83(b)中，E1单独作用时，则173电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理174电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理图2-83(c)中，E2单独作用时，则175电工技术基础与技能（中职）第二章任务八叠加原理（4）求出各电动势在各个支路中产生的电流的代数和。176电工技术基础与技能（中职）第二章THANK YOU177电工技术基础与技能（中职）第二章