第第 1 章章电路及其分析方法电路及其分析方法1.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分1.2 电路模型电路模型1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.4 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.6 电阻的串联与并联电阻的串联与并联1.7 支路电流法支路电流法1.8 叠加定律叠加定律1.9 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定律戴维宁定律1.11 电路中电位的计算电路中电位的计算1.12 电路的暂态分析电路的暂态分析1 1 1 1. . . .1.9 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换1.9.1 电压源电压源1.9.2 电流源电流源1.9.3 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换2 2 2 21.9.1 电压源电压源n n 电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势电压源是由电动势 E E和内阻和内阻和内阻和内阻 R R0 0 串联的电源的电路模型。串联的电源的电路模型。串联的电源的电路模型。串联的电源的电路模型。 电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型I IR RL LR R0 0+ +- -E EU U+ + 由图示电路可得：由图示电路可得：由图示电路可得：由图示电路可得：U U = = E IR E IR0 0 若若若若 R R0 0 = 0= 0n n 理想电压源：理想电压源：理想电压源：理想电压源：U U E E若若若若 R R0 0 R RL L ，I I I IS S ，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。，可近似认为是理想电流源。5 5 5 5理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）理想电流源（恒流源）RL外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线 IUISOIISU+_(2) (2) 输出电输出电输出电输出电流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流流是一定值，恒等于电流 I IS S ；(3) (3) 恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压恒流源两端的电压 U U 由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。由外电路决定。特点特点特点特点: : : :(1) (1) 内阻内阻内阻内阻R R0 0 = = ；例例1：设：设 IS = 10 A，接上，接上RL 后，恒流源对外输出电流。后，恒流源对外输出电流。当当当当 R RL L= 1 = 1 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 10 V = 10 V当当当当 R RL L = 10 = 10 时，时，时，时， I I = 10A = 10A ，U U = 100V= 100V电流恒定，电压电流恒定，电压电流恒定，电压电流恒定，电压随负载变化。随负载变化。随负载变化。随负载变化。6 6 6 6. . . .1.9.3 电压源与电流源的等效变换电压源与电流源的等效变换由图由图由图由图a a：U U = = E E IRIR0 0由图由图由图由图b b：U U = = I IS SR R0 0 IRIR0 0I IR RL LR R0 0+ + E EU U+ + 电压源电压源电压源电压源等效变换条件等效变换条件等效变换条件等效变换条件: :E E = = I IS SR R0 0R RL LR R0 0U UR R0 0U UI IS SI I+ + 电流源电流源电流源电流源7 7 7 7 等效变换等效变换等效变换等效变换时，两电源的时，两电源的时，两电源的时，两电源的参考方向参考方向参考方向参考方向要一一对应。要一一对应。要一一对应。要一一对应。 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只电压源和电流源的等效关系只对对对对外外外外电路而言，对电源电路而言，对电源电路而言，对电源电路而言，对电源内内内内部则是部则是部则是部则是不等效的。不等效的。不等效的。不等效的。 注意事项：注意事项：例：当例：当例：当例：当R RL L= = 时，时，时，时，电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻电压源的内阻 R R0 0 中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，中不损耗功率，而电流而电流而电流而电流源的内阻源的内阻源的内阻源的内阻 R R0 0 中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。中则损耗功率。 任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势任何一个电动势 E E 和某个电阻和某个电阻和某个电阻和某个电阻 R R 串联的电路，都可化为串联的电路，都可化为串联的电路，都可化为串联的电路，都可化为一个一个一个一个电流为电流为电流为电流为 I IS S 和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。和这个电阻并联的电路。R R0 0+ + E Ea ab bI IS SR R0 0a ab bR R0 0 + +E Ea ab bI IS SR R0 0a ab b8 8 8 8例例例例1 1：求下列各电路的等效电源：求下列各电路的等效电源：求下列各电路的等效电源：求下列各电路的等效电源解解:+abU2 5V(a)+ +abU5V(c)+ a+-2V5VU+-b2 (c)+ (b)aU 5A2 3 b+ (a)a+5V3 2 U+ a5AbU3 (b)+ 9 9 9 9. . . .例例例例2 2：试用电压源与电流源等效变换的方法，计算：试用电压源与电流源等效变换的方法，计算：试用电压源与电流源等效变换的方法，计算：试用电压源与电流源等效变换的方法，计算2 2 电阻中电阻中电阻中电阻中的电流。的电流。的电流。的电流。解解解解: : 8V8V+ + 2 2 2 2V V+ +2 2 I I(d)(d)2 2 由图由图由图由图(d)(d)可得可得可得可得6V6V3 3 + + + + 12V12V2A2A6 6 1 1 1 1 2 2 I I(a)(a)2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+ + I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)4A4A2 2 2 2 2 2 2V2V+ + I I(c)(c)10101010. . . .解：解：统一电源形式统一电源形式统一电源形式统一电源形式例例例例3 3：试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示，电路中：试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示，电路中：试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示，电路中：试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示，电路中1 1 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A11111111解：解：解：解：I4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3A12121212例例例例3 3：电路如图。：电路如图。：电路如图。：电路如图。U U1 110V10V，I IS S2A2A，R R1 11 1，R R2 22 2，R R3 35 5 ，R R1 1 。(1) (1) 求电阻求电阻求电阻求电阻R R中的电流中的电流中的电流中的电流I I；(2)(2)计算理想电压源计算理想电压源计算理想电压源计算理想电压源U U1 1中的电流中的电流中的电流中的电流I IU1U1和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源I IS S两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压U UISIS；(3)(3)分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。解：解：解：解：(1)(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)13131313(2)由图由图(a)可得：可得：理想电压源中的电流理想电压源中的电流理想电流源两端的电压理想电流源两端的电压aIRISbI1R1(c)aIR1RIS+_U1b(b)14141414各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：两者平衡：两者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源都是电源，由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源都是电源，发出的功率分别是：发出的功率分别是：15151515Class OverRestroomsRestroomsTelephonesTelephonesRefreshmentsRefreshments16161616