《电路分析基础》PPT课件.ppt

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11电路分析基础22本课程的基本要求本课程的基本要求明确概念掌握理论学会分析熟悉应用33第一章电路的基本概念和基本定律44nn什么是电路什么是电路（circuit）（circuit）nn电流的通路叫电路电流的通路叫电路电路是由若干个电气设备或器件按照一定方式组电路是由若干个电气设备或器件按照一定方式组合起来，亦称电网络或网络（合起来，亦称电网络或网络（NetworkNetwork）。

）。

nn电路的组成电路的组成（component）（component）nn简而言之，电路由简而言之，电路由电源、负载、中间连接部分电源、负载、中间连接部分构成构成nn电路组成部分中的设备或器件，例如供电设备电路组成部分中的设备或器件，例如供电设备（电源电源,source）,source）、用电设备、用电设备（负载负载,load）,load）、电阻器、电感器、电阻器、电感器、电容器、晶体管、电子管等。

电容器、晶体管、电子管等。

nn激励与响应激励与响应1.1电路和电路模型电路和电路模型55nn电路的作用：

能量和信息两大领域电路的作用：

能量和信息两大领域nn1.1.电力系统：

实现电能的传输和转换。

电力系统：

实现电能的传输和转换。

能量是主要的着眼点。

涉及大规模电能的产生、能量是主要的着眼点。

涉及大规模电能的产生、传输和转换传输和转换（为其他形式的能量为其他形式的能量），构成现代工业生产、，构成现代工业生产、家庭生活电气化等方面的基础。

家庭生活电气化等方面的基础。

1.1电路和电路模型电路和电路模型661.1电路和电路模型电路和电路模型nn2.2.信息与控制系统：

信号的传递与处理信息与控制系统：

信号的传递与处理。

信息是主要的着眼点。

电具有携带信息的能力，如信息是主要的着眼点。

电具有携带信息的能力，如日常的电话通信，计算机间信息的交流，工业生产的日常的电话通信，计算机间信息的交流，工业生产的自动化控制等。

电用作信息处理和交换的媒介已成为自动化控制等。

电用作信息处理和交换的媒介已成为当代社会的显著特征。

当代社会的显著特征。

77nn实际电路部件与理想元件关系实际电路部件与理想元件关系nn实际电路部件可以由一种或几种理想元件进行建模，实际电路部件可以由一种或几种理想元件进行建模，以便于精确描述其电磁特性。

以便于精确描述其电磁特性。

nn例如，我们可以用电阻元件来描述灯泡，用电阻元件例如，我们可以用电阻元件来描述灯泡，用电阻元件和理想电压源来描述干电池等。

和理想电压源来描述干电池等。

nn实际元件理想化，称为理想原件或实际元件理想化，称为理想原件或集总参数元件。

集总参数元件。

nn电路模型电路模型：

由若干理想元件构成的电路即实际电由若干理想元件构成的电路即实际电路的电路模型。

路的电路模型。

1.1电路和电路模型电路和电路模型88复杂的电路图复杂的电路图99复杂的电路图复杂的电路图1010nn电路分析的目的电路分析的目的nn分析计算电路中的某些电路变量及其变化规律。

分析计算电路中的某些电路变量及其变化规律。

nn电路变量电路变量nn电流电流（单位：

安培，单位：

安培，A）A）nn电压电压（单位：

伏特，单位：

伏特，V）V）nn功率功率（单位：

瓦特，单位：

瓦特，W）W）nn电流、电压的方向电流、电压的方向nn电流方向电流方向：

正电荷的移动方向。

正电荷的移动方向。

nn电压方向电压方向：

电位下降的方向。

电位下降的方向。

1.2电流、电压的参考方向及功率电流、电压的参考方向及功率1111电压与电流的参考方向电压与电流的参考方向nn参考方向：

任意假定的电压、电流方向。

参考方向：

任意假定的电压、电流方向。

nn为什么规定参考方向？

为什么规定参考方向？

在实际电路中，我们很难准确知道电流和电压在某在实际电路中，我们很难准确知道电流和电压在某个瞬时的实际方向。

个瞬时的实际方向。

便于建立电路方程。

便于建立电路方程。

nn如何表示参考方向？

如何表示参考方向？

电压参考方向：

电压参考方向：

+、-电流参考方向：

电流参考方向：

nn如何选择参考方向？

如何选择参考方向？

电压、电流参考方向可以任意规定，不影响分析结果电压、电流参考方向可以任意规定，不影响分析结果采用关联参考方向采用关联参考方向/一致参考方向更为方便，也更为常用一致参考方向更为方便，也更为常用1212电流的参考方向电流的参考方向nn电流参考方向的表示箭头双下标iab=-iba1313电流的参考方向电流的参考方向已知电流的参考方向连同它的值，则可知其已知电流的参考方向连同它的值，则可知其实际方向。

在规定的参考方向下，电流为正值时，实际方向。

在规定的参考方向下，电流为正值时，其实际方向与其参考方向相同，否则相反。

其实际方向与其参考方向相同，否则相反。

1414电流的参考方向电流的参考方向思考思考:

已已知知II11=10A,=10A,II22=2A,2A,II33=8A=8A。

试试确定确定II11、II22、II33的实际方向。

的实际方向。

解解II110,0,故故II11的的实实际际方方向向与与参参考考方方向相同，向相同，II11由由aa点流向点流向bb点。

点。

II220,0,0,故故II33的实际方向与参考方的实际方向与参考方向相同，向相同，II33由由bb点流向点流向dd点。

点。

1515电压的参考方向电压的参考方向nn电压参考方向的表示箭头+-号双下标Uab=-Uba（Uab，a参考极性为+，b参考极性为-）1616电压的参考方向电压的参考方向已知电压的参考方向连同它的值，则可知其实际方向。

已知电压的参考方向连同它的值，则可知其实际方向。

在规定的参考方向下，电压为正值时，其实际方向与其参在规定的参考方向下，电压为正值时，其实际方向与其参考方向相同，否则相反。

考方向相同，否则相反。

1717关于功率关于功率nn关联参考方向时功率的意义关联参考方向时功率的意义nn关联参考方向时，电压电流瞬时值的乘积表示元件关联参考方向时，电压电流瞬时值的乘积表示元件吸吸收的瞬时功率。

收的瞬时功率。

nn瞬时功率瞬时功率大于零大于零，表示元件，表示元件吸收功率，消耗能量。

吸收功率，消耗能量。

nn瞬时功率瞬时功率小于零小于零，表示元件，表示元件发出功率，提供能量。

发出功率，提供能量。

nn关于电源与负载关于电源与负载nn当元件当元件吸收功率时吸收功率时，称元件为，称元件为负载负载。

反之，则称元件。

反之，则称元件为为电源电源。

1818答案：

该元件起负载作用，吸收功率。

19191.3基尔霍夫定律基尔霍夫定律KCL/KVLnn电路分析中的几个基本术语电路分析中的几个基本术语nn支路：

支路：

11）每一个二端元件构成一个支路。

（或电路中的每个分每一个二端元件构成一个支路。

（或电路中的每个分支为一个支路）支为一个支路）22）电路中的每一个分支为支路，一条支路流过同一个电电路中的每一个分支为支路，一条支路流过同一个电流。

流。

nn节点：

节点：

支路的连接点叫做节点。

两个或两个以上的支路支路的连接点叫做节点。

两个或两个以上的支路接于一点叫节点。

接于一点叫节点。

nn简单节点：

简单节点：

仅仅关联两个元件的节点。

仅仅关联两个元件的节点。

nn回路：

回路：

由若干支路构成的，其中每一个节点只与两条支由若干支路构成的，其中每一个节点只与两条支路相连接的闭合路径。

路相连接的闭合路径。

nn网孔：

网孔：

内部不含其余支路的回路称作网孔。

内部不含其余支路的回路称作网孔。

2020支路、节点、回路、网孔支路、节点、回路、网孔支路：

支路：

11、22、33、44、55、66、77节点：

节点：

、简单节点：

简单节点：

回路：

回路：

-等等。

等等。

网孔：

网孔：

-思考思考:

-:

-是网孔吗是网孔吗?

网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。

网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。

2121基尔霍夫简介基尔霍夫简介基尔霍夫基尔霍夫（GustavRobertKirchhoffGustavRobertKirchhoff，1824182418871887），德国物理学家。

），德国物理学家。

被誉为被誉为“电电路求解大师路求解大师”。

18241824年年33月月1212日生于普鲁士的柯尼斯堡日生于普鲁士的柯尼斯堡（今为俄罗斯加里宁格勒），（今为俄罗斯加里宁格勒），18871887年年1010月月1717日卒于柏林。

基尔霍夫在柯尼斯堡大学读物理，日卒于柏林。

基尔霍夫在柯尼斯堡大学读物理，18471847年毕业后去柏林大学任教，年毕业后去柏林大学任教，33年后去布雷年后去布雷斯劳作临时教授。

斯劳作临时教授。

18541854年由化学家本生推荐任年由化学家本生推荐任海德堡大学教授。

海德堡大学教授。

18751875年到柏林大学作理论物年到柏林大学作理论物理教授，直到逝世。

理教授，直到逝世。

18451845年，年，2121岁时他发表了第一篇论文，提岁时他发表了第一篇论文，提出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律，即著名的两条电路定律，即著名的基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCLKCL）和基尔霍夫电压定律（）和基尔霍夫电压定律（KVLKVL），），解决了解决了电器设计中电路方面的难题。

电器设计中电路方面的难题。

2222基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）nn基尔霍夫电流定律是电荷守恒法则运用于集是电荷守恒法则运用于集总电路的结果，反映电路中各支路电流间的约总电路的结果，反映电路中各支路电流间的约束关系。

束关系。

nn定律内容：

定律内容：

对于集总参数电路中的任意节点，在任对于集总参数电路中的任意节点，在任意时刻，该节点的电流代数和等于零。

意时刻，该节点的电流代数和等于零。

nn数学表达式：

数学表达式：

nn基尔霍夫电流方程也叫节点电流方程（基尔霍夫电流方程也叫节点电流方程（KCLKCL方程）方程）2323基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）nn基尔霍夫电流定律的另一种描述：

任意瞬时，的另一种描述：

任意瞬时，流入某节点的电流之和等于流出电流之和。

流入某节点的电流之和等于流出电流之和。

nn基尔霍夫电流定律不仅适用于节点，同样适用不仅适用于节点，同样适用于于任一假想的封闭面任一假想的封闭面。

（如课本例题）。

（如课本例题）nn基尔霍夫电流定律阐述了电路中任意一点的电阐述了电路中任意一点的电流必须服从的规律，是流必须服从的规律，是电荷守恒定律电荷守恒定律的体现。

的体现。

2424KCL示例示例注意：

注意：

首先需规定各支路电流的参考方向，可规首先需规定各支路电流的参考方向，可规定流入节点为定流入节点为，流出为，流出为+。

节点节点：

节点节点：

2525KCL定律的应用定律的应用思考：

思考：

如图所示，两个电阻都为如图所示，两个电阻都为33，电源为，电源为3V,3V,求图求图中电流中电流II的值的值。

2626基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）nn基尔霍夫电压定律是能量守恒法则和电荷守恒是能量守恒法则和电荷守恒法则运用于集总电路的结果，反映电路中各支路法则运用于集总电路的结果，反映电路中各支路电压间的约束关系。

电压间的约束关系。

nn定律内容：

定律内容：

对于任一集总参数电路中的任一回路，在对于任一集总参数电路中的任一回路，在任意时刻，沿着该回路所有支路电压的代数和为零。

任意时刻，沿着该回路所有支路电压的代数和为零。

nn数学表达式：

数学表达式：

nn基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程（基尔霍夫电压方程也叫回路电压方程（KCLKCL方程）方程）2727基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）nn基尔霍夫电压定律的另一种描述：

集总参数电的另一种描述：

集总参数电路中，沿任意闭合回路绕行一周，电压降的代数路中，沿任意闭合回路绕行一周，电压降的代数和和=电压升的代数和。

电压升的代数和。

nn基尔霍夫电压定律是是能量守恒能量守恒的结果，体现了的结果，体现了电压与路径无关电压与路径无关这一性质，是任一回路内电压必这一性质，