浙江大学范承志电路原理课件第一章_基本概念(甲)要点.ppt

U2=I2×R2＋Us2 =－Is2× R2 +Us2 =－2×10＋12=－8 V U3=Us3－I3×R3 =Us3－Is3×R3 =12－3×10=－18 V Uad =U1－U2＋U3 = 22－(－8) ＋(－18) =12 V 例2： 电路如图, 已知 求 和电压 。 解： 功率 直流电路中某器件的功率是电 压(伏）和电流（安）的乘积 注意: 上式中U、I均需设定参考方向 P=U×I 功率的单位是瓦(W) 若器件电压电流参考方向一致（称作关联参考方向），如图所示 关联参考方向 P=U×I 0 表示该器件吸收功率； P=U×I 0 表示该器件发出功率； 则功率计算时： P=U×I 若器件电压电流参考方向不一致（称作非关联参考方向），如图所示 注意：式中U、I均为对应参考方向下的电压电流代数值。 非关联参考方向 P=U×I 0 表示该器件发出功率； P=U×I 0 表示该器件吸收功率； 则功率计算时： P=U×I 功率计算 例1. 电路及方向如图，已知Us=10V, Is=2A, R=10R, 求电压源、电流源和电阻的功率。 电阻功率： PR= UR×I=－20×(－2)=40 W （消耗功率） 电压源功率： PU= US×I=10×(－2)=－20 W （消耗功率） 电流源功率： PI= UI×IS=30×2=60 W （发出功率） 解：I=－Is=－2A UR =I×R=－2×10=－20V UI =－UR＋ Us=20＋10=30V 最大功率传输 如图电路，R0 和U0 已知，负载 R 可变，问当R为多大时它吸收的功率最大？ 当R变化时，为求P的最大值，对P求导，并令 最大功率为： 解得R=R0，此时电阻R获得最大功率, 解：电阻R 吸收的功率为 讨论: 最大功率传输时, 负载能获得最大功率,但系统效率为50%. 对于能量传输系统(电力系统), 考虑的是系统效率,最大功率传输方式要根据具体情况而定. 第三节 基尔霍夫定律 支路：单个或若干个二 端 元件所串联成的电路。 节点：两条以上支路的交 汇点。 回路：若干条支路组成的 闭合路径。 6条支路 4个节点 3条回路 注意：该电路除上述3条回路外，还可选择多条不同的回路。 支路、节点、回路的概念 KIRCHHOFF’S LAW 1）基尔霍夫电流定律 电路中任一节点电流的代数和为零 其中流出节点的电流取正号，流入节点的电流取负号。 节点1： －I1＋I2＋I3=0 节点2： －I3＋I4＋I5=0 节点3： －I2－I4＋I6=0 节点4： I1－I5－I6 =0 Kirchhoff’s Current Law (KCL) 2）基尔霍夫电压定律 电路任一闭合回路中各支路电压（元件电压）的代数和为零 支路（元件）电压方向与回路绕行方向一致时取正号，相反时取负号。 回路1： －U2＋U3＋U4=0 回路2： －U1－U5－ U3 =0 回路3 U4＋ U6＋U5=0 注意：支路电压方向取为与支路电流方向一致。 Kirchhoff’s Voltage Law (KVL) 回路1： I3 ×R3 ＋ I4 ×R4＋Us2=0 回路2： Us1－I5 ×R5－ I3 ×R3 =0 回路3： I4×R4＋ I6 ×R6－ I5 ×R5=0 把支路电压用支路元件电压来表示，得： 回路1： I3 ×R3 ＋ I4 ×R4= －Us2 回路2： －I5 ×R5－ I3 ×R3 = －Us1 回路3： I4×R4＋I6×R6－I5×R5 = 0 上式可写为 任一支路电阻压降代数和等于电压源代数和，电阻电流方向与回路方向一致时，RI前取正号，反之为负；电压源压降方向与回路方向一致时，Us为负，反之为正。 得KVL 的另一个形式为： 电压降 电压升 讨论: 电路中电压电流的变化遵循两类约束条件: 第二类是元件连接关系(拓扑约束) 基尔霍夫定律 第一类是元件特性关系(电压电流关系VCR) 利用两类约束条件解复杂电路 右图电路，若电阻和电压源的数值均已知，则由KCL和KVL得方