电路与模拟电子技术原理胡世昌电子课件第1章节2Kirchholf.pptVIP

电路与模拟电子技术原理 第一章 电路与定律 第1章 电路与定律 1.1 引言 1.2 电路变量 1.3 电阻和欧姆定律 1.4 电源 1.5 基尔霍夫定律 1.6 线性电路与叠加原理 1.7 替代定理 1.8 电路学习方法 1.5 基尔霍夫定律 电路性能受到两类约束 元件约束：来自元件特性的约束 用元件自身的特性方程表达 电阻（欧姆定律） 电压源（u=uS） 电流源（i=iS） 受控源（四种类型，四类方程） 拓扑约束：来自连接方式的约束 用连接关系方程表达（KCL、KVL） 结点、支路 每条支路对应电路中的一个二端元件 每个结点对应两个或两个以上元件的连接点。 路径和回路 从起始结点到目标结点，如果每个中间结点都只经过了一次，那么所经过的支路和结点就构成了一条路径。 如果一条路径的起始结点和目标结点相同，形成了闭合路径，这条路径就叫做回路。 节点和支路的另一种定义 可以把几个结点和支路合并看作一个结点，从而减少节点数和支路数 通过电流相同（不是相等）的几个支路可以看成是一条支路 电压相同（不是相等）的几个结点也可以看成是一个结点。 1.5.1 基尔霍夫电流定律（KCL） 表述1：在任意时刻，对任意结点，流入（或流出）电流的代数和为零。 表述2：对任意节点，在任意时刻，流出或流入该节点电流的代数和等于零。 ∑i入= ∑i出 KCL用于封闭曲面 推广用于电路中任一假设的封闭曲面 把虚线所示的封闭曲面看作一个“大结点”，直接应用KCL， ia＋ib＋ic＝0 KCL的应用 KCL具有普遍意义，适用于任意时刻、任何激励源的电路 应用KCL列写节点电流方程， 首先设出每一支路电流的参考方向 然后依据参考方向为电流取号（流出取正号，流入取负号，或反之亦可） 列写KCL方程。 KCL举例 对节点a列KCL方程 结点电流代数和为零 流入为正，流出为负 i2+i3-i1-i4=0 流出为正，流入为负 -i2-i3+i1+i4=0 流入等于流出 i2+i3=i1+i4 1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL) 表述1：对任何电路，在任意时刻，回路各段电路电压的代数和为零。 表述2：对任何电路，在任意时刻，回路的电位降等于总的电位升。 ∑u降=∑u升 KVL的应用 KVL适用于任意时刻、任意激励源情况的一切电路。 应用KCL列写回路电压方程 按照顺时针走一个闭合路径 如果先遇到元件电压的“＋”端，就加上它的电压； 如果先遇到元件电压的“－”端，就减去它的电压。 结果等于零 KVL举例 回路电压代数和为零 ―u5＋u3＋uS2―u4＝0 KVL推广用于不闭合回路 从a点开始沿顺时针方向巡行一周 u2＋u5―u1―uab＝0 基尔霍夫定律分析电路例题 【例1-6】求图1-26（a）电路中各元件吸收的功率。 基尔霍夫定律分析电路例题 【解】为电路设定参考电流i方向如图1-26（b）所示，这是一个单回路电路，在两个电阻上的电压设为电流i的关联参考方向，分别为uA和uB。 基尔霍夫定律分析电路例题 对这个闭合回路使用KVL，得 －2uA＋uA＋uB－24＝0 根据欧姆定律，有 uA＝3i uB＝6i 其电流为 －3i＋6i－24＝0 所以 i＝8A uA＝3×8＝24V 基尔霍夫定律分析电路例题 因为24V电压源的电压参考方向和电流参考方向为非关联参考方向，所以它的吸收功率为 P24V ＝－uS·i＝－24×8＝－192W 受控源的电压参考方向和电流参考方向为关联参考方向，所以它的吸收功率为 Pdep＝(－2uA)·i＝(－2×24) ×8＝－384W 可见实际上电压源和受控源都是在释放电功率。 基尔霍夫定律分析电路例题 要注意在计算电压源和受控源时所用负号的意义是不同的，电压源所用的负号是由于电压和电流的非关联参考方向而引入的，而受控源的负号是由于受控源本身的负号引入的。 　　3Ω和6Ω电阻吸收的功率 P3Ω＝3i2＝3×82＝192W P6Ω＝6i2＝6×82＝384W 从上面的计算可知，电路中电压源和受控源所释放的总功率等于所有电阻所吸收的功率，这种现象称为电路的功率平衡。 尚辅网 / * *