电路分析（第二版）刘志民 第1章.ppt

2. 实际电流源的电路模型 理想电流源实际上也是不存在的。实际电流源内部也有能量消耗，因此，可以用一个理想电流源和电阻并联的模型来表征实际电流源，如图1.23(a)所示，电阻RS为电流源的内阻。 图1.23 实际电流源 (a) 模型； (b) 外接电阻时； (c) 伏安特性曲线 当电流源端钮接上电阻R后，如图1.23(b)所示，此时，可求出电流源向外输出的电流为 (1 - 10) 由式(1-10)可见，电流源向外输出的电流是小于IS的。RS越小， 分流越大，输出的电流就越小。因此实际电流源内阻越大，其特性也就越接近理想电流源。实际电流源的伏安特性如图1.23(c)所示。 实际电流源的短路电流ISC就等于IS，因此用短路电流ISC和内阻RS这两个参数就可以表征实际电流源。同样，对于RS并不表示电流源内部就有一个电阻，而是把电源内部存在能量消耗这一实际现象作了抽象。 例 1.6 电路如图1.24所示，试求 (1) 电阻两端的电压；  (2) 1 A电流源两端的电压及功率。  解 (1) 由于1A电流源为理想电流源，因此流过5Ω电阻的电流就是1 A而与2V电压源无关，即  Ｕ１=5×1=5V (2) 1 A电流源两端的电压包括5Ω电阻上的电压和2 V电压源， 因此  U=U1+2=5+2=7V  因1 A电流源上的电流与电压为非关联方向，故  P =-1×7=-7 W (供出) 图1.24 例 1.6图 练 习 与 思 考 1.5-1 求图1.25电路的功率，并说明是供出功率还是消耗功率。 1.5-2 将图1.26各电路用一个电源表示。  1.5-3 求图1.27各电路中消耗的功率，并指出是哪个电源供出的。 图1.25 题1.5-1图 图1.26 题1.5-2图 图1.27 题1.5-3图 1.6 基尔霍夫定律 图 1.28 电路名词用图 1.6.1 基尔霍夫电流定律(KCL)  基尔霍夫电流定律反映了电路中任一节点所连接的各支路电流之间的约束关系，简称KCL, 其基本内容是：任意时刻， 流入电路中任一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。 如对于图1.29中的节点a，在图示各电流的参考方向下， 依KCL, 有 I1+I3+I5=I2+I4 或 I1+I3+I5 -I2-I4=0 图 1.29 基尔霍夫电流定律用图 上式的物理意义是：流入节点a的电流的代数和恒等于零。 这样KCL也可表述为：任意时刻， 流入或流出电路中任一节点的电流的代数和恒为零， 其一般形式为 (1 - 11) 这里流入节点的电流前取正号，流出节点的电流前取负号。 当然也可以做相反的规定。这里各电流前面的正负号与电流本身由参考方向所造成的正、负无关。  式(1 - 11)称为节点电流方程。简写为KCL方程。  基尔霍夫电流定律的正确性是毋庸置疑的, 可根据电荷守恒的自然法则得到解释, 其实也就是电流连续性原理的集中表现。 KCL不仅适用于节点，把它加以推广还可用于包围几个节点的闭合面。在图1.30所示的电路中, 将节点1、 2、 3包围在一个闭合面内， 对该闭和面亦应有∑I=0，即 I1-I2+I3=0 节点1: I1+I6-I4=0  节点2: -I2+I4-I5=0  节点3: I3+I5-I6=0  将以上三式相加, 得 I1-I2+I3=0 可见，流入(或流出)一个闭合面的各支路电流的代数和恒为零, 此即广义的KCL方程。 图1.30 KCL适合一个闭合面 例 1.7 在图1.31所示电路中，已知R1=2 Ω，R2=5Ω，US=10V。求各支路电流。 解 首先设定各支路电流的参考方向如图中所示，由于Uab=US=10V，根据欧姆定律，有 对节点a列KCL方程，有 -I1+I2+I3=0 I3=I1-I2=5-(-2)=7 A 图1.31 例1.7图 1.6.2 基尔霍夫电压定律(KVL) 基尔霍夫电压定律反映了电路中任一回路内各电压之间的约束关系，简称KVL, 其基本内容是: 任