《电工电子技术》课件 项目二 直流电路的分析与计算.pptxVIP

直流电路的分析与计算

电源的等效变换

欧姆定律及应用

基尔霍夫定律及应用

叠加定理及应用

任务1

任务2

任务3

任务4

目录

CONTENTS

任务1电源的等效变换

一、电压源

1.理想电压源

直流发电机和铅蓄电池都是电源，它们具有不变的电动势和较小内阻，我们称其为电压源。如果电源内阻R。≈0,则端电压U不随电流变化而变化，这是一种理想情况，我们把具有不变电动势且内阻为0的电源称为理想电压源或恒压源.

U=Us-IR₀

电压源不接外电路时，电流总等于零值，这种情况称为“电压源处于开路”。当US=0时，电压源的

伏安特性曲线为U-I平面上的电流轴，输出电压等于零，这种情况称为“电压源处于短路”,实际中是不允许发生的。

2.实际电源的电压源模型

实际的电源总是有内部消耗的，只是内部消耗通常都很小，因此可以用一个理想的电压源元件与一个

阻值较小的电阻(内阻)串联组合来等效。

二、电流源

1.理想电流源

理想电流源也是实际电源的一种抽象。它提供的电流总能保持恒定值或是一定的时间函数值，而与它两端所加的电压无关，其中能保持某一恒定电流的称为恒流源，如图所示。

理想电流源两端所加电压是任意的，与电流源的负载(外电路)状态有关，如图所示为理想电流源的伏安特性曲线。

2.实际电源的电流源模型

实际的电源总是有内部消耗的，只是内部消耗通常都很小，因此可以用一个理想的电流源元件与一个阻值很大的电阻(内阻)并联组合来等效。

电流源两端短路时，端电压等于零值，即电流源的电流为短路电流。当I₅=0时，电流源的伏安特性

曲线为I-U平面上的电压轴，相当于“电流源处于开路”,实际中“电流源开路”是没有意义的，也是不允许的。

三、电压源与电流源的等效变换

一个实际电源的外特性是客观存在的，既可以用电压源模型来表示，也可以用电流源模型来表示。电压源和电流源在它们的电压完全相同时，两种模型就可等效。

电压源

电流源

Us

任务2欧姆定律及应用

一、部分电路欧姆定律

流过一段无源支路的电流的大小与支路两端的电压成正比，与支路的电阻成反比，这个规律称为部分电路的欧姆定律。

二、全电路欧姆定律

全电路是指由内电路和外电路组成的闭合电路的整体，如图所示。图中的点画线框代表一个电源的内部电路，称为内电路。R₀是电源的内阻，又称为内电阻。电源外部的电路称为外电路。

→U=E-IR₀

电流增大时，内压降增大，电源端电压减小；反之，电流减小时，电源端电压就增大。当电路是闭合电路时，电源的端电压等于外电路两端的电压。当电路开路时，电源的端电压就等于电源的电动势。

一、常用电路术语

1.支路

电路中流过同一电流的每一个分支叫支路。流过支路的电流，称为支路电流。含有电源的支路叫有源支路，不含电源的支路叫无源支路。

2.节点

三条或三条以上的支路的连接点叫做节点。图中的C、D两点。3.回路

电路中任何一个闭合路径叫做回路，图中的A-C-D-A回路、C-B-D-C回路、A-C-B-D-A回路。

4.网孔

中间无支路穿过的回路叫网孔，图中的A-C-D-A回路和C-B-D-C回路都是网孔，而A-C-B-D-A回路不是网孔。即网孔一定是回路，而回路不一定是网孔。

任务3基尔霍夫定律及应用

∑I=∑出

流入取正、流出取负

I₁+I₃-I₂-I₄=0

或：

I₁+I₃=I₂+I₄

KCL的依据：电流的连续性

二、基尔霍夫电流定律(KCL)

基尔霍夫电流定律也称基尔霍夫第一定律，定义为：在任一时刻，流入某一个节点的电流和恒等于从这一个节点流出的电流和，即

基尔霍夫电流定律的扩展：

电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。

如：:-I₁-I₄-I₆=0

I₂+I₄-I₅=0

-I₃+I₅+I₆=0

三式相加得：

-I,+I₂-I₃=0

注意：KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际方向无关。

I₁

I₂

I₃\

I₄

2

I₅

Y₆

1

三、基尔霍夫电压定律(KVL)

基尔霍夫电压定律也称基尔霍夫第二定律，定义为：在任一瞬间，沿电路中的任一回路，各段电压的代数和恒等于零，即。

∑U=0

在应用KVL列电压方程时，应注意：

(1)选取回路的绕行方向(回路的绕行方向既可按顺时针方向，也可按逆时针方向);

(2)确定各段电压的参考方向。规定：凡电压的参考方向和回路的绕行方向一致时，该电压取正值；反之，电压取负值。

I₂R₂-I₃R₃+E₂-I₄R₄+E₁-I₁R₁=0

四、支路电流法

1.支路电流法的步骤

(1)以支路电流作为电路变量；

(2)任取N-1个结点，列KCL方程；

(3)把支路电压用支路电流来表示，列KVL方程；

(4)联