电路模型与电路定理.ppt

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1、电路理论教师：谢东垒 河南理工大学电气学院 电话：13203950806一门重要的专业基础课程电 路 理 论1.性质：入门性专业基础课。入门性专业基础课。一、本课程几点说明：本课程是电气、电子、计算机、电信、电科、自动化、本课程是电气、电子、计算机、电信、电科、自动化、测控等专业的一门专业基础课，是研究电方面的入门课程，测控等专业的一门专业基础课，是研究电方面的入门课程，理论严密，在培养科学思维能力、归纳总结能力和严谨的理论严密，在培养科学思维能力、归纳总结能力和严谨的科学作风方面有着重要的作用。科学作风方面有着重要的作用。通过本课程的学习，要求掌握电路的基本理论、基本分通过本课程的学习，要求

2、掌握电路的基本理论、基本分析方法和必要的实验技能，为今后的后续课程的学习准备必析方法和必要的实验技能，为今后的后续课程的学习准备必要的电路知识，为进一步的学习电路理论打下良好的基础。要的电路知识，为进一步的学习电路理论打下良好的基础。2 2 课程的内容课程的内容电路分析电路分析 电路综合电路综合 实际电路实际电路电路模型电路模型电气特性电气特性电路分析电路分析电路综合电路综合线性电路线性电路非线性电路非线性电路电路分析电路分析稳态电路稳态电路暂态电路暂态电路正弦稳态电路正弦稳态电路非正弦周期电路非正弦周期电路直流电路直流电路交流电路交流电路直流电路直流电路交流电路交流电路问题问题1 1 为什么

3、电力系统采用三相电路为什么电力系统采用三相电路问题问题4 4 为什么收音机调台旋钮调节时可以收到不同电台的信号为什么收音机调台旋钮调节时可以收到不同电台的信号 问题问题3 3 为什么我国电网频率为为什么我国电网频率为50Hz50Hz问题问题5 5 为什么经常开、关灯容易出现灯坏掉的情况为什么经常开、关灯容易出现灯坏掉的情况问题问题2 2 为什么低压电力网采用四线制为什么低压电力网采用四线制问题问题6 6 滤波器如何实现滤波滤波器如何实现滤波问题问题7 7 交流电如何变成直流电交流电如何变成直流电先修课程先修课程后续课程后续课程 高等数学高等数学大学物理大学物理线性代数线性代数电子技术、电机学、

4、电力系统等后续专业课电子技术、电机学、电力系统等后续专业课 3 3 先修与后续课程先修与后续课程二、要求 重视听课；抓概念、抓基础、抓规律；课后复习重视听课；抓概念、抓基础、抓规律；课后复习;重视作业、作业重视作业、作业要认真、规范（要认真、规范（必须画电路图必须画电路图；给出主要的求解步骤），重视给出主要的求解步骤），重视实验。实验。考试：考试：平时成绩：平时成绩：20%（作业、考勤作业、考勤）期末成绩：期末成绩：80%第第1 1章章 电路模型和电路定律电路模型和电路定律电路和电路模型电路和电路模型1.1电阻元件电阻元件1.5电流和电压的参考方向电流和电压的参考方向1.2电压源和电流源电压源

5、和电流源1.6电功率和能量电功率和能量1.3受控电源受控电源1.7电路元件电路元件1.4基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.8本章内容本章内容1.1.电压、电流的参考方向电压、电流的参考方向3.3.基尔霍夫定律基尔霍夫定律l 重点重点：2.2.电阻元件和电源元件的电压、电阻元件和电源元件的电压、电流关系（元件的电流关系（元件的VCRVCR）1.1 实际电路与电路模型(1)实现电能的传输、分配与转换 (2)实现信息的传递、控制与处理放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒1.实际电路的作用一一 实际电路实际电路：由电工设备和电气器件按预期目的连接由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流通路，构成的电流通路，

6、进行着能量形式转换、电能的传输和分进行着能量形式转换、电能的传输和分配过程。配过程。发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线2.2.电路的电路的组成部分组成部分电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线中间环节：中间环节：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息2.电路的电路的组成部分组成部分放放大大器器扬声器

7、扬声器话筒话筒由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。由激励在电路中所产生的电压和电流称为响应。电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的，电路中各处的电压、电流是在电源的作用下产生的，因此电源又被称为激励源（激励）。因此电源又被称为激励源（激励）。在电路分析中电源或信号源都称为电源。在电路分析中电源或信号源都称为电源。激励源（激励）：激励源（激励）：唤起原因的能量；唤起原因的能量；发送信息给终端用户，为继续发送信息给终端用户，为继续 处理提供所必须的信息。处理提供所必须的信息。响应：响应：对一定刺激所引起的发应。对一定刺激所引起的发应。输入输入 输出输出R+RoE-手电筒电路的电路模型手

8、电筒电路的电路模型灯灯泡泡开关开关电电池池导线导线S手电筒实际电路手电筒实际电路 反映实际电路部件的主要电磁性质的理想反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。电路元件及其组合。二、电路模型二、电路模型理想电路元件：理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源（电源电压源和电流源（电源/激励）：表示将其它形式的激励）：表示将其它形式的 能量能量 转变成转变成 电能的元件。电能的

9、元件。理想电路元件：理想电路元件：是组成电路模型的最小单元，是组成电路模型的最小单元，是具有某种确定的电磁性质的假想元件，它是是具有某种确定的电磁性质的假想元件，它是一种理想化的模型并具有精确的数学定义。一种理想化的模型并具有精确的数学定义。具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在在一定条件下可用同一电路模型表示。一定条件下可用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。模型可以有不同的形式。电感线圈的电路模型电感线圈的电路模型注意 电电路路中中的的主主要要物物理理量量有有电电

10、压压、电电流流、电电荷荷、能能量量、电电功功率率等等，但但是是电电路路分分析析中中主主要要关关心心的的物物理理量量是电流、电压、功率以及能量。是电流、电压、功率以及能量。电压电压:单位时间内通过导体横截面的电荷量单位时间内通过导体横截面的电荷量1.2 电压和电流的参考方向电流：电流：单位电荷由单位电荷由a点到点到b点电场力所做的功点电场力所做的功1.2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1.电压、电流的实际方向及其单位电压、电流的实际方向及其单位物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向 电压电压 U(电位降低的方向电位降低的方向)高电位高电位 低电位

11、低电位 国际单位制国际单位制(SI)kA、A、mA、AkV、V、mV、Vl实际方向实际方向正电荷的运动方向为电流的实际方向。正电荷的运动方向为电流的实际方向。元件元件(导线导线)中电流流动的实际方向只有两种可能中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向AB实际方向实际方向AB电流电流电流的实际方向：电流的实际方向：REI问题问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？实际方向，电路如何求解？E1ABRE2IR电流方向电流方向AB？电流方向电流方向BA？电流的参考方向电流的参考方向引入参考方向后，引入参考方向后，电流成为

12、代数量。电流成为代数量。任意假定一个方向为电流的正方向，这个任意假定一个方向为电流的正方向，这个假定的正方向称为电流的参考方向。假定的正方向称为电流的参考方向。i 0i 0参考方向参考方向U+参考方向参考方向U+0 吸收正功率吸收正功率 (实际吸收实际吸收)P0 发出正功率发出正功率 (实际发出实际发出)P0 发出负功率发出负功率 (实际吸收实际吸收)l u,i 取非取非关联参考方向关联参考方向+-iu+-iu2 元件吸收或者发出功率的判断元件吸收或者发出功率的判断 例例 求图示电路中各求图示电路中各方框所代表的元件吸方框所代表的元件吸收或产生的功率。收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-

13、3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A 564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1解解功率守恒：对任意电路，满足：功率守恒：对任意电路，满足：发出的功率吸收的功率发出的功率吸收的功率U6U1564123I2I3I1+U5U4U3U2注意已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A 从从 t0 时刻到时刻到 t 时刻时刻能量能量的的变化：变化：l 能量能量单位：单位：J (焦焦)()(Joule，焦耳焦耳)根据图所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件

14、电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是吸收功率还是发出功率。在图所示电路中，试求：(1)若元件A吸收10W功率，求其电压UA；(2)若元件B吸收10W功率，求其电流IB；(3)若元件C发出10W功率，求其电流IC；(4)若元件D吸收 10W功率，求其电流ID。AUA 4 A B10VIB C+6VIC D10VID1.4 1.4 理想电路元件理想电路元件是电路中最基本的组成单元。是电路中最基本的组成单元。如果表征元件端子特性（元件性质）的数学如果表征元件端子特性（元件性质）的数学关系式是线性关系，该元件称为关系式是线性关系，该元件称为线性元件线性元件，否则，否则称为非线性元件。称

15、为非线性元件。理想电路元件理想电路元件由集总元件构成的电路由集总元件构成的电路集总元件集总元件任何时刻，流入两端元件一个端任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流出的子的电流等于从另一端子流出的电流。电流。集总条件集总条件集总参数电路集总参数电路l 电路符号电路符号R电阻元件电阻元件端电压与端电流可以表示为代数关端电压与端电流可以表示为代数关系的元件。其特性可用系的元件。其特性可用ui平面上平面上的一条曲线来描述。的一条曲线来描述。iu任何时刻端电压与其端电流成正比的电阻元件。任何时刻端电压与其端电流成正比的电阻元件。伏安伏安特性特性01 1 定义定义2 2 线性电阻元件线性电阻元

16、件1-5 电阻元件l ui 关系（关系（VCR）R 称为电阻，单位：称为电阻，单位：(Ohm)满足欧姆定律满足欧姆定律l 单位单位G 称为电导，单位称为电导，单位：S(Siemens)u、i 取关联取关联参考方向参考方向伏安特伏安特性为一性为一条过原条过原点的直点的直线线ui0Rui+如电阻上的电压与电流参考方向非关如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号；联，公式中应冠以负号；线性电阻是无记忆、双向性的元件。线性电阻是无记忆、双向性的元件。欧姆定律欧姆定律只适用于线性电阻只适用于线性电阻(R 为常数为常数）；）；则欧姆定律写为则欧姆定律写为u R i i G u公式和参考方向必须

17、配套使用！公式和参考方向必须配套使用！注意Rui-+通常电阻元件的电压电流取关联参考方向！通常电阻元件的电压电流取关联参考方向！解：解：对图对图(a)有有,U=IR例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图对图(b)有有,U=IRRU6V+2AR+U6V I(a)(b)I2A3、电阻元件的分类：、电阻元件的分类：1.线性电阻元件与非线性电阻元件线性电阻元件与非线性电阻元件 若若其其特特性性曲曲线线（VCR）为为通通过过坐坐标标原原点点的的直直线线，称称为为线线性性电电阻元件；否则称为非线性电阻元件。阻元件；否则称为非线性电阻元件。2.时变电

18、阻元件与时不变电阻元件时变电阻元件与时不变电阻元件 若若其其特特性性曲曲线线随随时时间间t变变化化，称称为为时时变变电电阻阻元元件件；否否则则称称为为时时不变电阻元件。不变电阻元件。a)线性时不变电阻元件线性时不变电阻元件 b)线性时变电阻元件线性时变电阻元件c)非线性时不变电阻元件非线性时不变电阻元件 d)非线性时变电阻元件非线性时变电阻元件 电阻元件在任何时刻总是消耗功率的，电阻元件在任何时刻总是消耗功率的，因此电阻又称为因此电阻又称为“耗能元件耗能元件”和和“无源元件无源元件”。p u i(R i)i i2 R -u2/Rp u i i2R u2/RRui+-Rui-+4 电阻元件的功率

19、与能量电阻元件的功率与能量从从 t0 到到 t 电阻消耗的能量：电阻消耗的能量：l 能量能量普通金属普通金属膜电阻膜电阻绕线绕线电阻电阻电阻排电阻排变频器铝合变频器铝合金线绕电阻金线绕电阻大功率电阻器大功率电阻器 精密电阻器精密电阻器水泥电阻器水泥电阻器贴片超低阻值电阻贴片超低阻值电阻热敏电阻热敏电阻压敏电阻压敏电阻光敏电阻光敏电阻电阻成型机电阻成型机1-6 1-6 理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源（独立源（独立源/激励源）激励源）l电路符号电路符号1.1.理想电压源理想电压源l定义定义端电压与端电流端电压与端电流 i 无关，端电压无关，端电压保持定值或一定的时间函数的元保持定值或

20、一定的时间函数的元件叫理想电压源。件叫理想电压源。+_电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。与流经它的电流方向、大小无关。通过电压源的电流由电源及通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。外电路共同决定。l理想电压源的电压、电流关系理想电压源的电压、电流关系直流电压源直流电压源的伏安关系的伏安关系例例Ri-+外电路外电路电压源不能短路！电压源不能短路！0uiuS(t0)ui 0uS(t1)uS(t2)uS(t3)uS(t4)交流电压源伏安特性l电压源的功率电压源的功率电压、电流参考方向非关联；电压、电流参考方向非关联；发

21、出功率发出功率电压、电流参考方向关联；电压、电流参考方向关联；吸收功率吸收功率+_iu+_+_iu+_端电流与其端电压端电流与其端电压u 无关，端电流无关，端电流总能保持定值或一定的时间函数的总能保持定值或一定的时间函数的元件叫理想电流源。元件叫理想电流源。l 电路符号电路符号2.2.理想电流源理想电流源l 定义定义l 理想电流源的电压、电流关系理想电流源的电压、电流关系电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关。关。电流源两端的电压由电源及外电路共电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。同决定。直流电流源的直流电流源的伏安关系伏安关系例例Ru-+外

22、电路外电路电流源不能开路！电流源不能开路！ui0iS(t0)iuoiS(t1)iS(t2)iS(t3)iS(t4)实际电压源实际电压源干电池钮扣电池1.1.干电池和钮扣电池（化学电源）干电池和钮扣电池（化学电源）干电池电动势干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。小决定储存的能量，化学反应不可逆。钮扣电池电动势钮扣电池电动势1.35V V，用固体化学材料，化学反应不可逆。，用固体化学材料，化学反应不可逆。氢氧燃料电池示意图2.2.燃料电池（化学电源）燃料电池（化学电源）电池电动势电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料

23、。约。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。3.3.太阳能电池（光能电源）太阳能电池（光能电源）一块太阳能电池电动势一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到。太阳光照射到P-N结上，结上，形成一个从形成一个从N区流向区流向P区的电流。约区的电流。约 11%的光能转变为电的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。能，故常用太阳能电池板。一个一个50cm2太阳能电池的电动势太阳能电池的电动势0.6V,电流电流0.1A 太阳能电池示意图太阳能电池示意图太阳能电池板太阳能电池板蓄电池示意图4.4.蓄电池（化学电源）蓄电

24、池（化学电源）电池电动势电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。，常要充电，化学反应可逆。直流稳压源直流稳压源函数发生器函数发生器发电机组发电机组 可可由由稳稳流流电电子子设设备备产产生生，如如晶晶体体管管的的集集电电极极电电流流与与负负载载无无关关；光光电电池池在在一一定定光光线线照照射射下下光光电电子被激发产生一定值的电流等。子被激发产生一定值的电流等。电流源电流源小结小结电压源电压源电流源电流源不不变变量量变变化化量量US+_abIUabUab=US（常数常数）输出输出Ua

25、b的的大小、方向大小、方向均与外电路无关均与外电路无关IabUabIsI=Is （常数常数）输出输出I的大小、方向均与的大小、方向均与外电路无关外电路无关端电流端电流I受外电路影响受外电路影响端电压端电压Uab受外电路影响受外电路影响1-7 1-7 受控源（非独立源）受控源（非独立源）独立源：独立源：电压源的电压或电流源的电流不受电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在。外电路的控制而独立存在。受控源：受控源：受控源受控源又称为非独立源，又称为非独立源，它表示电路中它表示电路中 一处电压或者电流受电路中另一处电压一处电压或者电流受电路中另一处电压 或电流的控制。或电流的控制。+_

26、ibicubeuce晶体管放大器电路晶体三极管的符号uiRbRcEcceb1 1、电流控制电流源、电流控制电流源 CCCS.CCCS.拓宽拓宽场效应管放大器电路场效应管的符号uiRg1Rg2GiGSSDDGiDRDEc2 2、电压控制电流源、电压控制电流源 VCCS.VCCS.直流发电机示意图直流发电机的电路模型IfIfRIf+_u+_u3 3、电流控制电压源电流控制电压源 CCVS.CCVS.R2R1au1bu2+_u1ba由运放构成的比例器4 4、电压控制电压源、电压控制电压源 VCVS.VCVS.r具有电阻量纲，称为转移电阻。具有电阻量纲，称为转移电阻。g具有电导量纲，称为转移电导。具有

27、电导量纲，称为转移电导。无量纲，称为转移电流比。无量纲，称为转移电流比。亦无量纲，称为转移电压比。亦无量纲，称为转移电压比。4 4、电压控制的电压源（、电压控制的电压源（VCVSVCVS）二、四种类型二、四种类型1 1、电流控制的电压源（电流控制的电压源（CCVSCCVS）2 2、电压控制的电流源（电压控制的电流源（VCCSVCCS）3 3、电流控制的电流源（电流控制的电流源（CCCSCCCS）当控制系数当控制系数r、g、和和 为常量时，称为线为常量时，称为线性受控源，为四端元件。使用时，用菱形符号性受控源，为四端元件。使用时，用菱形符号表示，以便与独立源区别。表示，以便与独立源区别。+_+_

28、i1i25V4i1510例例求：求：i2及受控源功率？及受控源功率？受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较独立源电压独立源电压(或电流或电流)由电源本身决定，与电路由电源本身决定，与电路 中其它电压、电流无关，而受控源电压中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流或电流)由控制量决定，由控制量决定，当控制电压或电流消失或等于零当控制电压或电流消失或等于零 时，受控源的电压或电流也将为零。时，受控源的电压或电流也将为零。独独立立源源在在电电路路中中起起“激激励励”作作用用，在在电电路路中中产产生生电电压压、电电流流，而而受受控控源源是是反反映映电电路路中中某某处处的的电电压压或或电电流流对对另

29、另一一处处的的电电压压或或电电流流的的控控制制关关系系，在电路中不能作为在电路中不能作为“激励激励”。古斯塔夫罗伯特基尔霍夫 Gustav Robert Kirchhoff，18241887,德国物理学家德国物理学家 18451845年，发表了第一篇论文，提出了年，发表了第一篇论文，提出了稳恒电路网络中电流、电压、关系的稳恒电路网络中电流、电压、关系的两条电路定律，即著名的基尔霍夫电两条电路定律，即著名的基尔霍夫电流定律（流定律（KCLKCL）、基尔霍夫电压电压）、基尔霍夫电压电压（KVLKVL）。）。“电路求解大师电路求解大师”。热辐射热辐射 化学化学 光学理论光学理论 1.8 基尔霍夫定律

30、 分析电路的基本依据 两类约束2.拓扑约束 连接方式方面的约束1.元件约束 元件性质的约束（VCR）基尔霍夫电流定律基尔霍夫电压定律比如 欧姆定律1.8 基尔霍夫定律 基基尔尔霍霍夫夫定定律律包包括括基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律 （KCL）和和基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(KVL)。它它反反映映了了电电路路中中所所有有支支路路电电压压和和电电流流所所遵遵循循的的基基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。本规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。析的基础。1.8 基尔霍夫定律基尔霍夫定律支路：支路：电路中流过同一电

31、流的一个分支。电路中流过同一电流的一个分支。流过流过支路的电流，称为支路电流。支路的电流，称为支路电流。支路两端的电压，称为支路电压。支路两端的电压，称为支路电压。结点：结点：三条或三条以上支路的联接点。三条或三条以上支路的联接点。回路回路：由支路组成的闭合路径：由支路组成的闭合路径。网孔：网孔：电路中的自然孔。（内部不含支路的回路）电路中的自然孔。（内部不含支路的回路）I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1例例1 1：支路：支路：ab、bc、ca、（共（共6条）条）回路：回路：abda、abca、adbca （共（共7 个）个）结点结点：a、b、c、d (共共4个）个）网孔：网孔：ab

32、d、abc、bcd （共（共3 个）个）a ad db bc cE E+GGR R3 3R R4 4R R1 1R R2 2I I2 2I I4 4I IGGI I1 1I I3 3I I基尔霍夫电流定律(KCL)1 1定律内容定律内容 即即:入入=出出 在任一时刻，对于任一结点，流入此结点的电在任一时刻，对于任一结点，流入此结点的电流等于流出此结点的电流。流等于流出此结点的电流。实质实质:电流连续性的体现。电流连续性的体现。对结点对结点 a：基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一反映了电路中任一结点所关联的支路电流间的约束关系。结点所关联的支路电流间的约束关系。对结点对结

33、点 b：baI1I3I2基尔霍夫电流定律(KCL定律)1 1定律内容定律内容 入入入入=出出出出即即 =0 （代数和）（代数和）对结点对结点 a：对结点对结点 b：整理得：整理得：在任一时刻，对于任一结点，此结点所关联的所在任一时刻，对于任一结点，此结点所关联的所有支路电流的有支路电流的代数和代数和为零。为零。baI1I3I2KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映；任意结点处的反映；KCL是对结点处支路电流加的约束，是对结点处支路电流加的约束，与支路与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；

34、非线性无关；KCL方程是按电流参考方向列写的，与电方程是按电流参考方向列写的，与电流实际方向无关。在方程中一般取流出为流实际方向无关。在方程中一般取流出为正，流入为负。正，流入为负。明确例：已知：例：已知：求求解解 KCL可以推广应用于包围部分电路的任一假可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面（广义结点）。设的闭合面（广义结点）。2 2KCLKCL推广推广I=?例例:广义结点广义结点I=0IA IB IC=0ABCIAIBIC2+_+_I5 1 1 5 6V12V基尔霍夫电压定律（KVL)1 1定律定律定律定律 在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路绕行在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿

35、回路绕行一周，电位升之和等于电位降之和。一周，电位升之和等于电位降之和。对回路对回路1：对回路对回路2：基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任反映了电路中任一回路中各支路电压满足的约束关系。一回路中各支路电压满足的约束关系。+u7+u5+u6+u1+u4+u2+u3 在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，回路中各支路电在任一瞬间，沿任一回路绕行一周，回路中各支路电压的代数和等于零。压的代数和等于零。即：即：U=0基尔霍夫电压定律（KVL)对回路对回路1：对回路对回路2：即即即即标定各元件电压参考方向。标定各元件电压参考方向。选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。选定回路绕行方向，顺时针

36、或逆时针。支支路路电电压压的的参参考考方方向向与与回回路路的的绕绕行行方方向向一一致致，该该电电压压在在和式中取，否则取。和式中取，否则取。+u7+u5+u6+u1+u4+u2+u3例例 如图所示电路，已知如图所示电路，已知u1=u3=1V，u2=4V，u4=u5=2V，求，求ux。+ux+u5+u6+u1+u4+u2+u3解：解：对对回路有：回路有：对对回路有：回路有：KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律的实质反映了电路遵从能量守恒定律;KVL是对回路中的支路电压加的约束，与回路是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性各支路上接的是什么元件无关，与电路是

37、线性还是非线性无关；还是非线性无关；KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。方向无关。明确aUsb_-+U2U1KVL也适用于电路中任也适用于电路中任一假想的回路（不完全一假想的回路（不完全回路）。回路）。对回路对回路1：对回路对回路2：I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11 12 2+-I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E11 12 2-+对回路对回路1：对回路对回路2：对回路对回路1：对回路对回路2：对回路对回路1：对回路对回路2：4.4.KCL、KVL小结小结：KCL是是对对支支路路电电流流的的约约束束，KVL是是对对回回路路

38、电电压的约束。压的约束。KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。与组成支路的元件性质及参数无关。KCL表表明明在在每每一一节节点点上上电电荷荷是是守守恒恒的的；KVL是是能量守恒能量守恒的具体体现的具体体现(电压与路径无关电压与路径无关)。KCL、KVL只适用于集总参数的电路。只适用于集总参数的电路。利用KCL、KVL时时，应应对对电电路路的的结结点点与与支支路路编编号号，为为支支路路电电压压、电电流流选选择择参参考考方方向向，并并指指定定有关回路的绕行方向有关回路的绕行方向。例例1求电流求电流 i解解例例2解解求电压求电压 u+-4V5Vi=?3+-4V5V1A+-u=?3例例3求电流

39、求电流 i例例4求电压求电压 u解解解解要求能熟练求解含源支路能熟练求解含源支路的电压和电流。的电压和电流。解解I1-10V10V+-1AI=?10例例5求电流求电流 I例例6求电压求电压 U解解I4V+-10AU=?2+-3A如题图所示电路，已知=2V，则电阻等于多少？22+-2AU UR图所示电路，10V电压源的功率 为多少？+_ _+_ _+_ _301010 V4V+_ _2U1U1在图所示电路中，已知U110 V，Us14V，Us22V，R14，R22，R35。试计算端子1、2开路时流过电阻R2的电流I2和电压U2。1+U1I2+R2R1R3Us1Us2U22解解10V+-3I2U=?I=055-+2I2 I25+-例例求开路电压求开路电压 U解解选择参数可以得到选择参数可以得到电压和功率放大。电压和功率放大。+-I1U=?R2 I1R1US例例求输出电压求输出电压 U已知，求电流、电压。