电路与模拟电子技术原理 教学课件 作者 胡世昌 第1章2Kirchholf.ppt

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1、电路与模拟电子技术原理第一章电路与定律13:53:031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13:53:0321.5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）13:53:033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

2、上元件的连接点。13:53:034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。13:53:035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。13:53:0361.5.1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

3、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13:53:037KCL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＝013:53:038KCL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。13:53:039KCL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-

4、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+i413:53:03101.5.2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13:53:0311KVL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。结果等于零13:53:0312

5、KVL举例回路电压代数和为零―u5＋u3＋uS2―u4＝013:53:0313KVL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＝013:53:0314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。13:53:0315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。13:53:0316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＝

6、0根据欧姆定律，有uA＝3iuB＝6i其电流为－3i＋6i－24＝0所以i＝8AuA＝3×8＝24V13:53:0317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。13:53:0318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

7、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＝192WP6Ω＝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。13:53:0319