電路基礎(chǔ)知識(shí)(詳解版)

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1、 第第一一章章 認(rèn)識(shí)電路（基礎(chǔ)知識(shí)）認(rèn)識(shí)電路（基礎(chǔ)知識(shí)）1.11.1 電路和電路模型電路和電路模型電路和電路模型電路和電路模型1.21.2 電路中的主要物理量電路中的主要物理量電路中的主要物理量電路中的主要物理量1.31.3 電路的基本元件電路的基本元件電路的基本元件電路的基本元件1.41.4 基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.61.6 簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法1.51.5 基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律基爾霍夫定律本章要求本章要求本章要求本章要求:1.1.1.1.理解電壓與電流參考方向的意義；理解電壓與電

2、流參考方向的意義；理解電壓與電流參考方向的意義；理解電壓與電流參考方向的意義；2.2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.3.了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；理解電功率和額定值的意義；理解電功率和額定值的意義；理解電功率和額定值的意義；4.4.會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。第第1章章 電路的基礎(chǔ)知識(shí)

3、電路的基礎(chǔ)知識(shí)1.1 電路和電路模型電路和電路模型 (1)(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換 (2)(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理放放大大器器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒1.1.電路的作用電路的作用電路的作用電路的作用 電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。或電路元件按一定方式組合而成。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線2.2.電路的電路

4、的電路的電路的組成部分組成部分組成部分組成部分電源電源:提供提供電能的裝置電能的裝置負(fù)載負(fù)載:取用取用電能的裝置電能的裝置中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：傳遞、分傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線直流電源直流電源直流電源直流電源直流電源直流電源:提供能源提供能源信號(hào)處理：信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載負(fù)載信號(hào)源信號(hào)源:提供信息提供信息2.2.電路的電路的電路的電路的組成部分組成部分組成部分組成部分放放大大器器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒 電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路電源或信號(hào)

5、源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。手電筒的電路模型手電筒的電路模型 為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。對(duì)應(yīng)的電路模型。例：手電筒例：手電筒例：手電筒例：手電筒R+RoES+UI電池電池導(dǎo)線導(dǎo)線燈泡燈泡開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) 手電筒由電池、燈手電筒由電池、燈泡、開(kāi)關(guān)和筒體組成。泡

6、、開(kāi)關(guān)和筒體組成。理想電路元件主要有電理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。元件和電源元件等。3.3.電路模型電路模型電路模型電路模型手電筒的電路模型手電筒的電路模型手電筒的電路模型手電筒的電路模型R+RoES+UI電池電池導(dǎo)線導(dǎo)線燈泡燈泡開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) 電池電池是電源元件，其是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)參數(shù)為電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻和內(nèi)阻Ro；燈泡燈泡主要具有消耗電能主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻參數(shù)為電阻R；筒體筒體用來(lái)連接電池和燈用來(lái)連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無(wú)電阻的理想導(dǎo)體。為是無(wú)電

7、阻的理想導(dǎo)體。開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電路的通用來(lái)控制電路的通斷。斷。今后分析的都是指電今后分析的都是指電今后分析的都是指電今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在路模型，簡(jiǎn)稱電路。在路模型，簡(jiǎn)稱電路。在路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元電路圖中，各種電路元電路圖中，各種電路元電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)件都用規(guī)定的圖形符號(hào)件都用規(guī)定的圖形符號(hào)件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。表示。表示。表示。1.2 電路中的主要物理量電路中的主要物理量 物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向物理中對(duì)基本物理量規(guī)定的方向1.1.電路基本物理量的實(shí)際方向電路基本物理

8、量的實(shí)際方向電路基本物理量的實(shí)際方向電路基本物理量的實(shí)際方向物理量物理量實(shí)實(shí) 際際 方方 向向電流電流 I正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E (電位升高的方向電位升高的方向)電壓電壓 U(電位降低的方向電位降低的方向)高電位高電位 低電位低電位 單單 位位kA、A、mA、A低電位低電位 高電位高電位kV、V、mV、VkV、V、mV、V(2)(2)參考方向的表示方法參考方向的表示方法參考方向的表示方法參考方向的表示方法電流：電流：Uab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)電壓：電壓：(1)(1)參考方向參考方向參考方向參考方向IE+_ 在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。電量任

9、意假定的方向。Iab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)2.2.電路基本物理量的參考方向電路基本物理量的參考方向電路基本物理量的參考方向電路基本物理量的參考方向aRb箭箭 標(biāo)標(biāo)abRI正負(fù)極性正負(fù)極性+abU U+_實(shí)際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向一致一致，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為正值正值；實(shí)際方向與參考方向?qū)嶋H方向與參考方向相反相反，電流，電流(或電壓或電壓)值為值為負(fù)值負(fù)值。(3)(3)實(shí)際方向與實(shí)際方向與實(shí)際方向與實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系參考方向的關(guān)系參考方向的關(guān)系參考方向的關(guān)系注意：注意：在參考方向選定后，電流在參考方向選定后，電流(或電壓或電壓)值才有正負(fù)值才有正負(fù)之分。之分。若若 I=5A

10、，則電流從則電流從 a 流向流向 b；例：例：若若 I=5A，則電流從，則電流從 b 流向流向 a。abRIabRU+若若 U=5V，則電壓的實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 a 指向指向 b；若若 U=5V，則電壓的實(shí)際方向，則電壓的實(shí)際方向從從 b 指向指向 a。電路的基本元素是元件，電路元件是實(shí)際器件的理電路的基本元素是元件，電路元件是實(shí)際器件的理想化物理模型，應(yīng)有嚴(yán)格的定義。想化物理模型，應(yīng)有嚴(yán)格的定義。電路中研究的全部為電路中研究的全部為集總元件。集總元件。電路元件的端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。電路元件的端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。最基本的幾個(gè)元件：最基本的幾個(gè)元件

11、：最基本的幾個(gè)元件：最基本的幾個(gè)元件：電阻電阻電阻電阻(元件元件元件元件)電容電容電容電容(元件元件元件元件)電感電感電感電感(元件元件元件元件)電源電源電源電源(元件元件元件元件)1.3 1.3 電路的基本元件電路的基本元件實(shí)際電阻元件實(shí)際電阻元件 感性認(rèn)識(shí)電阻元件線性電阻電路研究的模型1.符號(hào)符號(hào)R2.歐姆定律歐姆定律(Ohms Law)(1)電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向Riu+u R iR 稱為電阻，稱為電阻，電阻的單位：電阻的單位：(歐歐)(Ohm，歐姆歐姆)一一一一.電阻元件電阻元件電阻元件電阻元件 伏安特性曲線伏安特性曲線:R tg 線性

12、電阻線性電阻R是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)。是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)。令令 G 1/RG稱為電導(dǎo)稱為電導(dǎo)則則 歐姆定律表示為歐姆定律表示為 i G u.電導(dǎo)的單位：電導(dǎo)的單位：S(西西)(Siemens，西門子西門子)uiO電阻元件的伏安特性為電阻元件的伏安特性為一條過(guò)原點(diǎn)的直線一條過(guò)原點(diǎn)的直線Riu+3.開(kāi)路與短路開(kāi)路與短路對(duì)于一電阻對(duì)于一電阻R當(dāng)當(dāng)R=0，視其為短路。視其為短路。i為有限值時(shí)，為有限值時(shí)，u=0。當(dāng)當(dāng)R=，視其為開(kāi)路。視其為開(kāi)路。u為有限值時(shí)，為有限值時(shí)，i=0。*理想導(dǎo)線的電阻值為零。理想導(dǎo)線的電阻值為零。4.電阻的功率和能量電阻的功率和能量電阻的功率和能量電阻的功率

13、和能量由電功率的定義及歐姆定律可知，電阻吸收的功率和能量由電功率的定義及歐姆定律可知，電阻吸收的功率和能量 電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。電路端電壓與電流的關(guān)系稱為伏安特性。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數(shù)。電路電壓與電流的比值為常數(shù)。I/AU/Vo線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：線性電阻的概念：線性電阻的概念：線性電阻的概念：線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性線性電阻的伏安特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。是

14、一條過(guò)原點(diǎn)的直線。是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。實(shí)際電容元件感性認(rèn)識(shí)電容元件線性電容電路研究的模型任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電流與電流 u 成正比。成正比。2、電路符號(hào)、電路符號(hào)1、電容、電容CC C或i i+uC-+uC -i i二二二二.電容元件電容元件電容元件電容元件與電容有關(guān)兩個(gè)變量與電容有關(guān)兩個(gè)變量:C,q對(duì)于線性電容，有：對(duì)于線性電容，有：q=Cu 3.元件特性元件特性C 稱為電容器的電容稱為電容器的電容電容電容 C 的單位：的單位：F(法法)(Farad，法拉法拉)F=C/V=As/V=s/常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。C

15、iu+4、庫(kù)伏特性：線性電容的、庫(kù)伏特性：線性電容的qu 特性特性是過(guò)原點(diǎn)的直線是過(guò)原點(diǎn)的直線 tg 5、電壓、電流關(guān)系：、電壓、電流關(guān)系：u,i 取關(guān)聯(lián)參考方向取關(guān)聯(lián)參考方向Ciu+或或 quO動(dòng)態(tài)特性記憶記憶特性特性6 6、電容元件的功率和能量、電容元件的功率和能量 在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電容元件吸收的功率為在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電容元件吸收的功率為 到到 t從從t -時(shí)間內(nèi)，電容元件吸收的電能為時(shí)間內(nèi)，電容元件吸收的電能為 則電容在任何時(shí)刻則電容在任何時(shí)刻 t 所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量WC 將等于將等于其所吸收的能量。其所吸收的能量。由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本

16、身不消耗能量。由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。從從t0到到 t 電容儲(chǔ)能的變化量：電容儲(chǔ)能的變化量：7 7、小結(jié)：、小結(jié)：(1)i的大小與的大小與 u 的的變化率成正比變化率成正比，與，與 u 的大小無(wú)關(guān)；的大小無(wú)關(guān)；(3)電容元件是一種電容元件是一種記憶元件記憶元件；(2)電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，有電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，有隔直作用隔直作用；(4)當(dāng)當(dāng) u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=Cdu/dt；u，i為為非非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=Cdu/dt 。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)記憶記憶（5）C 既表示元件，也表示參數(shù)既表示元件，也表示參數(shù) 圖圖(a)所示電容元件，已知電流的波

17、形如圖所示電容元件，已知電流的波形如圖(b)所示，設(shè)所示，設(shè)C=5F，電容電壓的初始值電容電壓的初始值u(0)=0，試求電容兩端的電壓試求電容兩端的電壓u。解解 由由圖圖(b)可可知知電電流流分段表示為分段表示為又因?yàn)?，又因?yàn)椋鶕?jù)據(jù)記記憶憶特特性性公公式式可可得得電容兩端的電壓為電容兩端的電壓為 電容電壓的波形如圖電容電壓的波形如圖(c)所示。所示。例例12t/su/V0400(c)t/s10i/mA2(b)Ci+u -(a)其他電容全面認(rèn)識(shí)電容元件1、電磁特性實(shí)質(zhì)：、電磁特性實(shí)質(zhì)：電容是儲(chǔ)存電場(chǎng)能量或儲(chǔ)存電荷能力的電容是儲(chǔ)存電場(chǎng)能量或儲(chǔ)存電荷能力的度量度量。電容元件是用來(lái)模擬一類能夠儲(chǔ)存

18、電場(chǎng)能量的理想元件模型電容元件是用來(lái)模擬一類能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的理想元件模型。2、分類、分類1：線性時(shí)變、：線性時(shí)變、線性線性時(shí)不變；非線性時(shí)變、非線性時(shí)不變。時(shí)不變；非線性時(shí)變、非線性時(shí)不變。3、分類、分類2：二端子、：二端子、三端子三端子、多端子。、多端子。4、電容效應(yīng)、電容效應(yīng)與萬(wàn)有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電容特性，與萬(wàn)有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電容特性，常見(jiàn)如晶體管中三極管管腳之間的電容。常見(jiàn)如晶體管中三極管管腳之間的電容。5、實(shí)際電容、實(shí)際電容電容器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多電容器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多種指標(biāo)的設(shè)備。種指標(biāo)的設(shè)備。電容器結(jié)

19、構(gòu)電容器結(jié)構(gòu)+qq+-兩個(gè)極板兩個(gè)極板兩個(gè)極板兩個(gè)極板介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì) 實(shí)際電容器制作的材料和結(jié)實(shí)際電容器制作的材料和結(jié)構(gòu)不盡相同，通常有云母電容構(gòu)不盡相同，通常有云母電容器、陶瓷電容器、鉭質(zhì)電容器、器、陶瓷電容器、鉭質(zhì)電容器、聚碳酸酯電容器等等。聚碳酸酯電容器等等。線性電感電路研究的模型Li+u變量變量:電流電流 i ,磁鏈磁鏈 1、線性定常電感元件符號(hào)與參數(shù)線性定常電感元件符號(hào)與參數(shù)L 稱為自感系數(shù)稱為自感系數(shù)L 的單位：亨（利）的單位：亨（利）符號(hào)：符號(hào)：H(Henry）2、韋安韋安（i）特性特性 i 0 tg 三三三三.電感元件電感元件電感元件電感元件3、電壓、電流關(guān)系：電壓、電流關(guān)系

20、：由電磁感應(yīng)定律與楞次定律由電磁感應(yīng)定律與楞次定律i,右螺旋右螺旋e,右螺旋右螺旋u,e 一致一致u,i 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) i+u+eLi+uVCRVCR常常用用VCRVCR次常次常用用動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)記憶記憶很少用很少用4、電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能也是無(wú)損元件也是無(wú)損元件L是無(wú)源元件是無(wú)源元件(1)u的大小與的大小與 i 的的變化率變化率成正比，與成正比，與 i 的大小無(wú)關(guān)；的大小無(wú)關(guān)；(3)電感元件是一種電感元件是一種記憶記憶元件；元件；(2)電感在直流電路中相當(dāng)于短路；電感在直流電路中相當(dāng)于短路；(4)當(dāng)當(dāng) u，i 為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u=L di/dt；u，i 為為非非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u=

21、L di/dt 。5、小結(jié)：小結(jié)：（5）L 既表示元件，也表示參數(shù)既表示元件，也表示參數(shù)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)記憶記憶其他電感全面認(rèn)識(shí)電感元件1、電磁特性實(shí)質(zhì)、電磁特性實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中有電流流過(guò)時(shí)，導(dǎo)體周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)可導(dǎo)體中有電流流過(guò)時(shí)，導(dǎo)體周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)可以使置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生電壓，這個(gè)電壓的大小與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流隨時(shí)間的變以使置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生電壓，這個(gè)電壓的大小與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流隨時(shí)間的變化率成正比。這里所討論的電感元件就是用來(lái)模擬實(shí)際電磁器件的理想元件化率成正比。這里所討論的電感元件就是用來(lái)模擬實(shí)際電磁器件的理想元件。2、分類、分類1：線性時(shí)變、：線性時(shí)變、線性線性時(shí)不變；非線性

22、時(shí)變、非線性時(shí)不變。時(shí)不變；非線性時(shí)變、非線性時(shí)不變。3、分類、分類2：二端子、：二端子、三端子三端子、多端子。、多端子。4、電感效應(yīng)、電感效應(yīng)與萬(wàn)有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電感特性，常與萬(wàn)有引力相似，任意兩個(gè)物體之間均有電感特性，常見(jiàn)如同軸電纜有重要參數(shù)就是其電感，長(zhǎng)距離傳輸線之間的電感等。見(jiàn)如同軸電纜有重要參數(shù)就是其電感，長(zhǎng)距離傳輸線之間的電感等。5、實(shí)際電感、實(shí)際電感電感器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多電感器：集額定功率、尺寸要求、耐壓值、耐流值等多種指標(biāo)的設(shè)備。更多的是理想電感元件與電阻的組合，因而不可能是無(wú)損種指標(biāo)的設(shè)備。更多的是理想電感元件與電阻的組合，因而不可能

23、是無(wú)損元件。元件。實(shí)際電感線圈實(shí)際電感線圈 結(jié)構(gòu)：由具有絕緣外包線繞結(jié)構(gòu)：由具有絕緣外包線繞制成有心或空心的線圈構(gòu)成制成有心或空心的線圈構(gòu)成感性認(rèn)識(shí)電源q1 1、任何實(shí)際電路正常工作必須要有提供能量的電源、任何實(shí)際電路正常工作必須要有提供能量的電源。qq2 2 2 2、實(shí)際電源多種多樣，圖給出了幾種實(shí)際電源的圖片。如、實(shí)際電源多種多樣，圖給出了幾種實(shí)際電源的圖片。如、實(shí)際電源多種多樣，圖給出了幾種實(shí)際電源的圖片。如、實(shí)際電源多種多樣，圖給出了幾種實(shí)際電源的圖片。如手電筒和收音機(jī)上用的干電池和計(jì)算器中用的紐扣電池圖手電筒和收音機(jī)上用的干電池和計(jì)算器中用的紐扣電池圖手電筒和收音機(jī)上用的干電池和計(jì)算

24、器中用的紐扣電池圖手電筒和收音機(jī)上用的干電池和計(jì)算器中用的紐扣電池圖(a)a)，實(shí)驗(yàn)室中用的穩(wěn)壓電源圖實(shí)驗(yàn)室中用的穩(wěn)壓電源圖實(shí)驗(yàn)室中用的穩(wěn)壓電源圖實(shí)驗(yàn)室中用的穩(wěn)壓電源圖(b)b)。還有其它種類的電源，如機(jī)還有其它種類的電源，如機(jī)還有其它種類的電源，如機(jī)還有其它種類的電源，如機(jī)動(dòng)車上用的蓄電池和人造衛(wèi)星上用的太陽(yáng)能電池，工程上使用動(dòng)車上用的蓄電池和人造衛(wèi)星上用的太陽(yáng)能電池，工程上使用動(dòng)車上用的蓄電池和人造衛(wèi)星上用的太陽(yáng)能電池，工程上使用動(dòng)車上用的蓄電池和人造衛(wèi)星上用的太陽(yáng)能電池，工程上使用的直流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)等等。的直流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)等等。的直流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)等等。的直流發(fā)電機(jī)，交流

25、發(fā)電機(jī)等等。實(shí)際電源(a)電池(b)穩(wěn)壓電源規(guī)定規(guī)定：電源兩端電壓為：電源兩端電壓為uS，其值與流過(guò)它的電流其值與流過(guò)它的電流 i 無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。(2)特點(diǎn)：特點(diǎn)：(a)電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；(b)通過(guò)它的電流是任意的，由外電路決定。通過(guò)它的電流是任意的，由外電路決定。直流：直流：uS為常數(shù)為常數(shù)交流：交流：uS是確定的時(shí)間函數(shù)，如是確定的時(shí)間函數(shù)，如 uS=Umsin t(1)電路符號(hào)電路符號(hào)uS+_i四四四四.電壓源電壓源電壓源電壓源(3).伏安特性伏安特性US(a)若若uS=US，即即直直流流電電源源，則則其其伏伏安安特特性性為

26、為平平行行于于電流軸的直線，反映電壓與電流軸的直線，反映電壓與 電源中的電流無(wú)關(guān)。電源中的電流無(wú)關(guān)。(b)若若uS為為變變化化的的電電源源，則則某某一一時(shí)時(shí)刻刻的的伏伏安安關(guān)關(guān)系系也也是是 這這樣樣。電電壓壓為為零零的的電電壓壓源源，伏伏安安曲曲線線與與 i 軸軸重重合合,相當(dāng)于短路元件相當(dāng)于短路元件。uS+_iu+_uiO(4).理想電壓源的開(kāi)路與短路理想電壓源的開(kāi)路與短路uS+_iu+_R(a)開(kāi)路：開(kāi)路：R，i=0，u=uS。(b)短短路路：R=0，i ，理理想想電電源源出出現(xiàn)現(xiàn)病態(tài)，因此理想電壓源不允許短路。病態(tài)，因此理想電壓源不允許短路。*實(shí)實(shí)際際電電壓壓源源也也不不允允許許短短路路

27、。因因其其內(nèi)內(nèi)阻阻小小，若若短短路路，電電流流很很大大，可可能能燒燒毀電源。毀電源。US+_iu+_rUsuiOu=USri實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源(5).功率：功率：或或p吸吸=uSi p發(fā)發(fā)=uSi (i,uS關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) )電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功，吸收功率。吸收功率。電流（正電荷電流（正電荷）由低電位向高電位移動(dòng)）由低電位向高電位移動(dòng)外力克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率外力克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率 p發(fā)發(fā) uS i (i,us非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)）物理意義：物理意義：uS+_iu+_uS+_iu+_ _ 獨(dú)立電流源也是一種理想化的電源模型。若一個(gè)二端元獨(dú)立電流源也是一種理想化的電源模型。若一個(gè)二端元獨(dú)立電流源也是一種

28、理想化的電源模型。若一個(gè)二端元獨(dú)立電流源也是一種理想化的電源模型。若一個(gè)二端元件不論其電壓為何值（或外部電路如何），其電流始終保持件不論其電壓為何值（或外部電路如何），其電流始終保持件不論其電壓為何值（或外部電路如何），其電流始終保持件不論其電壓為何值（或外部電路如何），其電流始終保持常量常量常量常量I Is s或給定的時(shí)間函數(shù)或給定的時(shí)間函數(shù)或給定的時(shí)間函數(shù)或給定的時(shí)間函數(shù)i is s(t t)的電源稱為獨(dú)立電流源（簡(jiǎn)稱的電源稱為獨(dú)立電流源（簡(jiǎn)稱的電源稱為獨(dú)立電流源（簡(jiǎn)稱的電源稱為獨(dú)立電流源（簡(jiǎn)稱電流源）。電流源）。電流源）。電流源）。電子電路中有該類電路，電子電路中有該類電路，電子電路中有

29、該類電路，電子電路中有該類電路，今后會(huì)遇到。今后會(huì)遇到。今后會(huì)遇到。今后會(huì)遇到。五五五五.電流源電流源電流源電流源電路分析理想理想電流源模型規(guī)定規(guī)定:電源輸出電流為電源輸出電流為iS，其值與此電源的端電壓其值與此電源的端電壓 u 無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。(2).特點(diǎn)：特點(diǎn)：(a)電源電流由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；電源電流由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；(b)電源兩端電壓電源兩端電壓是任意的，由外電路決定。是任意的，由外電路決定。直流：直流：iS為常數(shù)為常數(shù)交流：交流：iS是確定的時(shí)間函數(shù)，如是確定的時(shí)間函數(shù)，如 iS=Imsin t(1).電路符號(hào)電路符號(hào)iS+_u(3).伏安特性伏安特性IS(a)若若

30、iS=IS，即即直直流流電電源源，則則其其伏伏安安特特性性為為平平行行于于電電壓軸的直線，反映電流與壓軸的直線，反映電流與 端電壓無(wú)關(guān)。端電壓無(wú)關(guān)。(b)若若iS為為變變化化的的電電源源，則則某某一一時(shí)時(shí)刻刻的的伏伏安安關(guān)關(guān)系系也也是是 這這樣樣 電電流流為為零零的的電電流流源源，伏伏安安曲曲線線與與 u 軸軸重重合合,相當(dāng)于開(kāi)路元件相當(dāng)于開(kāi)路元件 uiOiSiu+_(4).理想電流源的短路與開(kāi)路理想電流源的短路與開(kāi)路R(b)開(kāi)開(kāi)路路：R，i=iS，u。若若強(qiáng)強(qiáng)迫迫斷斷開(kāi)開(kāi)電電流流源源回回路路，電電路路模模型型為為病病態(tài)，理想電流源不允許開(kāi)路。態(tài)，理想電流源不允許開(kāi)路。(a)短短路路：R=0，

31、i=iS，u=0，電電流流源被短路。源被短路。(5).實(shí)際電流源的產(chǎn)生：實(shí)際電流源的產(chǎn)生：可可由由穩(wěn)穩(wěn)流流電電子子設(shè)設(shè)備備產(chǎn)產(chǎn)生生，有有些些電電子子器器件件輸輸出出具具備備電電流流源源特特性性，如如晶晶體體管管的的集集電電極極電電流流與與負(fù)負(fù)載載無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)；光光電電池池在在一一定定光光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。iSiu+_一一個(gè)個(gè)高高電電壓壓、高高內(nèi)內(nèi)阻阻的的電電壓壓源源，在在外外部部負(fù)負(fù)載載電電阻阻較較小小，且負(fù)載變化范圍不大時(shí)，可將其等效為電流源。且負(fù)載變化范圍不大時(shí)，可將其等效為電流源。RUS+_iu+_rr=1000 ，US=1000

32、 V，R=12 時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) R=1 時(shí)，時(shí)，u=0.999 V 當(dāng)當(dāng) R=2 時(shí)，時(shí)，u=1.999 VR將其等效為將其等效為1A的電流源的電流源：當(dāng)當(dāng) R=1 時(shí)，時(shí)，u=1 V 當(dāng)當(dāng) R=2 時(shí)，時(shí)，u=2 V與上述結(jié)果誤差均很小。與上述結(jié)果誤差均很小。1Aiu+_(6).功率功率p發(fā)發(fā)=u is p吸吸=uisp吸吸=uis p發(fā)發(fā)=uisu+_iSu+_iSu,iS 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) u,iS 非非關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) 解解 由歐姆定律由歐姆定律電流源端電壓為電流源端電壓為電流源的功率為電流源的功率為 由上可知，獨(dú)立電流源的由上可知，獨(dú)立電流源的端電壓是任意的端電壓是任意的，與外部電路，與外部電路有關(guān)。作

33、為理想元件其端電壓可為無(wú)窮大（電流源開(kāi)路），有關(guān)。作為理想元件其端電壓可為無(wú)窮大（電流源開(kāi)路），這意味著沒(méi)有能量的限制。這在實(shí)際中也不可能存在。這意味著沒(méi)有能量的限制。這在實(shí)際中也不可能存在。圖所示電路，已知：圖所示電路，已知：Is=0.5A，R=10，Us =10V。試求電阻端電壓試求電阻端電壓UR及電流源的功率及電流源的功率PIS。例例2例例1-5圖圖+UIS-+Us-R+UR -IsUR=RIs=100.5=5（V）UIS=UR+Us=5+10=15（V）PIS=-UISIs=-150.5=-7.5 W(發(fā)出功率發(fā)出功率)電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別電源與負(fù)載的判別U

34、、I 參考方向不同，參考方向不同，P=UI 0，電源電源；P=UI 0，負(fù)載負(fù)載。U、I 參考方向相同，參考方向相同，P=UI 0，負(fù)載負(fù)載；P=UI 0，電源電源。1.1.根據(jù)根據(jù)根據(jù)根據(jù) U U、I I 的的的的實(shí)際方向判別實(shí)際方向判別實(shí)際方向判別實(shí)際方向判別2.2.根據(jù)根據(jù)根據(jù)根據(jù) U U、I I 的的的的參考方向判別參考方向判別參考方向判別參考方向判別電源：電源：U、I 實(shí)際方向相反，即電流從實(shí)際方向相反，即電流從“+”端流出，端流出，（發(fā)出功率）（發(fā)出功率）；負(fù)載：負(fù)載：U、I 實(shí)際方向相同，即電流從實(shí)際方向相同，即電流從“-”端流出。端流出。（吸收功率）（吸收功率）。支路：支路：電

35、路中流過(guò)同一電流電路中流過(guò)同一電流的幾個(gè)元件互相連接的幾個(gè)元件互相連接起來(lái)的分支稱為一條起來(lái)的分支稱為一條支路。支路。結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路三條或三條以上支路的連接點(diǎn)叫做結(jié)點(diǎn)。的連接點(diǎn)叫做結(jié)點(diǎn)?；芈罚夯芈罚河芍方M成的閉合路由支路組成的閉合路徑稱為回路。徑稱為回路。網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：將電路畫在平面圖上，內(nèi)部將電路畫在平面圖上，內(nèi)部不含支路的回路稱為網(wǎng)孔。不含支路的回路稱為網(wǎng)孔。本圖中有本圖中有?條支路條支路本圖中有本圖中有3條支路條支路本圖中有本圖中有?個(gè)結(jié)點(diǎn)個(gè)結(jié)點(diǎn)本圖中有本圖中有2個(gè)結(jié)點(diǎn)個(gè)結(jié)點(diǎn)本圖中有本圖中有?個(gè)回路個(gè)回路本圖中有本圖中有3個(gè)回路個(gè)回路本圖中有本圖中有?個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔本圖中有

36、本圖中有2個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔Us1+-R1Us2+-R2Is1.4 基爾霍夫定律基爾霍夫定律一一一一.支路、結(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔支路、結(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔支路、結(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔支路、結(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔A.圖中有圖中有6個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn) +abdcef純純屬屬失失誤誤B.圖中有圖中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)C.圖中有圖中有6條支路條支路D.圖中有圖中有8條支路條支路E.圖中有圖中有3個(gè)回路個(gè)回路F.圖中有圖中有7個(gè)回路個(gè)回路你犯了嚴(yán)你犯了嚴(yán)重錯(cuò)誤重錯(cuò)誤不好意不好意思又錯(cuò)思又錯(cuò)了了 聰明聰明的腦瓜的腦瓜 OK！恭喜你恭喜你!在任一時(shí)刻，流出任一結(jié)點(diǎn)的支路電流之和等在任一時(shí)刻，流出任一結(jié)點(diǎn)的支路電流之和等于流入該結(jié)點(diǎn)的支路電流之

37、和。于流入該結(jié)點(diǎn)的支路電流之和。若規(guī)定流入結(jié)點(diǎn)的電流為若規(guī)定流入結(jié)點(diǎn)的電流為正，流出的電流為負(fù)，則正，流出的電流為負(fù)，則:(Kirchhoffs Current Law)在任一時(shí)刻，流出一封閉在任一時(shí)刻，流出一封閉面的電流之和等于流入該面的電流之和等于流入該封閉面的電流之和。封閉面的電流之和。KCLKCLKCLKCL推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用把以上三式相加得：把以上三式相加得：封閉面封閉面二二二二.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律例例3對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)列方程列方程i1+i3-i4=0對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn) 列方程列方程i2+i4+is=0對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)列方程列方程-i1-

38、i2-i3-is=0對(duì)封閉面對(duì)封閉面列方程列方程i1+i2+i3+is=0Us1+-R1Us2+-R2isUs3+-R3R4i1i2i3i4推廣：適用于封閉面推廣：適用于封閉面AIBIAICBCIABIBCICAIA IB IC 0IBICIEIB IC IE滿足三極管電流分配關(guān)系滿足三極管電流分配關(guān)系典型：把三極管看成封閉曲面典型：把三極管看成封閉曲面標(biāo)出圖中未知電流大小。標(biāo)出圖中未知電流大小。2A8A3A346A1A5A例例4選定回路的繞行選定回路的繞行方向，電壓參考方向，電壓參考方向與回路繞行方向與回路繞行方向一致時(shí)為正，方向一致時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。相反時(shí)為負(fù)。在任一瞬間，沿任一閉合回路

39、繞行一在任一瞬間，沿任一閉合回路繞行一周，各部分電壓降的代數(shù)和等于零，即周，各部分電壓降的代數(shù)和等于零，即U。與繞向一致的電壓取正，反之取。與繞向一致的電壓取正，反之取負(fù)。負(fù)。-U3 U4+U1-U2=0U1U2U3U4U1-U3-U2+U4=0Us1Us2+-R2+-R1U2IU1U4U3三三三三.基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律可將該電路假想為一個(gè)可將該電路假想為一個(gè)回路列回路列KVL方程：方程：u=us+u1 電路中任意兩電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)間沿任意這兩點(diǎn)間沿任意路徑各段電壓的路徑各段電壓的代數(shù)和。代數(shù)和。+-u+-us+-ROu

40、1根據(jù)根據(jù) U=0UAB=UA UB UA UB UAB=0ABCUA+_UAB+_UB+_推廣推廣:適用于開(kāi)口電路適用于開(kāi)口電路 U開(kāi)開(kāi)=U對(duì)回路對(duì)回路列方程列方程對(duì)回路對(duì)回路列方程列方程UCCRCRE+ICUCEIEIB對(duì)封閉面列方程對(duì)封閉面列方程Us1+-R1Us2+-R2Us3+-R3R4I1I2I3例例5說(shuō)明說(shuō)明:上述兩定律適用于任何變化的電壓和電流。上述兩定律適用于任何變化的電壓和電流。例例6.已知已知E1=7V，E2=16V，E3=14V，R1=16 R2=3，R3=9。求：求：K打開(kāi)時(shí)，打開(kāi)時(shí)，Uab=？K閉合時(shí)，閉合時(shí)，I3=？1、K打開(kāi)，打開(kāi)，I3=0 UR3=0E1+Ua

41、b+E3E2=0 Uab=714+16=9V2、K閉合，閉合，Uab=0E1+E3E2+I3R3=0I3=(E1E3+E2)R3 =99=1AE1R1abKE3E2R2R3I3解：解：以支路電流為待求量，應(yīng)用以支路電流為待求量，應(yīng)用KCL、KVL列寫電列寫電路方程組，求解各支路電流的方法稱為路方程組，求解各支路電流的方法稱為支路電流法。支路電流法。支路電流法。支路電流法。支路電流法支路電流法是計(jì)算復(fù)雜電路最基本的方法。需是計(jì)算復(fù)雜電路最基本的方法。需要的要的方程個(gè)數(shù)與電路的支路數(shù)相等。方程個(gè)數(shù)與電路的支路數(shù)相等。Us1+-R1Us2+-R2Us3+-R3I1I2I3電路支路數(shù)電路支路數(shù)b b

42、結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù)n n1.5 基爾霍夫定律的應(yīng)用基爾霍夫定律的應(yīng)用一一一一.支路電流法支路電流法支路電流法支路電流法Us1+-R1Us2+-R2Us3+-R3支路電流法的解題步驟：支路電流法的解題步驟：I1I2I3一、一、假定各支路電流假定各支路電流 的參考方向；的參考方向；二、二、應(yīng)用應(yīng)用KCL對(duì)結(jié)點(diǎn)列對(duì)結(jié)點(diǎn)列 方程方程結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)對(duì)于有對(duì)于有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，只能列出個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，只能列出 (n1)個(gè)個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的KCL方程式。方程式。三、三、應(yīng)用應(yīng)用KVL列寫列寫 b (n1)個(gè)方程（一般選網(wǎng)孔）；個(gè)方程（一般選網(wǎng)孔）；四、四、聯(lián)立求解得各支路電流。聯(lián)立求解得各支路電流。例例7 如圖電路，如圖電路

43、，R3Us2+-R2Us1+-R1I3I2I1用支路電流法求各支路電流。用支路電流法求各支路電流。解：解：I1+I2+I3=0-2I1+8I3=-143I2-8I3=2I1=3A解得解得:I2=-2AI3=-1A想一想：想一想：如何校對(duì)如何校對(duì)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果？例例8 用支路電流法求各支路電流。用支路電流法求各支路電流。解：解：R1Us2+-R2Us1+-IsI2I1假定各支路電假定各支路電流的參考方向流的參考方向 利用利用KVLKVLKVLKVL列方程時(shí)，如果回路中含列方程時(shí)，如果回路中含有電流源，要考慮電流源兩端的電有電流源，要考慮電流源兩端的電壓。壓。聯(lián)立求解得各支路電流。聯(lián)立求解得各支

44、路電流。注意注意注意注意+U-對(duì)于對(duì)于b條支路、條支路、n個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，用支路電流法需要個(gè)結(jié)點(diǎn)的電路，用支路電流法需要列寫列寫b 個(gè)方程個(gè)方程，由于方程維數(shù)較高，所以求解不便。，由于方程維數(shù)較高，所以求解不便。R1Us2+-R2R3I1I2IsR4I3I40結(jié)點(diǎn)數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù) n=3一、首先選參考節(jié)點(diǎn)（一、首先選參考節(jié)點(diǎn)（0電位點(diǎn)）電位點(diǎn)）設(shè)：設(shè)：各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)電壓為各獨(dú)立結(jié)點(diǎn)電壓為選選 為參考節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)0二、對(duì)每個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)二、對(duì)每個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn) 列列KCL方程：方程：結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)點(diǎn)分析法：點(diǎn)分析法：點(diǎn)分析法：點(diǎn)分析法：以結(jié)點(diǎn)電壓為待求量列寫方程。以結(jié)點(diǎn)電壓為待求量列寫方程。（方向指向參考結(jié)點(diǎn)）（方向指向參

45、考結(jié)點(diǎn)）二二二二.節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法節(jié)點(diǎn)電壓法R1Us2+-R2R3I1I2IsR4I3I40三、三、各支路電流用相關(guān)的結(jié)點(diǎn)電壓表示：各支路電流用相關(guān)的結(jié)點(diǎn)電壓表示：代入節(jié)點(diǎn)的代入節(jié)點(diǎn)的KCL方程：方程：整理得：整理得：式中式中G為各支路為各支路的電導(dǎo)。的電導(dǎo)。自電導(dǎo)自電導(dǎo)總為正總為正互電導(dǎo)互電導(dǎo)總為負(fù)總為負(fù)電流源電流指向電流源電流指向該結(jié)點(diǎn)為正，背該結(jié)點(diǎn)為正，背離為負(fù)離為負(fù)R1Us2+-R2R3I1I2IsR4I3I40結(jié)點(diǎn)電壓法解題步驟：結(jié)點(diǎn)電壓法解題步驟：4.用結(jié)點(diǎn)電壓求解支路電流。用結(jié)點(diǎn)電壓求解支路電流。1.選定參考結(jié)點(diǎn)并標(biāo)出結(jié)點(diǎn)序號(hào)，將獨(dú)立結(jié)點(diǎn)設(shè)選定參考結(jié)點(diǎn)并標(biāo)出結(jié)點(diǎn)序號(hào)

46、，將獨(dú)立結(jié)點(diǎn)設(shè)為未知量，其參考方向由獨(dú)立結(jié)點(diǎn)指向參考結(jié)點(diǎn)。為未知量，其參考方向由獨(dú)立結(jié)點(diǎn)指向參考結(jié)點(diǎn)。2.列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程（自電導(dǎo)總為正，互電導(dǎo)（自電導(dǎo)總為正，互電導(dǎo)總為負(fù)，電流源電流指向該結(jié)點(diǎn)為正，背離為總為負(fù)，電流源電流指向該結(jié)點(diǎn)為正，背離為負(fù)）。負(fù)）。3.求解各結(jié)點(diǎn)電壓求解各結(jié)點(diǎn)電壓IsR1Us2+-R2R3I10例例9 如圖如圖所示電路，所示電路，R1=R2=R3=1，US2=4V，IS=2A，試用節(jié)點(diǎn)法求電流，試用節(jié)點(diǎn)法求電流I1。解解:選選 為參考節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)0 列結(jié)點(diǎn)電壓公式的規(guī)律：列結(jié)點(diǎn)電壓公式的規(guī)律：（1 1）分子部分：分子部分：兩節(jié)點(diǎn)間各支路的電動(dòng)勢(shì)與該支

47、路的電導(dǎo)乘積的代數(shù)和。（其中，當(dāng)支路電動(dòng)勢(shì)的方向與結(jié)點(diǎn)電壓的方向相反時(shí)取“+”，相同時(shí)取“”）（2 2）分母部分：分母部分：兩節(jié)點(diǎn)間各支路的電導(dǎo)之和。（分母總為“+”）如圖所示電路列結(jié)點(diǎn)電壓公式為：E E1 1/R/R1 1+E+E2 2/R/R2 2+E+E3 3/R/R3 3（）E/RE/RU Uabab=1/R1/R1 1+1/R+1/R2 2+1/R+1/R3 3+1/R+1/R4 4=1/R1/RUabE1+I1R1+E2 I2R2+E3 I3R3I4R4ab圖7IsI2 BR1I1E1R2ARS 對(duì)于含恒流源支路的電路，列節(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)應(yīng)按以下規(guī)則：分母部分：分母部分：按原方法編寫

48、，但不考慮恒流源支路的電阻。分子部分：分子部分：寫上恒流源的電流。其符號(hào)為：電流朝向未知節(jié)點(diǎn)時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。電壓源支路的寫法不變。如圖所示，電路的結(jié)點(diǎn)電壓公式為：如圖所示，電路的結(jié)點(diǎn)電壓公式為：網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流作為電路的變量，利網(wǎng)孔電流法是以網(wǎng)孔電流作為電路的變量，利用基爾霍夫電壓定律列寫網(wǎng)孔電壓方程，進(jìn)行網(wǎng)用基爾霍夫電壓定律列寫網(wǎng)孔電壓方程，進(jìn)行網(wǎng)孔電流的求解。然后再根據(jù)電路的要求，進(jìn)一步孔電流的求解。然后再根據(jù)電路的要求，進(jìn)一步求出待求量。求出待求量。網(wǎng)孔電流是一個(gè)假象沿著各自網(wǎng)孔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的電流，見(jiàn)下圖中的標(biāo)示。設(shè)網(wǎng)孔的電流為ia；網(wǎng)孔的電流為ib；網(wǎng)孔的電流為ic。網(wǎng)孔電流

49、在實(shí)際電路中是不存在的，但它是一個(gè)很有用的用于計(jì)算的量。選定圖中電路的支路電流參考方向，再觀察電路可知，三三三三.網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法網(wǎng)孔電流法 i1=i a i2=ib i3=ib+ic i4=ib ia i5=ia+ic i6=ic 網(wǎng)孔電流法假象的網(wǎng)孔電流與支路 電流電流有以下的關(guān)系：用網(wǎng)孔電流替代支路電流列出各網(wǎng)孔電壓方程：網(wǎng)孔 R1ia+R4（iaib）+R5（ia+ic）=-uS1網(wǎng)孔 R2ib+R4（ib ia）+R3（ib+ic）=uS2uS3網(wǎng)孔 R6ic+R3（ib+ic）+R5（ia+ic）=-uS3 將網(wǎng)孔電壓方程進(jìn)行整理為：網(wǎng)孔 （R1+R4+R5）ia R

50、4ib+R5ic=-uS1網(wǎng)孔 R4ia+（R2+R3+R4）ib+R3ic=uS2 uS3網(wǎng)孔 R5ia+R3ib+（R3+R5+R6）ic=-uS3分析上述網(wǎng)絡(luò)電壓方程，可知分析上述網(wǎng)絡(luò)電壓方程，可知（1）網(wǎng)網(wǎng)孔孔中中電電流流ia的的系系數(shù)數(shù)（R1+R4+R5）、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中電電流流ib的的系系數(shù)數(shù)（R2+R3+R4）、網(wǎng)網(wǎng)孔孔中中電電流流ic的的系系數(shù)數(shù)（R3+R5+R6）分分別別為為對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)網(wǎng)網(wǎng)孔孔電電阻阻之之和和，稱稱為為網(wǎng)網(wǎng)孔孔的的自自電電阻阻，用用Rij表表示示，i代代表表所所在在的的網(wǎng)孔。網(wǎng)孔。（2）網(wǎng)網(wǎng)孔孔方方程程中中ib前前的的系系數(shù)數(shù)（-R4），它它是是網(wǎng)網(wǎng)孔孔、網(wǎng)網(wǎng)孔孔

51、公公共共支支路路上上的的電電阻阻，稱稱為為網(wǎng)網(wǎng)孔孔間間的的互互電電阻阻，用用R12表表示示，R4前前的的負(fù)負(fù)號(hào)號(hào)表表示示網(wǎng)網(wǎng)孔孔與與網(wǎng)網(wǎng)孔孔的的電電流流通通過(guò)過(guò)R4 時(shí)時(shí)方方向向相相反反；ic前前的的系系數(shù)數(shù)R5是是網(wǎng)網(wǎng)孔孔與與網(wǎng)網(wǎng)孔孔的的互互電電阻阻，用用R13表表示示，R5取取正正表表示示網(wǎng)網(wǎng)孔孔與與網(wǎng)網(wǎng)孔孔的的電電流流通通過(guò)過(guò)R5時(shí)時(shí)方方向向相相同同；網(wǎng)網(wǎng)孔孔、網(wǎng)孔、網(wǎng)孔方程中互電阻與此類似。方程中互電阻與此類似?；ル娮杩烧韶?fù)，如果兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向相互電阻可正可負(fù)，如果兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向相同，互電阻取正值；反之，互電阻取負(fù)值，且同，互電阻取正值；反之，互電阻取負(fù)值，且Rij=Rji，

52、如，如R23=R32=R3。（3）-u S1、u S2 u S3、-u S3 分別是網(wǎng)孔分別是網(wǎng)孔、網(wǎng)、網(wǎng)孔孔 、網(wǎng)孔、網(wǎng)孔中的理想電壓源的代數(shù)和。當(dāng)網(wǎng)孔中的理想電壓源的代數(shù)和。當(dāng)網(wǎng)孔電流從電壓源的電流從電壓源的“+”端流出時(shí)，該電壓源前取端流出時(shí)，該電壓源前取“+”號(hào)；否則取號(hào)；否則取“-”號(hào)。理想電壓源的代數(shù)和號(hào)。理想電壓源的代數(shù)和稱為網(wǎng)孔稱為網(wǎng)孔i的等效電壓源，用的等效電壓源，用uS i i 表示，表示，i代表所在代表所在的網(wǎng)孔。的網(wǎng)孔。根據(jù)以上分析，網(wǎng)孔根據(jù)以上分析，網(wǎng)孔、的電流方程可的電流方程可寫成：寫成：R11 ia+R12 ib+R13 ic=uS11 R21 ia+R22 ib

53、+R23 ic=uS22 R31 ia+R32 ib+R33 ic=uS33 這這是是具具有有三三個(gè)個(gè)網(wǎng)網(wǎng)孔孔電電路路的的網(wǎng)網(wǎng)孔孔電電流流方方程程的的一一般般形形式式。也也可可以以將將其其推推廣廣到到具具有有n個(gè)個(gè)網(wǎng)網(wǎng)孔孔的的電電路路，n個(gè)網(wǎng)孔的電路網(wǎng)孔電流方程的一般形式為個(gè)網(wǎng)孔的電路網(wǎng)孔電流方程的一般形式為:R11 ia+R12 ib+R1n in=uS11 R21 ia+R22 ib+R2n in=uS22 Rn1 ia+Rn2 ib+Rnn in=u S n n 綜綜合合以以上上分分析析，網(wǎng)網(wǎng)孔孔電電流流法法求求解解可可以以根根據(jù)據(jù)網(wǎng)孔電流方程的一般形式寫出網(wǎng)孔電流方程。網(wǎng)孔電流方程的一

54、般形式寫出網(wǎng)孔電流方程。其步驟歸納如下：（2）按照網(wǎng)孔電流方程的一般形式列出各網(wǎng) 孔電流方程。自電阻始終取正值，互電阻前 的號(hào)由通過(guò)互電阻上的兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向 而定，兩個(gè)網(wǎng)孔電流的流向相同，取正；否 則取負(fù)。等效電壓源是理想電壓源的代數(shù)和，注意理想電壓源前的符號(hào)。（3）聯(lián)立求解，解出各網(wǎng)孔電流。（4）根據(jù)網(wǎng)孔電流再求待求量。（1）選定各網(wǎng)孔電流的參考方向。用網(wǎng)孔電流法求解圖6電路中各支路電流。解：（1）確定網(wǎng)孔。并設(shè)定網(wǎng)孔電流的繞行方向。如圖6所示，規(guī)定網(wǎng)孔電流方向和順時(shí)針?lè)较?。?）列以網(wǎng)孔電流為未知量的回路電壓方程。（3）解方程求各網(wǎng)孔電流。解此方程組得：（4）求支路電流得：（5）驗(yàn)算。

55、列外圍電路電壓方程驗(yàn)證。圖6例例10課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：1、支路電流法即列出（、支路電流法即列出（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和）個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和L（網(wǎng)孔（網(wǎng)孔數(shù)）個(gè)回路電壓方程，聯(lián)立解方程組，從而求解出各支路數(shù)）個(gè)回路電壓方程，聯(lián)立解方程組，從而求解出各支路電流的最基本、最直觀的一種求解復(fù)雜電路的方法。電流的最基本、最直觀的一種求解復(fù)雜電路的方法。2、網(wǎng)孔電流法用于求支路較多的電路，避免了用支路、網(wǎng)孔電流法用于求支路較多的電路，避免了用支路電流法求解方程過(guò)多，帶來(lái)解題繁雜的問(wèn)題。解題方法是電流法求解方程過(guò)多，帶來(lái)解題繁雜的問(wèn)題。解題方法是先求網(wǎng)孔電流再利用網(wǎng)孔電流求支路電流。先求網(wǎng)孔電流再利用網(wǎng)孔

56、電流求支路電流。3、節(jié)點(diǎn)電壓法用于節(jié)點(diǎn)較少而網(wǎng)孔較多的電路。節(jié)點(diǎn)電、節(jié)點(diǎn)電壓法用于節(jié)點(diǎn)較少而網(wǎng)孔較多的電路。節(jié)點(diǎn)電壓法求解步驟：選擇參考節(jié)點(diǎn)，設(shè)定參考方向；求節(jié)點(diǎn)電壓法求解步驟：選擇參考節(jié)點(diǎn)，設(shè)定參考方向；求節(jié)點(diǎn)電壓壓U；求支路電流；求支路電流 4、支路電流法、網(wǎng)孔電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法三種方法中，、支路電流法、網(wǎng)孔電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法三種方法中，列方程時(shí)，都要特別注意方向問(wèn)題。列方程時(shí)，都要特別注意方向問(wèn)題。二端網(wǎng)絡(luò)的概念：二端網(wǎng)絡(luò)的概念：二端網(wǎng)絡(luò)的概念：二端網(wǎng)絡(luò)的概念：二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)：具有兩個(gè)出線端的部分電路。具有兩個(gè)出線端的部分電路。具有兩個(gè)出線端的部分電路。具有兩個(gè)出

57、線端的部分電路。無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)：二二二二端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源。端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源。端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源。端網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源。有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)：有源二端網(wǎng)絡(luò)：二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源。b ba aE E+R R1 1R R2 2I IS SR R3 3b ba aE E+R R1 1R R2 2I IS SR R3 3R R4 4無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò) 有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò)有源二端網(wǎng)絡(luò) 1.6.11.6.1二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)1.6 簡(jiǎn)單

58、電阻電路的分析方法簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法a ab bR Ra ab b無(wú)源無(wú)源無(wú)源無(wú)源二端二端二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)+_ _E ER R0 0a ab b 電壓源電壓源電壓源電壓源（戴維寧定理）（戴維寧定理）（戴維寧定理）（戴維寧定理）電流源電流源電流源電流源（諾頓定理）（諾頓定理）（諾頓定理）（諾頓定理）a ab b有源有源有源有源二端二端二端二端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)a ab bI IS SR R0 0無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻化簡(jiǎn)為一個(gè)電阻有源二端網(wǎng)絡(luò)可有源二端網(wǎng)絡(luò)可有源二端網(wǎng)絡(luò)可有源二端網(wǎng)絡(luò)可化簡(jiǎn)為一個(gè)電源化簡(jiǎn)為一個(gè)電

59、源化簡(jiǎn)為一個(gè)電源化簡(jiǎn)為一個(gè)電源一一 、電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)（a a）串聯(lián)電阻）串聯(lián)電阻 （b b）等效電阻）等效電阻圖圖(1)(1)電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)1.1.定義定義:在串聯(lián)電路中，各個(gè)電阻首尾相接成一串，只有一條電流通道。如圖(1)(a)圖所示。1.6.2 電阻串并聯(lián)及分壓、電阻串并聯(lián)及分壓、分流公式分流公式2.2.特點(diǎn)特點(diǎn):(1)等效電阻R等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和，即：(2)在串聯(lián)電路中，電流處處相等。(3)在串聯(lián)電路中，總電壓等于各分電壓之和。3.3.分壓公式分壓公式兩個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓分別為：串聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一）1、電壓的測(cè)量測(cè)量直流電壓常用磁電式伏特計(jì)，測(cè)量交流電壓用電磁式伏特計(jì)。例例1

60、 1 有一伏特計(jì)，其量程為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使其量程擴(kuò)大到 360V，問(wèn)還需串聯(lián)多大電阻的分壓器？解：根據(jù)分壓公式可得：即：2、短路電流PC板上短路的例子 短路對(duì)串聯(lián)電路的影響二、電阻的并聯(lián)二、電阻的并聯(lián)（a a）并聯(lián)電阻）并聯(lián)電阻 （b b）等效電阻）等效電阻圖圖(2)(2)電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)1.1.定義：定義：兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻各自連接在兩個(gè)相同的節(jié)點(diǎn)上，則稱它們是互相并聯(lián)的。如圖(2)、(a)圖所示.并聯(lián)電路的識(shí)別：如果兩個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)之間有一條以上的電路通路（支路），且兩點(diǎn)間的電壓通過(guò)每條支路，則兩點(diǎn)之間是并聯(lián)。2.2.特點(diǎn)特點(diǎn)v并聯(lián)電路中各個(gè)并聯(lián)電阻上的電壓相等。v并聯(lián)電

61、路電路中的總電流等于各支路分電流之和。v并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和。3.3.分流公式分流公式v總電流分配到每個(gè)并聯(lián)電阻中的電流值是和電阻值成反比的。v圖(2)電路，根據(jù)歐姆定律可推導(dǎo)出流過(guò)R1，R2上的電流分別為：并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一）并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（一）1、電流的測(cè)量 有一磁電式安培計(jì)，當(dāng)使用分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA。表頭電阻為20。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問(wèn)分流的電阻應(yīng)為多大？解：根據(jù)分流公式，可得：即：分流電阻為：例例11并聯(lián)電路應(yīng)用舉例（二）當(dāng)一盞燈開(kāi)路時(shí)，總電流減少，但通過(guò)其他支路的電流不變電壓源與電流源對(duì)電壓源與電流源對(duì)外電路外電路外電路外電路等

62、效的條件為等效的條件為：或或且兩種電源模型的內(nèi)阻相等。且兩種電源模型的內(nèi)阻相等。1.6.3電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換(1)(1)“等效等效”是指是指“對(duì)外對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏等效（等效互換前后對(duì)外伏-安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。等效變換的注意事項(xiàng)：等效變換的注意事項(xiàng)：ISabI RORO+I-EbaUab（R ROO不消耗能量）不消耗能量）（R ROO消耗能量）消耗能量）對(duì)內(nèi)不等效對(duì)內(nèi)不等效(2)(2)恒壓源和恒流源不能等效互換。恒壓源和恒流源不能等效互換。ISabI I+-EbaUab(3)(3)電源等效互換時(shí)，恒壓源電源等效互換時(shí)，恒

63、壓源 E E 與電源內(nèi)阻與電源內(nèi)阻 R R0 0的串聯(lián)的串聯(lián)，恒流源，恒流源 I IS S 與電源內(nèi)阻與電源內(nèi)阻 R R0 0 的并聯(lián)，且轉(zhuǎn)換前后的并聯(lián)，且轉(zhuǎn)換前后 E E 與與 Is Is 的方向保持不變。的方向保持不變。ISabI ROIRO+-EbaUab(4)(4)只要一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為只要一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E E的理想電壓源和某個(gè)電阻的理想電壓源和某個(gè)電阻R R串串聯(lián)的電路，都可以化為一個(gè)電流為聯(lián)的電路，都可以化為一個(gè)電流為I IS S 的理想電流的理想電流源和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。源和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。將圖8中的電壓源轉(zhuǎn)化為等效電流源，并畫出等效電路。內(nèi)阻相等。所以圖9所示即為等效電路。解:例

64、例12將圖（a）中的電流源轉(zhuǎn)化為等效電壓源，并畫出其等效電路。解：內(nèi)阻相等。所以等效電路如圖（b）例例13用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：例例141.6.4 疊加定理的內(nèi)容疊加定理的內(nèi)容 在在線性線性線性線性電路中，如果有多個(gè)電源共同作用，任電路中，如果有多個(gè)電源共同作用，任何一支路的何一支路的電壓（電流）電壓（電流）電壓（電流）電壓（電流）等于每個(gè)電源單獨(dú)作用，等于每個(gè)電源單獨(dú)作用，在該支路上所產(chǎn)生的電壓（電流）的代數(shù)和。在該支路上所產(chǎn)生的電壓（電流）的代數(shù)和。Us1R1R2+-IsIUs1R1R2+-Is+-Us1R1R2I

65、sIs 當(dāng)電壓源不作用時(shí)應(yīng)視當(dāng)電壓源不作用時(shí)應(yīng)視其短路，而電流源不作用時(shí)其短路，而電流源不作用時(shí)則應(yīng)視其開(kāi)路。則應(yīng)視其開(kāi)路。計(jì)算功率時(shí)計(jì)算功率時(shí)不能不能不能不能應(yīng)應(yīng)用用疊加的方法。疊加的方法。Us1R1R2+-R3+-Us2例例15：如圖電路如圖電路用疊加原理計(jì)算電流用疊加原理計(jì)算電流I及及R3消耗的功率。消耗的功率。解：解：Us1R1R2+-IR3+-Us2Us1R1R2+-R3+-Us2IsIs例例16：如圖電路，用疊加原理計(jì)算電流如圖電路，用疊加原理計(jì)算電流I。解：解：4 4 6 2 I10A8V4 4 6 2 8VIs4 4 6 2 10A1.該定理只用于該定理只用于線性線性線性線性電

66、路。電路。2.功率功率功率功率不可疊加。不可疊加。3.不作用電源不作用電源不作用電源不作用電源的處理方法的處理方法:電壓源電壓源短路短路短路短路（Us=0）電流源電流源開(kāi)路開(kāi)路開(kāi)路開(kāi)路（Is=0）4.疊加時(shí)，應(yīng)注意電源單獨(dú)作用時(shí)電路各處電壓、疊加時(shí)，應(yīng)注意電源單獨(dú)作用時(shí)電路各處電壓、電流的電流的參考方向參考方向參考方向參考方向與各電源共同作用時(shí)的參考方向與各電源共同作用時(shí)的參考方向是否一致是否一致是否一致是否一致。疊加定理應(yīng)用過(guò)程中注意問(wèn)題疊加定理應(yīng)用過(guò)程中注意問(wèn)題定理定理定理定理：任一線性含源的二端網(wǎng)絡(luò)任一線性含源的二端網(wǎng)絡(luò) N，對(duì)外而言，可以，對(duì)外而言，可以等效為一理想電壓源與電阻串聯(lián)的電壓源支路。等效為一理想電壓源與電阻串聯(lián)的電壓源支路。理想電壓源的電壓等于原二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，理想電壓源的電壓等于原二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，其串聯(lián)電阻（內(nèi)阻）等于原二端網(wǎng)絡(luò)化成無(wú)源其串聯(lián)電阻（內(nèi)阻）等于原二端網(wǎng)絡(luò)化成無(wú)源（電壓（電壓源短路，電流源開(kāi)路）源短路，電流源開(kāi)路）后，從端口看進(jìn)去的等效電阻。后，從端口看進(jìn)去的等效電阻。即：即：N+UocNI=0+Uoc+URiI+UNoRiI開(kāi)路開(kāi)路電壓電壓電