2.4 电源的理想模型和电路的重要定律（课件）-高二《 电工电子技术与技能》同步教学（大连理工版）

2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2.４.1 电源的理想模型 理想电源按其特性的不同，又可分为理想电压源和理想电流源两种。 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2.４.1 电源的理想模型 一、电压源 1.理想电压源 图2.30 理想电压源及其伏安特性曲线 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 理想电压源的特点 ⑴ 它的端电压保持为一个定值US，与流过它的电流无关； ⑵ 通过它的电流取决于它所联接的外电路。 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2、实际电压源 U = US - IR0 图2.31 实际电压源及其伏安特性 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 二、电流源 1、理想电流源 图2.32 理想电流源及其伏安特性曲线 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 二、电流源 2、实际电流源 图2.33 实际电流源及其伏安特性曲线 I=IS-U/R0 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2.４.2 关于电路结构的常用名词 1．支路：电路中通过同一电流的每个分支称为支路。 2．节点：电路中3个或3个以上支路的连接点称为节点。 3．回路：电路中任一闭合的路径称为回路。 4．网孔：网孔是存在于平面电路的一种特殊回路，这种回路除了构成其本身的那些支路外，在回路内部不另含有支路。 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2.４.2 关于电路结构的常用名词 图2.38 具有三条支路两个节点三个回路 两个网孔的电路 I1 I3 US1 R1 US2 R2 R3 I2 a b c d e · · · + + 2.4 电源的理想模型和电路的重要定律 2.4.3 关于电路的两个重要定律 1.基尔霍夫电流定律(KCL) 对于集中参数电路的任一节点，在任一瞬间，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。 KCL数学表示式为 ： 一般规定以流入节点为正，流出节点为负。 KCL之应用 例2.6 在图2.36所示的电路中，已知i1=6A，i2=-4A，i3=-8A，i4=10A，求i5。 i1 i1 i3 i5 i4 a 图2.36 例2.6图 KCL之应用 解：根据公式，列出电路中a点电流关系为： 所以： KCL之应用 2、基尔霍夫电压定律（KVL） 对于集中参数电路的任一回路，在任一瞬间，沿任意给定的绕行方向，该回路内各段电压代数和等于零。 其数学表达式为： 列回路电压方程时，首先设定回路的绕行方向，并标出各支路或元件的电流与电压参考方向。当回路中各段电压的参考方向与绕行方向一致时该电压取正；与回路绕行方向相反时该电压取负。 KVL之应用 (左)R1I1+R3I3-US1=0 (右)-R3I3-R2I2+US2=0 基尔霍夫电压定律的另一种表述 对于集中参数电路的任一回路，在任一瞬间，沿任意给定的绕行方向，该回路内各支路负载电压降的总和恒等于各支路电源电压升的总和。 其数学表达式为： 式中ui为回路上各支路负载电压，以电压“降”为正；us为回路上各支路电源电压，以电压“升”为正。 基尔霍夫电压定律的另一种表述 例2.7 下图表示一复杂电路中的一个回路，已知各元件电压：U1=U4=2V，U2=U5=-5V，，求U3。 U1 1 5 2 3 4 a b c d e A U4 U5 U3 U2 x B Ux 图2.41 例2.7图 · 基尔霍夫电压定律的另一种表述 解：各元件上的电压参考极性如图2.38中所示，从a点出发顺时针方向绕行一周，可得： 将已知数据代入上式得： 解得： U3为负值说明U3的实际极性与图中的参考方向相反。 补充：常用的分析方法——支路电流法 支路电流法是以支路电流为未知量，利用基尔霍夫定律列写方程进行求解的方法，是分析复杂电路最基本的方法之一。 用支路电流法分析问题的一般步骤如下： 1.选定各支路电流的参考方向，并在电路图中标明。 2.对有n个结点的电路，应列出（n-1）个独立结点电流方程。 3.选定网孔绕行方向，应列出b-（n-1）个独立回路电压方程，b为电路的支路数。 4.代入数值，联立求解方程组。 补充：常用的分析方法——支路电流法 例：列写下图中求解支路电流的方程组。 I1R1+I3R3-US3-US1=0 I5R5+I4R4+US3-I3R3=0 -I2R2+US2-I4R4=0 $$