電工電子技術(shù)教案

1、電工電子技術(shù)教案第1章 電路分析基礎(chǔ)本章要求1、了解電路的組成和功能，了解元件模型和電路模型的概念；2、深刻理解電壓、電流參考方向的意義；3、掌握理想元件和電壓源、電流源的輸出特性；4、熟練掌握基爾霍夫定律；5、深刻理解電路中電位的概念并能熟練計(jì)算電路中各點(diǎn)電位；6、深刻理解電壓源和電流源等效變換的概念；7、熟練掌握彌爾曼定理、疊加原理和戴維南定理；本章內(nèi)容 電路的基本概念及基本定律是電路分析的重要基礎(chǔ)。電路的基本定律和理想的電路元件雖只有幾個(gè)，但無論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的具體電路，都是由這些元件構(gòu)成，從而依據(jù)基本定律就足以對(duì)它們進(jìn)行分析和計(jì)算。因而，要求對(duì)電路的基本概念及基本定律深刻理解、牢固掌

2、握、熟練應(yīng)用、打下電路分析的基礎(chǔ)。依據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律，介紹電路中常用的分析方法。這些方法不僅適用于線性直流電路，原則上也適用于其他線性電路。為此，必須熟練掌握。 1.1電路的基本概念教學(xué)時(shí)數(shù) 1學(xué)時(shí)本節(jié)重點(diǎn) 1、理想元件和電路模型的概念 2、電路變量（電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流）的參考方向； 3、電壓、電位的概念與電位的計(jì)算。本節(jié)難點(diǎn) 參考方向的概念和在電路分析中的應(yīng)用。教學(xué)方法 通過與物理學(xué)中質(zhì)點(diǎn)、剛體的物理模型對(duì)比，建立起理想元件模型的概念，結(jié)合舉例，說明電路變量的參考方向在分析電路中的重要性。通過例題讓學(xué)生了解并掌握電位的計(jì)算過程。教學(xué)手段 傳統(tǒng)教學(xué)手法與電子課件結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容一、 實(shí)際

3、電路與電路模型1、實(shí)際電路的組成和作用(1)組成：電源（信號(hào)源）、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)(2)作用：a.電能的傳輸和轉(zhuǎn)換；b.信號(hào)的傳遞與處理。2、電路模型：考慮電路分析的需要，建立理想電路模型。(1)理想電路元件概念：忽略實(shí)際元件的次要物理性質(zhì)，反映其主要物理性質(zhì)，把實(shí)際元件理想化。(2)電路模型的概念：實(shí)際電路中的實(shí)際元件用理想元件代替的電路。例如手電筒電路：US+-RL電池?zé)襞蓍_關(guān)S實(shí)際電路 手電筒電路模型3、常用的理想元件：(1) 產(chǎn)生電能元件：IS-+US理想電壓源 理想電流源(2)耗能元件：R電阻LC(3)儲(chǔ)能元件： 電容 電感二、 電路分析中的若干規(guī)定1、 電路參數(shù)與變量的文字符號(hào)與單位

4、電路參數(shù)的概念：理想元件的數(shù)值。變量的概念：電路中的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流。(1)文字符號(hào)的規(guī)定：電路參數(shù)的文字符號(hào)用大寫斜體字表示，如電阻R；電路變量的文字符號(hào)：直流量：用大寫斜體字表示如電壓U、電流I；瞬時(shí)量和時(shí)變量：用小寫斜體字母表示，如電壓u、電流i；單位的文字符號(hào)：用國(guó)際通用的文字符號(hào)表示。單字母的單位用大寫正體字母表示，如V、A等；復(fù)合字母表示的單位，第一個(gè)字母正體大寫，以后的字母正體小寫，如Hz、Wb等。2、 電路變量的參考方向電路變量的實(shí)際方向：物理學(xué)中的規(guī)定：電動(dòng)勢(shì)的方向是在電源內(nèi)部，低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)的方向；電壓的方向是高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)的方向；電流的方向是正電荷流動(dòng)的方向

5、，如圖（a）所示。變量參考方向概念的引入：變量參考方向又稱正方向，為求解變量的實(shí)際方向無法預(yù)先確定的復(fù)雜電I+-E USU2 R2R1 U1路，人為任意設(shè)定的電路變量的方向，如圖（b）所示。+-+-I1 I2 I3abR1 U1R2 U2US2US1R3 U3（a）電流、電壓的實(shí)際方向 （b）電流、電壓的參考方向參考方向標(biāo)示的方法：箭頭標(biāo)示；極性標(biāo)示；雙下標(biāo)標(biāo)示。注意：參考方向的設(shè)定對(duì)電路分析沒有影響; 電路分析必須設(shè)定參考方向; 按設(shè)定的參考方向求解出變量的值為正，說明實(shí)際方向和參考方向相同，為負(fù)則相反。關(guān)聯(lián)參考方向和非關(guān)聯(lián)參考方向的概念： 一個(gè)元件或一段電路上，電流與電壓的參考方向一致時(shí)稱

6、為關(guān)聯(lián)參考方向，反之為非關(guān)聯(lián)參考方向。歐姆定律在不同參考方向情況下的表達(dá)形式： 關(guān)聯(lián)參考方向：U=RI非關(guān)聯(lián)參考方向：U= RI例：已知圖（a）、（b）電路和變量的參考方向,求電流I。2I6V2I6V解：（a）圖中電阻電壓與流過電阻電流為關(guān)聯(lián)參考方向，據(jù)歐姆定律U=RI則 （b）圖中電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向， （a） （b）歐姆定律的表達(dá)式為 U= RI則 結(jié)論：（a）圖解得I為正，表明電流的實(shí)際方向與所設(shè)參考方向一致，而（b）圖解得I為負(fù)，表明電流的實(shí)際方向與所設(shè)參考方向相反。3、功率規(guī)定：吸收功率為正，發(fā)出功率為負(fù)。在此規(guī)定下，元件的功率計(jì)算在電壓、電流取關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)具有不同形

7、式。關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)： P= U·I非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：P= U·I根據(jù)能量守恒定律，任一電路在任一瞬時(shí)所有電源發(fā)出的功率的總和等于所有負(fù)載吸收功率的總和；或所有元件瞬時(shí)功率的代數(shù)和為零，P發(fā)出=P吸收，或P=0稱為功率平衡方程式，常用于驗(yàn)證電路分析結(jié)果的正確與否。三、 電路中的電位和電壓物理學(xué)中給出了電位（電勢(shì)）和電壓（電勢(shì)差）的定義。電位只有相對(duì)的意義。只有選定了參考點(diǎn)，并規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零，則某點(diǎn)電位才有唯一確定的數(shù)值。電力工程中規(guī)定大地為電位參考點(diǎn)，在電子電路中常取機(jī)殼或公共地線的電位為零，稱之為“地”，在電路圖中用符號(hào)“ ”表示。電路中電位的大小、極性和參考點(diǎn)的選擇

8、有關(guān)。原則上，參考點(diǎn)可以任意選擇。參考點(diǎn)不同時(shí)，各點(diǎn)的電位值就不一樣。電壓是兩點(diǎn)間的電位之差，具有絕對(duì)的意義，與參考點(diǎn)的選擇毫無關(guān)系。圖（a）所示電路選擇了e點(diǎn)為參考點(diǎn)，這時(shí)各點(diǎn)的電位是：Ia4b5c6da4b5c6d-5VI5V+10V10V+-+- 如果選定d點(diǎn)為參考點(diǎn)，則各點(diǎn)的電位將是 在電子電路中，電源的一端通常接“地”。為了作圖簡(jiǎn)便和圖面清晰，習(xí)慣上不畫出電源， 而在電源的非接地端注明其電位的數(shù)值。圖（b）就是圖（a）的習(xí)慣畫法。 （a） （b）1.2電路的基本元件教學(xué)時(shí)數(shù) 1.5學(xué)時(shí)本節(jié)重點(diǎn) 1、理想電路元件的伏安特性 2、電壓源與電流源的等效變換本節(jié)難點(diǎn) 電源等效變換在電路分析中

9、的應(yīng)用。教學(xué)方法 針對(duì)電容、電感伏安特性和儲(chǔ)能的相似性，對(duì)比講解幫助學(xué)生理解和記憶，舉例說明電源等效變換的方法及其注意事項(xiàng)。教學(xué)手段 傳統(tǒng)教學(xué)手段與電子課件有機(jī)結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容一、理想線性電阻元件電阻是反映將電能不可逆地轉(zhuǎn)換為其它形式能量性質(zhì)的理想化元件，如白熾燈、電爐絲等均可理想為電阻。1、 伏安特性：線性電阻 R 為常數(shù)，電阻兩端電壓與流過電流的瞬時(shí)關(guān)系滿足歐姆定律ou、iR+ u-iu= Ri電壓?jiǎn)挝粸閂，電流單位為A，電阻的單位為（k、M）。其伏安特性曲線如圖(b)。2、 電阻的功率：電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí) （a） （b）二、理想線性電感元件凡是具有電流建立磁場(chǎng)，能儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量性質(zhì)的

10、元件用電感表示，如線圈、日光燈鎮(zhèn)流器等。1、伏安特性：電流流過電感元件產(chǎn)生的磁通為，電感元件匝數(shù)為 N ，則磁通匝鏈數(shù)鏈= N，元件的電感（自感系數(shù)、電感系數(shù)）定義為+ u- -eL +Li線性電感L為常數(shù)。單位Wb，i單位A，則電感的單位H。電感單位常用mH，1H=103mH。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電感中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖示變量取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，電感兩端的感應(yīng)電壓上式為電感的伏安特性。在任一瞬時(shí)，感應(yīng)電壓與電流的時(shí)變率成正比。對(duì)于直流電流，感應(yīng)電壓u=0，即電感元件對(duì)直流而言相當(dāng)于短路。2、電感的能量理想電感是儲(chǔ)存磁能的元件，不耗能。流過電感的電流為i時(shí)，其儲(chǔ)存的能量 電感任一時(shí)刻的儲(chǔ)能多少只

11、取決于該時(shí)刻電流的大小，電感能量的儲(chǔ)存與釋放的過程是電能與磁能的轉(zhuǎn)換過程，是電感與電源能量的互換過程。三、理想線性電容元件具有存儲(chǔ)電荷性質(zhì)的元件用電容表示。1、伏安特性電容兩端加電壓u，電容器充滿電荷，其帶電量為q，電容元件的電容定義+ u-iC為 電量的單位取C，電壓?jiǎn)挝蝗，則電容單位為F。常用單位F和PF，1F=106F=1012pF。線性電容元件的電容 C 為常數(shù)。當(dāng)電壓變化時(shí)，電容的電 量也隨之變化。根據(jù)電流的定義上式為電容的伏安特性，表明電容兩端導(dǎo)線中的電流在任一瞬時(shí)與其兩端電壓的時(shí)變率成正比。對(duì)于直流電壓，電容電流i=0。即電容元件對(duì)直流而言相當(dāng)于開路。2、電容的能量理想電容是以

12、電場(chǎng)形式儲(chǔ)能的元件，不耗能。電容兩端電壓為u時(shí)，其儲(chǔ)存的能量 電容任一時(shí)刻儲(chǔ)能多少，取決于該時(shí)刻電壓的大小。電容能量的儲(chǔ)存與釋放的過程是電能與電能的轉(zhuǎn)換過程，是電容與電源能量的互換過程。四、獨(dú)立電源元件在電路中能獨(dú)立提供電能的元件稱為獨(dú)立電源。1、理想電源有恒壓源（理想電壓源）和恒流源（理想電流源）之分。（1）恒壓源US U RLaI+-IOUUS內(nèi)阻為零，能提供恒定電壓的理想電源。圖形符號(hào)如圖（a）所示，其輸出特性（外特性）曲線如圖（b）所示。特點(diǎn)：任一時(shí)刻輸出電壓與流過的電b流無關(guān)；輸出電流的大小取決于外電路負(fù)載電阻的大小。 （a） （b）IabIS U RL（2）恒流源UIS IO內(nèi)阻為

13、無窮大，能提供恒定電流的理想電源。圖形符號(hào)如圖（c）所示。其輸出特性曲線如圖（d）所示。特點(diǎn)：任一時(shí)刻輸出電流與其端電壓無關(guān)；輸出電壓的大小取決于外電路負(fù)載電阻的大小。 （c） （d）2、實(shí)際電源的模型實(shí)際電源有內(nèi)電阻，用理想電源元件和理想電阻元件的組合，表征實(shí)際電源的特性。（1）電壓源模型 圖形符號(hào)： 恒壓源Us與內(nèi)電阻USRobaU RLI+-Ro串聯(lián)組合如圖（a）。 短路開路USUIO外特性：電壓源輸出電壓與輸出電流的關(guān)系為 當(dāng)電源開路時(shí)，I=0，輸出電壓U=Us； （a） （b）當(dāng)電源短路時(shí)，U=0，輸出電流I=Us/Ro; 當(dāng)Ro0時(shí)，UUs，電壓源恒壓源，其外特性曲線如圖（b）。

14、（2）電流源模型圖形符號(hào)： 恒流源Is與內(nèi)電阻短路IS開路ISR0UIORo并聯(lián)組合如圖（c）。bIS Ro U RLI外特性：電流源輸出電流與輸出電壓的關(guān)系為當(dāng)電源開路時(shí)，I=0，輸出電壓U=Is·Ro； （c） （d）當(dāng)電源短路時(shí)，U=0，輸出電流I= Is； 當(dāng)Ro時(shí)，IIs，電流源恒流源。其外特性曲線如圖（d）。(3) 電壓源和電流源的等效變換一個(gè)實(shí)際電源可建立電壓源和電流源兩種電源模型，對(duì)同一負(fù)載而言這兩種模型應(yīng)具有相同的外特性，即有相同的輸出電壓和輸出電流，根據(jù)電壓源和電流源的外特性表達(dá)式樣可得： 或 即兩種電源模型對(duì)外電路而言是等效的，可以互相變換，可用圖（e）示意。U

15、SR0ba+-IS R0ab（e）注意：變換時(shí)，恒壓源與恒流源的極性保持一致；等效關(guān)系僅對(duì)外電路而言，在電源內(nèi)部一般不等效；恒壓源與恒流源之間不能等效變換。 應(yīng)用電源的等效變換化簡(jiǎn)電源電路時(shí)，還需用到以下概念和技巧：與電壓源串聯(lián)的電阻或與電流源并聯(lián)的電阻可視為電源內(nèi)阻處理。與恒壓源并聯(lián)的元件和與恒流源串聯(lián)的元件對(duì)外電路無影響，分別作開路和短路處理。兩個(gè)以上的恒壓源串聯(lián)時(shí)，可求代數(shù)和，合并為一個(gè)恒壓源；兩個(gè)以上的恒流源并聯(lián)時(shí)，可求代數(shù)和，合并為一個(gè)恒流源。例：試將給定電路(a)化簡(jiǎn)為電流源。解：去除對(duì)外電路沒有影響的元件5和3電阻，合并電阻為等效電阻，如圖（b）所示。 ba1+ 4V -10V+

16、-223A ba1+ 4V -44310V3A+-511（a） （b）并聯(lián)電源中的電壓源等效變換為電流源，如圖（c）所示。合并恒流源，合并與恒流源并聯(lián)的電阻，如圖（d）所示。25A3Aba1+ 4V -212Aba1+ 4V -（c） （d） 電源串聯(lián)，等效變換電流源為電壓源，如圖（e）所示。合并恒壓源，合并與恒壓源串聯(lián)的電阻，如圖（f）所示。按題目要求變換為電流源，如圖（g）所示。 +2V -1ba+4V -1 -2V +ba21A2ba （e） （f） （g）1.3 基爾霍夫定律教學(xué)時(shí)數(shù) 1.5學(xué)時(shí)本節(jié)重點(diǎn) 基爾霍夫定律和定律的推廣，定律的應(yīng)用節(jié)點(diǎn)電壓法（彌爾曼定理）教學(xué)方法 結(jié)合實(shí)例，講

17、清難點(diǎn)。教學(xué)手段 傳統(tǒng)教學(xué)手段與電子課件相結(jié)合教學(xué)內(nèi)容 基爾霍夫定律包括節(jié)點(diǎn)電流定律（KCL）和回路電壓定律（KVL），是電路分析的最基本定律。解釋幾個(gè)與定律有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)，以圖（a）為例。節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上元件的聯(lián)接點(diǎn)。圖中有a、b、c、d 四個(gè)節(jié)點(diǎn)。R3R2R1US1I2I1I6US3bI3cI5aI4R3R2US2+- +123+-支路：聯(lián)接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電路。共六條支路，每條支路有一個(gè)支路電流?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的單孔回路。圖中有三個(gè)網(wǎng)孔回路，并標(biāo)出了網(wǎng)孔的繞行方向。d電路中的節(jié)點(diǎn)數(shù)，支路數(shù)和網(wǎng)孔數(shù)滿足下式網(wǎng)孔數(shù)=支路數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)+1 (a)一、KCL又稱基爾霍

18、夫第一定律1、定律表述任一瞬時(shí)流入某一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，即：I入=I出移項(xiàng) I入I出=0，則 I=0即任一瞬時(shí)任一節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和等于零。習(xí)慣上流入節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)。圖（a）中節(jié)點(diǎn)b據(jù)KCL有I1-I2-I3=0I3I2I12、定律的推廣KCL不僅適用于節(jié)點(diǎn)，也適用于任一閉合面，又稱為廣義節(jié)點(diǎn)。如圖(b)方框表示一個(gè)復(fù)雜電路，有多個(gè)出線端，每條 出線端中電流分別為I1、I2和I3，可應(yīng)用KCL I1+I2I3=0 (b)二、KVL又稱基爾霍夫第二定律1、定律表述任一瞬時(shí)沿任一閉合回路繞行一周，沿該方向各元件上電壓升之和等于電壓降之和。即U升=U降移

19、項(xiàng)： U升U降=0，可表示為 U=0A BUABIRUS+-即任一瞬時(shí)沿任一閉合回路繞行一周，沿繞行方向各部分電壓的代數(shù)和為零。如（a）圖中1網(wǎng)孔的KCL方程為U=Us1I1R1I3R3=02、定律的推廣KVL的應(yīng)用可以推廣到開口回路。如圖（c）電路假想為閉合回路，沿繞行方向，據(jù)KVL有 U= UAB USI·R = 0 (c) 三、基爾霍夫定律的應(yīng)用1、支路電流法是已知電源激勵(lì)和電路參數(shù)，以各支路電流為未知量，應(yīng)用KCL和KVL列方程，求解出各支路電流的方法。通過例題說明支路電流法分析電路的方法和步驟：例：如圖（a）已知US1、US2、R1、R2、R3、R4、R5，用支路電流法求各

20、支路電流。R2 US2+- R3 R5 R4 R1 US1+-解：該電路共5條支路，有5個(gè)支路電流，需列出5個(gè)獨(dú)立方程。電路有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，據(jù)KCL列出的節(jié)點(diǎn)電流方程中，（節(jié)點(diǎn)數(shù)-1）個(gè)方程是獨(dú)立的。據(jù)KVL對(duì)三個(gè)網(wǎng)孔列出的電壓方程都是獨(dú)立的。對(duì)網(wǎng)孔列電壓方程有表達(dá)式最簡(jiǎn)的優(yōu) (a)I5 R4 I4 I2 I3 I1 R2 US2+- R3 R5 R1 US1+-I1V2V2C2V3點(diǎn)，也可對(duì)任一回路列電壓方程，但要注意列出的每一個(gè)方程必須是獨(dú)立的。（1） 標(biāo)示各支路電流的參考方向，選節(jié)點(diǎn)，如圖（b）。據(jù)KCL列方程：節(jié)點(diǎn)a：I1-I3-I4=0節(jié)點(diǎn)b：I3+I2-I5=0（2）確定回路繞行方向如

21、圖（b），據(jù)KVL列方程： (b)網(wǎng)孔：US1-I1R1-I4R4=0；網(wǎng)孔：I4R4-I3R3-I5R5=0； 網(wǎng)孔：I2R2+I5R5-US2=0； （3）解聯(lián)立方程組，即可求得I1、I2、I3、I4和I5。 2、節(jié)點(diǎn)電壓法（彌爾曼定理） 對(duì)于只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)、多條支路并聯(lián)的電路，可以直接用公式求解節(jié)點(diǎn)電壓。設(shè)節(jié)點(diǎn)為A和BR1 +UAB-+B A R4 IS1US2-+US1IS2R3 +-公式中的分母為各支路除去與恒流源串聯(lián)的電阻以外的所有電阻的倒數(shù)和。分子中第一項(xiàng)為各恒壓源和與其串聯(lián)電阻比值的代數(shù)和，恒壓源與節(jié)點(diǎn)電壓方向一致的取正值，反之取負(fù)值；第二項(xiàng)為各恒流源的源電流之代數(shù)和，恒流源與節(jié)

22、點(diǎn)電壓方向相反的取正值，反之取負(fù)值。 例：圖（a），節(jié)點(diǎn)電壓各支路電流可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓分別求出。 （a） 1.4 電路的常用定理教學(xué)時(shí)數(shù) 1.5學(xué)時(shí)本節(jié)重點(diǎn) 電路的疊加原理，等效電源定理。本節(jié)難點(diǎn) 疊加原理的靈活應(yīng)用，準(zhǔn)確理解戴維南定理的內(nèi)容。教學(xué)方法 結(jié)合實(shí)例，講清難點(diǎn)。教學(xué)手段 傳統(tǒng)教學(xué)手段與電子課件相結(jié)合，電子電路仿真及電路實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合教學(xué)內(nèi)容 一、疊加原理 原理表述：由多個(gè)獨(dú)立電源共同作用的線性電路中，任一支路的電流（或電壓）等于各獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的疊加（代數(shù)和）。對(duì)不作用電源的處理方法是，恒壓源短路，恒流源開路。通過例題說明應(yīng)用疊加原理分析

23、電路的方法和步驟。例：圖（a）所示電路，已知：Us=9V，IS=6A，R1=6，R2=4，R3=3，試用疊加原理求各支路中的電流。 解：（1）在原電路中標(biāo)示各支路電流的參考方向。 （2）畫出各獨(dú)立電源單獨(dú)作用的電路圖，并用不同標(biāo)記標(biāo)示各支路電流的參考方向，該參考方向應(yīng)與原電流參考方向取為一致。IS單獨(dú)作用時(shí)，恒壓源Us用短路線代替（Us=0），如圖（b）；US單獨(dú)作用時(shí)，恒流源Is用開路（Is=0），如圖（c）。 =I2I3I1R2R3R1ISUS+-R2R3R1ISUS=0R2R3R1IS=0US+-+(a)原電路 (b) Is單獨(dú)作用電路 (c)Us單獨(dú)作用電路（3）按（b）圖示和（c）圖

24、，分別求出各電源單獨(dú)作用時(shí)的各支路電流。IS單獨(dú)作用時(shí)，根據(jù)分流原理，US單獨(dú)作用時(shí)， （4）根據(jù)疊加原理求出原電路各支路電流I1= I1'+ I1"=2+1=3AI2= I2'+ I2"=6+0=6AI3= I3'+ I3"=-4+1= 3A疊加原理是分析線性電路的基礎(chǔ)，是處理線性電路的一個(gè)普遍適用的規(guī)律，靈活運(yùn)用疊加原理對(duì)分析線性電路是非常必要的。例：試求圖(d)電路的路端電壓Uab。解：恒壓源單獨(dú)作用時(shí)，等效電路如圖（e）所示：Uab'= 4V恒流源單獨(dú)作用時(shí)，等效電路圖（f）所示Uab"= 5×2=10V

25、根據(jù)疊加原理Uab= Uab'+ Uab"=4+10=14V疊加原理只適用于線性電路中電流和電壓的計(jì)算，不適用于計(jì)算功率。 +4V -ba5AR2 UabR2 +4V -ba2UabR2 ba25AR2 11R2 5AR2 2R2 2UabR2 (d) (e) (f)二、等效電源定理等效電源定理包括戴維南定理和諾頓定理，當(dāng)只需計(jì)算復(fù)雜電路中某一支路的電流時(shí)，應(yīng)用等效電源定理尤為便利。有源二端網(wǎng)絡(luò)：含有電源，且有兩個(gè)出線端的電路。無源二端網(wǎng)絡(luò)：不含電源的有兩個(gè)出線端的電路。I 無源二端網(wǎng)絡(luò)NPI 有源二端網(wǎng)絡(luò)NA1、 戴維南定理：定理表述：任一線性有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路的作用可以

26、用一個(gè)恒壓源Uo和電阻Ro串聯(lián)的電壓源等效代替。其中的Uo等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)端口的開路電壓，Ro等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立電源不作用的無源二端網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻（入端電阻，內(nèi)阻）。+ba有源二端網(wǎng)絡(luò)NA獨(dú)立電源不作用是指去除電源，即恒壓源短路，恒流源開路。該定理可通過圖示理解。ba+RoUS（a）有源二端網(wǎng)絡(luò) （b）等效電壓源無源二端網(wǎng)絡(luò)NPa有源二端網(wǎng)絡(luò)NAaRoUobb（c）開路電壓 （d）去源后等效內(nèi)阻通過例題說明應(yīng)用戴維南定理求某一支路電流的方法及步驟。例：試用戴維南定理求圖（a）電路中的電流I。解：應(yīng)用戴維南定理分析電路的方法是把摘除待求電流支路的有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為電壓源，在等效電源電路

27、中恢復(fù)待求電流支路，在該回路中解出電流，其具體方法步驟如下：（1）畫摘除待求電流支路的有源二端網(wǎng)絡(luò)電路圖（b）。（2）求開路電壓Uo。 在（b）圖中標(biāo)示開路電壓的參考方向、電位參考點(diǎn)，（3）求等效內(nèi)阻Ro。畫去源后的等效電路（c）圖， （4）畫戴維南等效電源和恢復(fù)摘除支路的等效電路（d）圖；（5）求電流I。在（d）圖中標(biāo)示I的原方向 （d）（c）（b）（a）cba2 R Ia 2 R bR3 2R2 6R1 3IS2AUS10V+-Uoa bR3 2R2 6R1 3IS2AUS10V+-Ia Ro bR3 2R2 6R1 3Ro 4U08V(a)原電路 (b)求Uo電路 (c) 求Ro電路 (

28、d)求電流I電路用戴維南定理求解電路應(yīng)注意： （1） 每一步均要配以相應(yīng)的電路圖；（2） 戴維南等效電源的極性應(yīng)與開路電壓Uo的參考方向保持一致，戴維南等效電路中電流方向應(yīng)與原電路待求電流方向保持一致。 I（c）短路求電流IS （d）去源求內(nèi)阻ROaRO（a）有源二端網(wǎng)絡(luò) （b）諾頓等效電路b有源二端網(wǎng)絡(luò)NAIU RLbaURLISISba有源二端網(wǎng)絡(luò)NARoba無源二端網(wǎng)絡(luò)NP2、諾頓定理：定理表述：任一線性有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路的作用可以用一個(gè)恒流源Is和電阻Ro并聯(lián)的電流源等效代替。其中的Is等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)端口的短路電流，Ro等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立電源不作用時(shí)的入端電阻。獨(dú)立電源不

29、作用是指去除電源，即恒壓源短路，恒流源開路。該定理可用圖解表示為很顯然根據(jù)電源等效變換關(guān)系，可從戴維南定理導(dǎo)出諾頓定理。1.5 含受控源的電路分析教學(xué)時(shí)數(shù) 1學(xué)時(shí)。本節(jié)重點(diǎn) 理解受控電源的模型，了解含受控源電路的分析方法。本節(jié)難點(diǎn) 含受控源電路分析與含獨(dú)立源電路分析的不同之處。教學(xué)方法 舉例說明含受控源電路分析的特殊性。教學(xué)手段 傳統(tǒng)教學(xué)手段與電子課件結(jié)合，上機(jī)進(jìn)行電路仿真分析。教學(xué)內(nèi)容 一、受控源的類型和符號(hào)在電路中起電源作用，而該電源的電壓或電流又受電路中另一個(gè)電壓或電流的控制，而不能獨(dú)立存在的電源，稱為受控電源（受控源）。1、 電壓控制電壓源（VCVS）控制量為U1，受控量為U2，如圖（

30、a）所示，輸出電壓U2 = U1電壓放大系數(shù)，是無量綱量。 2、 電流控制電壓源（CCVS）控制量為I1，受控量為U2，如圖（b）所示，輸出電壓U2=rU1r轉(zhuǎn)移電阻，單位。 3、 電壓控制電流源（VCCS）控制量為U1，受控量為I2，如圖（c）所示，輸出電流I2=gU1g轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，單位S。 4、 電流控制電流源（CCCS）控制量為I1，受控量為I2，如圖（d）所示，輸出電流I2=U1電流放大系數(shù)，是無量綱量。 （d） CCCS（b） CCVS（c） VCCS（a）VCVSU2U1+U1-U2I1+rI1-I2U1gU1I2I1二、含受控源的電路分析受控源是電源，可以向負(fù)載提供電壓、電流及能量。從這一點(diǎn)講，這和獨(dú)立電源是一樣的。但由于它受控于電路中的某一電壓或電流，因此，電路分析時(shí)又有其特殊性。注意：（1）應(yīng)用疊加原理時(shí)，由于受控源不能獨(dú)立作用，應(yīng)始終保留在電路中，