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是老師的話就自己寫吧！給你一點參考，圖和表格沒法復制。自己講課一定要自己寫哦！不要誤己誤人！
第一章直流電路
在生產自動化控制系統中，時常可能會出現一些由於電氣控制設備故障引起的失控問題，以致影響正常的生產秩序，如何對這些電氣控制設備故障進行維修？首先要了解電路的控制原理，然後對有關的電路參數進行檢測，將檢測的參數與標准參數比較，從而判斷故障所處的位置並排除，整個過程就這么簡單。這就是維修技術。所謂檢測電路參數，就是測量電路中某段電路兩端的電壓和流過它的電流，以及其阻抗。在實際工作中，如何掌握檢測維修技能，是我們學習本課程的目的。
本章學習目標
（1）了解電路的基本物理量的意義、單位和符號，電流與電壓正方向的確定方法；
（2）了解電路的基本定律的意義及其應用、電路的工作狀態以及負載額定值的意義；
（3）了解電源的等效變換的條件，掌握電路的等效變換方法。
（4）掌握電路的分析的基本原理及電路參數的檢測方法。
1．1 電路的基本概念
1．1．1 電路與電路基本物理量
1．電路圖
（1）電路
電路就是電流所流過的路徑，它為了實現某種功能由一些電氣設備或元構成的。，就其功能而言，可以分為兩大類：一是實現能量的轉換、傳送與分配（如電力系統電路等）；二是實現信號的傳送和處理（如廣播電視系統），
（2）電路模型
由於電能的傳輸和轉換，或是信號的傳遞和處理，都是通過電流、電壓和電動勢來實現的，因此下面介紹電路的基本物理量。如圖1-1所示
圖1-1理想電路元件及其圖形符號
2．電流及參考方向
電流是一種物理現象，是帶電粒子有規則的定向運動形成的，通常將正電荷移動的方向規定為電流正方向。電流的大小用電流強度來衡量，其數值等於單位時間內通過導體某一橫截面的電荷量。根據定義有
(1-1)
式中，i為電流，其單位為安培 (A)；dq為通過導體截面的電荷量，電荷量的單位為庫侖(C)；dt為時間(s)。
上式表明，在一般情況下，電流是隨時間變化的。如果電流不隨時間而變化，即dq/dt=常數，則這種電流就稱為恆定電流 (簡稱直流)。直流時，不隨時間變化的物理量用大寫字母表示，式 (1-1)可寫成
(1-2)
電流的方向是客觀存在的，但在電路分析中，一些較為復雜的電路，有時某段電流的實際方向難以判斷，甚至有時電流的實際方向還在隨時間不斷改變，於是要在電路中標出電流的實際方向較為困難。為了解決這一問題，在電路分析時，常採用電流的「參考方向」這一概念。電流的參考方向可以任意選定，在電路圖中用箭頭表示。當然，所選的參考方向不一定就是電流的實際方向。當參考方向與電流的實際方向一致時，電流為正值(i>0)；當參考方向與電流的實際方向相反時，電流為負值(i<0)。這樣，在選定的參考方向下，根據電流的正負，就可以確定電流的實際方向。在分析電路時，先假定電流的參考方向，並以此去分析計算，最後用求得答案的正負值來確定電流的實際方向。
3．電壓及參考方向
（1）定義：單位正電荷在電場力作用下，由a運動到b電場力所做的功，稱為電路中a到b間的電壓，即
(1-3)
式中，uab為a到b間的電壓，電壓的單位為伏特 (V)； 為 的正電荷從a運到b所做的功，功的單位為焦耳 (J)。
在直流時，式 (1-3)可寫成
(1-4)
（2）單位：1千伏特（KV）=1000伏（V）
1伏特（KV）=1000毫伏（mV）
1毫伏（mV）=1000微伏（μV）
（3）實際方向：高電位指向低電位
（4）參考方向：任意選定某一方向作為電壓的正方向，也稱參考方向。
（5）電壓參考方向的表示方法
在電路分析時，也需選取電壓的參考方向，當電壓的參考方向與實際方向一致時，電壓為正 (u>0)；相反時，電壓為負 (u<0)。電壓的參考方向可用箭頭表示，也可用正
(+)、負 (-)極性表示
4．電位
在電路中任選參考點0，該電路中某點。到參考點0的電壓就稱為a點的電位。電位的單位為伏特 (V)，用V表示。電路參考點本身的電位V0=0，參考點也稱為零電位點。根據定義，電位實際上就是電壓，即
Va=Ua0 (1-5)
可見，電位也可為正值或負值，某點的電位高於參考點，則為正，反之則為負。任選參考點0，則a、b兩點的電位分別為Va=Ua0、Vb=Ub0。按照做功的定義，電場力把單位正電荷從a點移到b點所做的功，等於把單位正電荷從a點移到0點，再移到b點所做的功的和，即
Uab=Ua0+U0b=Ua-Ub0=Va-Vb
或 Uab=Va-Vb (1-6)
式 (1-6)表明，電路中a、b兩點間的電壓等於a、b兩點的電位差，因而電壓也稱為電位差。
注意！同一點的電位值是隨著參考點的不同而變化的，而任意兩點之間的電壓卻與參考點的選取無關。
舉例：例1-1
總結：
電壓、電流的參考方向是事先選定的一個方向，根據電壓、電流數值的正、負，可確定電壓、電流的實際方向。引入參考方向後，電壓、電流可以用代數量表示。電路或元件的伏安關系是電路分析與研究的重點。
復習：
1、簡述電流及電壓參考方向的含義
2、電壓與電位有何區別？
1．1．2 電路基本元件及其伏安特性
電路中的元件，如不另加說明，都是指理想元件。分析研究電路的一項基本內容就是分析電路或元件的電壓、電流及其它們之間的關系。電壓與電流的關系稱為伏安關系或伏安特性，在直角平面上畫出的曲線稱為伏它特性曲線。下面討論電路基本元件及其伏安特性。
1．電阻元件及其伏安特性
電阻元件的伏安特性，如圖1-2所示，為過原點的
一條直線，它表示電壓與電流成正比關系，這類
電阻元件稱為線性電阻元件，其兩端的電壓與電流
服從歐姆定律關系，即
圖1-2電阻元件的伏安特性曲線
或 （1-7）
在直流電路中，歐姆定律可表示為
或U=RI （1-8）
式中電壓U的單位是V，電流I的單位是A，電阻R的單位是 。常用的電阻單位還有行千歐（k ）和兆歐（M ）他們之間的關系為
1M =103k =106
值得注意的是，導體的電阻不隨其端電壓的大小變化，是客觀存在的。當溫度一定時，導體的電阻與導體的長度l成正比，與導體的橫截面積S成反比，還與導體的材料性質（電阻率 ）有關，即
（1-9）
式中，R的單位是 ， 的單位是 m，l的單位是m，S的單位是m2。若令G=1/R，則G稱為電阻元件的電導，電導的單位是西[門子]（S）。
在（1-8）式中，當電壓與電流的參考方向一致時，電壓為正值。反之，則電壓為負值。
2．電壓源
電源是電能的來源，也是電路的主要元件之一。電池、發電機等都是實際的電源。在電路分析時，常用等效電路來代替實際的部件。一個實際的電源的外特性，即電源端電壓與輸出電流之間的關系[U=f（I）]，可以用兩種不同的電路模型來表示。一種是電壓源；一種是電流源。
（1）理想的電壓源——恆壓源
一個電源沒有內阻，其端電壓與負載電流的變化無關，為常數，則這個電源稱為理想的電壓源，用Us表示，它是一條與I軸平行的直線。通常用的穩壓電源、發電機可視為理想的電壓源。
（2）電壓源
實際的電源都不會是理想的，總是有一定的
內阻，因此，在電路分析時，對電源可以用
一個理想的電壓源與內阻相串聯的電路模
型——電壓源來表示，如圖1-3所示。直流電
壓源的外特性為
圖1-3 電壓源外特性曲線
U=Us-R0I （1-10）
圖中斜線與縱座標軸的交點，為負載開路時，電源的端電壓（電壓源的最高端電壓），即I=0，U=U0=Us。而與橫座標軸的交點則是電源短路時的最大電流Is，即U=0，Is=Us/R0。
3．電流源
（1）理想電流源——恆流源
當一個電源的內阻為無窮大，其輸出電流與負載的變化無關，為常數，則這個電源稱為理想電流源，用Is表示。其外特性曲線是一條與縱軸U平行的直線。常用的光電池與一些電子器件構成的穩流器，可以認為是理想的電流源。
（2）電流源
理想電流源實際上是不存在。對於一個實際的電源，也可以用一個理想的電流源與內阻並聯的電路模型——電流源來替代，如圖1-4所示，由式（1-10）得直流電流源的外特性為
圖1-4 電流源外特性曲線
（1-11）
的曲線，圖中斜線與縱軸的交點表示負載開路時，I=0，U=U0=R0Is=Us；斜線與橫軸的交點則是電流源短路時，U=0，I=Is。
4．電壓源與電流源的等效變換
如果電壓源和電流源的外特性相同，則在相同電阻R上產生相等的電壓U與電流I。如圖1-5所示。
在圖1-5（a）的電壓源模型中
圖1-5 實際電壓源與實際電流源等效變換
（1-12）
在圖1-5（b）的電流源模型中
（1-13）
比較以上兩式，得
或 （1-14）
式（1-14）就是實際的電壓源與電流源之間等效變換公式。
在等效變換時還需注意：
1)電壓源是電動勢為E的理想電壓源與內阻R0相串聯，電流源是電流為Is的理想電流源與內阻R0相並聯，是同一電源的兩種不同電路模型。
2)變換時兩種電路模型的極性必須一致，即電流源流出電流的一端與電壓源的正極性端相對應。
3)等效變換僅對外電路適用，其電源內部是不等效的。
4)理想電壓源的短路電流Is為無窮大，理想電流源的開路電壓U0為無窮大，因而理想電壓源和理想電流源不能進行這種等效變換。
5)擴展內阻R0的內涵，即當有電動勢為E的理想電壓源與某電阻R串聯的有源支
路，都可以變換成電流為Is的理想電流源與電阻R並聯的有源支路，反之亦然。其相互變換的關系是
式 (1-15)中電阻R可以是電源的內阻，也可以是與電壓源串聯或與電流源並聯的任意電阻。
舉例：例1-2
1．1．3 電路的三種狀態
（1）額定工作狀態
在圖1-6所示的電路中，如果開關閉合，電源則向負載RL提供電流，負載RL處於額定工作狀態，這時電路有如下特徵：
① 電路中的電流為：
圖1-6 電路的有載與空載
（1-15）
式中，當Us與R0一定時，I的值取決於RL的大小。
② 電源的端電壓等於負載兩端的電壓（忽略線路上的壓降），為：
U1= Us-R0I=U2 （1-16）
③ 電源輸出的功率則等於負載所消耗的功率（不計線路上的損失），為：
P1=U1I=（Us-R0I）I=U2I=P2 （1-17）
（2）空載狀態
圖1-6所示的電路，為開關斷開或連接導線折斷時的開路狀態，也稱為空載狀態。電路在空載時，外電路的電阻可視為無窮大。因此電路具有下列特徵：
① 電路中的電流為零，即
I=0 （1-18）
② 電源的端電壓為開路電壓U0，並且有
U1=U0=Us-R0I=Us （1-19）
③ 電源對外電路不輸出電流，因此有
P1=U1I=0，P2=U2I=0 （1-20）
（3）短路狀態
如圖1-6所示的電路中，電源的兩輸出端線，因絕緣損壞或操作不當，導致兩端線相接觸，電源被直接短路，這就叫短路狀態。
當電源被短路時，外電路的電阻可視為零，這時電路具有如下特徵：
① 電源中的電流最大，但對外電路的輸出電流為零，即
，I=0 （1-21）
式中Is稱為短路電流。因為一般電源的內阻R0很小，所以Is很大。
② 電源和負載的端電壓均為零，即
U1= Us-R0I=0，U2=0 （1-22）
上式表明，電源的恆定電壓，全部降落在內阻上，兩者的大小相等，方向相反，因此無輸出電壓。
③ 電源輸出的功率全部消耗在內阻上，因此，電源的輸出功率和負載所消耗的功率均為零，即
（1-23）
舉例：例1-3
總結：
1、簡單電路的分析可以採用電阻串、並聯等效變換的方法來化簡。實際電壓源與實際電流源可以互相等效變換。
2、無源二端線性網路可以等效為一個電阻。有源二端線性網路可以等效為一個電壓源與電阻串聯的電路或一個電流源與電阻並聯的電路，且後兩者之間可以互相等效變換。等效是電路分析與研究中很重要而又很實用的概念，等效是指對外電路伏安關系的等效。
復習：
1、電源在等效變換時需注意哪幾點？
2、電路的三種狀態各有什麼特點？
1．2 直流電路的基本分析方法
電路分析是指在已知電路結構和元件參數的條件下，確定各部分電壓與電流的之間的關系。實際電路的結構和功能多種多樣，如果對某些復雜電路直接進行分析計算，步驟將很繁瑣，計算量很大。因此，對於復雜電路的分析，必須根據電路的結構和特點去尋找分析和計算的簡便方法。本節主要介紹電路的等效變換、支路電流法、結點電壓法、疊加定理、戴維南定理、非線性電阻電路圖解法等分析電路的基本方法。這些方法既可用於分析直流電路，也適用於分析線性交流電路。
1．2．1 電路的等效電阻
1．二端網路
二端網路是指具有兩個輸出端的電路，如果
電路中含有電源就叫有源二端網路，不含電源則
叫無源二端網路。二端網路的特性可用其埠上
的電壓U和電流I之間的關系來反映，圖1-7中
的埠電流I與埠電壓U的參考方向 圖1-7 二端網路
對二端網路來說是關聯參考方向。
如果一個二端網路的埠電壓與電流關系和另一個二端網路的埠電壓與電流關系相同，則這兩個二端網路對同一負載（或外電路）而言是等效的，即互為等效網路。
2．電阻的串聯
如圖1-8所示，為幾個電阻依次連接，當中無分支電路的串聯電路。串聯電路的特點：
（1）流過各電阻中的電流相等，即
圖1-8 電阻串聯及其等效
I=I1=I2 （1-24）
（2）電路的總電壓等於各電阻兩端的電壓之和，即
U=U1+U2 （1-25）
由此可得，電路取用的總功率等於各電阻取用的功率之和，即
IU=IU1+IU2 （1-26）
（3）電路的總電阻等於各電阻之和，即
R=R1+R2 （1-27）
（4）電路中每個電阻的端電壓與電阻值成正比，即
（1-28）
（5）串聯電阻電路消耗的總功率P等於各串聯電阻消耗的功率之和，即
（1-29）
串聯電路的實際應用主要有：
① 常用電阻的串聯來增大阻值，以達到限流的目的；
② 常用幾個電阻的串聯構成分壓器，以達到同一電源能供給不同電壓的需要；
③ 在電工測量中，應用串聯電阻來擴大電壓表的量程。
3．電阻的並聯
如圖1-9所示，為幾個電阻的首尾分別連接在電路中相同的兩點之間的並聯電路。
並聯電路有如下特點：
（1）各並聯電阻的端電壓相等，且等於電路兩端的電壓，即
圖1-9 電阻並聯及其等效
U=U1=U2 （1-30）
（2）並聯電路中的總電流等於各電阻中流過的電流之和，即
I=I1+I2 ` （1-31）
（3）並聯電路的總電阻的倒數等於各並聯電阻的倒數之和，即
即 （1-32）
（4）並聯電路中，流過各電阻的電流與其電阻值成反比，阻值越大的電阻分到的電流越小，各支路的分流關系為
（1-33）
可見，在電路中，通過並聯電阻能達到分流的目的。
（5）並聯電阻電路消耗的總功率等於各電阻上消耗的功率之和，即
（1-34）
可見，各並聯電阻消耗的功率與其電阻值成反比。
並聯電路的實際應用有：
（1）工作電壓相同的負載都是採用並聯接法。對於供電線路中的負載，一般都是並聯接法，負載並聯時各負載自成一個支路，如果供電電壓一定，各負載工作時相互不影響，某個支路電阻值的改變，只會使本支路和供電線路的電流變化，而不影響其他支路。例如工廠中的各種電動機、電爐、電烙鐵與各種照明燈都是採用並聯接法，人們可以根據不同的需要起動或停止各支路的負載。
（2）利用電阻的並聯來降低電阻值，例如將兩個1000 的電阻並聯使用，其電阻值則為500 。
（3）在電工測量中，常用並聯電阻的方法來擴大電流表量程。
4．電阻的混聯
在實際的電路中，經常有電阻串聯和並聯相結合的連接方式，這就稱為
電阻的混聯。對於能用串、並聯方法逐步化簡的電路，仍稱為簡單電路。有些電阻電路既不是串聯，也不是並聯，無法用串、並聯的公式等效化簡，只有尋找其他的方法求解，如電阻的星形聯接與三角形聯接的求解。
舉例：例1-4
1．2．2 基爾霍夫定律
用串並聯的方法能夠最終化為單一迴路的簡單電路，可以用歐姆定律來求解。用串並聯的方法，不能將電路最終化為單一迴路的復雜電路，其求解規律，反映在基爾霍夫定律中。基爾霍夫定律是電路的基本定律之一，它包含有兩條定律，分別稱為基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。
1． 電路結構的基本名詞
在基爾霍夫定律中，常要用到如下幾個電路名詞：
支路：在電路中通過同一電流的分支電路叫做支路。如圖1-10的電路中，有三條支路，分別是I1、I2和IL流過的支路。
節點：有三條或三條以上支路的連接點叫做節點。如圖1-10的電路中，有b、e兩個節點。迴路：閉合的電路叫做迴路。迴路可由一條或多條支路組成，但是只含一個閉合迴路的電路叫網孔。如圖1-10的電路中，有abcdef、abef和bcde三個迴路，兩個網孔，即abef和bcde。
圖1-10 電路名詞定義示意圖
2．基爾霍夫電流定律（KCL）
根據電流連續性原理，在電路中任一時刻，流入節點的電流之和等於流出該節點的電流之和，節點上電流的代數和恆等於零，即
或 （1-35）
這一關系叫節點電流方程，是基爾霍夫電流定律，也稱為基爾霍夫第一定律。該定律的應用可以由節點擴展到任一假設的閉合面。在應用KCL時，必須先假定各支路電流的參考方向，再列電流方程求解，根據計算結果，確定電流的實際方向。如果指定流入節點的電流為正（或負），則流出節點的電流為負（或正）。
3．基爾霍夫電壓定律（KVL）
根據電位的單值性原理，在電路中任一瞬時，沿迴路方向繞行一周，閉合迴路內各段電壓的代數和恆等於零，即迴路中電動勢的代數和恆等於電阻上電壓降的代數和，其數學式為
或 （1-36）
這一關系叫迴路電壓方程，是基爾霍夫電壓定律，也稱為基爾霍夫第二定律。該定律的應用可以由閉合迴路擴展到任一不閉合的電路上，但必須將開口處的電壓列入方程中。在應用KVL時，必須先假定閉合迴路中各電路元件的電壓參考方向和迴路的繞行方向，當兩者的假定方向一致時，電壓取「+」號；反之則電壓取「-」號。
舉例：例1-6
總結：
歐姆定律和基爾霍夫定律是電路分析的最基本定律。它們分別體現了元件和電路結構對電壓、電流的約束關系。
復習：
1、什麼是串聯分壓？什麼是並聯分流？舉例說明。
2、簡述基爾霍夫定律的內容
1．2．3 支路電流法
支路電流法是利用基爾霍夫兩個定律列出電路的電流和電壓方程，求解復雜電路中各支路電流的基本方法。支路法的解題步驟為：
（1）先標出電路中各支路電流、電壓的參考方向和迴路的繞行方向。
（2）如果電路中有n個節點，根據KCL列出n-1個獨立的節點電流方程。
（3）如果電路中有m個迴路，根據KVL列出m-（n-1）個獨立迴路電壓方程。通常選電路中的網孔來列迴路電壓方程。
（4）代入已知數，解聯立方程組，求出各支路電流。根據需要還可以求出電路中各元件的電壓及功率。
1．2．4 疊加原理
在線性電路中，如果有多個電源供電（或作用），任一支路的電流（或電壓）等於各電源單獨供電時在該支路中產生電流的代數和。這就是疊加原理。它是分析線性電路的一個重要定理。它的應用可以由線性電路擴展到產生的原因和結果滿足線性關系的系統中，但不能用疊加原理計算功率，因為功率是電流（或電壓）的二次函數（P=RI2），不是線性關系。
在應用疊加定理時，應注意以下幾點：
1)在考慮某一電源單獨作用時，要假設其他獨立電源為零值。電壓源用短路替代，電動勢為零；電流源開路，電流為零。電源有內阻的都保留在原處，其他元件的聯接方式不變。
2)在考慮某一電源單獨作用時，可將其參考方向選擇為與原電路中對應響應的參考方向相同，且在疊加時用響應的代數值代入。也可以原電路中電壓和電流的參考方向為准，分電壓和分電流的參考方向與其一致時取正號，不一致時取負號。
3)疊加定理只能用於計算線性電路的電壓和電流，不能計算功率等與電壓或電流之間不是線性關系的量。
4)受控源不是獨立電源，必須全部保留在各自的支路中。
舉例：例1-7
1．2．5 戴維南定理和諾頓定理
1. 戴維南定理
圖1-11 有源二端網路的等效電路
在圖1-11的電路中，在電路分析計算中，有時只需計算電路中某一支路的電流，如果用前面介紹的方法，計算比較復雜，為了簡化計算，可採用戴維南定理進行計算。戴維南定理表述如下：任何一個線性有源二端網路，對於外電路，可以用一個理想電壓源和內阻串聯組合的電路模型來等效。該電壓源的電壓等於有源二端網路的開路電壓；內阻等於將有源二端網路變成相應的無源二端網路的等效電阻。此電路模型稱為戴維南等效電路，二端網路即具有兩個端鈕與外電路聯接的網路。二端網路的內部含有電源時稱為有源二端網路，否則稱為無源二端網路。所謂相應的無源二端網路的等效電阻，就是原有源二端網路所有的理想電源 (理想電壓源或理想電流源)均除去時網路的二端電阻。除去理想電壓源，即E=0，理想電壓源所在處短路；除去理想電流源，即Is=0，理想電流源所在處開路。戴維南定理把有源二端網路用電壓源來等效代替，故戴維南定理又稱為等效電壓源定理。
解題步驟： （1）斷開支路求有源二端網路的開路電壓U0
（2）將有源二端網路變為無源二端網路求等效電阻Rab。
（3）根據戴維南定理畫出等效電壓源電路。
（4）把斷開的支路拿回來，求未知電流。
2. 諾頓定理
由於電壓源與電流源可以等效變換，因此有源二端網路也可用電流源來等效代替。諾頓定理敘述如下：任一線性有源二端網路，對其外部電路來說，可用一個理想電流源和內阻相並聯的有源電路來等效代替。其中理想電流源的電流Is等於網路的短路電流，內阻R0等於相應的無源二端網路的等效電阻。諾頓定理又稱為等效電流源定理，它和戴維南定理一起合稱為等效電源定理。
舉例：例1-8
總結：
1、支路電流法是分析電路的基本方法。如果電路結構復雜，因電路方程增加使得支路電流法不太實用。
2、疊加定理適用於線性電路，是分析線性電路的基本定理。注意，疊加定理只適用於線性電路中的電壓和電流。
3、戴維南定理和諾頓定理是電路分析中很常用的定理，運用它們往往可以簡化復雜的電路。
復習：
1、支路電流法有什麼特點？
2、簡述疊加定理的解題方法
3、簡述應用戴維南定理的解題步驟
② 怎樣認識和測量電流說課稿
電流的測量用電流表測，串聯在被測電路中