第1章电路的基本概念与基本定律-cc.ppt

封面 1.1电路的组成和电路模型 电路－－指为了某种需要由一些电气器件按一定方式连接起来的电流通路。 电气器件－－泛指实际的电路部件，如电阻、电容器、电感线圈、晶体管、变压器等。 电路的作用 实现电能的传输和转换。例如电力系统。 实现信号的传递和处理。如扩音机。 电路的组成 电路的组成 电源－－提供电能或电信号的设备； 负载－－用电或者输出信号的设备； 传输环节－－用于传输电能和电信号。 电路模型 电动势 电压、电位和电动势的参考方向（P6） 采用参考极性表示（在电路图上标出＋－极性） 采用箭头表示 采用双下标表示 参考方向需要注意的几个问题 电流、电压的方向是客观存在的，但很难事先判定。参考方向是人为规定的电流、电压数值为正的方向，在分析问题是需要先规定参考方向。 参考方向一经规定，在整个分析计算过程中必须以此为准，不能变动。 不标明参考方向而说某电流或某电压的值为正或负没有意义 参考方向可以任意规定而不影响计算结果。 关联方向 当a、b两点间所选择的电压参考方向由a指向b时，也选择电流的参考方向经电路由a指向b，这种参考方向的定义方式成为关联方向。（电流从电压的正极性流入该元件而从它的负极性端流出） （电源与负载的判别） 根据实际方向判：若U和I的实际方向相反，电流“+”端流出，则该元件发生功率，起电源作用；若U和I的实际方向相同，电流从“+”端流入，取用功率，起负载作用。 根据参考方向判：参考方向相关联P=UI或非关联P=-UI得到的功率为正值，吸收（消耗）功率为负载；参考方向相关联P=UI或非关联P=-UI得到的功率为负值，提供（产生）功率为电源。 线性电阻元件的欧姆定律 电阻元件 电流、电压－－电阻元件是一种最常见的理想电路元件，它是一个二端元件。二端元件的端钮电流、端钮间的电压分别称为电流、电压。 伏安特性－－－电阻元件的特性可以用元件电压与元件电流的代数关系表示（电压电流关系VCR）也称为伏安特性。 1、基尔霍夫电流定律（KCL）---应用于节点 例 1）通过的电流与端电压成正比 即： i = uG 或 I= UG 注意：电流、电压为关联参 考方向 2）具有双向性: 伏安特性对原点对称 3）耗能元件：p=ui=i2 /G =u2G0 4）无记忆元件：i(t)= u(t)G G单位：S(西门子) 1.4理想电压源元件 （有源二端元件） 1、定义：能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。 2、符号表示 3、特点： 恒压不恒流 （1）电压源提供的端电压是一定值Us或是 一时间函数us(t)，与流过电压源的电 流无关。 （2）电压源的端电压由自身决定，电流由外 电路决定。 4、伏安关系： 平行于i轴的一条直线。 5、重要特性： （1）电压源即可以提供电能，也可以消耗电能。 （2）电压源提供的电流可以是无穷大。 （3）电压源不起作用，相当于导线。 恒压源中的电流由外电路决定 设: US=10V I US + _ a b Uab 2? R1 当R1 、R2 同时接入时： I=10A R2 2? 例 当R1接入时 ： I=5A 则： R0越大 斜率越大 电压源模型 伏安特性 I U US U I R0 + - US RL U = US – IRO 当R0 = 0 时，电压源模型就变成恒压源模型 由电压源串联一个电阻构成 R0称为电源的内阻 P14 掌握开路电压，短路电流值；实际电源的内阻的求解 1.5理想电流源元件 （有源二端元件） 1、定义：能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。 2、符号表示 3、特点： 恒流不恒压 （1）电流源提供的电流是一定值Is或是 一时间函数is(t)，与电流源的端电 压无关。 （2）电流源的电流由自身决定，端电压由外 电路决定。 4、伏安关系： 平行于u轴的一条直线。 5、重要特性： （1）电流源即可以提供电能，也可以消耗电能。 （2）电流源的端电压可以是无穷大。 （3）电流源不起作用，相当于断路。 恒流源两端电压由外电路决定 I U Is R 设: IS=1 A R=10 ? 时， U =10 V R=1 ? 时， U =1 V 则: 例 IS R0 a b Uab I Is Uab I 外特性 R0 R0越大 特性越陡 I = IS – Uab / R0 当 内阻R0 = ? 时，电流源模型就变成恒流源模型 电流源模型 由电激流并联一个电阻构成 受控源：依靠其它支路的电流或电压向外电路提供恒定电流或电压的元件。 电路结构特