1.电路的基本概念与基本定律（改完）.ppt

1.5 电源有载工作、开路与短路 例2： 课 堂 讨 论 (2)自感电动势： 根据基尔霍夫定律可得： 线性电感的伏安特性：　 u = L di dt 在直流电路中： = 0 di dt 即 u = 0 —— 电感相当于短路! L 　＋ u － i (3)电感元件储能 将上式两边同乘上 i ，并积分，则得： 即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。 磁场能 描述电容两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量的性质。 u i C + _ 电容元件 某部分电路 电能转换 电场能量 电 容 线性电容和非线性电容。 电容： 线性电容的伏安特性： i = C du dt 3. 理想电容元件　　 电容元件储能 将上式两边同乘上 u，并积分，则得： 在直流电路中： = 0 du dt 即 i = 0 —— 电容相当于断路! 即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。 电场能 理想电感 理想电容 无源电路元件 组 合 理想电阻 例如一个实际的电感线圈： 在低频电路中等效为 在高频电路中等效为 4. 实际无源元件　　 实际电源： 既产生电能，内部又有能量损耗。 实际电源有电压源和电流源两种。 理想电源： 产生电能，内部无能量损耗。 理想电源有理想电压源和理想电流源两种。 1.6.2 有源元件 1. 理想电压源 特点: ① 输出电压是恒定的； ② 输出电流由负载的大小确定。 电路模型 US 伏安特性（外特性） I U O —— 恒压源 　 ＋ US 　 － I ＋ U － 2. 理想电流源 特点: ① 输出电流是恒定的； ② 输出电压由负载的大小确定。 —— 恒流源 I IS ＋ U － 电路模型 IS 伏安特性（外特性） U I O 3. 实际电源　 (2) 实际电流源 (1) 实际电压源 R0 　 ＋ US 　 － I ＋ U － I IS ＋ U － R0 I U O US U I O IS U = Us-IR0 I = Is-U/R0 1. 7 基尔霍夫定律 支路：电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。 结点：三条或三条以上支路的联接点。 回路：由支路组成的闭合路径。 网孔：内部不含支路的回路。 I1 I2 I3 1 2 3 b a + - E2 R2 + - R3 R1 E1 例： 支路：ab、bc、ca、… （共6条） 回路：abda、abca、 adbca … （共7 个） 结点：a、 b、c、d (共4个） 网孔：abd、 abc、bcd （共3 个） a d b c E – + G R3 R4 R2 I2 I4 IG I1 I3 I R1 1.7.1 基尔霍夫电流定律(KCL定律) 1．定律 表述1: 在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。 ?Ｉ入= ?Ｉ出 ?Ｉ= 0 表述2: 在任一瞬间，通过任一结点电流的代数和恒等于零。 所有电流均为正。 可假定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负；也可以作相反的假定。 实质: 电流连续性的体现。 对结点 a： I1+I2 = I3 或 I1+I2–I3= 0 基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。 b a + - E2 R2 + - R3 R1 E1 I1 I2 I3 理论依据： 能量守恒 —— 电荷守恒 —— 电流连续。 特点： ① KCL 与元件的性质无关。 ② KCL 方程的形式取决于支路与结点的连接 关系和支路电流的参考方向。 电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。 2．推广 I =? 例: I = 0 IA + IB + IC = 0 2? + _ + _ I 5? 1? 1? 5? 6V 12V IA IB ICA IBC IAB A C B IC 广义结点 表述2： 在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。 1.7.2 基尔霍夫电压定律（KVL定律) 1．定律 ? U = 0 表述1： 在任一瞬间，从回路中任