Chapter1电路的基本概念和电压、电流约束关系.PPT

Glacier@Himilays 第一章 电路的基本概念和电压、电流约束关系 在火力发电厂中，发电机由汽轮机带动运转，将机械能转换成电能，经变压器将电压升高，由输电线送往用电地方，再经变压器将电压降低，送至各种用电设备，把电能转换成热能、光能、机械能等。 电路的主要功能及基本要求为： 1.1.3 两条公理和一条假设 1.1.4 电路的分类 1.3 电路的无源元件 1.3.1电阻 (Resistance ) 本章结束 3. 理想电压源的开路与短路 uS + _ i u + _ R (1) 开路：R??，i=0，u=uS。 (2) 短路：R=0，i ?? ，理想电源出现病态，因此理想电压源不允许短路。 * 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。 US + _ i u + _ r Us u i O u=US–ri 实际电压源 4. 功率： 或 p吸=uSi p发= –uSi ( i, uS关联参考方向) 电场力做功 ， 吸收功率。 ? 电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动 　　外力克服电场力作功发出功率　　　　　　　　　　　　　　　　　 ? p发＝ uS i 　 (i , us非关联参考方向） 物理意义： uS + _ i u + _ uS + _ i u + _ 理想电流源：电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压 u 无关。 1. 特点： (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压是任意的，由外电路决定。 直流：iS为常数 交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsin?t 电路符号 iS 1.4.2 电流源 2. 伏安特性 IS (1) 若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与 端电压无关。 (2) 若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是 这样? 电流为零的电流源，伏安曲线与 u 轴重合,相当于开路元件? u i O iS i u + _ 电流源的电压电流一般取非关联参考方向 3. 理想电流源的短路与开路 R (2) 开路：R??，i= iS ，u ??。若强迫断开电流源回路，电路模型为病态，理想电流源不允许开路。 (1) 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电流源被短路。 iS i u + _ 4. 实际电流源的产生： 可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。 一个高电压、高内阻的电压源，在外部负载电阻较小，且负载变化范围不大时，可将其等效为电流源。 R US + _ i u + _ r r =1000 ?，US =1000 V， R =1~2 ? 时 当 R =1 ? 时，u=0.999 V 当 R =2 ? 时，u=1.999 V R 1A i u + _ 将其等效为1A的电流源： 当 R =1 ? 时，u=1 V 当 R =2 ? 时，u=2 V 两者误差很小 电路符号 + – 受控电压源 受控电流源 1.4.3受控源（Dependent Source） 1. 定义 电压源电压或电流源电流不是给定的时间函数，而是受电路中某个支路的电压(或电流)的控制。 2. 分类 根据控制量和被控制量是电压u或电流i ，受控源可分为四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。 (a) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source ) ? : 电流放大倍数 r : 转移电阻 i2=b i1 u2=ri1 CCCS o o i2=b i1 i1 o o o + i1 u2=ri1 CCVS + _ (b) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source ) o o o o + _ u1 u2=? i1 VCVS + _ g: 转移电导 ? :电压放大倍数 VCCS o o i2=gu1 o o + _ u1 (c) 电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source ) (d) 电压控制的电压源 ( Voltage Controlled Current Source ) u2= ?u1 i2=gu1 * 本课程只讨论线性受控源 3. 受控源与独立源的比较 (1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流)直接由控制量决定。 (2) 独立源作为电路中“激励”