1.5 理想电路元件.ppt

三、理想电容元件 一段时间吸收的能量为 四 理想电感元件 定义：磁链数与通过的电流成正比 1.6 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 （KCL）和基尔霍夫电压定律( KVL )。 它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。 下 页 上 页 返 回 1.几个名词 电路中通过同一电流的分支。 元件的连接点称为结点。 b=3 a n=4 b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 支路 电路中每一个两端元件就叫一条支路 i3 i2 i1 结点 b=5 下 页 上 页 或三条以上支路的连接点称为结点。 n=2 返 回 由支路组成的闭合路径。 两结点间的一条通路。由支路构成 对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 l=3 1 2 3 路径 回路 网孔 网孔是回路，但回路不一定是网孔。 下 页 上 页 + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 注意 返 回 2.基尔霍夫电流定律 (KCL) 令流出为“+”，有： 例 在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出（或流入）该结点电流的代数和等于零。 下 页 上 页 返 回 例 三式相加得： KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面。 下 页 上 页 1 3 2 表明 返 回 KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映； KCL是对结点处支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关； KCL方程是按电流参考方向列写的，与电流实际方向无关。 下 页 上 页 明确 返 回 3.基尔霍夫电压定律 (KVL) U3 U1 U2 U4 下 页 上 页 标定各元件电压参考方向 选定回路绕行方向，顺时针或逆时针. I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ 在集总参数电路中，任一时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 返 回 –U1–US1+U2+U3+U4+US4= 0 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或： –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 下 页 上 页 U3 U1 U2 U4 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ KVL也适用于电路中任一假想的回路。 注意 返 回 例 KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律; KVL是对回路中的支路电压加的约束，与回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关； KVL方程是按电压参考方向列写，与电压实际方向无关。 下 页 上 页 明确 a Us b _ _ - + + + U2 U1 返 回 * * 下 页 上 页 1.5 理想电路元件 是电路中最基本的组成单元。 1. 电路元件 返 回 5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电压源和电流源： 表示将其它形式的能量转变成电能的元件。 注意 如果表征元件端子特性的数学关系式是线性关系，该元件称为线性元件，否则称为非线性元件。 一.电阻元件 2.线性时不变电阻元件 电路符号 R 电阻元件 对电流呈现阻力的元件。其特性可用u～i平面上的一条曲线来描述： i u 任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。 1.定义 伏安 特性 下 页 上 页 0 返 回 u～i 关系 R 称为电阻，单位：? (Ohm) 满足欧姆定律 单位 G 称为电导，单位：S (Siemens) 下 页 上 页 伏安特性为一条过原点的直线 u i 0 R u i + － 返 回 如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号； 说明线性电阻是无记忆、双向性的元件。 欧姆定律 只适用于线性电阻( R 为常数）； 则欧姆定律写为 u ? –R i i ? –G u 公式和参考方向必须配套使用！ 下 页 上 页 注意 R u i - + 返 回 3.功率和能量 电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p ? -u i? -(–R i) i ?i2 R ? u2/ R p ? u i? i2R ?u2 / R 功率 R u i + - 下 页 上 页 表明: R u i - + 返 回 u i 4.电阻的开路与短路 短路 开路 u i 下 页 上 页 R u + – i 0 0 返 回 二. 电压源和电流源 电路符号 1.理想电压源 定义 i + _ 下 页 上 页 其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流 i