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第1章 电路模型和电路定律 1.1 电路和电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 1.3 电功率和能量 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 1.6 电压源和电流源 1.7 受控电源(非独立源) 1.8 基尔霍夫定律 电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。 u i 直流电流源的伏安关系 下 页 上 页 0 例 R u - + 外电路 电流源不能开路！ 返 回可由稳流电子设备产生，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子被激发产生一定值的电流等。 下 页 上 页 实际电流源： 返 回 实际电压源 干电池 钮扣电池 1. 干电池和钮扣电池（化学电源）干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。 钮扣电池电动势1.35V，用固体化学材料，化学反应不可逆。 下 页 上 页 返 回氢氧燃料电池示意图 2. 燃料电池（化学电源） 电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。 下 页 上 页 返 回 3. 太阳能电池（光能电源）一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上，形成一个从N区流向P区的电流。约 11%的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V,电流0.1A太阳能电池示意图 太阳能电池板 下 页 上 页 返 回 蓄电池示意图 4. 蓄电池（化学电源）电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。 下 页 上 页 返 回 直流稳压源 变频器 频率计 函数发生器 下 页 上 页 返 回 发电机组 下 页 上 页 返 回 草原上的风力发电 下 页 上 页 返 回 下 页 上 页 返 回 电路符号 + – 受控电压源 1.定义 受控电流源输出电压或电流的大小和方向不是给定的值或时间函数，而是受电路中其他地方的电压(或电流)控制的电源。 电流控制的电流源 ( CCCS ) ? : 电流放大倍数 根据控制量和被控制量是电压u 或电流i，受控源 可分四种类型：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。 2.分类 四端元件 输出：受控部分 输入：控制部分 下 页 上 页 b i1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + 返 回 g: 转移电导 电压控制的电流源 ( VCCS ) 电压控制的电压源 ( VCVS ) ?: 电压放大倍数 gu1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + 下 页 上 页 i1 ?u1 + _ u2 i2 _ u1 + + _ 返 回 电流控制的电压源 ( CCVS ) r : 转移电阻 例 电路模型 ?ib ic ib 下 页 上 页 ri1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + + _ 返 回 3.受控源与独立源的比较 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)由控制量决定。 独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中不能作为“激励”。 下 页 上 页 返 回 下 页 上 页 返 回 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。 * * 电路和电路模型 1.1 电阻元件 1.5 电流和电压的参考方向 1.2 电压源和电流源 1.6 电功率和能量 1.3 受控电源 1.7 电路元件 1.4 基尔霍夫定律 1.8 首 页 本章内容 1. 电压、电流的参考方向 3. 基尔霍夫定律 重点： 2. 电阻元件和电源元件的特性 返 回 功能 a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递、控制与处理。 建立在同一电路理论基础上。 由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。 下 页 上 页 共性 返 回 1.实际电路 反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。 2. 电路模型 导线 电池 开关 灯泡 电路图 理想电路元件 人为定义出的有某种确定性能的理想元件。 电路模型 下 页 上 页 返 回 几种基本理想电路元件及其性能: 电阻：消耗电能 电感：产生磁场，储存磁场能量 电容：产生电场，储存电场能量 电压源和电流源：将其他形式能量转化为电能量 以上几种基本理想电路元件有如下特征： （A）可以用数学公式描述； （B）不能被分解为其他元件。 下 页 上 页 返 回 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一电路模型表示；