第1单元电路模型和电路定律.pptVIP

基尔霍夫(G.R.Kirchhoff) (1824-1887) ?德国物理学家,以他对光谱分析，光学，和电学的研究著名。基尔霍夫给欧姆定律下了严格的数学定义。还于1860年发现铯和鉫元素。在他还是23岁大学生的时候就提出了著名的电流定律和电压定律，这成为集中电路分析最基本的依据。 ② 对回路中各支路电压要规定参考方向；并设定回路的巡行方向，选顺时针巡行和逆时针巡行均可。巡行中，遇到与巡行方向相反的电压取负号； 3、说明: ③ 应将KVL代数方程中各项前的正负号与电压本身数值的正负号区别开来。 ④　KVL实质上是能量守恒原理在集中电路中的体现。因为在任何回路中，电压的代数和为零，实际上是从某一点。出发又回到该点时，电压的升高等于电路的降低。 1.3 基氏定律 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 电路中最简单、最常用的元件是二端电阻元件，它是实际二端电阻器件的理想模型。 若一个二端元件在任意时刻，其上电压和电流之间的关系(Voltage Current Relation，缩写为VCR)，能用u~i平面上的一条曲线表示，即有代数关系 f (u，i) = 0 则此二端元件称为电阻元件。 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 1、电阻元件的定义 1.4 电阻元件 ① 如果电阻元件的VCR在任意时刻都是通过u~i平面坐标原点的一条直线，如图(a)所示，则称该电阻为线性时不变电阻，其电阻值为常量，用R表示。 ②若直线的斜率随时间变化(如图(b)所示)，则称为线性时变电阻。 ③若电阻元件的VCR不是线性的(如图(c)所示) ，则称此电阻是非线性电阻。 本书重点讨论线性时不变电阻。 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 2、电阻的分类 对于（线性时不变）电阻而言，其VCR由著名的欧姆定律(Ohm’s Law)确定。 电阻的单位为：欧[姆](Ω)。 电阻的倒数称为电导(conductance)， 用G表示，即 G = 1/R , 电导的单位 是：西[门子](S)。 应用OL时注意： ①欧姆定律只适用于线性电阻，非线性电阻不适用；②电阻上电压电流参考方向的关联性。 1.4 电阻元件 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 3、欧姆定律 ①开路(Open circuit)：R=∞，G=0，伏安特性 ②短路(Short circuit) ： R=0 ，G=∞，伏安特性 对于正电阻R来说，吸收的功率总是大于或等于零。 1.4 电阻元件 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 4、两种特殊情况 1.4 电阻元件 例1 阻值为2Ω的电阻上的电压、电流参考方向关联，已知电阻上电压u(t) = 4cost (V)，求其上电流i(t)和消耗的功率p(t)。 解： 因电阻上电压、电流参考方向关联，由OL得其上电流 i(t) = u(t) /R = 4cost/2 = 2cost (A) 消耗的功率： p(t) = R i2(t) = 8 cos2t (W)。 例2 如图所示部分电路，求电流i和18 Ω 电阻消耗的功率。 解：在b点列KCL有 i1 = i + 12， 在c点列KCL有 i2 = i1 + 6 = i + 18 ， 在回路abc中，由KVL和OL有 18i + 12i1 +6i2 = 0 即 18 i + 12(i + 12) +6(i + 18 ) = 0 解得 i = -7(A) ，PR = i2×18 = 882(W) 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 电源 独立电源 独立电压源，简称电压源(Voltage Source) 独立电流源，简称电流源(Current Source) 非独立电源，常称为受控源(Controlled Source) 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 电源是有源的电路元件，它是各种电能量（电功率）产生器的理想化模型。 元件 电阻 线性电阻：电压与电流成线性正比关系 非线性电阻：电压与电流为非线性关系 独立电源：两端的电压与流过的电流完全无关 下一页 前一页 第 1-* 页 返回本章目录 所有简单电路元件都可以根据流过元件的电流和两端的电压之间的关系来分类。 受控源：电压或电流取决于其它地方的电流或电压 电容、电感：电压与电流成为积分关系 1.7 电源 若一个二端元件接到任何电路后，该元件两端电压总能保持给定的时间函数uS(t)，与通过它的电流大小无关，则此二端元件称为电压源。 u(t) = uS(t)，任何t i(t)任意