第1章电路的基本概念与定律.ppt

 电源（或信号源）、负载和中间环节组成。 其中，电源的作用是为电路提供电能或信号； 中间环节用作电源和负载的连接体，包括导线、 开关、控制电路等。 一、电压源 实际电压源的模型可表示为一个电动势E （其端电压为US）和 一个内部电阻(简称内阻)RO 的串联组合。如图所示。 U=E-IRO 由图可知，电压源的输出电压U 与输出电流I 之间的关系为 RL + R0 + - E U – b a I 第1章 电路的基本概念与定律 E I U 0 IR0 由式U=E-IRO可见，电压源的输出电压U将随输出电流I的增大而减小，其伏安特性如图所示。 电压源的内阻RO愈大，在一定的输出电流情况下，内阻RO上的电压降愈大，端电压下降愈大，伏安特性曲线愈陡； 内阻RO愈小，伏安特性曲线愈平坦。 当内阻RO为零时，内阻RO上的电压降为零，电压源的输出电压U就等于电动势E，即 U=E 。 第1章 电路的基本概念与定律 这种输出电压为恒定值的电压源称为恒定电压源，简称恒压源。又称为理想电压源。 理想电压源两个重要特点： 第一：理想电压源的端电压恒定不变，且与流过电源的电流无关。 第二：理想电压源输出电流的大小由外电路决定。 + - E U – b a I + 第1章 电路的基本概念与定律 二、电流源 实际的电流源的模型可表示为一个电激流IS和一个内部电阻(简称内阻)RO的并联组合。如图所示。实际的电流源简称电流源。 RL I R0 U R0 U IS + － 由图可知，电流源的输出电流I与输出电压U之间的关系为 第1章 电路的基本概念与定律 ISR0 I U 0 IS R0’R0 I 由上式可见，电流源的输出电流I 将随输出电压U 的增大而减小，其伏安特性如图所示。 电流源的内阻RO 愈小，在相同的输出电压情况下，内阻RO 上的分流愈大，输出电流I 下降愈大，伏安特性曲线愈平坦； 内阻RO 愈大，伏安特性曲线愈陡直。当内阻RO 为无穷大时，内阻RO 上的分流为零，电源的输出电流I 就等于电激流IS ，即I=IS 第1章 电路的基本概念与定律 输出电流为恒定值的电流源称为恒定电流源，简称恒流源。又称为理想电流源。 理想电流源两个重要特点： 第一、理想电流源的输出电流恒定不变，它与电源两端的电压无关。 第二、理想电流源端电压的大小由外电路决定。 I U IS + － 第1章 电路的基本概念与定律 *三、受控电源 前面讨论的电压源和电流源，其电动势和电激流不受电路中其它部分电压或电流的影响，故称这种电源为独立电源。 电路中还有另一类电源，即电压源的电动势和电流源的电激流是受电路中其它部分的电压或电流控制的，这种电源称为受控电源。 受控电源 受控电压源 受控电流源 受电压控制 受电流控制 受电流控制 受电压控制 VCVS CCVS VCCS CCCS 模型如下页图所示。 第1章 电路的基本概念与定律 U1 + U2 _ I1=0 I2 uU1 E _ + - + VCVS 电压控制电压源 (Voltage Controlled Voltage Source) I2 U2 _ I1 tI1 E _ + U1=0 + - + CCVS 电流控制电压源 (Current Controlled Voltage Source) 由图可知，为了区别于独立电源，受控源的符号采用菱形表示。对于每一种电源来说，都有一对输入端表示控制量，一对输出端对外提供电压或电流。其中 、g、 和β表示控制系数，这种受控源称为线性受控源。 第1章 电路的基本概念与定律 U2 _ I1 I2 E U1=0 + _ + ?I1 U2 _ I1=0 I2 gU1 E U1 + _ + VCCS CCCS 电压控制电流源 (Voltage Controlled Current Source) 电流控制电流源 (Current Controlled Current Source) 第1章 电路的基本概念与定律 RL + Ro E – S + U – I 1.5 电路的工作状态 现在以图中最简单的直流电路为例，分析和讨论电路处于这三 种状态时的电流、电压和功率。 电路可能出现三种状态，即有载状态、开路状态和短路状态。 第1章 电路的基本概念与定律 一、电源有载状态 开关S 合上，电源与负载接通，电路则处于有载状态。 电路中的电流为 式中，E为电源电动势，Ro为电源内阻，E和Ro 一般为定值。电源的端电压为U =