电路(邱关源).ppt

三、功率的计算和判断 1.u,i 关联参考方向 p = ui 表示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (吸收) P0 吸收负功率 (发出) + – i u p = ui 表示元件发出的功率 P0 发出正功率 (发出) P0 发出负功率 (吸收) + – i u 2.u,i 非关联参考方向 ? 上述功率计算不仅适用于元件，也使用于任意二端网络。 ? 电阻元件在电路中总是消耗(吸收)功率，而电源在电路中可能吸收，也可能发出功率。 + – 5? I UR U1 U2 例2 U1=10V，U2=5V。分别求电源、电阻的功率。 I=UR/5=(U1–U2)/5=(10–5)/5=1 A PR吸= URI = 5?1 = 5 W PU1发= U1I = 10?1 = 10 W PU2吸= U2I = 5?1 = 5 W P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W P发=P吸 (功率守恒) 注意各元件上电压、 电流的参考方向。 例3 在图示电路中，已知U1=1V, U2=－6V, U3=－4V,  U4=5V, U5=－10V, I1=1A, I2=－3A , I3=4A, I4=－1A,  I5=－3A。试求：(1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整个电路吸收的功率。 U1=1V, U2=－6V, U3=－4V,U4=5V, U5=－10V, I1=1A, I2=－3A , I3=4A, I4=－1A, I5=－3A。 整个电路吸收的功率为 解：各二端元件吸收的功率为 一、集总参数元件与集总参数电路 集总参数元件：在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端钮之间的电压为单值量。 集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。 1.4 电路元件 1.5 电阻元件 (a) 二端元件 (b) 三端元件 (c) 四端元件 集总参数电路(模型)由电路元件连接而成。电路元件是为建立实际电气器件的模型而提出的一种理想元件，它们都有精确的定义。按电路元件与外电路连接端点的数目，电路元件可分为二端元件、三端元件、四端元件等。本节先介绍一种常用的二端电阻元件。 在物理学中遵从欧姆定律的电阻，是一种最常用的线性电阻元件(简称电阻)。随着电子技术发展和电路分析的需要，有必要将线性电阻的概念加以扩展，提出电阻元件的一般定义。 如果一个二端元件在任一时刻的电压u与其电流 i 的关系，由u-i平面上一条曲线确定，则此二端元件称为二端电阻元件，其数学表达式为 这条曲线称为电阻的特性曲线。它表明了电阻电压与电流间的约束关系(Voltage Current Relationship，简称为VCR)。 电阻的分类： 1. 线性电阻与非线性电阻：其特性曲线为通过坐标原点直线的电阻，称为线性电阻；否则称为非线性电阻。 2. 时变电阻与时不变电阻：其特性曲线随时间变化的电阻，称为时变电阻；否则称为时不变电阻或定常电阻。 a) 线性时不变电阻 b)线性时变电阻 c)非线性时不变电阻 d)非线性时变电阻 线性定常电阻元件：任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。 1. 符号 (1) 电阻上的电压与电流的参考方向选为一致时： R R i u + 2. 欧姆定律 (Ohm’s Law) 线性定常电阻元件服从欧姆定律，即有： u=R i (1-3) 伏安特性曲线: R ? tan ? ? 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。 令 G ? 1/R 上式(1-3)中R称为电阻，R是一个正实常数。 则式 (1-3) 欧姆定律 又可表示为 i ? G u 电阻的单位：? (欧) (Ohm，欧姆) 电导的单位： S (西) (Siemens，西门子) ? u i O (1-4) 式(1-4)中G称为电阻元件的电导。R和G都是电阻元件的参数。 (2) 电阻上的电压和电流的参考方向相反时： 则欧姆定律写为 u ? –Ri 或 i ? –Gu ? 公式必须和参考方向配套使用！ R i u + 3.电阻元件的功率和能量 上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 R i u + R i u + p吸 ? –ui? –(–Ri)i? i 2 R ? –u(–u/ R) ? u2/ R=u2G p吸 ? ui? i 2R ?u