电路分析c chapter-one.ppt

Glacier@Himilays  1.4 电路元件分类 1. 线性与非线性元件 设有两个电路变量 x 和 y, f是一种函数关系,y=f(x) 。若对于任何常数k,有f(kx)=ky,则称变量 x 与 y 呈线性关系,f是线性约束；否则，x 与 y 就是非线性关系。 如果一个元件对电路中的变量施加线性约束 , 则称该元件为线性元件, 否则称为非线性元件。 电阻元件是表征材料或器件对电流呈现阻力、损耗能量的元件。 基尔霍夫定律应用举例 ？ 解 ? 举例2：求图中电位Va。 1Ω 4A 2Ω 3V ＋ - I=0 a Va=－U1+3V=(－4) ×1+3=－1V U1 根据自己的理解说明什么是支路？回路？结点和网孔？ 某电压或某电流得负值说明什么？ 基尔霍夫两定律的推广应用如何理解和掌握？ 列写KCL、KVL方程式前，不在图上标出电压、电流和绕行参考方向行吗？ 电路及电路模型： 电路作用、分类、理想元件、理想电路模型 本章要点： 基尔霍夫定律 KCL、KVL内容、推广形式、物理意义 电路常用元件 无源元件（电阻）； 有源元件（理想电压源、理想电流源）； 受控源（VCCS、CCCS、VCVS、VCVS) 电路分析基本变量 定义、大小、单位；方向：关联参考方向 本章小结 1、电路模型 用理想电路元件及其组合来模拟实际器件。 2、电流和电压参考方向 在电路分析中，当涉及某个元件或部分电路的电流或电压时，由于不知道它们的实际方向，或者是它们的实际方向是随时间而变化的，就有必要指定电流或电压的参考方向。 参考方向可以随意指定。在指定的参考方向下，电流值和电压值的正和负就能够反映出电流和电压的实际方向。参考方向一旦指定，在电路分析时，就不能再更改该参考方向了。 3、关联参考方向 电流的参考方向与电压的参考方向一致。 4、电功率 u, i 取关联参考方向， p = ui 表示元件吸收的功率 P0 ，实际吸收；P0 实际发出 u, i 取非关联参考方向， p = ui 表示元件发出的功率 P0 ，实际发出； P0 实际吸收 5、电阻元件 电压和电流取关联参考方向时 u ? R i 或 i? G u 电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线。 电压和电流取非关联参考方向时 u ? –Ri 或 i ? –Gu p吸 ? – ui? – (– Ri)i? i2 R ? – u(– u/ R) ? u2/ R p吸 ? ui? i2R ?u2 / R 短路和开路的概念 6、电压源 + _ i 特点： (a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； (b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。 电压源允许开路，不允许短路。 p发＝ uS i (i , us非关联） 电压源既可以发出功率，也可以吸收功率。 7、电流源 特点： 电流源允许短路，不允许开路。 p发＝ u i S (is , u非关联） 电流源既可以发出功率，也可以吸收功率。 iS + _ u (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压是任意的，由外电路决定。 8、受控源 控制量可以是电压或电流，被控制量也可以是电压或电流，共有四种组合。 受控源不能单独作用，但在电路分析时可以作为独立源来处理，一定要注意它的输出（电压或电流）是取决于控制量的。 + – 受控电压源 受控电流源 9、基尔霍夫定律 支路、结点、回路和网孔的概念 电流定律 (KCL)：在任何集总参数电路中，在任一时刻，流出(流入)任一结点的各支路电流的代数和为零。 电压定律 (KVL)：在任何集总参数电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径(按固定绕向)，各支路电压的代数和为零。 KCL 可以适用于包围几个结点的闭合面，KVL可以适用于某一路径的电压。（与路径无关） 伏安特性曲线: ? R ? tg ? ? 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。 令 G ? 1/R G称为电导 则 欧姆定律表示为 i? G u . 电导的单位： S (西) (Siemens，西门子) u i O 电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线 (2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 R i u + 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！ 3、特殊情况 ? 开路（断路）：当一个线性电阻元件的端电压不论为何值时，流过它的电流恒为零值。 ? 短路：当流过一个线性电阻元件的电流不论为何值时，它的端电压恒为零值。 R=∞ 或 G=0 R= 0 或 G= ∞ i u O 开