电路(第一章)2016教程.ppt

1.8 基尔霍夫定律 例7： 解 选择参数可以得到电压和功率放大。 U=? + + - － ?I1 R2 I1 R1 US 求电压 U 1.8 基尔霍夫定律 作 业 P 27 : 1-8、1-10 P 30 : 1-19、1-20 1.4 电路元件 3、线性电路和非线性电路： 线性元件：元件参数与其电压、电流无关，表征元件端子特性的 数学关系式是线性关系，否则称为非线性元件。 线性电路： 完全由线性元件构成的电路。 本课程主要讨论线性电路。 4、时不变（定常）电路和时变电路： 由时不变元件构成的电路。 时不变元件：元件参数不随时间变化。 本课程只讨论时不变电路。 时不变电路： 1.5 电阻元件 对电流呈现阻力的元件。其特性可用u～i平面上的一条曲线来描述： i u 任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。 伏安 特性 1、电阻元件： 线性时不变电阻元件： 电压、电流满足欧姆定律 u i 0 0 G =1/R，称为电导，单位：S (Siemens) 。 a. 电压、电流在关联参考方向下： i u + - 1.5 电阻元件 注意 欧姆定律只适用于线性电阻( R 为常数）； 如电阻上的电压与电流参考方向非关联，公式中应冠以负号， 公式 和参考方向必须配套使用； 线性电阻是无记忆的元件。 R i u - + u ? –R i i ? –G u b. 电压、电流在非关联参考方向下： “电阻”一词及其符号R既表示电阻元件也表示该元件的参数。 1.5 电阻元件 3、电阻元件的功率和能量： 在电压、 电流取关联参考方向时，在任一时刻t， 电阻吸收的功率： 从-∞直到时刻t， 电阻吸收的能量： 由以上二式可见， 对于通常所说的电阻（即R≥0， G≥0）恒有：  p(t)≥0， w(t)≥0 这表明，在任何时刻，电阻都不可能发出功率（或能量），它吸收的全部电磁能量全部转换为其它形式的能量。 因此，电阻不仅是无源元件而且是耗能元件。 1.5 电阻元件 u i 0 u i 0 开路： 短路： 4、电阻元件的开路和短路： i = 0 ， u ≠0 u = 0 ， i ≠0 R =∞ 或 G =0 R =0 或 G = ∞ 1.6 电压源和电流源 1、理想电压源： 理想电压源的两端电压总保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流 i 无关。 a b Us + - u + - i 外 电 路 u i 0 us(t1) u i 0 Us (a) (b) (c) 其端电压u(t)= uS(t)， uS(t)为给定的时间常数。当uS(t)为定值时称电压源为恒定电压源或直流电压源。 直流电压源的伏安特性 时变电压源的伏安特性 接负载的电压源 1.6 电压源和电流源 理想电压源的电压、电流关系： 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。 通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。 a b Us + - i 电压源开路： 电压源不允许短路： 电压源短路无意义： 短路时端电压 U=0，由于Us=U，与电压源特性不符， uS(t) ≠0 。 1.6 电压源和电流源 理想电压源的功率： 通常将电压源的电压和通过电压源的电流的参考方向取为非关联参考方向。此时，电压源发出的功率为p(t) = us(t) i(t)，这也是外电路吸收的功率。 Us + - u + - i Us + - u + - i 电压、电流参考方向非关联；　　　　　　　　　　　　　　　 电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率。　　　　　　　　　　　　　　　　　 p(t) = us(t) i(t) 发出功率，起电源作用 电压、电流参考方向关联；　　　　　　　　　　　　　　　 电场力做功，电源吸收功率 吸收功率，充当负载 p(t) = us(t) i(t) 1.6 电压源和电流源 例1： 解 计算图示电路各元件的功率 10V UR I + _ 5V + UR = 10-5 = 5V I= uR/R = 1A P10V= -Us I= -10×1 = -10W 发出 P5V= Us I = 5×1 = 5W 吸收 满足：P（发）＝P（吸） R= 5 ? + _ _ PR= UR I = 5×1 = 5W 吸收 1.6 电压源和电流源 2、理想电流源： 理想电流源的输出电流总保持定值或一定的时间函数，其值与它的两端电压 u 无关。 u i 0 Is (a) (b) (c) a b Is + - u + - i 外 电 路 is(t1) u i 0