基尔霍夫定律与电阻元件.PDF

第一章电路的基本概念 山东大学信息科学与工程学院 内容提要 理想元件电路模型 参考方向 基尔霍夫定律 运算放大器 独立源和受控源 支路分析法 1-1电路与电路模型 电的应用：能量和信息两大领域 电力系统：能量是主要的着眼点。涉及大规模电能 的产生、传输和转换(为其他形式的能量)，构成现 代工业生产、家庭生活电气化等方面的基础。 信息与控制系统：信息是主要的着眼点。电能具有 携带信息的能力，如日常的电话通信，计算机间信 息的交流，工业生产的自动化控制等。电用作信息 处理和交换的媒介已成为当代社会的显著特征。 电路与电路模型 电路(circuit) 若干个电气设备或器件按照一定方式组合起来，构 成电流的通路。亦称电网络或网络（Network）。 电路的部件(component) 作为电路组成部分的设备或器件，例如供电设备(电 源,source)、用电设备(负载, load)、电阻器、电感 器、电容器、晶体管、电子管等。 电路部件的复杂性 电路与电路模型 理想电路元件（元件模型） 当实际电路的尺寸远小于最高工作频率所对应的波长时，可以定义 出几种“集总参数元件”(Lumped Parameter elements)，用来构成 实际部、器件的模型，即：理想电路元件或元件模型。每一种集总 参数元件(以后简称为元件)只反映一种基本电磁现象，电场、磁场 被认为只集中在相应元件的内部，且可由数学方法精确定义。 主要元件模型 电阻元件：只涉及消耗电能的现象，为耗能元件； 电容元件：只涉及与电场有关的现象，为电场储能元件； 电感元件：只涉及与磁场有关的现象，为磁场储能元件； 电压源、电流源等元件。 电路与电路模型 实际电路部件与理想元件关系 实际电路部件可以由一种或几种理想元件进行建模，以便于 精确描述其电磁特性。例如，我们可以用电阻元件来描述灯 泡，用电阻元件和理想电压源来描述干电池等。 电路模型：由若干理想元件构成的电路即实际电路的 电路模型。 1-2 电压与电流的参考方向 电路分析的目的 分析计算电路中的某些电路变量及其变化规律。 电路变量 电流(单位：安培，A) 电压(单位：伏特，V) 功率(单位：瓦特，W) 电流、电压的方向 电流方向：正电荷的移动方向。 电压方向：电位下降的方向。 电压与电流的参考方向 参考方向：任意假定的电压、电流方向。 为什么规定参考方向？ 在实际电路中，我们很难准确知道电流和电压在某个瞬时的实 际方向。 便于建立电路方程。 u 如何表示参考方向？ + - i 电压参考方向：+、- 关联/ 一致参考方向： 电流参考方向：→ 指规定的电压参考方向与电流参考 如何选择参考方向？ 方向相互关联，相互一致。 电压、电流参考方向可以任意规定，不影响分析结果 采用关联参考方向/ 一致参考方向更为方便，也更为常用 关联/ 一致参考方向 关联参考方向时功率的意义 关联参考方向时，电压电流瞬时 u 值的乘积表示二端元件/ 网络吸收 + - i 的瞬时功率。 瞬时功率大于零，表示二端元件/ 网络吸收能量