电路原理第3版范承志第01章节基本概念.ppt

尚辅网 / 电路原理 教学软件(甲I) 浙江大学电工电子教学中心 2010年1月 第一节 电路和电路元件 1）由电气设备以各种方式连接组成的总体称为电路。 简单电路如手电筒，包括电池、灯泡、开关及连线 复杂的电路如超大规模集成电路、通信网络、自动控制系统、高压电网等。 2）为了对实际电路进行分析研究，把各种各样的实际电路元件根据其主要物理性质，抽象成理想化的电路模型元件，这些元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、独立电源元件、受控源元件、二端口和多端元件等。 3）电路计算基本物理量及单位： 电流（安培） 1安培=1库仑/秒 1A=103mA= 106?A 电压（伏特） 1伏特=1焦尔/1库仑 1V=103mV= 106?V 电功率（瓦特）1瓦特=1安培*1伏特 1KW=103W 电能 （焦尔）1焦尔=1瓦特*秒 电能 （度） 1度= 1千瓦小时（ KW?h）=3.6×106J 1.1 电阻元件 电阻：端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其它形式能量的二端器件，用字母 R 来表示，单位为欧姆 ? 。实际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻元件。 伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系，当电压电流成比例时（特性为直线），称为线性电阻，否则称为非线性电阻。 表示符号 伏安特性 U = f ( I ) 线性电阻的电压电流特性符合欧姆定律 U=R×I U I R = 电阻: 电导: I U G = 电阻元件消耗的功率： U2 R P=U×I=I2×R= 电阻元件消耗的能量： W= =P×t= I2R t 1.2 电容元件 1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示， 其单位为法拉 （F）。 2）电容上储存的电荷 与端电压 U 之间关系 3）当电压和电流如图方向时，有 电容电压与电流具有动态关系. 1.3 电感元件 1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示， 其单位为亨利 （F）。 2）电感交链的磁通链 ? 与电流 i 之间有 ? = L i 3）当电压和电流如图方向时，有 ? 磁链 1.4 独立电源元件 1）独立电压源 独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的电压，与流过电压源的电流无关。 右图是电压源的常用符号，Us 表示电压源从正到负有Us 伏压降。 非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。 当电压源数值Us = 0 时，相当于一根短路线。 2）独立电流源 独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的电流，与电流源端部电压无关。 右图是电流源的常用符号，Is 表示电流源端部流出的电流值。 非零电流源不能开路 ，两个不等值的电流源不能串联。 当电流源数值Is = 0 时，相当于电路开路。 受控电源是一些实际电路器件的理想化模型，它们的输出电压和电流受到电路中其它部分电压或电流的控制，故又称非独立电源。受控电源分受控电压源和受控电流源，它们为四端元件。 1.5 受控源元件 电流控制电流源 Current Control Current Source 简写为 CCCS 三极管集电极电流 IC 受基极电流 Ib 控制。实际三极管元件等效于一个电流控制的电流源。 受控源物理模型 三极管元件 Ic =? Ib ?为电流放大系数 受控源模型 受控源类型 电压控制电压源 Voltage Control Voltage Source (VCVS) 电压控制电流源 Voltage Control Current Source (VCCS) 电流控制电压源 Current Control Voltage Source (CCVS) 电流控制电流源 Current Control Current Source (CCCS) 含受控源电路计算 例1 图示电路，已知Us=10V, R1=R2=R3=10?, ?=10， 求R3上电压为多少