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[工学]《电路》第一章 电路模型和电路定律
电路原理 主讲:付扬 教材:电路(第五版) 邱关源 高等教育出版社 实验教材:电路与电子技术实验教程 付扬主编 机械工业出版社第七周开始做实验(单周三1.2节) 第一章 电路模型和电路定律 1-1 电路和电路模型 电路是电流的通路。实际电路是由电气器件相互联接而构成的。由电源、负载和中间环节组成。 1、激励: 电源或信号源的电压或电流。 2、响应: 由于激励在电路各部分产生的电压和电流。 3、电路分析: 在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电路的激励与响应之间的关系。 1-2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 一、问题的引入 1-3 电功率和能量(power) 一.电功率 1-4 电路元件 一、集总电路 1-6 电压源和电流源 (independent source) 1、特点:(1)电压u(t)的函数是固定的,不会因它所联接的 外电路的不同而改变。 (2)电流则随与它联接的外电路的不同而不同。 2、图形符号: 1-8 基尔霍夫定律( Kirchhoff’s Laws ) 9、计算各元件的功率,讨论功率平衡? KVL:IR+10 - 20 = 0 得 I =1A 则 KVL : (-10)+10I -20 = 0 得I=3A 则 + - 只用来表示直流 0 t t 0 既可以表示直流也可以表示交流 t 0 一、理想电压源 R i - + 外电路 电压源不能短路! 空载 3、电压源的不同状态 电场力做功 , 电源吸收功率。 (1) 电压、电流的参考方向非关联; 物理意义: + _ i u + _ + _ i u + _ 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。 发出功率,起电源作用 (2) 电压、电流的参考方向关联; 物理意义: 吸收功率,充当负载 4. 功率 例 + _ i + _ + _ 10V 5V 计算图示电路各元件的功率。 解 发出 吸收 吸收 满足:P(发)=P(吸) 1、特点 (1)电流i(t)的函数是固定的,不会因它所联接的外电路的不同而改变; (2)电压则随与它所联接的外电路的不同而不同。 2、图形符号 二、理想电流源 直流: t O 外电路 电流源不能开路! R u - + 实际电流源的产生 可由稳流电子设备产生,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。 3、电流源的不同状态 短路 (1) 电压、电流的参考方向非关联; 发出功率,起电源作用 (2) 电压、电流的参考方向关联; 吸收功率,充当负载 u + _ u + _ 4. 功率 例 计算图示电路各元件的功率。 解: 发出 吸收 满足:P(发)=P(吸) + _ u + _ 2A 5V i is 1-7 受控电源(controlled source or dependent source) 一、电源的分类 电源 独立电源 受控源 电压源的电压和电流源的 电流,不受外电路的影响。 作为电源或输入信号时, 在电路中起“激励”作用。 受控电压源的电压和 受控电流源的电流不是 给定的时间函数,而是 受电路中某部分的电流 或电压控制的。 又称为非独立电源。 电路符号 + – 受控电压源 受控电流源 (1) 电流控制的电流源 ( CCCS ) ? : 电流放大倍数 四端元件 b i1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + 输出:受控部分 输入:控制部分 二、受控源的类型 g : 转移电导 (2) 电压控制的电流源 ( VCCS ) u1 gu1 + _ u2 i2 _ i1 + (3) 电压控制的电压源 ( VCVS ) ?u1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + + - ? : 电压放大倍数 ri1 + _ u2 i2 _ u1 i1 + + - (4) 电流控制的电压源 ( CCVS ) r : 转移电阻 例: 电路模型 三. 受控源与独立源的比较 (1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定,与电路中其它电压、电流无关,而受控源电压(或电流)由控制量决定。 (2) 独立源在电路中起“激励”作用,在电路中产生电压、电流,而受控源只是反映输出端与输入端的受控关系。 例:
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