哈工程电工基础—电路模型和电路定律2.ppt

电工基础 信息与通信工程学院电工电子教学基地 电工基础教研室 课程概况 考试课,卷面成绩占90%，平时成绩占10%。 理论教学：56学时。 实验课：8学时,4个实验项目，2学时/次。 实验地点：21B教学楼四楼西侧 第1章 电路模型和电路定律 1.1电路与电路模型 1.2电流电压及其参考方向 1.3电功率和能量 1.4电阻元件 1.5电容元件 1.6电感元件 1.7电压源和电流源 1.8受控源 1.9基尔霍夫定律 学习要点 熟练掌握电压、电流的参考方向和功率，理解参考电位的含义 掌握电路中电位的表示方法 熟练掌握基本电路元件、独立源和受控源的定义与性质 熟练掌握基尔霍夫定律。 1.1 电路与电路模型 1、实现电能的传输和转换—— 1.2 电流、电压及其参考方向 一、电流 i 表示方式： 二、电压 电路变量的大小写规则 1.3、电功率与能量 规定： 1.4 电阻元件 1.5 电容元件 1.7 电压源和电流源 1.8 受控源 受控源举例 集中参数电路与分布参数电路 1.9 基尔霍夫定律——在集中参数电路中 利用基尔霍夫定律求解平面电路 作业 1-2，1-3，1-4，1-7，1-8，1-10，1-11，1-12，1-13，1-14，1-16，1-17，1-18 元件储存的磁场能量与电流有一一对应关系，特性可以用f ~i 平面上的一条曲线来表示的二端元件。 韦安关系—— f 、i 之关系。 1.6 电感元件 3、单位： 目录 1、定义： 伏安 关系 为什么？ 是实际电感线圈的理想模型。反映电流产生磁场和磁场能量储存的物理过程和电磁现象。 2、特性描述： 补充： 电路中电感元件的电磁关系 1、单匝线圈（空芯） 电流 i 流过线圈产生磁通Φ。 Φ、i 成正比，比例系数由空气的磁导率和线圈的几何结构决定。 F = K i 由楞次定律 法拉第定律 当i 增加时→Φ 增加 产生感生电动势 e 以阻碍电流。 e 阻 碍 注意感生电势的方向 当i 减小时e如何？ 2、螺线圈（空芯） ，N 为线圈匝数 定义：磁链Y = ? F，则：Y = ? Ki=Li 什么情况下 目录 4、功率： 5、能量： 也称：储能元件。储能： 动态元件 记忆元件 实际电感元件上的电流不可以跃变！ 为什么？ 例：电感元件如图所示，已知电感量 L= 0.2H ,其初始电流 i(0)= 0A，电感中电流波形如图所示，求电感两端电压的表达式，并做出波形。 目录 思考： 如果电感元件上的电压、电流为非关联参考方向呢？ 电源分为独立电源（independent active element）和受控源（ dependent active element ）两类 独立电源又分独立电压源、独立电流源两种，是实际电压源、实际电流源的理想化模型。 理想电源特性：无内耗 1、独立电压源——简称电压源 1）定义：能够对外提供确定的电压的二端元件——独立电压源，简称电压源。 2）符号： 正弦交流电压源—— uS(t)是时间的正弦函数，俗称交流电源。 目录 恒压源——uS (t)为恒定值， uS (t)=US，即理想直流电压源。 零值电压源——uS(t)=0，零值电压源相当于短路。 3）常用电压源模型： uS(t) =0 4）特性描述： 电源两端对外输出的u~i关系——称电源的外特性。 5）实际电压源： 外特性方程 u = US-R0i R0为内阻。 恒压源外特性曲线 实际直流电压源外特性曲线 流过电压源的电流是任意的，由外电路决定。 电压源不可以短路！！ 有内阻。 2、独立电流源——简称电流源 1）定义：能够对外提供确定电流的二端元件——独立电流源，简称电流源。 目录 3）常用电流源模型： 电源电流 iS(t)为恒定值时——恒流源、理想直流电流源。 iS(t)是时间的正弦函数时——正弦电流源、交流电流源。 电流源的电流iS(t)=0时——零值电流源；零值电流源相当于开路。 2）符号： iS(t) =0 电流源两端的电压是任意的，由外电路决定。 电流源不可以开路！！ 4）特性描述：外特性。 5）实际电流源：向外电路提供电流时会有内部损耗。 u= (IS-i)RS = ISRS-iRS 恒流源外特性 3 实际电压源与实际电流源的等效互换 外特性 u=ISRS-iRS 外特性 u = US-R0i 等效条件 注意对外作用方向一致！！ 是某些电子器件的理想化模型，是一个4端元件。 受控源也分为受控电压源和受控电流源两类 1、受控电压源——与独立电压源一样，向外电路提供电压，只是其电压大小受控制变量控制。 压控压源VCVS 流控压源CCVS 控制端