第04讲电阻、电源元件.ppt

电路分析电子教案 授课班级： 授课教师： 2．3 电阻元件 电压电流为关联参考方向： 电阻的单位是欧姆，简称欧（Ω）。 常用千欧（KΩ）和兆欧（MΩ）为电阻的单位。 1 KΩ=103Ω 1MΩ=106Ω 电阻的倒数称为电导，用符号G表示，即： 例题3. 电路如图，求电流 I 。 电路可等效变换为： 电路再次等效变换为： 解：电路可等效变换为 根据KVL可得： 第2章 基本概念 2．3．1 电阻元件与欧姆定律 电阻元件是实际二端电阻器件的理想模型。电阻元件电流、电压关系可以用u-i平面上的一条曲线来确定，这种特性称为电阻元件的伏安特性。 电阻元件的概念一般描述如下： 若一个二端元件在任一时刻其电压与电流的关系可以唯一地用u-i平面上一条曲线所表征，即有代数关系： f（u，i）=0 则此二端元件称为电阻元件。 图2—9 电阻元件及其外特性 如果电阻元件的电压电流关系（VCR）在任何时候都是通过u-i平面坐标原点的一条直线，则该电阻称为线性时不变电阻，用R表示。若电阻元件的伏安特性不是线性的，则此电阻是非线性电阻。 线性时不变电阻的电压电流关系（伏安特性）由欧姆定律决定： + - u i - + u i 电压电流为非关联参考方向： 电导的国际单位是西门子，简称西（S）。 从物理概念上看，电导是反映材料导电能力强弱的参数。应用电导参数来表示电流和电压之间关系时，欧姆定律形式可写为： 在任意时刻，电阻上消耗的功率为： 电导上消耗的功率为： 电阻元件在在t0-t区间吸收的能量为非负值，即： ≥0 线性时不变电阻元件为无源元件和无记忆元件。 电阻的两种特殊情况： R＝∞ 称为开路，其电流恒为零； R＝0 称为短路，其电压恒为零。 实际电路中经常用色环电阻，现在简单介绍其识别方法。（详见课本） 例题1. 求一只额定功率为100W、额定电压为220V的灯泡的额定电流及电阻值。 解： 2．3．2 电阻的串联与并联 （1）电阻的串联与分压 图2—10 电阻的串联与等效 串联的各电阻通过同一电流。由欧姆定律及KVL，得： = Req i 两个电阻串联的等效电阻为Req，由欧姆定律得： 所以等效电阻为： 电阻串联，其等效电阻等于所有串联电阻之和。 R=R1 + R2 + R3 + … + Rm 电阻串联有分压关系。若知串联电阻两端的总电压，求相串联各电阻上的电压，称分压。 因为： 由欧姆定律得： 所以得到两个电阻串联时的分压公式： 还可以得到在两个电阻串联的电路中， （2）电阻的并联与分流 图2—11 电阻的并联与等效 电阻并联时，各并联电阻接到一对节点上，具有同一电压。图2—11是两个电阻并联的电路，设电压、电流为关联参考方向，根据欧姆定律及KCL，得： 在图2—11（b）中：  u R R R u R u i i i ? ? ? ? è ? + = + = + = 2 1 2 1 2 1 1 1 根据电路的等效条件： 所以 故两个电阻并联的等效电阻为： 并联电阻上各支路的电流称为分流。 应用已知条件， 可以得到分流公式： 还可以得到在两个电阻并联的电路中， 一般来说，在多个电阻相并联的电路中，其等效电阻可用下式计算： 1/R=1/R1 +1/ R2 + 1/R3 + … +1/ Rm 多个电导相并联电路的等效电导为： G=G1 + G2 + G3 + … + Gm 2．4 电源元件 2．4．1 电压源与电流源 理想的独立电源包括理想电压源和理想电流源，它们都是具有两个端子的理想二端有源电路元件。 （1）理想电压源与实际电压源 理想电压源的两端电压始终保持规定的数值，与通过它的电流大小无关。若电压源产生的端电压大小和方向都不变化，则称为恒压源或直流电压源。 + - uS u 图2—16 理想电压源的符号与特性 理想电压源的端电压由自身决定，而流经它的电流由它及外电路所共同决定，或者说它的输出电流随外电路变化。电流可以不同的方向流过电源，因此理想电压源可以对电路提供能量(起电源作用)，也可以从外电路接受能量(当作其他电源的负载)，这要看流经理想电压源电流的实际方向而定。 实际电压源用理想电压源与电阻串联的模型表示。 U = Us - IR