清华大学电路原理1电路元件和电路定律.ppt

Glacier@Himilays  二、理想电流源（ideal current source） 1. 特点： （a） 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。 电路符号 iS U I R 1A 例 2. 伏安特性 （1）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。 IS u i 0 iS i u + _ （2）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是平行于电压轴的直线? （3）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相当于开路状态。 3. 理想电流源的短路与开路 R （2）理想电流源不允许开路（此时电路模型不再存在） 。 （1） 短路：R=0， i = iS ，u= 0 ，电流源被短路。 iS i u + _ 4. 实际电流源的产生 可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，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。 5. 功率 iS i u + _ iS i u + _ p发= uiS p吸= –uiS p吸= uiS p发= –uiS 返回目录 一 、 几个名词 1. 支路 (branch)：电路中通过同一电流的每个分支。 2. 节点（node）: 三条或三条以上支路的连接点称为节点。 4. 回路（loop）：由支路组成的闭合路径。 b=3 3. 路径（path）：两节点间的一条通路。路径由支路构成。 5. 网孔（mesh）：对平面电路，每个网眼即为网孔。 网孔是回路，但回路不一定是网孔。 1 2 3 a b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 l=3 n=2 1 2 3 1.6 基尔霍夫定律 ( Kirchhoff’s Laws ) （Kirchhoff，基尔霍夫；1824–1887，Germany） 物理基础：电荷（electric charge）守恒，电流连续性。 i1 i4 i2 i3 ? 令电流流出为“+” –i1+i2–i3+i4=0 i1+i3=i2+i4 ? ? 7A 4A i1 10A -12A i2 i1+i2–10–(–12)=0 ? i2=1A 例 4–7–i1= 0 ? i1= –3A 二、基尔霍夫电流定律 （KCL） 在任何集总参数（lumped parameter）电路中，在任一时刻，流出（流入）任一节点的各支路电流的代数和为零。 即 KCL的推广 A B i=0 A B i i A B i3 i2 i1 两条支路电流大小相等， 一个流入，一个流出。 只有一条支路相连，则 i=0。 选定一个绕行方向：顺时针或逆时针。 –R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0 –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 例 取顺时针方向绕行： 电阻压降 电源压升 -U1-US1+U2+U3+U4+US4=0 -U1+U2+U3+U4= US1 -US4 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 + - + - + - + - 三、基尔霍夫电压定律（KVL） 在任何集总参数（lumped parameter）电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径（按固定绕向)，各支路电压的代数和为零。 即 注意方向 A B ? ? l1 l2 UAB (沿l1)=UAB (沿l2） 电位的单值性 推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过 的各元件电压的代数和。元件电压方向与路径绕行 方向一致时取正号，相反取负号。 例 I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 + - + - + - + - A B KCL，KVL小结： （1） KCL是对连到节点的支路电流的线性约束，KVL是 对回路中支路电压的线性约束。 （2） KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数无关。 （3） KCL表明在每一节点上电荷是守恒的；KVL是电位单 值性的具体体现（电压与路径无关）。 （4） KCL、KVL只适用于集总