电路课件第五版_邱关源社梁占红1.4-1.7..ppt

* 电路元件的类型： 1）n端元件 2）线性元件与非线性元件 3）时变元件与非时变元件 4）无源元件与有源元件 5）集总参数元件与分布参数元件 §1-4 电路元件 集总元件假定：任何时刻，流入二端元件一个端子的电流一定等于另一个端子流出的电流，且两个端子之间的电压有惟一确定的值。 * 1. 电阻元件 1）电磁性质：消耗或转换电能 2）数学定义：u=f(i)（过原点的代数关系） i u 非线性电阻元件 u i 线性电阻元件 1）电路符号 2. 线性电阻元件 §1-5 电阻元件 R * 根据欧姆定律，有： ①关联参考方向下 式中，R=u/i ——电阻，正常数，单位：?（欧姆） 关联参考方向下电阻元件的VCR为： 2）电压、电流关系（VCR） 令G=1/R——电导，单位：S（西门子），则有： 或 u i R * 公式和参考方向必须配套使用！ 表明电阻元件总是消耗能量。 3）功率与能量 ①功率 =Ri2 ②非关联参考方向下 或 p=ui =u2/R≥0，吸收 =-Ri2 p=ui =-u2/R≤0，实际吸收 u i R 注意 u i R u i R * 从t0到t刻电阻消耗的能量为： ①短路 ②开路 u i 4）特殊电阻 ②能量 u i * a. u=US或u=uS(t)，其值与电流i无关; u i §1-6 电压源和电流源 1. 电压源 1）定义：实际电压源的电路模型，其两端电压总为定值或一定的时间函数，称为（理想）电压源。 2）电路符号 uS 3）电压、电流关系（VCR） uS u i b. 电流i由电源和外电路共同决定。 * 例 uS R i 当R=∞时，i = 0 当R= 0 时，i =∞ 4）电压源不能短路！ 5）若令uS=0，则称为将电压源置零，看作短路。 6）功率 表示发出的功率 uS i p0，发出功率，起电源作用 p0，吸收功率，起负载作用 * 2. 电流源 1）定义：实际电流源的电路模型，其输出电流总为定值或固定的时间函数，称为（理想）电流源。 2）电路符号 iS u i a. i=IS或i=iS(t)，其值与电压u无关; 3）电压、电流关系（VCR） iS u i b. u由电源和外电路共同决定。 * 5）若令iS=0，则称为将电流源置零，看作开路。 6）功率 表示发出的功率 p0，发出功率，起电源作用 p0，吸收功率，起负载作用 iS u 例 iS R u 当R= 0 时，u = 0 当R=∞时，u =∞ 4）电流源不能开路！ * 例1 计算图示电路各元件的功率。 解 发出, 电源 吸收, 负载 5V i 2A u * 例2 计算图示电路各元件的功率。 解 吸收 发出, 电源 5V i 5? u 电压源的电压和电流源的电流由其自身决定，独立于电路其它部分，因此常称为独立电源。 * 实际电源 干电池 钮扣电池 1）干电池和钮扣电池（化学电源） 干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。 钮扣电池电动势1.35V，用固体化学材料，化学反应不可逆。 * 氢氧燃料电池示意图 2）燃料电池（化学电源） 电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。 * 3）太阳能电池（光能电源） 一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上，形成一个从N区流向P区的电流。约11%的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。 一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V，电流0.1A。因为单个太阳能电池功能太小故经常要将单个的光伏组件（即一个太阳能电池）组成光伏阵列。 太阳能电池示意图 太阳能电池板 * 蓄电池示意图 4）蓄电池（化学电源） 电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。 * 直流稳压源 变频器 频率计 函数发生器 * 发电机组 * 草原上的风力发电 * §1-7 受控电源 1. 受控电源 1）数学定义：激励电压或激励电流受电路中某一处的电压或电流控制的理想元件。 2. 受控源的类型 1）电压控制电压源 μu1 u2 u1 VCVS 式中，μ 称为转移电压比或电压放大系数，无量纲。 2）电路符号： 受控电压源 受控电流源 * 2）电流控制电压源 ri1 u2 i1 CCVS 式中，r 称为转移电阻，