电路与模拟电子技术第一章殷瑞祥..ppt

例7 如图电路，列出KCL和KVL方程。 I6 + - + - - + + - I5 I1 I2 I3 I4 U1 U2 U4 U5 - IS + U 1A 1 3 4 → ↓ 2 10V → + - U3 ↓ KCL对节点1：I1+I2+I3=0 对节点2：Is+I2=I3 对节点3：I3+I1=I5 对节点4：I4+I5=IS 对网孔列KVL方程，按顺时针方向： US+U3+U2=U1 U4+U2+U=0 U3+U5=U 回路绕行方向 参考方向 关联参考方向（同一元件上电压电流方向一致）：P=UI U=IR 非关联参考方向:P=-UI U=-IR 二者方向一致，电压、电流信号为正；否则为负。 基尔霍夫定律：KCL：任一时间，流出一个节点的支路电流总和等于流入该节点的支路电流总和。任一时刻，流入任一节点的支路电流的代数和恒为零。（流入为正，流出为负） KVL：对电路中的任一回路，在任一时刻，电位降的和等于电位升的和。任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压的代数和恒为零。（电位降为正，电位升为负） 例 如右图电路，求各支路电流。 解：电流与电压 的参考方向如图。则： 解方程得:i1=3A i2=2A i3=1A 例 如右图电路，求各支路电流。 i1=1.5A i2=2A i3=2.75A * * 1.3 电路中的基本物理量（续13） 电源和负载的概念 若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负载。 若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。 举例：由5个元件组成的电路如图，各元件上电压、电流参考方向采用关联参考方向，标在图上如下。 确定各元件的功率，指出哪些是电源、哪些是负载？ 1 2 3 4 5 1.3 电路中的基本物理量（续14） 元件1 是负载 元件2 是负载 元件3 是电源 元件4 是负载 元件5 是电源 注意： 电路中所有元件的功率之和为 0 ！这一规则称为功率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。功率平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻，电源发出的电能恰为负载所消耗。 功率的单位是瓦(W)。工程上，常用千瓦小时(kW·h)作为电能的单位。1kW·h又称1度。比如某车间使用100只灯泡(功率均为100W)照明一小时，所消耗电能是10度。 1kWh=103W×3600s=3.6×106J 式中当电流电压为关联参考方向时，取“+”号；电流电压为非关联参考方向时，取“-”号。计算结果表示元件的吸收功率。具体地说，若p＞0,表示元件吸收功率，其值为p;若p＜0，表示元件提供功率，其值为|p|。 功率的单位是瓦(W)。工程上，常用千瓦小时(kW·h)作为电能的单位。1kW·h又称1度。比如某车间使用100只灯泡(功率均为100W)照明一小时，所消耗电能是10度。 1.4 基本电路元件模型 常用理想元件种类 电荷 q 磁通 ? 电压 u 电流 i 电阻元件:R=u/i 电容元件： C=q/u 电感元件: L=Φ/i 忆阻元件:M=Φ/q 由美籍华人蔡超棠于1971年提出。 1.4 基本电路元件模型（续0） 电阻元件 电阻元件的概念由代数关系联系端电压 u 和电流 i 的二端元件称为电阻元件，简称电阻。电阻元件的特性由 u-i 平面上的一条曲线表示， 0 i u 当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电阻。本课程中如无特别声明电阻元件均指线性电阻。 线性电阻元件 非线性电阻 如果电阻R不随时间变化，电阻元件称为时不变电阻。本课只讨论时不变元件。 1.4 基本电路元件模型（续1） 电阻元件（续） 电阻元件的符号、参数电阻元件的参数为特性曲线的斜率，记作 R， 称为电阻元件的电阻（值），单位欧姆（?） ＋u — i R 电阻元件的符号 电阻元件的特性——欧姆定律在关联参考方向下，电阻两端电压与流过电阻的电流成正比，比例系数为电阻元件的参数——电阻值 非关联方向：U=-IR u=-iR 1.4 基本电路元件模型（续2） 电容元件 电容元件的概念电容元件的原型是平板电容器，基本特性是存储在极板上的电荷量 q 与两极板之间的电压 u 满足代数关系。用 q-u 平面上的一条曲线 fC(q, u)=0 描述。 + + + + + + + + - - - - - - - - +q -q ＋ u － 0 u q 非线性电容