哈尔滨工程大学学生用电工基础课件 第1章电路模型和电路定律.ppt

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？ 1.7 电压源和电流源 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！！ 1.8 受控源 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 控制端口 输出端口 r-转移电阻 m-控制系数 2、受控电流源——在电路中的作用与独立电流源相同，只是其参数大小受控制变量控制。 压控流源VCCS 流控流源CCCS 控制端口 输出端口 b-控制系数 g-转移电导 受控源举例 含受控源电路的简单画法 电路中没有独立源只有受控源可以工作吗？ 不可以！ 练习 识别如下电路中的电源元件是电压源还是电流源 100V 4uo 10W 40W 20W 120V uo io 2io 80W 80W 100V 0.2uo 2A 10W 50W uo io 4io 10W 40W 100V 4uo 10W 40W 20W 120V uo io 2io 80W 集中参数电路与分布参数电路 集中参数元件：元件的尺寸工作电磁波的波长，元件的电磁过程是集中在元件内部进行的，电流通过元件的时间相对于电流的变化周期可以忽略不计，即在任一时刻，流出二端元件一端的电流恒等于流入元件另一端的电流。由集中参数元件构成的电路称为集中参数电路。 分布参数元件：元件的最大线性尺寸与周围传播的电磁波波长相当时，电路参数的分布性会对电路性能产生影响。考虑分布参数特性的电路称为分布参数电路 ——本课程不讨论。 电磁波在空气中传播速度约为3.0×108m/s，直流电波长为∞，50Hz交流电波长约为6000km。 200MHz波长1.5m，10GHz 波长 3cm。 1.9 基尔霍夫定律——在集中参数电路中 目录 图中有支路： 节点： 回路： 网孔： 3条 2个 3个 2个 1、基尔霍夫电流定律（KCL） 任一时刻，对电路中的任一个节点，流入该节点的电流总和应该等于