大学课程电路课件全

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5.电流源两端电压由外电路决定:
例
i
is
us
R
设: iS=1 A
则: R=1 时， us =1 V R=10 时， us =10 V
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6. 电压源与电流源特性比较
恒压源
恒流源
i
a
不 变
_+u
uab
uab = u （常数）
is
量
b
ia
uab b
i = is （常数）
uab的大小、方向均为恒定， i 的大小、方向均为恒定，
0
i
短路
0
i
开路
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1.5 电源元件 (source，independent source)
一、理想电压源
电路符号
uS
1. 特点： (a) 端电压由电源本身决定，与外电路无关； (b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
2. 伏安特性
i
+ +
uS
u
_
_
u uS
0
i
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3. 理想电压源的开路与短路
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二、理想电流源
电路符号
iS
1. 特点：
(a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压是由外电路决定。
2. 伏安特性
i
+
u
iS
iS
u
_
0
i
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3. 理想电流源的短路与开路
i
+
iS
u
_
(1) 短路：i= iS ，u=0 (2) 理想电流源不允许开路。
4. 实际电流源的产生： 稳流电子设备，如光电池，晶体三极管
–
根据能量守衡关系
p发< 0
实际吸收5W
p（吸收）= p（发出）
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练习:
3A
+ 2V
p吸=(2)×(3)= 6W, 由该元件吸收功率。
5A 4V +
p发= (4) ×(5)= 20W, 由该元件发出功率。
3A 2V +
p吸=(– 2)×(3)=-6W, 由该元件发出功率。
5A 4V +
结论：电阻元件永远吸收功率。
能量：可用功率表示从t0 到 t电阻消耗的能量
t
t
WR
pdξ
t0
uidξ
t0
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3. 短路与开路
+
i 当 R = 0 (G = )，视其为短路。
u
i为有限值时，u = 0。 u
R
–
当 R = (G = 0 )，视其为开路。 u
u为有限值时，i = 0。
（2）只要电路中有一条支路的电压（或电流）受 到另外任意一条支路电压（或电流）控制时， 它们就构成了一个受控电源。
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例3 根据理想电源的定义，说明下列连
接是否允许？
a


ux=3us

us=5V
b
a
ux=4is

is=2A
b
a

us=5V

ix=3us
b
a
is=2A ix=3is
a
I6 R6
c
I4 I3
I5 d
+
_ E3
R3
支路：ab、ad、… ... （b=6）
结点：a、 b、… ... (n=4）
回路：abda、 bcdb、 … ...
（l=7）
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二、基尔霍夫电流定律
（Kirchhoff’s current law，简写KCL）
1、定律表述：
在电路中，任一时刻，流入任意结 点的电流之和等于流出该结点的电 流之和。数学表示为：
I1 = 1A
I1 = -1A
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二. 电压 (voltage)
1. 电压 (voltage)：
a w1
w2 b
在电场中，单位正电荷由a点移到b点时的能量之差称电压。
单位名称：伏(特) 符号：V（Volt）
2. 电压(降)的参考方向
+实际方向实际方向++
U
（参考方向）
+
U
（参考方向）
U> 0
U< 0
基尔霍夫电流定律 (Kirchhoff’s Current Law—KCL ) 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s Voltage Law—KVL ) 基尔霍夫定律与元件特性是电路分析的基础。
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一 . 几个名词 1. 支路 (branch)：电路中流过同一电流的每个分支。 (b) 2. 节点 (node): 三个或三个以上支路的连接点称为节点。( n )
(3) 关联参考方向和非关联参考方向。
+
U
+
U
I 关联参考方向
I 非关联参考方向
(4) 参考方向也称为假定正方向，以后的讨论均在参考方向下进 行，不考虑实际方向。
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1.3 电路元件的功率 (power)
一、 电功率
定义：元件吸收或释放能量的速率。
p dw ui dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳)
p发= (4)×(–5)= –20W, 由该元件吸收功率。
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1.4 电阻元件 (Resistor)
一、电阻元件 (Resistor)
定义：
如果一个二端元件在任意时刻t，其电压与电流的
关系（伏安关系，VAR）服从欧姆（Ohm）定律，
即 u=R i
则该元件称线性二端电阻元件。 电阻元件的电路符号:
i
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例
+ 10V U1 10
U1 = 10V
10V U1 10 +
U1 = 10V
三. 电位 a
d
b 设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc c
Uab = a- b
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四、小结
(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向 和符号），在计算过程中不得任意改变。
3. 路径(path)：两节点间的一条通路。路径由支路构成。 4. 回路(loop)：由支路组成的闭合路径。( l )
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。
a
+ uS1 _ 1
+
uS2
3
1 _2
2
3 R3
b=3 n=2
R1
R2
l=3
b
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例
b I1
I2
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
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二. 四种类型 (1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source )
i1
i2
+
+
u_ 1
i1 u2 _
CCCS
i2= i1 : 电流放大倍数
(2) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source )
1.1 电路和电路模型（model )
一、电路 (Circuit)
定义：由电工或电子器件、功能块（如电阻器、 电容器、变压器、放大器、滤波器电机等等）构成 的电流通路称电路。
电路的基本功能：传输电能、处理信号、测量、 控制和计算等。
二、电路模型（Circuit models）
电路的工作是以其中的电压、电流、电荷、磁链 等物理量来描述的。
i
+ +
uS
u
_
_
(1) 开路 i=0 u=uS
(2) 理想电压源不允许短路。
注：实际的电压源也不允许短路。因其内 阻小，若短路则电流很大，可能烧毁电源
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+ +
+ +
4. 功率 i
uS
u
_
_
i , us非关联
p发= uS i
p吸= - uSi
i
uS
u
_
_
i , uS 关联 p吸=uSi p发= –uSi
R
+u
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1. 欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压与电流取关联参考方向
iR
+
u
uRi
R 称为电阻 令 G 1/R
单位名称：欧(姆) G称为电导
符号:
单位名称：西(门子) 符号: S (Siemens)
则欧姆定律表示为 i G u .
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u
线性电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线
一. 电流 (current) 1. 电流：单位时间内通过导体横截面的电量称电流强度（电流）。
单位名称：安（培） 符号：A （Ampere）
直流DC
交流AC
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2. 电流的参考方向
参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向, 但不一定就是电流的实际方向。
i
参考方向
例 I1
10V
10
I1
10V
10
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手电筒电路
灯泡 电 池
实际电路 线圈
Ri
+
– Us
R
电路模型
线圈
R
直流下
r L or L
交流下
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关于电路模型要注意以下几点： 1、一个器件的电路模型及参数与该器件的工作
条件有关。 2、电路模型只是对实际物理过程的一种近似描