电路分析基础第三版电路分析

解含受控源的电路。
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1.1 电路和电路模型
1.1.1 电路及其功能
实际电气装置种类繁多，如自动控制设 备，卫星接收设备，邮电通信设备等；实际 电路的几何尺寸也相差甚大，如电力系统或 通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的， 但集成电路的芯片有的则小如指甲。
为了分析研究实际电气装置的需要和方 便，常采用模型化的方法，即用抽象的理想 元件及其组合近似地代替实际的器件，从而 构成了与实际电路相对应的电路模型。
图１-6 线性非时变电阻模型及伏安特性
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1.4.2 电阻元件上消耗的功率与能量
1. R吸收的功率为: p ui i2R
对于正电阻来说，吸收的功率总是 大于或等于零。
2 . 设在to-t区间R 吸收的能量为w(t)、它等于
从 t0- t 对它吸收的功率作积分。即：
t
w p( )d t0
上式中τ是为了区别积分上限t 而新设的一个表 示时间的变量。
非关联参考方向——电流从电压的“—”极 流 向 “+”极。
i _
+ u
图1-4 u、i 关联参考方向
i
_
+
u
图1-５ u、i非关联参考方向
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1.3 电 功 率
电功率:即电场力做功的速率，用p表示。
电功率的计算：
当电流与电压为关联参考方向时，一段电路（或元件） 吸收的功率为：
p=ui
或
P= UI
当电流与电压为非关联参考方向时
➢1.7 受控源与运算放大器 ➢1.8 等效电路的概念 ➢1.9 电阻的串联与并联
➢1.10 含独立源电路的等效化简
➢1.11 含受控源电路的等效化简
➢1.12 平衡电桥、电阻Y形连接与三角 形连接的等效变换
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【本章重点】
● 支路上电流（电压）的参考方向及电流、 电压间关联参考方向的概念。
● 基尔霍夫电流、电压定律及其运用于电 路的分析计算。
● 理解理想电压源、理想电流源的伏安特 性，以及它们与实际电源两种模型的区别。
● 受控源和理想运算放大器的特性，求解含 受控源的电路。
● 运用等效概念和方法来化简和求解电路。 ● 电阻的 Y 形连接与 连接的等效变换。
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【本章难点】 ● 电阻的Y形连接与△连接的等效变换。
● 受控源和理想运算放大器的特性，求
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1.2 电流和电压的参考方向
1.2.1 电流及其参考方向
电流——在电场作用下，电荷有规则的移动 形成电流，用u表示。电流的单位是安培。
电流的实际方向——规定为正电荷运动的方向。
电流的参考方向——假定正电荷运动的方向。
用符号i(t)表示电流强度。其定义是单位时间内 通过导体横截面的电量。
电流强度简称电流，即：
i(t)
dq dt
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1.2.2 电压及其参考方向
电压——即电路中两点之间的电位差。
用u表示。即
u(t) dw dq
电压的实际方向——电位真正降低的方向。
电压的参考方向——即为假设的电位降低的 方向。
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1.2.3 电压、电流的关联参考方向
关联参考方向——指电流是从电压的“+”极 流 向 “-”极。
图 1-8 电流源伏安特性曲线
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1.6 基尔霍夫定律
1.6.1 基尔霍夫电流定律(kCL)
其基本内容是：对于 集总电路的任一节点， 在任一时刻流入该节点 的电流之和等于流出该 节点的电流之和。例如 对图1-9所示电路a点， 有 i1= i2+i3+ i4
或 i1-i2-i3-i4=0
i1
i2
2
1
图 1– 7 电压源伏安特性曲线 15
1.5.2 电 流 源
不论外部电路如何,其输出电流总能 保持定值或一定的时间函数的电源， 定义为理想电流源，简称电流源。
它有两个基本性质:
1、它输出的电流是定值或一 定的时间函数，与其两端的 电压无关。
2、其电流是由它本身确定 的，它两端的电压则是任意
的。电流源的伏安特性曲线 是平行于u 轴其值为 i S(t)的 直线，如图1-8所示。
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1.1.2 实际电路的组成
下图1-1是我们日常生活中的手电筒电路，就是一 个最简单的实际电路。它由3部分组成：（1）是提 供电能的能源,简称电源；（2）是用电装置，统称 其为负载，它将电能转换为其他形式的能量；
s
1
3
图 1-1 手电筒电路 7
（3）是连接电源与负 载传输电能的金属导 线，简称导线。电源、 负载和连接导线是任 2 何实际电路都不可缺 少的3个组成部分。
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1.5 电压源和电流源
1.5.1 电压源
不论外部电路如何变化,其两端电压 总能保持定值或一定的时间函数的电 源定义为理想电压源,简称电压源。
它有两个基本性质:
1、其端电压是定值或是一 定的时间函数，与流过的电 流无关。
2、电压源的电压是由它本 身决定的，流过它的电流则
是任意的。电压源的伏安特 性曲线是平行于 i 轴其值为 uS(t) 的直线。如图1-7所示.
i3
a
3
4
i4
图1-9 说明KCL
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1.6.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
KVL的基本内容是：对于任何集总电路中的任 一回路，在任一瞬间，沿回路的各支路电压的代数 和为零。
21世纪高职高专新概念教材
电路分析基础 (第三版)
主编 付玉明 副主编 陈 晓
中国水利水电出版社
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第一章 电路的基本概念和定律
➢1.1 电路和电路模型 ➢1.2电流和电压的参考方向
➢1.3 电 功 率 ➢1.4 电 阻 元 件 ➢1.5 电压源和电流源 ➢1.6 基 尔 霍 夫 定 律
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第一章 电路的基本概念和定律
p=-ui
或
P= -UI
由于电压和电流均为代数量，显然功率也是代数量，二端
电路是否真正吸收功率，还要看计算结果p的正负而定，当 功率为正值，表示确为吸收功率；反之为负值实为提供功率。
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1.4 电 阻 元 件
1.4.1 线性非时变电阻
即电阻值不随其上的
电压u 、电流 i 和时间t
变化的电阻，叫线性非时 变电阻。显然，线性、非 时变电阻的伏安特性曲线 是一条经过坐标原点的直 线。如图1-6 (b)所示，电 阻值可由曲线的斜率来确 定。
1.1.3 电 路 模 型
实际电路中使用着电气元、器件，如电阻 器、电容器、灯泡、晶体管、变压器等。在 电路中将这些元、器件用理想的模型符号表 示。如图1-2。
电路模型图——将实际电路中各个部件用其 模型符号表示而画出的图形。如图1-3。
图1-2 电阻元件、电压源的模型符号来自+Us
R
-
图1-3 电路模型图