清华大学-电路基础--第二章教材

思考题：如果电压和电流参考方向采用非关联选择，是否会影响 电阻元件的耗能特性？
2.1.2 电源元件

1、电压源
源电压：实际电源两端开路，电源输出电流为零，电源两端的电 压（也称为电源的电动势），用 u s 表示。 路端电压：当电源与外电路连接形成闭合回路时，电路中将流过 电流，电源两端的电压，用 表示。
当电压和电流取关联参考方向时，在任意时刻线性电阻两 端的电压和电流满足欧姆定律：
如果令
G
1 R
u Ri
i Gu
2.1.1 电阻元件

线性电阻
线性电阻的伏安特性
线性电阻的符号表示
2.1.1 电阻元件

根据电功率的定义，电阻元件吸收的 电功率为：
2 u p ui Ri 2 Gu 2 R
2.2.2电阻的并联及分流原理
电阻并联电路的两个特点：
一是并联电路各个电阻上电压相同；二是电流按比例分配于各个 电阻之上，即电阻具有分流作用，各个电阻上电流的代数和等于 电路总电流。这两点可由基尔霍夫定律推出。
u1 u2 ui un u
i i1 i2 ii in 对各个电阻应用欧姆定律 ： u n Rn i
u1 u2 W 6V R W
当滑动端移动到b端时，此时输出端无分压 电阻对应，输出最小电压：
可调分压电路
注：利用可变电阻分压可以设计出连续可调的分 压器
u 2 0V
2.2.1电阻的串联及分压原理
应用举例：电压表的改装
当测量电压为最大电压 （即量程）时，表头指针应 指向满偏电流。表头在改装 前，可以测量的最大电压为
Geq G1 G2 Gi Gn Gi
i 1
n
2.2.2电阻的并联及分流原理
应用举例：直流电流表（由电流计改装而成 ）
I m I gm I R
R I gm I m I gm Rg
改装前的表头和改装后的电流表
电流表并入的电阻要比电流 计的内阻小很多，这是由分 压原理决定的，即分流大小 与其阻值成反比
第2章 电阻电路及其分析方法
2.1 电路元件

构成电阻电路的元件主要包括电阻元 件和电源元件，掌握这两种元件及其 特性对电阻电路的分析非常重要。
2.1.1 电阻元件

电阻元件一般分为线性非时变、线性 时变和非线性时变电阻元件
2.1.1 电阻元件

线性电阻：线性非时变电阻元件，是 一种理想元件。
u u u u u ( ) Req R1 R2 Ri Rn
2.2.2电阻的并联及分流原理
电阻并联电路的分流原理：
并联电阻电路中流过每个电阻的电流大小与其电 阻大小成反比 。
ii
Req Ri
i
n 1 1 1 1 1 1 电阻并联时 Req R1 R2 Ri Rn i 1 Ri
i i1 i2 ii in
二是电阻具有分压作用，路端电压按比例分配于各个 电阻之上，各个电阻上电压的代数和等于路端电压。 u u1 u2 ui un 对各个电阻应用欧姆定律 ： u n Rn i
u (R1 R2 Ri Rn )i Reqi
2.2.3电阻的混联
R4 ( R5 R6 ) ] ( R4 R5 R6 ) Req R1 R4 ( R5 R6 ) R2 [ R3 ] ( R4 R5 R6 ) R2 [ R3
混联电路具有串、并联的特点， 可以根据串、并联原理进行等 效变换，最终化为简单电路。
电流源电路模型
2.2 简单电阻电路分析


简单的电阻电路：构成电路的无源元件 均为线性电阻元件的电路。 电阻电路是电路中最简单的电路，对电 阻电路分析是电路分析的基础。
2.2.1电阻的串联及分压原理
电阻的串联及其等效变换
2.2.1电阻的串联及分压原理
电阻串联电路的两个特点：
一是通过串联电路各个电阻的电流相同；
2.3电阻电路的等效变换
等效变换：选取电路中的某一部分电路作为研究对 象，这部分电路与其他部分电路通过端子进行连接， 当被选取的部分电路变换成另一种连接形式时，各个 端子处的电压和电流与变换前一致，则称选取电路部 分的变换为等效变换。
U gm Rg I gm
改装成电压表后，由于串 入分压电阻，当表头指向 满偏电流时，加在电压表 测量端的电压为量程电压：
改装前的表头电路模型 改装后的电压表电路模型 注：串联电阻的分压原理可以应用于电压表的改装。
Um I gm Rg R
2.2.2电阻的并联及分流原理
电阻的并联及其等效变换
含源电路欧姆定律 ：
u u s Rs i
电压源的伏安特性
u
us
0
Rsi
u
us Rs
i
2.1.2 电源元件
电压源电路：一个实际电源可以用一个理想电 压源与一个电阻串联而组成的电路模型来表示
电压源电路模型
2.1.2 电源元件
2、电流源：
源电流 电源两端短路
电源两端接外电路
理想电流压源
2.1.2 电源元件
理想电流源：电源元件输出的电流与路端电压无关
理想电流源两个特点： (1)理想电流源输出电流与 外接电路无关。 (2)理想电流源的路端电压 随外接电路不 同而改变。
i is
i is Gs u
2.1.2 电源元件
电流源电路：一个实际电源可以用一个理想电流源 与一个内电导并联而组成的电路模型来表示
u
简单的线性电阻电路
电源两端开路
电源两端接外电路
2.1.2 电源元件

1、电压源
理想电压源：电源元件路端电压与流过的电流无关
u us
理想电压源两个特点： (1)理想电压源路端电压与外接电路无关。 (2)理想电压源的电流随外接电路不同而改变。
图形符号：
us
Us
恒压源
(a )
(b )2.1.2 电源元件源自2.2.1电阻的串联及分压原理
电阻串联电路的分压原理：
在串联电阻电路中每个电阻上的电压与其电阻大小 成正比。
ui un u1 u 2 u R1 R2 Ri Rn Req
2.2.1电阻的串联及分压原理
应用举例：可调分压器
R 1k
u1 9V
W 2k
解：电位器是一个可变电阻器，当滑动端 移到a端时，这时电位器的全部电阻对分压 有贡献，输出分压最大 ：