电路原理基础知识课件

伏安特性曲线:
u
R tg
电阻元件的伏安特性为 一条过原点的直线
O
i
电压源
1.7 电压源和电流源
直流电 压源
电池示例
US
US
(a)
(b)
输出电压可调 的直流电压源
稳压电源示例
uS
+ -
uS
电压源的符号
(c)
(d)
交流电 压源
按任意规律变 化的电压源
1、理想电压源：
电源两端电压为uS，其值与流过它的电流 i 无关。
导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成 通路.
2、作用：
1. 实现电能的传输、分配与转换
电
灯
池
泡
2.实现信号的传递与处理
话筒
放 扬声器 大 器
3、结构：
电源: 提供 电能的装置
电 池
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
灯 泡
负载: 取用 电能的装置
4、电路模型：
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电
电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压 u 无关。
iS
(1) 电路符号
(2) 特点：（a） RO
+
_ u
(b) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关；
直流：iS为常数
交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsint
(c) 电源两端电压是任意的，由外电路决定。
(3) 伏安特性
i
u
IS
+
iS
+
流源被短路。
iS
u
R (b) 开路：R，i= iS ，u 。
若强迫断开电流源回路，电路
_
模型为病态，理想电流源不允
许开路。
1.9 受控电源 (非独立源)
(controlled source or dependent source)
受控源的物理本质
和电阻、电容、电感、独立源等一样，受 控源也是一种理想元件，是对某种物理现象 的模拟与抽象。在现实中可以找到电阻、电 容、电感、电源等元件的原型，而 现实中并 不存在一种特定的电器件称作“受控电源”，
流的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和
电压为关联参考方向。反之为非关联参考方向。
1.4 电阻元件
实际电阻器示例
R
R
(a)
(b)
R
(c)
实际电阻器示例
R1 R2
(d)
R1
R2
(e)
电阻的符号
固定 电阻
可变二 端电阻
三端 电阻
可变 电阻
• 电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量 （如热能、机械能、光能等）的元件。
箭标
I
aR
电压：
b
正负号 a + U－ b
双下标
Iab
双下标
Uab
箭标
(3)、实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正；
实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负。
(4)、关联参考方向：
R i
+ u-
• 当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参 考方向的“+”极性端流入，并从标“—”端流出，即电
u
_
O
i
(a) 若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行 于电压轴的直线，反映电流与端电压无关.
(b) 若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也 是这样. 电流为零的电流源，伏安曲线与u轴 重合,相当于开路元件.
(4) 理想电流源的短路与开路
i
(a) 短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电
(4). 理想电压源的开路与短路
i
(a) 开路：R，i=0，u=uS。
(b) 短路：R=0，i ，理想电源
+ +
+ +
出现病态，因此理想电压源不
uS
u
R 允许短路。
_
_
* 实际电压源也不允许短路。因其
内阻小，若短路，电流很大，
可能烧毁电源。
i
u
Us
实际电压源
r
u
US
_
_
O
i
u=US–ri
2、理想电流源：
第一章 电路模型和电路定律
1.1 电路和电路模型（model)
1、概念：
电路---------是电流的通路，是为了某种需要由某些电
工设备或元件（电气器件）按一定的方式组合起来的。
电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成
电源(source)：提供能量或信号.
负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或 对 信号进行处理.
(1)电路符号
+
uS _
(2) 特点： (a) 内阻R0 0 (b) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
直流：uS为常数
交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsint
(c) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。
(3). 伏安特性
i
+ +
uS
u
_
_
u US
O
i
若uS = US ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电 流轴的直线，反映电压与 电源中的电流无关。
i1
i2
+º
º+
u_1
i1 u2 _
º
º
CCCS
{u1=0 : 电流放大倍数 i2= i1 例:晶体三极管
(b) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source )
i1
i2
+º
+
º+
u_1
_r i1
u_2
º
º
CCVS
{u1=0 r : 转移电阻 u2=ri1 例:直流发电机
R
1. 符号
2. 欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压与电流的参考方向设定为一致的方向
i
R
+u
u R i R 称为电阻， 电阻的单位： (欧) (Ohm，欧姆)
令 G 1/R G称为电导
电导的单位： S (西) (Siemens，西门子)
则 欧姆定律表示为 i G u . 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。
它是某些电器件、电子元件在特定情况下工 作状态的一种等效。
晶体三极管
ic
ib b c
ube
e
uce
如图，晶体三极管工作于交流小信号放大状 态时，近似地有：
ube=rbeib
ic=β ib
因此可以等效成以下模型：
ib
ic
rbe
βib
该受控源模型为电流控制电流源CCCS,其中所 有的电压、电流、参数均为交流量。
1. 定义：电压源电压或电流源电流不是给定的时
间函数，而是受电路中某个支路的电压 (或电流)的控制。
2. 电路符号
+–
受控电压源
受控电流源
3. 分类：根据控制量和被控制量是电压u或电流i ，受控源可分
为四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压源表示； 当被控制量是电流时，用受控电流源表示。
(a) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source )
路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或
其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电
路相对应的电路模型。
导线
手电筒的电路模型
Ro
+
R
E
-
SБайду номын сангаас
电
灯
池
开关 泡
1.2 电流和电压的参考方向
参考方向
（1）、概念：
在分析计算电路时， 对电量任意假定的方向。
+ E_
（2）、表示方法
I
a
+ RU
－
b
电流：