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河北大学工商学院电路第一章3–9节.ppt

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1-1电路及电路模型 Chapter 1 电路模型和电路定律 电路和电路模型 电流、电压和功率 电阻元件 电容元件 电感元件 电源元件 受控电源 基尔霍夫定律 Chapter 1 电路模型和电路定律 电路和电路模型 电流、电压和功率 电阻元件 电容元件 电感元件 电源元件 受控电源 基尔霍夫定律 电路中最基本的组成单元,通过其端子与外部连接。元件的特性通过与端子有关的物理量描述。每一种元件反映某种确定的电磁性质。 音频f=25kHz,波长λ=c/f=12km 注意: ? R是表征电阻元件伏安关系的一个参数,为正实常数,单位:欧姆(Ω)。另一个表征电阻元件伏安关系的一个参数为电导G(Conductance),单位:西门子(S)。二者关系:R=1/G ? 欧姆定律u=Ri, i=Gu是定义在电阻上的电压、电流取关联参考方向的情况下的。若为非关联参考方向,则 u=-Ri, i= -Gu ? 电阻元件是无记忆的元件 当流过一个线性电阻元件的电流不论为何值,它的端电压恒为零值,即 R=0。 四、电容的串联、并联 1、电容的串联 特点: 各元件流过的电流相同。 线性电感元件 在电压、电流取关联参考方向时,任意时刻电感元件上的功率为: 电感元件在某一时刻储存的总磁场能量为: 四、电感的串联、并联 §1-8 电压源和电流源 讨论: (1)电压源两端的电压与外电路无关,而通过它电流的大小 和方向,则需要电压源和外电路共同确定。 (2)电压源的电压、电流习惯上采用非关联参考方向。在这种 情况下,p=ui 代表电压源向外电路提供的功率。 (3)理想电压源在实际中不存在。 二、电流源(Ideal current sources) 裂变-聚变研究和应用的历程 §1-9 受控电源 (Controlled sources) 两类电源: 独立电源:能独立向外电路提供能量,也称激励。 非独立电源:为分析有源元件(如晶体管、运算放大器等)提出的电路模型。 一、定义 电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数,而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源,称受控源。 当 时 为上升的抛物线,且i(4)=2A A t d d u L i t i t t L 8 4 1 0 ) ( 1 ) 0 ( ) ( 2 0 0 = + = + = ò ò t t t t 当 时 为开口向下的抛物线,i(5)=2.5A t/s 0 UL/V 2 4 1 2 3 4 5 t A t t d d u L i t i t L ) 10 5 2 ( ) 20 4 ( 4 1 2 ) ( 1 ) 4 ( ) ( 2 4 4 - + - = + - + = + = ò ò t t t t 当 时 为一直线。 L1 L2 Ln i u + ? a b + + ? ? ? + u1 u2 un N1 由电感VCR得 Leq i u ? + b a N2 1、电感的串联 特点:各元件流过的电流相同。 2、电感的并联 特点:各并联元件两端的电压相等。 L1 … i i1 i2 in a b + ? u N1 a b L2 Ln Leq i + ? u N2 . . . 式中: + ? us Us 电压源的电路符号 电压源的伏安特性曲线 us(t) i 0 u 如果一个二端元件接到任一电路后,其两端的电压us(t)总能保持规定值,与通过它的电流大小无关,则该二端元件就称为电压源。 1、定义 uS + _ i 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。 电流源的电路符号 is 电流源的伏安关系 is(t) i 0 u 如果一个二端元件接到任一电路后,该元件能够对外电路提供规定的电流is(t) ,不论其端电压的大小如何,则该元件就称为电流源。 1、定义 讨论: (2)电流源的电压、电流习惯上也采用非关联参考方向。 在这种情况下,p=ui 代表电流源向外电路提供的功率。 (1)电流源向外电路提供的电流由电流源本身决定,与外 电路无关,电流源两端电压的大小和方向,则需要电 流源和外电路共同确定。 ② 理想电流源不允许开路。 ① 短路:i= iS ,u=0 iS i u + _ 电压源中的电流 如何决定?电流 源两端的电压等 于多少? 思考题 解题原则:Is 不能变,US也不能变。 电压源中的电流:
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