第一章電路元件和電路定律2

1、電電 路路邱關(guān)源邱關(guān)源 主編主編 主講：自動化與電氣工程學(xué)院主講：自動化與電氣工程學(xué)院 孫月蘭孫月蘭 Email: Tel:何學(xué)好本課程？如何學(xué)好本課程？ 抓住二個主要環(huán)節(jié)抓住二個主要環(huán)節(jié)處理好三個基本關(guān)系處理好三個基本關(guān)系 課堂聽課課堂聽課 課后復(fù)習(xí)課后復(fù)習(xí)教學(xué)配合教學(xué)配合聽課與筆記聽課與筆記作業(yè)與復(fù)習(xí)作業(yè)與復(fù)習(xí)(做練習(xí)題）做練習(xí)題）自學(xué)與互學(xué)自學(xué)與互學(xué)1. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律l 重點(diǎn)重點(diǎn)：第第1 1章章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律2. 2. 電路元件特性電路元件特性a 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換

2、；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；b 信號的傳遞與處理。信號的傳遞與處理。1.1 電路和電路模型電路和電路模型1. 實(shí)際電路實(shí)際電路功能功能為完成某種預(yù)期目的而設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)為完成某種預(yù)期目的而設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行行, 由電路部件和電路器件相互連接而由電路部件和電路器件相互連接而成的電流通路裝置。成的電流通路裝置。電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開關(guān)等構(gòu)成。電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開關(guān)等構(gòu)成。電源：電能或電信號的發(fā)生器電源：電能或電信號的發(fā)生器負(fù)載：用電設(shè)備負(fù)載：用電設(shè)備導(dǎo)線、開關(guān)等：將電源與負(fù)載接成通路導(dǎo)線、開關(guān)等：將電源與負(fù)載接成通路. . 由于電路中的電壓、電流是在電源的作用下產(chǎn)由于電路中的

3、電壓、電流是在電源的作用下產(chǎn)生的，因此電源又稱為激勵或輸入。生的，因此電源又稱為激勵或輸入。 由激勵而在電路中產(chǎn)生的電壓、電流稱為響應(yīng)由激勵而在電路中產(chǎn)生的電壓、電流稱為響應(yīng)或輸出?；蜉敵觥?shí)際電路的電路模型是由理想電路元實(shí)際電路的電路模型是由理想電路元件相互連接而成。件相互連接而成。2. 電路模型電路模型10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開關(guān)開關(guān)燈泡燈泡電路模型電路模型l理想電路元件理想電路元件有某種確定電磁性質(zhì)并有精確數(shù)學(xué)有某種確定電磁性質(zhì)并有精確數(shù)學(xué)定義的最小單元。定義的最小單元。l電路模型電路模型sRLRsU幾種理想的電路元件幾種理想的電路元件電阻元件：表示消耗電能

4、的元件電阻元件：表示消耗電能的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電感元件：表示產(chǎn)生磁場，儲存磁場能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電容元件：表示產(chǎn)生電場，儲存電場能量的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件注注l 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件， 在一定條件下可用同一模型表示；在一定條件下可用同一模型表示；l 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其 模型可以有不同的形式模型可以有不同的形式例例直流直流交流交流高頻交流高

5、頻交流1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。是電流、電壓和功率。1. 電流的參考方向電流的參考方向l電流電流l電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量l 方向方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向l 單位單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=

6、10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、 A元件元件(導(dǎo)線導(dǎo)線)中電流流動的實(shí)際方向只有兩種可能中電流流動的實(shí)際方向只有兩種可能: 實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 AABB問題問題復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，復(fù)雜電路或電路中的電流隨時間變化時，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。l參考方向參考方向i 參考方向參考方向大小大小方向方向電流電流(代數(shù)量代數(shù)量)任意假定一個正電荷運(yùn)動的方向即為電任意假定一個正電荷運(yùn)動的方向即為電流的參考方向。流的參考方向。ABi 參考方向參考方向i 參考方向參考方向i 0i 0實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與

7、實(shí)際方向的關(guān)系電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系A(chǔ)ABB電流參考方向的電流參考方向的兩種表示兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)橛眉^表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较颉ｋ娏鞯膮⒖挤较颉?用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 iAB , 電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。i 參考方向參考方向AB參考方向參考方向AB i 參考方向參考方向AB iAB l 電壓電壓Ul 單位：單位：V (伏伏)、kV、mV、 V2. 電壓的參考方向電壓的參考方向單位正電荷單位正電荷q 從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時從電路中一點(diǎn)移至另一點(diǎn)時電場力做功（電場力做功（W）的大?。┑拇笮 電位電位V單位正電荷單位正電荷q

8、從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)從電路中一點(diǎn)移至參考點(diǎn)（V0）時電場力做功的大小時電場力做功的大小l 實(shí)際電壓方向?qū)嶋H電壓方向 電位真正降低的方向電位真正降低的方向例例已知：已知：4Q正電荷由正電荷由a點(diǎn)均勻移動至點(diǎn)均勻移動至b點(diǎn)點(diǎn)電場力做功電場力做功8J，由，由b點(diǎn)移動到點(diǎn)移動到c點(diǎn)電場點(diǎn)電場力做功為力做功為12J，(1) 若以若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)點(diǎn)的電位和電壓的電位和電壓Uac解解bV 248qWVaba0bVV 3412qWqWVbccbcV 202baabVVUV 3)3(0cbbcVVU(1)以以b點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電位參考點(diǎn)abc解解V 54128qWVaca0cV

9、V 3412qWVbcbV 235baabVVUV 303cbbcVVU(2)以以c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)點(diǎn)為電位參考點(diǎn)已知：已知：4Q正電荷由正電荷由a點(diǎn)均勻移動至點(diǎn)均勻移動至b點(diǎn)點(diǎn)電場力做功電場力做功8J，由，由b點(diǎn)移動到點(diǎn)移動到c點(diǎn)電場點(diǎn)電場力做功為力做功為12J(1) 若以若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)點(diǎn)的電位和電壓的電位和電壓U結(jié)論結(jié)論 電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)一電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；參考點(diǎn)一經(jīng)選定，電路中各點(diǎn)的電位值就是唯一的；當(dāng)經(jīng)選定，電路中各點(diǎn)的電位值就是唯一的；當(dāng)選擇不同的電位參考點(diǎn)時，電路中各點(diǎn)電位值選擇不同的電位參考點(diǎn)時，電路中各點(diǎn)電位值將改變，但

10、任意兩點(diǎn)間電壓保持不變。將改變，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變。問題問題復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往復(fù)雜電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方向往往不易判別，給實(shí)際電路問題的分析計(jì)算帶來困難。不易判別，給實(shí)際電路問題的分析計(jì)算帶來困難。l 電壓的參考方向電壓的參考方向U 0參考方向參考方向U+實(shí)際方向?qū)嶋H方向+實(shí)際方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向U+U假設(shè)的電位降低方向假設(shè)的電位降低方向電壓參考方向的三種表示方式電壓參考方向的三種表示方式：(1) 用箭頭表示用箭頭表示(2) 用正負(fù)極性表示用正負(fù)極性表示(3) 用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示UU+ABUABAABB 元件或支路的元件或支路的u，

11、i 采用相同的參考方向稱之為采用相同的參考方向稱之為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向3. 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iuu注注(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號符號），），在計(jì)算過程中不得任意改變。在計(jì)算過程中不得任意改變。（3）參考方向不同時，其表達(dá)式相差一負(fù)號，但實(shí)際）參考方向不同時，其表達(dá)式相差一負(fù)號，但實(shí)際 方向不變。

12、方向不變。例例電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答：答： A ：電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；：電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)； B ：電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。：電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。ABABiu1.3 電功率和能量電功率和能量 在電路分析和計(jì)算中，能量和功率的計(jì)算是在電路分析和計(jì)算中，能量和功率的計(jì)算是十分重要的，因?yàn)樵陔娐返墓ぷ鳡顟B(tài)中總會有電十分重要的，因?yàn)樵陔娐返墓ぷ鳡顟B(tài)中總會有電能與其他形式能量的相互交換；而電氣設(shè)備、電能與其他形式能量的相互交換；而電氣設(shè)備、電路部件本身都有功率的限制，

13、在使用時要注意其路部件本身都有功率的限制，在使用時要注意其電流值或電壓值是否超過額定值，過載會使設(shè)備電流值或電壓值是否超過額定值，過載會使設(shè)備或部件損壞，或不能正常工作?；虿考p壞，或不能正常工作。 在在dt 時間內(nèi)，有時間內(nèi)，有dq 電荷從元件上電壓的電荷從元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移動極經(jīng)元件移動到電壓的到電壓的“-”極，電場力作功，則元件吸收的能量為：極，電場力作功，則元件吸收的能量為：1.1.電能量電能量quWdd 電功率與電壓和電流密切相關(guān)，當(dāng)正電荷從元件上電壓的電功率與電壓和電流密切相關(guān)，當(dāng)正電荷從元件上電壓的“+”極經(jīng)元件移動到電壓的極經(jīng)元件移動到電壓的“-”極時，與此電壓相應(yīng)的

14、電場極時，與此電壓相應(yīng)的電場力要對電荷作功，元件吸收能量，反之，元件向外釋放能量力要對電荷作功，元件吸收能量，反之，元件向外釋放能量。2. 電功率電功率功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，瓦特，瓦特)在關(guān)聯(lián)參考方向下在關(guān)聯(lián)參考方向下則則功率是能量的導(dǎo)數(shù)功率是能量的導(dǎo)數(shù)從從 t0 到到 t 的時間內(nèi)，元件吸收的能量為：的時間內(nèi)，元件吸收的能量為：ttttuipW00dd可用功率表示可用功率表示, 能量是功率對時間的積分能量是功率對時間的積分: tttqtqiuquWW00ddd 能量的單位：能量的單位： J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳)3. 電路吸收或發(fā)出功率的判斷電路吸收

15、或發(fā)出功率的判斷l(xiāng) u, i 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向P = ui 表表示元件吸收的功率示元件吸收的功率P 0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收)P 0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出)P 0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) )l u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向+-iu+-iu例例 求圖示電路中各方框求圖示電路中各方框所代表的元件消耗的功所代表的元件消耗的功率。已知：率。已知：U1 = 1V, U2 = -3V,U3 = 8V, U4 = -4V,U5 = 7V, U6 = -3VI1 = 2A, I2 = 1A, I3 = -1A 解解）（發(fā)

16、出 wIUP2W221111）發(fā)出（吸收6WW,6W62)3(122IUP）（吸收wIUP16W1628133）（吸收 WIUP3W3) 1() 3(366）（發(fā)出WIUP7W7) 1(7355）（發(fā)出 WIUP4W414244注注對一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率對一完整的電路，發(fā)出的功率消耗的功率564123I2I3I1+-_-U6U5U4U3U2U1 -3741662654321PPPPPP1.4 電路元件電路元件集總元件集總元件 假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。在元件外部不存在任何的電場和磁場。在任何在元件外部不存在任何的電場和磁場。在

17、任何時刻，流入二端元件的一個端子的電流一定等時刻，流入二端元件的一個端子的電流一定等于從另一個端子流出的電流，兩個端子之間的于從另一個端子流出的電流，兩個端子之間的電壓為單值量。電壓為單值量。 電路元件是電路中最基本的組成單元。元件通過其端子與電路元件是電路中最基本的組成單元。元件通過其端子與外部連接，元件的特性通過與端子有關(guān)的電路物理量描述。外部連接，元件的特性通過與端子有關(guān)的電路物理量描述。 每種元件通過端子的兩種物理量反映一種確定的電磁性質(zhì)。每種元件通過端子的兩種物理量反映一種確定的電磁性質(zhì)。元件的兩個端子的電路物理量之間的代數(shù)函數(shù)關(guān)系稱為元件的元件的兩個端子的電路物理量之間的代數(shù)函數(shù)關(guān)

18、系稱為元件的端子特性（元件特性）。端子特性（元件特性）。由集總元件構(gòu)成的電路由集總元件構(gòu)成的電路 本書各章節(jié)（除本書各章節(jié)（除18章）討論的是由集總元件相互連接構(gòu)章）討論的是由集總元件相互連接構(gòu)成的集總電路。成的集總電路。集總電路集總電路電路元件分類：電路元件分類：二端、三端、四端元件等二端、三端、四端元件等無源、有源、線性、非線性、時變、無源、有源、線性、非線性、時變、時不變元件等。時不變元件等。元件特性元件特性電阻元件：電阻元件：)(ifu )(uhq 電容元件：電容元件：電感元件：電感元件：)(ig 1.5 電阻元件電阻元件2. 線性電阻元件線性電阻元件電阻元件電阻元件對電流呈現(xiàn)阻力的元

19、件。其元件特性用對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其元件特性用ui平面的一條曲線來描述：平面的一條曲線來描述：iu1. 定義定義伏安伏安特性特性 在關(guān)聯(lián)參考方向下，在任何時刻線性電在關(guān)聯(lián)參考方向下，在任何時刻線性電阻元件兩端的電壓和電流滿足歐姆定律。阻元件兩端的電壓和電流滿足歐姆定律。Riu )(ifu R 稱為電阻，單位：稱為電阻，單位： (歐姆歐姆)GuRui iuR uil 單位單位G 稱為電導(dǎo)，單位：稱為電導(dǎo)，單位： S (西門子西門子)Rui+-伏安特性為一條伏安特性為一條過原點(diǎn)的直線過原點(diǎn)的直線Riu l 電路符號電路符號(2) 如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)如電阻上的電壓與電流參考方向非

20、關(guān)聯(lián) 公式中應(yīng)冠以負(fù)號公式中應(yīng)冠以負(fù)號注注(3) 線性電阻是無記憶的元件線性電阻是無記憶的元件歐姆定律歐姆定律(1) 只適用于線性電阻，只適用于線性電阻，( R 為常數(shù)）為常數(shù)）則歐姆定律寫為則歐姆定律寫為u R i i G u公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！Rui+-3. 功率和能量功率和能量 電阻元件的功率恒為正，所以線性電阻元件是一種無源元件。電阻元件的功率恒為正，所以線性電阻元件是一種無源元件。說明電阻元件在任何時刻都是消耗功率的。說明電阻元件在任何時刻都是消耗功率的。p u i i2R u2 / R=GU2=i2/G功率：功率：從從 t0到到t電阻吸收的能量：

21、電阻吸收的能量： ttttttRRiiupW000d)(d)()(d2 能量：能量：Rui+-Riu+4. 電阻的開路與短路電阻的開路與短路l 短路短路00 ui Gor R 0l 開路開路00 ui 0 Gor Rui 1.6 電壓源和電流源電壓源和電流源l 電路符號電路符號1. 理想電壓源理想電壓源l 定義定義電壓源是一個理想電路元件，其兩端電壓源是一個理想電路元件，其兩端電壓與通過元件的電流無關(guān)，電壓總電壓與通過元件的電流無關(guān)，電壓總保持為給定的時間函數(shù)。電壓源中電保持為給定的時間函數(shù)。電壓源中電流的大小由外電路決定。流的大小由外電路決定。Us(1) 電源兩端電壓由電源本身決定，電源兩端

22、電壓由電源本身決定， 與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方 向、大小無關(guān)。向、大小無關(guān)。(2) 通過電壓源的電流由外電路決定通過電壓源的電流由外電路決定l 理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系ui)(1tuS伏安關(guān)系伏安關(guān)系例例Ri-+Su外外電電路路RuiS )( Ri0)( 0 Ri電壓源不能短路！電壓源不能短路！l電壓源的功率電壓源的功率電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；+_iu+_Su)()()(titutpS 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電位向高電位移）由低電位向高電位移動，外力克服電場力作功電源發(fā)出功率。動，外力克服

23、電場力作功電源發(fā)出功率。)()()(titutpS 發(fā)出功率發(fā)出功率物理意義：物理意義：例例 5R+_i+_Ru+_10V5V計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解V)(5510RuA155RuiRW5152 RiPRW1011010iuPSVW5155iuPSV發(fā)出發(fā)出吸收吸收吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸） 實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。電流很大，可能燒毀電源。l 實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源i+_u+_SuSR考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻伏安特性伏安特性iRuuSS 一個好的電壓源要求一個好的電

24、壓源要求0SRuusiO輸出電流總能保持為給定的時間函數(shù)，輸出電流總能保持為給定的時間函數(shù)，其值與它的兩端電壓其值與它的兩端電壓u 無關(guān)的元件叫無關(guān)的元件叫理想電流源。理想電流源。l 電路符號電路符號2. 理想電流源理想電流源l 定義定義(1) 電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)電路無關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無關(guān)(2) 電流源兩端的電壓由外電路決定電流源兩端的電壓由外電路決定l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系ui)(1tiS伏安伏安關(guān)系關(guān)系uSi+_例例外外電電路路)( 00 Ru)( Ru電流源

25、不能開路！電流源不能開路！Ru-+SiSRiu l電流源的功率電流源的功率電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；發(fā)出功率發(fā)出功率Suip u+_Si實(shí)際電流源的產(chǎn)生實(shí)際電流源的產(chǎn)生 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。流等。例例計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解2Asii V5 uW10522 uiPSAW10)2(55 iuPSV發(fā)出發(fā)出發(fā)出發(fā)出滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸

26、）+_u+_2A5ViisuiO 實(shí)際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若開路，實(shí)際電流源也不允許開路。因其內(nèi)阻大，若開路，電壓很高，可能燒毀電源。電壓很高，可能燒毀電源。l 實(shí)際電實(shí)際電流流源源考慮內(nèi)阻考慮內(nèi)阻伏安特性伏安特性SSRuii 一個好的電流源要求一個好的電流源要求 SRu+_SiSRi1.7 受控電源受控電源 (非獨(dú)立電源非獨(dú)立電源) 電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是電壓或電流的大小和方向不是給定的時間函數(shù)，而是受電路中某部分電壓受電路中某部分電壓( (或電流或電流) )控制的電源，稱受控源?？刂频碾娫?，稱受控源。l 電路符號電路符號+受控電壓源受控電壓源1. 定義定

27、義受控電流源受控電流源(1) (1) 電流控制電流源電流控制電流源 ( ( CCCS ) ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u 或電流或電流i ，受控源可分，受控源可分四種類型：四種類型：當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被當(dāng)被控制量是電壓時，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時，用受控電流源表示。控制量是電流時，用受控電流源表示。2. 分類分類12ii 輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分 i1+_u2i2_u1i1+g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) (2) (2) 電壓控制電流源電壓控制電流源 ( ( VCCS )12

28、gui (3) (3) 電壓控制電壓源電壓控制電壓源 ( ( VCVS ) ) u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) u1gu1+_u2i2_i1+ri1+_u2i2_u1i1+-(4) (4) 電流控制電壓源電流控制電壓源 ( ( CCVS ) )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 例例bcii 電電路路模模型型bi bi cibici3. 3. 受控源與獨(dú)立電源的比較受控源與獨(dú)立電源的比較(1) (1) 獨(dú)立電源電壓獨(dú)立電源電壓( (或電流或電流) )由電源本身決定，與電路中其它由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓電壓、電流無關(guān)，而受控

29、源電壓( (或電流或電流) )由控制量決定。由控制量決定。(2) (2) 獨(dú)立電源在電路中起獨(dú)立電源在電路中起“激勵激勵”作用，在電路中產(chǎn)生電壓作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路中不能作為在電路中不能作為“激勵激勵”。例例求：電壓求：電壓u2。解解5i1+_u2_u1=6Vi1+-3 A2361 iV4 610 6512 iu1.8 1.8 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基 爾 霍 夫 定 律 包 括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律基 爾 霍 夫 定 律 包 括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律 ( (KC

30、L) )和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( (KVL) )。它反映了電。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。基爾霍夫定律與分析集總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。+_R1uS1+_uS2R2R31. 1. 幾個名詞幾個名詞電路中通過同一電流的分支電路中通過同一電流的分支( b)b = 3（1）支路）支路電路中每一個兩端元件就叫一條支路電路中每一個兩端元件就叫一條支路(b)i3i2i1b = 5支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。( (

31、n ) )b = 3an = 2b+_R1uS1+_uS2R2R3i3i2i1(2) (2) 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。( ( l ) )兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成。對對平面電路平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路，其內(nèi)部不含任何支路的回路(自然孔自然孔)稱網(wǎng)孔。稱網(wǎng)孔。l = 3+_R1uS1+_uS2R2R3123(3) (3) 路徑路徑(4) (4) 回路回路(5) (5) 網(wǎng)孔網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔2. 2. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 ( (KCL) )令流出為令流出為“+”+

32、”，有：，有：例例 在集總電路中，任意時刻，對任一結(jié)點(diǎn)，所有流出結(jié)點(diǎn)的在集總電路中，任意時刻，對任一結(jié)點(diǎn)，所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。支路電流的代數(shù)和恒等于零。 0)(ti 出出入入 iior 流進(jìn)的電流進(jìn)的電流等于流流等于流出的電流出的電流1i5i4i3i2i054321 iiiii54321iiiii 1 3 25i6i4i1i3i2i0641 iii例例0542 iii0653 iii三式相加得：三式相加得：0321 iii說明說明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個結(jié)點(diǎn)的任一閉合面?？赏茝V應(yīng)用于電路中包圍多個結(jié)點(diǎn)的任一閉合面。表明表明（1） KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任 意結(jié)點(diǎn)處的反映。意結(jié)點(diǎn)處的反映。（2） KCL在支路電流之間施加的線性約束關(guān)系，與支在支路電流之間施加的線性約束關(guān)系，與支 路上接的元件性質(zhì)無關(guān)，與元件是線性還是非線路上接的元件性質(zhì)無關(guān)，與元件是線性還是非線 性的，時變還是非時變無關(guān)。性的，時變還是非時變無關(guān)。（2 2）選定回路繞行方向）選定回路繞行方向 U1US1+U2+U3+U4+US4= 03. 3. 基爾霍夫電壓定律基