第一章電路的基本概念及電路元件

緒言第一章電路的基本概念及電路元件本章在物理學(xué)的基礎(chǔ)上，主要介紹電路模型的概念、電路中的基本物理量及其參考方向、電路的工作狀態(tài)，還將介紹無(wú)源電路元件、有源電路元件及其特性。這些內(nèi)容都是今后分析和計(jì)算電路的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容第一章電路的基本概念及電路元件返回1.1

電路的作用與組成部分1.2

電路模型1.3

電路的基本物理量1.4

電氣設(shè)備的額定值1.5

電路的工作狀態(tài)1.6

無(wú)源電路元件1.7

有源電路元件1.8

電路中電位的概念1.1電路的組成及其作用第一章電路的基本概念及電路元件●電路的概念：電路就是電流的通路，是為了某種須要由電氣設(shè)備或電路元件按確定方式組合而成。●電路的種類（很多）：(1)供應(yīng)能量的電路，如照明及動(dòng)力系統(tǒng)的供電電路

(2)傳送和處理信息的信息處理電路，如電話電路、放大器

(3)測(cè)量和轉(zhuǎn)換電量的電路，如萬(wàn)用表與電橋電路

(4)存儲(chǔ)與變換信息的電路，如計(jì)算機(jī)內(nèi)存與移位寄存器。好用電路舉例●好用電路舉例：第一章電路的基本概念及電路元件(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、安排與轉(zhuǎn)換的電路發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線(2)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理的電路放大器揚(yáng)聲器話筒電路的組成無(wú)論電路有多困難，它都由3部分組成：電源（或信號(hào)源）、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)。●電路的組成部分：電源:

電路中電能的來(lái)源，是把非電能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如：蓄電池、干電池、火力電力發(fā)電機(jī)等負(fù)載:即用電設(shè)備。是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量中間環(huán)節(jié)：傳遞、安排和限制電能的作用如：連接導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、測(cè)量器件、限制器件愛(ài)護(hù)器件等發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐...輸電線第一章電路的基本概念及電路元件●電路的組成部分第一章電路的基本概念及電路元件直流電源直流電源:供應(yīng)能源負(fù)載信號(hào)源:供應(yīng)信息放大器揚(yáng)聲器話筒電源或信號(hào)源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動(dòng)電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、檢波等電路模型第一章電路的基本概念及電路元件1.2

電路模型為了便于分析和用數(shù)學(xué)模型描述,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的志向電路元件或其組合來(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。+R0R開(kāi)關(guān)EI電珠+U干電池導(dǎo)線例：手電筒由電池、燈泡、開(kāi)關(guān)和筒體組成。志向電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。電池是電源元件，其參數(shù)為電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻Ro；燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；筒體用來(lái)連接電池和燈泡，其電阻忽視不計(jì)，認(rèn)為是無(wú)電阻的志向?qū)w。開(kāi)關(guān)用來(lái)限制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡(jiǎn)稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示。常用志向元件種類：第一章電路的基本概念及電路元件電荷q磁通電壓u電流i電阻元件電容元件電感元件憶阻元件返回1.3電路的基本物理量第一章電路的基本概念及電路元件一.電流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)切的物理量是電流、電壓和功率。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量電流強(qiáng)度單位1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6AA（安培）、kA、mA、A電荷的定向移動(dòng)形成電流（用電流強(qiáng)度來(lái)描述）。電流的方向電流的方向及參考方向第一章電路的基本概念及電路元件方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。正電荷流向負(fù)電荷流向電流的真實(shí)方向q+q-ab電路中的一條通路分析電路之前，電流的真實(shí)方向一般是未知的，在分析與計(jì)算電路時(shí)，要假定一個(gè)方向-----參考方向。參考方向：隨意假定的一個(gè)方向。分析電路時(shí)用箭頭或雙下標(biāo)來(lái)表示。iab

參考方向iab

參考方向iab>0，即iab為正值iab<0，即iab為負(fù)值實(shí)際方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：AABB留意：在參考方向選定后,電流值才有正負(fù)之分。電流的測(cè)量第一章電路的基本概念及電路元件

電流的測(cè)量試驗(yàn)和工程中接受電流表測(cè)量電流，電流表必需串接在被測(cè)電路中。電流的參考方向由電流表接線方式確定：“+”接線柱指向“-”接線柱電流表+_被測(cè)支路斷開(kāi)通路串接電流表i電壓第一章電路的基本概念及電路元件二、電壓

電壓：就是電路（電場(chǎng)）中兩點(diǎn)（如a與b）之間的電位差。電位：就是單位正電荷在電場(chǎng)(電路是電場(chǎng)的一種特殊形式。)中

某點(diǎn)所具有的電位能。它表示外力將單位正電荷從某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（0電位）所作的功。用

v或V

表示：a點(diǎn)電位b點(diǎn)電位用u

或U表示，ab兩點(diǎn)之間電壓uab：電壓uab

表示單位正電荷從a

點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所失去的電位能，因此也常稱為電壓降。電壓的方向例題●單位：V(伏)、kV、mV、V實(shí)際電壓方向電位真正降低的方向1伏特(V)=1焦耳(J)/庫(kù)侖(C)例:已知：4C正電荷由a點(diǎn)勻整移動(dòng)至b點(diǎn)電場(chǎng)力做功8J，由b點(diǎn)

移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功為12J，

(1)若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)的電位和電壓Uab、Ubc;

(2)若以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，再求以上各值。第一章電路的基本概念及電路元件acb解(1)以b點(diǎn)為電位參考點(diǎn)解（2）例:已知：4C正電荷由a點(diǎn)勻整移動(dòng)至b點(diǎn)電場(chǎng)力做功8J，由b點(diǎn)

移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功為12J，

(1)若以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，求a、b、c點(diǎn)的電位和電壓Uab、Ubc;

(2)若以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，再求以上各值。第一章電路的基本概念及電路元件acb解(2)以c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)電路中電位參考點(diǎn)可隨意選擇；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)選擇不同的電位參考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位值將變更，但隨意兩點(diǎn)間電壓保持不變。結(jié)論第一章電路的基本概念及電路元件電壓的參考方向：困難電路或交變電路中，兩點(diǎn)間電壓的實(shí)際方憧憬往不易判別，給實(shí)際電路問(wèn)題的分析計(jì)算帶來(lái)困難。在分析與計(jì)算電路時(shí)，要假定一個(gè)方向-----參考方向。電壓的參考方向用箭頭（或+/號(hào)）在電路中標(biāo)出。abuab+-u或1.電路（電場(chǎng)）中，只有定義了參考點(diǎn)，電位才有意義。留意abuab或電壓的測(cè)量●電壓(降)的參考方向：假設(shè)的電壓降低之方向2.電壓是一個(gè)相對(duì)量，與參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。3.電位事實(shí)上是電路中某點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓?！耠妷旱臏y(cè)量：第一章電路的基本概念及電路元件電壓的參考方向由電壓表接線方式確定：電壓表+_被測(cè)支路“+”接線柱指向“”接線柱電流、電壓關(guān)聯(lián)參考方向試驗(yàn)和工程中接受電壓表測(cè)量電壓，電壓表必需和被測(cè)支路并聯(lián)?！耜P(guān)聯(lián)參考方向第一章電路的基本概念及電路元件同一電路元件上既有電流參考方向，也有電壓參考方向。作為參考方向，都是人為假設(shè)出來(lái)的，兩者之間沒(méi)有實(shí)際聯(lián)系。為了分析便利，同一電路元件或電路部分，電壓和電流的參考方向接受一樣的方向，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。反之稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向i+-+-iUU舉例例：第一章電路的基本概念及電路元件注：(1)分析電路前必需選定電壓和電流的參考方向。(2)參考方向一經(jīng)選定，必需在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得隨意變更。（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際方向不變。ABABi＋－U電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問(wèn)：對(duì)A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？答：A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)。電功率三、電功率(power)第一章電路的基本概念及電路元件它表示單位時(shí)間內(nèi)電路元件消耗的電場(chǎng)能量。電路中用P或p表示電功率，依據(jù)定義有：1（W）=1焦耳(J)/秒(s)●分析電路時(shí)功率的計(jì)算：★接受關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：★接受非關(guān)聯(lián)參考方向：必需加上負(fù)號(hào)！功率的單位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的單位：J(焦)(Joule，焦耳)P>0元件吸取正功率，(實(shí)際吸取)；P<0元件吸取負(fù)功率(實(shí)際發(fā)出)負(fù)載與電源●電源與負(fù)載第一章電路的基本概念及電路元件若某元件的P>0，則消耗（吸取）電能，表現(xiàn)為負(fù)載。若某元件的P<0，則向電路供應(yīng)(釋放）電能，表現(xiàn)為電源。舉例：由5個(gè)元件組成的電路如圖，各元件上電壓、電流參考方向接受關(guān)聯(lián)參考方向，標(biāo)在圖上如下：確定各元件的功率，指出哪些是電源、哪些是負(fù)載？解12345解第一章電路的基本概念及電路元件元件1是負(fù)載元件2是負(fù)載元件3是電源元件4是負(fù)載元件5是電源留意：電路中全部元件的功率之和為0！這一規(guī)則稱為功率平衡原理。常用作對(duì)分析結(jié)果的檢驗(yàn)準(zhǔn)則。功率平衡事實(shí)上是能量守恒的體現(xiàn)，隨意時(shí)刻，電源發(fā)出的電能恰為負(fù)載所消耗。電氣設(shè)備的額定值1.4電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備的額定值：電氣設(shè)備的平安運(yùn)用值額定電流IN：電氣設(shè)備在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行或規(guī)定工作制下允許通過(guò)的最大電流。額定電壓UN：依據(jù)電氣設(shè)備所用絕緣材料的耐壓程度和容許溫升等狀況規(guī)定的正常工作電壓。額定功率PN：電氣設(shè)備在額定電壓、額定電流下工作時(shí)的功率。額定值表明白電氣設(shè)備的正常工作條件、狀態(tài)和容量，運(yùn)用電氣設(shè)備時(shí)，要留意不要超出其額定值，避開(kāi)出現(xiàn)不正常的狀況和發(fā)生事故。留意：運(yùn)用中，電氣設(shè)備的實(shí)際電壓、電流、功率不確定等于其額定值。第一章電路的基本概念及電路元件電路的工作狀態(tài)思索：有一盞白熾燈，標(biāo)有220V，40W的字樣，問(wèn)：能否接到380V和127V的電源上運(yùn)用？若將它接到127V的電源上運(yùn)用，其實(shí)際功率是多少？★思索解析第一章電路的基本概念及電路元件解：白熾燈上標(biāo)有220V、40W的字樣，表示其額定電壓為220，額定功率為40W，所以不能將其接到380V的電源上運(yùn)用，否則會(huì)因?yàn)殡妷哼^(guò)高而燒毀。白熾燈的電阻為：將它接到127V的電源上時(shí)，白熾燈的電阻不變，所以此時(shí)的功率為：由此可見(jiàn)將它接到127V的電源上雖能平安工作，但白熾燈的亮度不夠。例：一只220V,60W的白熾燈,接在220V的電源上，試求通過(guò)電燈的電流和電燈在220V電壓下工作時(shí)的電阻。假如每晚工作3h(小時(shí))，問(wèn)一個(gè)月消耗多少電能?解:

通過(guò)電燈的電流為：在220V電壓下工作時(shí)的電阻：一個(gè)月用電W

=Pt=60W(330)h=0.06kW90h=5.4kW.H=5.4度電路的工作狀態(tài)返回1.5電路的工作狀態(tài)第一章電路的基本概念及電路元件工作時(shí)，依據(jù)所接負(fù)載不同，電路的工作狀態(tài)分為三種：開(kāi)路、短路、負(fù)載狀態(tài)?！耖_(kāi)路工作狀態(tài)含源電路+_iu電路外接端未接任何負(fù)載，端電流i=0（開(kāi)路）。=UOC短路狀態(tài)此時(shí)，端口電壓由電路內(nèi)部電源與結(jié)構(gòu)確定，稱為開(kāi)路電壓，記作uOC或UOCi=0開(kāi)路電壓負(fù)載功率u

=uOC

P

=0●短路工作狀態(tài)第一章電路的基本概念及電路元件含源電路+_iu電路外接端干脆用導(dǎo)線連接，端口電壓：u=0（短路）此時(shí)，端電流由電路內(nèi)部電源與結(jié)構(gòu)確定，稱為短路電流，記作：iSC或ISC

ISC負(fù)載狀態(tài)運(yùn)用時(shí)要留意短路電流過(guò)大而損壞電路?！褙?fù)載工作狀態(tài)第一章電路的基本概念及電路元件含源電路+_iu電路外接確定負(fù)載，電路中有電流流過(guò)，此時(shí)的狀態(tài)稱為負(fù)載狀態(tài)。負(fù)載對(duì)于確定的電路，電流的大小取決于負(fù)載的大小。當(dāng)電路中的i=IN，P=PN時(shí)，叫做“滿載”（經(jīng)濟(jì)合理平安牢靠）；當(dāng)電路中的i>IN，P>PN時(shí)，叫做“過(guò)載”；(設(shè)備易損壞)當(dāng)電路中的i<IN，P<PN時(shí)，叫做“欠載”。(不經(jīng)濟(jì))

一般來(lái)說(shuō)電路不能工作在過(guò)載狀態(tài)，但短時(shí)少量的過(guò)載還是可以的，長(zhǎng)時(shí)過(guò)載可能會(huì)引起事故的發(fā)生，是絕不允許的。為保證電路平安工作，一般需在電路中接入必要的過(guò)載愛(ài)護(hù)裝置。負(fù)載狀態(tài)續(xù)●負(fù)載工作狀態(tài)續(xù)第一章電路的基本概念及電路元件IR0R+

-EU+

-I①電流的大小由負(fù)載確定。②在電源有內(nèi)阻時(shí)，IU。負(fù)載端電壓：U=RI或U=E–IRoUI=EI–I2Ro即：P=PE

–P負(fù)載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③電源輸出的功率由負(fù)載確定。負(fù)載大小的概念:負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加(電壓確定)。當(dāng)R0<<R時(shí)，則UE，表明當(dāng)負(fù)載變更時(shí)，電源的端電壓變更不大，即帶負(fù)載實(shí)力強(qiáng)。無(wú)源電路元件1---電阻1.6無(wú)源電路元件第一章電路的基本概念及電路元件一、電阻元件R：對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。（電阻元件的特性由u-i平面上的一條曲線表示，）當(dāng)這條曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線時(shí)，稱為線性電阻。（本課程中如無(wú)特殊聲明電阻元件均指線性電阻。）Oiu線性電阻元件非線性電阻電路符號(hào)R●線性電阻的特性u(píng)～i

關(guān)系：滿足歐姆定律(Ohm’sLaw)Rui+－R稱為電阻，單位：

(歐)(Ohm，歐姆)單位：G稱為電導(dǎo)，單位：S(西門子)(Siemens，西門子)注假如電阻R不隨時(shí)間變更，電阻元件稱為時(shí)不變電阻。本課只探討時(shí)不變?cè)Ｗ⒌谝徽码娐返幕靖拍罴半娐吩?2)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)即：u–Rii–Gu(3)說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件歐姆定律(1)只適用于線性電阻，(R為常數(shù)）●功率非關(guān)聯(lián)參考方向：p

–ui–(–Ri)ii2R

–u(–u/R)u2/R關(guān)聯(lián)參考方向：p

uii2Ru2/RRui+-Rui+-上述結(jié)果說(shuō)明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的?！衲芰浚嚎捎霉Ρ硎?。從t到t0電阻消耗的能量：例子電容元件例：應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。解：對(duì)圖(a)有,U=IR對(duì)圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6V

I(a)(b)I–2A返回電流的參考方向與實(shí)際方向相反電壓與電流參考方向相反第一章電路的基本概念及電路元件二、電容元件C(capacitor)第一章電路的基本概念及電路元件電容元件的原型是平板電容器，基本特性是存儲(chǔ)在極板上的電荷量q與兩極板之間的電壓u滿足代數(shù)關(guān)系。用q-u平面上的一條曲線fC(q,u)=0描述。

++++++++

--------+q-quOuq非線性電容線性電容元件當(dāng)這條曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線時(shí)，稱為線性電容。（本課程中如無(wú)特殊聲明電容元件均指線性電容。）●電路符號(hào)C＋－u+q-q

C稱為電容器的電容,單位：F(法)(Farad，法拉),常用F，pF等表示。單位電容的伏安關(guān)系●線性電容的電壓、電流關(guān)系:動(dòng)態(tài)元件記憶元件第一章電路的基本概念及電路元件C＋－ui（1）i的大小取決于u的變更率,與u的大小無(wú)關(guān)，電容是動(dòng)態(tài)元件；(2)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)i=0。電容相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔斷直流作用；實(shí)際電路中通過(guò)電容的電流

i為有限值，則電容電壓u必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù).（1）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào);（2）上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。電容的功率和儲(chǔ)能●電容的功率和儲(chǔ)能第一章電路的基本概念及電路元件當(dāng)電容充電，u>0，du/dt>0，則i>0，q，p>0,電容吸取功率。當(dāng)電容放電，u>0，du/dt<0，則i<0，q，p<0,電容發(fā)出功率.電容的儲(chǔ)能：電容能在一段時(shí)間內(nèi)吸取外部供應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。功率：從t0到t電容儲(chǔ)能的變更量：與電流無(wú)關(guān)（1）電容的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變；（2）電容儲(chǔ)存的能量確定大于或等于零。電感元件例子例求電流i、功率P(t)和儲(chǔ)能W(t)第一章電路的基本概念及電路元件＋－C0.5Fi21t/s20u/V電源波形解uS(t)的函數(shù)表示式為:解得電流21t/s1i/A-1續(xù)★解析第一章電路的基本概念及電路元件21t/s20p/W-221t/s10WC/J吸取功率釋放功率已知電流求電壓若已知電流求電容電壓，有：第一章電路的基本概念及電路元件21t/s1i/A-1電感元件返回三、電感元件第一章電路的基本概念及電路元件描述線圈通有電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)、儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的性質(zhì)。電流通過(guò)N匝線圈產(chǎn)生(磁鏈)電流通過(guò)一匝線圈產(chǎn)生(磁通)i+_uN

匝磁通F+_eL

電感元件：儲(chǔ)存磁能的元件。其特性可用～i平面上的一條曲線來(lái)描述Oi非線性電感線性電感元件當(dāng)這條曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線時(shí)，稱為線性電感（本課程中如無(wú)特殊聲明電感元件均指線性電感）。對(duì)線性電感：通過(guò)電感元件的電流i與其磁鏈成正比。即：●電路符號(hào)+-u(t)iLH(亨)(Henry，亨利)，常用H，mH表示。單位伏安關(guān)系●線性電感的電壓、電流關(guān)系即伏安關(guān)系（VAR)第一章電路的基本概念及電路元件依據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律有：+-u(t)iL(1)電感電壓u的大小取決于i的變更率,與i的大小無(wú)關(guān)，電感是動(dòng)態(tài)元件；(2)當(dāng)i為常數(shù)(直流)時(shí)，u=0。電感相當(dāng)于短路；實(shí)際電路中電感的電壓

u為有限值，則電感電流i不能躍變，必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù).記憶元件（4）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào);（2）上式中i(t0)稱為電感電流的初始值，它反映電感初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)功率和儲(chǔ)能●電感的功率和儲(chǔ)能第一章電路的基本概念及電路元件當(dāng)電流增大，i>0，di/dt>0，則u>0，，p>0,電感吸取功率。當(dāng)電流減小，i>0，di/dt<0，則u<0，，p<0,電感發(fā)出功率。功率電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸取外部供應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。從t0到t電感儲(chǔ)能的變更量：電感的儲(chǔ)能：與電壓無(wú)關(guān)（1）電感的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變；（2）電感儲(chǔ)存的能量確定大于或等于零。電容電感比較電容元件與電感元件的比較：第一章電路的基本概念及電路元件電容C電感L變量電流i磁鏈關(guān)系式電壓u

電荷q

(1)元件方程的形式是相像的；(2)若把u-i，q-，C-L，

i-u互換,可由電容元件的方程得到電感元件的方程；(3)C和L稱為對(duì)偶元件,、q等稱為對(duì)偶元素。*明顯，R、G也是一對(duì)對(duì)偶元素:I=U/R

U=I/GU=RII=GU結(jié)論有源元件之電壓源1.7有源電路元件第一章電路的基本概念及電路元件電路符號(hào)一.志向電壓源●定義：其兩端電壓總能保持定值或確定的時(shí)間函數(shù)值與流過(guò)它的電流i無(wú)關(guān)的元件叫志向電壓源?！裰鞠螂妷涸吹碾妷?、電流關(guān)系ui電源兩端電壓由電源本身確定，與外電路無(wú)關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。通過(guò)電壓源的電流由電源及外電路共同確定。uSui+-US一般電壓源：直流電壓源或恒壓源：志向電壓源兩端的電壓值不隨電流變更，因此，志向電壓源的兩端不能被短路，否則，將流過(guò)無(wú)窮大電流。常用的電池在正常工作范圍內(nèi)近似為志向電壓源（恒壓源）。運(yùn)用中不能將其兩個(gè)電極短路，否則將損壞。例子實(shí)際電壓源例1第一章電路的基本概念及電路元件Ri-+外電路電壓源不能短路！例2+_i+_+_10V5V計(jì)算圖示電路各元件的功率。解發(fā)出吸取吸取滿足：P（發(fā)）＝P（吸）返回●實(shí)際電壓源第一章電路的基本概念及電路元件實(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。uiOi+_u+_考慮內(nèi)阻伏安特性：一個(gè)好的電壓源要求：志向的電壓源和電流源是不存在的，實(shí)際電源不能輸出無(wú)窮大的功率。實(shí)際電壓源（簡(jiǎn)稱電壓源）隨著輸出電流的增大，端電壓將下降，可以用志向電壓源和一個(gè)內(nèi)阻RS串聯(lián)來(lái)等效。志向電流源二.志向電流源第一章電路的基本概念及電路元件若流過(guò)二端元件的電流不隨它兩端電壓變更，保持固定的數(shù)值（或變更規(guī)律），稱此元件為志向（獨(dú)立）電流源。志向電流源的伏安特性為一條平行于電壓軸的直線。iSuiuiOiS不隨電壓變更電流源電路符號(hào)流過(guò)志向電流源的電流值不隨電壓變更，因此，志向電流源的兩端不能被開(kāi)路，否則，將產(chǎn)生無(wú)窮大電壓。(1)電流源的輸出電流由電源本身確定，與外電路無(wú)關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)電流源兩端的電壓由電源及外電路共同確定例子實(shí)際電流源例子1第一章電路的基本概念及電路元件外電路電流源不能開(kāi)路！Ru-+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(wú)關(guān)；光電池在確定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生確定值的電流等。例2計(jì)算圖示電路各元件的功率。解釋放吸取滿足：P（發(fā)）＝P（吸）+_u+_2A5Vi返回●實(shí)際電流源第一章電路的基本概念及電路元件實(shí)際電流源也不允許開(kāi)路。因其內(nèi)阻大，若開(kāi)路，電壓很高，可能燒毀電源?？紤]內(nèi)阻伏安特性：一個(gè)好的電流源要求u+_i志向的電流源同樣是不存在的。實(shí)際電流源（簡(jiǎn)稱電流源）可以用志向電流源與內(nèi)阻并聯(lián)來(lái)表示，當(dāng)電流源兩端電壓愈大，其輸出的電流就愈小。當(dāng)實(shí)際電流源的內(nèi)阻比負(fù)載電阻大得多時(shí)，往往可以近似地將其看作是志向電流源。兩種獨(dú)立電源的轉(zhuǎn)換●兩種獨(dú)立電源模型的轉(zhuǎn)換第一章電路的基本概念及電路元件電壓源模型和電流源模型都是對(duì)實(shí)際電源的近似，兩種電源模型之間可以相互轉(zhuǎn)換。實(shí)際電源+_uiRL電流源模型+_uiRLiSR0電壓源模型+_uiRL+uS_R0uiOuS實(shí)際電源特性電位的概念即計(jì)算1.8電路中電位的概念及計(jì)算第一章電路的基本概念及電路元件在電路的分析與計(jì)算時(shí)，常常要用到電位的概念。電壓是兩點(diǎn)電位之差，它只能說(shuō)明一點(diǎn)的電位高，另一點(diǎn)的電位低，并不能知道某一點(diǎn)的電位原委為多少。在很多狀況下，我們須要知道某點(diǎn)的電位。電位：電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓，記為“VX”

通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。

電位的計(jì)算步驟：（例子）(1)任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零；(2)標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算；(3)計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。利用電位簡(jiǎn)化電路電位計(jì)算舉例第一章電路的基本概念及電路元件求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd

。解：設(shè)a為參考點(diǎn)，即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca

=