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文檔簡介

第二章電路元件和二端網(wǎng)絡(luò)的等效第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)第二節(jié)電感元件

第三節(jié)電容元件及其串并聯(lián)第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換第五節(jié)獨立電源及其等效變換第六節(jié)受控源及含受控源的簡單電路分析第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)一、電阻元件

RY型金屬氧化膜電阻器廣泛應(yīng)用于彩色電視機,計算機顯示器、新電源和其他家用電器等高溫條件下要求穩(wěn)定性高的電路中

特點:小型、優(yōu)質(zhì)、阻燃、低噪音、質(zhì)量一致、長期穩(wěn)定電阻器第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)RX27/RY27瓷殼型水泥固定電阻器特點:

高可靠性、耐高溫、耐電脈沖擊、抗浪涌能力強、阻燃性好。電阻器第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)RX21涂覆型線繞固定電阻器特點:高可靠性、功率范圍大、耐潮濕、絕緣性好、抗浪涌能力強、阻燃性好。電阻器第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)1.電阻元件電阻元件是一個二端元件,它的電流和電壓的方向總是一致的,它的電流和電壓的大小成代數(shù)關(guān)系。電流和電壓的大小成正比的電阻元件叫線性電阻元件。元件的電流與電壓的關(guān)系曲線叫做元件的伏安特性曲線。線性電阻元件的伏安特性為通過坐標原點的直線,這個關(guān)系稱為歐姆定律。Oui線性電阻的伏安特性曲線什么方向?第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)1.電阻元件線性電阻元件有兩種特殊情況值得注意:一種情況是電阻值R為無限大,電壓為任何有限值時,其電流總是零,這時把它稱為“開路”;另一種情況是電阻為零,電流為任何有限值時,其電壓總是零,這時把它稱為“短路”。兩種特殊情況:第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)1.電阻元件在電流和電壓的關(guān)聯(lián)參考方向下,線性電阻元件的電壓大小與電流大小的比值式中,R稱為元件的電阻,它是一個反映電路中電能消耗的電路參數(shù),是一個正值常數(shù)。電阻的單位是歐[姆],符號為Ω。電阻的倒數(shù)G=1/R,G稱為電阻元件的電導。

單位是西[門子],符號為S。RG有關(guān)物理量:圖形符號:第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)一、電阻元件2.電阻元件的電壓與電流關(guān)系歐姆定律流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比。根據(jù)歐姆定律,電阻兩端的電壓和電流之間的關(guān)系可寫成:或線性電阻元件的電壓和電流解析式:

u(t)=Ri(t)表明:線性電阻元件的電壓和電流的變化規(guī)律是一致的,波形是相似的。電阻元件任一瞬間的電壓(或電流)只決定于同一瞬間的電流(或電壓),而與以前的電壓或電流大小無關(guān),這種性質(zhì)叫做“瞬時性”或“無記憶性”。第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)一、電阻元件3.電阻元件的功率在電流和電壓關(guān)聯(lián)參考方向下,任何瞬時線性電阻元件接受的電功率為電阻元件總是吸收功率,所以,電阻元件是耗能元件。注意:p=ui對任何二端網(wǎng)絡(luò)都適用,但p=Ri2=Gu2只對電阻元件適用實際上,所有電阻器、電燈、電爐等器件,它們的伏安特性曲線或多或少都是非線性的。但在一定條件下,這些器件的伏安特性近似為一直線,所以用線性電阻元件作為它們的電路模型不會引起明顯的誤差。例:有220V,100W燈泡一個,其燈絲電阻是多少?每天用5h,一個月(按30天計算)消耗的電能是多少度?解:燈泡燈絲電阻為一個月消耗的電能為第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)二、電阻的串聯(lián)在電路中,把幾個電阻元件的端鈕依次一個一個首尾連接起來,中間沒有分支,這種連接方式叫做電阻的串聯(lián)。定義:特點:①各電阻流過同一電流②總電壓等于各電阻的電壓之和第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)二、電阻的串聯(lián)1.等效電阻與各串聯(lián)電阻之間的關(guān)系2.功率的關(guān)系3.分壓關(guān)系第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)二、電阻的串聯(lián)串聯(lián)電阻的應(yīng)用:在負載的額定電壓低于電源電壓的情況下,通常需要與負載串聯(lián)一個電阻,以降落一部分電壓。有時為了限制負載中通過過大的電流,也可以與負載串聯(lián)一個限流電阻。如果需要調(diào)節(jié)電路中的電流時,一般也可以在電路中串聯(lián)一個變阻器來進行調(diào)節(jié)。另外,改變串聯(lián)電阻的大小以得到不同的輸出電壓,這也是常見的。例:如圖所示,用一個滿偏電流為50μA,電阻Rg為2kΩ的表頭制成100V量程的直流電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的附加電阻Rf?解:滿刻度時表頭電壓為附加電阻電壓為代入式(2-6),得解得第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)三、電阻的并聯(lián)在電路中,把幾個電阻元件的端鈕兩端分別連接在兩個節(jié)點上,這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)。定義:特點:①各電阻的電壓為同一電壓②總電流等于各電阻的電流之和第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)三、電阻的并聯(lián)1.等效電導與各并聯(lián)電導之間的關(guān)系2.功率的關(guān)系3.分流關(guān)系第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)三、電阻的并聯(lián)i+_u常用:今后電阻并聯(lián)用“//”表示例:R1//R2分流公式第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)三、電阻的并聯(lián)電力網(wǎng)的供電電壓通常近似不變。電燈、電爐、電動機等大多數(shù)負載都要求在額定電壓下工作,因而都直接接在兩根電源線之間,構(gòu)成并聯(lián)電路。負載并聯(lián)運行時,它們處于同一電壓之下,任何一個負載的工作情況基本上不受其他負載的影響。并聯(lián)的負載電阻越多(負載增加),則總電阻越小,電路中總電流和總功率也就越大。但是每個負載的電流和功率都沒有變動(嚴格來說,基本上不變)。有時為了某種需要,可將電路中的某一段與電阻或變阻器并聯(lián),以起分流或調(diào)節(jié)電流的作用。第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)例:如圖所示,用一個滿刻度偏轉(zhuǎn)電流為50μA,電阻Rg為2kΩ的表頭制成量程為50mA的直流電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻R2?解:由題意已知,I1=50μA,R1=Rg=2000Ω,I=50mA,代入分流公式,得解得第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)三、電阻的混聯(lián)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的連接方式,稱為電阻的混聯(lián)。定義:簡單電路:可用串、并聯(lián)化簡為單回路的電路。

復雜電路:不可用串、并聯(lián)化簡的電路。簡單電路計算步驟:

(1)計算總的電阻,算出總電壓(或總電流)。

(2)用分壓、分流法逐步計算出化簡前原電路中各電阻、電流、電壓。例:進行電工實驗時,常用滑線變阻器接成分壓器電路來調(diào)節(jié)負載電阻上電壓的高低。如圖中R1和R2是滑線變阻器,RL是負載電阻。已知滑線變阻器額定值是100Ω、3A,端鈕a、b上輸入電壓U1=220V,RL=50Ω試問:(1)當R2=50Ω時,輸出電壓U2是多少?(2)當R2=75Ω時,輸出電壓U2是多少?滑線變阻器能否安全工作?第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)滑線變阻器R1段流過的電流解:(1)當R2=50Ω時,Rab為R2和RL并聯(lián)后與R1串聯(lián)而成,故端鈕a、

b的等效電阻第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)負載電阻流過的電流可由分流公式求得,即因I1=4A,大于滑線變阻器額定電流3A,R1段電阻有被燒壞的危險(2)當R2=75Ω時,計算方法同上,可得第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)求圖(a)所示電路中a、b兩點間的等效電阻Rab。第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)解:(1)先將無電阻導線d、d′縮成一點用d表示,則得圖(b)(2)并聯(lián)化簡,將圖(b)變?yōu)閳D(c)(3)由圖(c),求得a、b兩點間等效電阻為第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)第一節(jié)電阻元件及其串并聯(lián)思考題:在下圖所示電路中,US不變.當R3增大或減小時,電壓表,電流表的讀數(shù)將如何變化?說明其原因.電阻串并聯(lián)總結(jié)及練習電阻的串聯(lián)特點:(1)各電阻一個接一個地順序相聯(lián);兩電阻串聯(lián)時的分壓公式:R=R1+R2(3)等效電阻等于各電阻之和;(4)串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。R1U1UR2U2I+–++––RUI+–(2)各電阻中通過同一電流;應(yīng)用:降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。電阻的并聯(lián)兩電阻并聯(lián)時的分流公式:(3)等效電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和;(4)并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。特點:(1)各電阻聯(lián)接在兩個公共的結(jié)點之間;RUI+–I1I2R1UR2I+–(2)各電阻兩端的電壓相同;應(yīng)用:分流、調(diào)節(jié)電流等。R'R"例:

電路如圖,求U=?解:電阻混聯(lián)電路的計算R"=—43U1=——×41=11VR'2+R'

U2=——×U1

=3VR"

2+R"U

=——×U2

=1V2+11得R'=—1511+–41V222111U2U1+–+–+–U

例1:圖示為變阻器調(diào)節(jié)負載電阻RL兩端電壓的分壓電路。RL=50,U=220V。中間環(huán)節(jié)是變阻器,其規(guī)格是100、3A。今把它平分為四段,在圖上用a,b,c,d,e點標出。求滑動點分別在a,c,d,e四點時,負載和變阻器各段所通過的電流及負載電壓,并就流過變阻器的電流與其額定電流比較說明使用時的安全問題。解:UL=0VIL=0A(1)

在a點:RLULILU+–abcde+

–解:(2)在c點:等效電阻R為Rca與RL并聯(lián),再與Rec串聯(lián),即

注意,這時滑動觸點雖在變阻器的中點,但是輸出電壓不等于電源電壓的一半,而是73.5V。RLULILU+–abcde+

–注意:因Ied=4A3A,ed段有被燒毀的可能。解:(3)在d點:RLULILU+–abcde+

–RLULILU+–abcde+

–解:(4)在e點:第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換B3Ω5Ω2Ω3ΩA3Ω3ΩRAB=?一、問題的引入

求等效電阻二、三角形連接和星形連接三角形連接:三個電阻元件首尾相接構(gòu)成一個三角形。如下圖a所示。星形連接:三個電阻元件的一端連接在一起,另一端分別連接到電路的三個節(jié)點。如下圖b所示。

第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換三、三角形連接、星形連接的等效變換條件:端口電壓U12、U23、U31

和電流I1、I2、I3都分別相等,則三角形連接與星形連接等效。第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換1.已知三角形連接電阻求星形連接電阻第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換三、三角形連接、星形連接的等效變換2.已知星形連接電阻求三角形連接電阻三、三角形連接、星形連接的等效變換第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換三、三角形連接、星形連接的等效變換簡化記憶:3.特殊情況設(shè)三角形電阻R12=R23=R32=,則

=R1=R2=R3=

反之,=R12=R23=R31=3

三、三角形連接、星形連接的等效變換第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換圖(a)所示電路中,已知Us=225V,R0=1Ω,R1=40Ω,R2=36Ω,R3=50Ω,R4=55Ω,R5=10Ω,試求各電阻的電流。第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換例:解將△形連接的R1,R3,R5等效變換為Y形連接的Ra,

Rc、Rd,如圖(b)所示,求得第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換圖(b)是電阻混聯(lián)網(wǎng)絡(luò),串聯(lián)的Rc、R2的等效電阻Rc2=40Ω,串聯(lián)的Rd、R4的等效電阻Rd4=60Ω,二者并聯(lián)的等效電阻Ra與Rob串聯(lián),a、b間橋式電阻的等效電阻第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換橋式電阻的端口電流R2、R4的電流各為第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換為了求得R1、R3、R5的電流,從圖(b)求得并由KCL得回到圖(a)電路,得第四節(jié)電阻的Y形連接和△形連接及其等效變換對圖示電路求總電阻R12R121由圖:R12=2.68R12R12例1:2122211CDR122110.40.40.81210.82.41.412122.684例2:計算下圖電路中的電流I1。解:將聯(lián)成形abc的電阻變換為Y形聯(lián)結(jié)的等效電阻I1–+4584412VabcdI1–+45RaRbRc12Vabcd844例2:計算下圖電路中的電流I1。解:I1–+4584412VabcdI1–+45RaRbRc12Vabcd第二節(jié)電感元件一、電感元件名稱:RC、RCW型磁棒線圈特性:輸出電流大,價格低,結(jié)構(gòu)堅實

用途:雜波消除、濾波、扼流,廣泛用于各種電子電路電感器名稱:TC、TBC環(huán)型線圈

特性:價格低,電流大,損耗小

用途:扼流線圈,廣泛用于各類開關(guān)電源,控制電路及電子設(shè)備第二節(jié)電感元件一、電感元件電感器名稱:空心線圈

特性:體積小,高頻特性好,濾波效果好

用途:BP機、電話機、手提電腦等超薄型電器第二節(jié)電感元件一、電感元件電感器第二節(jié)電感元件一、電感元件iN+–u與線圈每一匝都相交鏈的磁通總和,通常稱為線圈的磁鏈,并用符號“Ψ”表示,則Ψ=Φ1+Φ2+…+ΦN若線圈纏繞很緊密,則可認為Φ1=Φ2=…=ΦN=Φ,則Ψ=NΦN—匝數(shù)Φ—磁通Ψ—磁鏈Φ和Ψ的單位都是韋伯(Wb),簡稱韋在直角坐標系中,以電感元件的磁鏈Ψ為縱坐標(或橫坐標),電流i為橫坐標(或縱坐標),對于一系列的磁鏈和電流值可得到一條代表磁鏈與電流之間的函數(shù)關(guān)系曲線,稱做電感的Ψ—i(韋安)特性曲線。線性電感的韋安特性是一條通過坐標原點的直線。非線性電感的韋安特性是通過坐標原點的一條曲線。第二節(jié)電感元件當電壓的參考方向與電流參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律關(guān)聯(lián)參考方向下電感的VAR為根據(jù)韋安特性曲線可得電壓與電流的參考方向是關(guān)聯(lián)的。在非關(guān)聯(lián)參考方向下,電感的VAR變?yōu)榉Q為電感單位為HL的單位名稱:亨[利]符號:H(Henry)第二節(jié)電感元件二、電感元件電壓與電流的關(guān)系ueLi根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,根據(jù)楞次定律,則第二節(jié)電感元件三、電感元件的磁場能量在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下,電感元件吸收的功率為當電感電流從0變化到i時,電感元件吸收的電能為在極短時間dt內(nèi),吸收的電能為電路如圖(a)所示,L=200mH,電流i的變化如圖(b)所示。(1)求電壓uL,并畫出其曲線。(2)求電感中儲存能量的最大值。(3)指出電感何時發(fā)出能量,何時接受能量?第二節(jié)電感元件例:解:(1)從圖(b)所示電流的變化曲線可知,電流的變化周期為3ms,在電流變化每一個周期的第1個1/3周期,電流從0上升到15mA。其變化率為在第2個1/3周期中,電流沒有變化。電感電壓為uL=0。在第3個1/3周期中,電流從15mA下降到0。其變化率為第二節(jié)電感元件電感電壓為所以,電壓變化的周期為3ms,其變化規(guī)律為第1個1/3周期,uL=3V;第2個1/3周期,uL=0;第3個1/3周期,uL=-3V。第二節(jié)電感元件(2)從圖(b)所示電流變化曲線中可知第2個1/3周期中第3個1/3周期中(3)從圖(a)和圖(b)中可以看出,在電壓、電流變化對應(yīng)的每一個周期的第1個1/3周期中第二節(jié)電感元件(3)電感元件是一種記憶元件;(2)當i為常數(shù)(直流)時,di/dt=0u=0,

電感在直流電路中相當于短路;(4)當u,i為關(guān)聯(lián)方向時,u=Ldi/dt;

u,i為非關(guān)聯(lián)方向時,u=–Ldi/dt。電感的電壓-電流關(guān)系小結(jié):(1)u的大小與i

的變化率成正比,與i的大小無關(guān);四電感的串并聯(lián)Lequi+_等效電感L1ui+_u1n個電感串聯(lián)L2u2Lnun+++___(1)電感的串聯(lián)根據(jù)KVL和電感的電壓電流的關(guān)系,有等效電感與各電感的關(guān)系式為結(jié)論:n個串聯(lián)電感的等效電感值等于各電感值之和。(2)電感的并聯(lián)Lequi+_等效電感inL1ui+_i1L2i2Ln+__++_u1u2unn個電感并聯(lián)根據(jù)KCL及電感的電壓與電流的關(guān)系式,有等效電感與各電感的關(guān)系式為結(jié)論:n個并聯(lián)電感的等效電感值

的倒數(shù)等于各電感值倒數(shù)之和。當兩個電感并聯(lián)(n=2)時,等效電感值為第三節(jié)電容元件薄膜電容器系列瓷介電容器系列一、電容元件電容器第三節(jié)電容元件一、電容元件電容器獨石電容器多層片狀陶瓷電容器(SMD貼片電容全系列)片式鉭電解電容第三節(jié)電容元件一、電容元件電容器小型電解電容金屬化聚丙烯薄膜電容器第三節(jié)電容元件一、電容元件電容器金屬化聚丙烯電容器適用于電動機起動和連續(xù)運行電路(如空調(diào)機)中,或作燈具的功率補償高原型并聯(lián)電容器(電力電容器)可用于1000米至5000米的高原地區(qū)進行無功補償電容元件電容器++++––––+q–q線性電容元件電路符號C電容以電場形式存儲能量。描述電容的兩個基本變量:u,q對于線性電容,有:q=Cu

1.元件特性Ciu+–+–電容C的單位:法[拉],符號:F(Farad)常用F,pF等表示。庫伏(q-u)

特性Ctanqu02.線性電容的電壓、電流關(guān)系Ciu+–+–當電容電壓電流采用非關(guān)聯(lián)參考方向時,它VAR為

電容的電壓-電流關(guān)系小結(jié):(1)i的大小與u

的變化率成正比,與u的大小無關(guān);(3)電容元件是一種記憶元件;(2)當u為常數(shù)(直流)時,du/dt=0i=0。電容在直流電路中相當于開路,電容有隔直作用;(4)表達式前的正、負號與u,i的參考方向有關(guān)。當u,i為關(guān)聯(lián)方向時,i=Cdu/dt;

u,i為非關(guān)聯(lián)方向時,i=–Cdu/dt。3.電容的儲能電容儲能:不消耗能量表明:電容在某時刻的儲能,只取決于該時刻的電壓值,而與該時刻的電流值無關(guān)。4.電容的串并聯(lián)(1)電容的串聯(lián)Cequi+_i等效電容C1ui+_u1電容串聯(lián)C2u2Cnun+++___由KVL,有等效電容與各電容的關(guān)系式為結(jié)論:n個串聯(lián)電容的等效電容值的倒數(shù)等于各電容值的倒數(shù)之和。當兩個電容串聯(lián)(n=2)時,等效電容值為(2)電容的并聯(lián)Cequ+_+_q等效電容由KCL,有iniC1u+_i1C2i2Cn+__++_q1q2qnn個電容并聯(lián)等效電容與各電容的關(guān)系式為結(jié)論:n個并聯(lián)電容的等效電容值等于各電容值之和。電容元件與電感元件的比較:電容C電感L變量電流

i磁鏈關(guān)系式電壓u

電荷q

(1)元件方程是同一類型;(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稱為對偶元件,、q等稱為對偶元素。第五節(jié)獨立電源及其等效變換常用實際電源干電池、蓄電池、直流發(fā)電機、直流穩(wěn)壓電源等。交流發(fā)電機、電力系統(tǒng)提供的正弦交流電源、交流穩(wěn)壓電源等。直流電源:交流電源:獨立電源:是指其外特性由電源本身的參數(shù)決定,而不受電源之外的其他參數(shù)控制。一、電壓源電源的輸出電壓與外界電路無關(guān),即電壓源輸出電壓的大小和方向與流經(jīng)它的電流無關(guān)。是由內(nèi)部損耗很小,以至可以忽略的實際電源得到的理想化二端電路元件。

特性:1.理想電壓源一個實際電源可以用兩種模型來表示。用電壓的形式表示稱為電壓源,用電流的形式表示稱為電流源。理想電壓源(交流)電路符號us+-Us+-理想電壓源(直流)Us+-或u0i特點:電流及電源的功率由外電路確定,輸出電壓不隨外電路變化。Us伏安特性Us+-IRU理想電壓源伏安特性2.實際電壓源理想電壓源是不存在的,電源在對外提供功率時,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗.即實際電源存在內(nèi)阻,帶載后,端電壓下降。干電池在帶負載后,端電壓將低于定值電壓Us,負載電流越大,端電壓越低。電源+-ui實際電源(i為負載電流,u端電壓)例:實際電壓源(交流)電路符號實際電壓源(直流)或us+-RSRSUs+-Us+-RS特點:輸出電壓隨外電路變化。伏安特性IRUu0iUs理想電壓源伏安特性U=US–RSIUs+-RS實際電壓源伏安特性U0

=US實際電壓源與理想電壓源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。注意時,實際電壓源就成為理想電壓源。當Us+-RS實際電壓源Us+-理想電壓源實際工程中,當負載電阻遠遠大于電源內(nèi)阻時,實際電源可用理想電壓源表示。近似IRUUs+-RSUs+-IRU實際電壓源的兩種特殊情況:⑴開路:實際電源不接負載時,端電壓等于Us,內(nèi)阻Rs不消耗功率,電壓降為零,稱為開路狀態(tài).Us+-RsI+-Uoc開路時,端電壓為Uoc

=Us(可直接測得),電流I=0.Us+-RsIabIsc+-U⑵短路:實際電源被短路時,端電壓U=0,短路電流Isc

=Us/

Rs.(Rs一般很小,所以短路電流很大,以至損壞電源).測內(nèi)阻Rs

:將實際電源接上適當負載測出端電壓U和電流I,可得:Rs

=(Us-U)/I=(

Uoc

-U)/I二、電流源1.理想電流源

電源的輸出電流與外界電路無關(guān),即電源輸出電流的大小和方向與它兩端的電壓無關(guān)。理想電流源(交流)電路符號理想電流源(直流)u+-is+-UIsu0i特點:電源的端電壓及電源的功率由外電路確定,輸出電流不隨外電路變化。伏安特性IR理想電流源伏安特性+-UIsIs理想電流源是不存在的,電源在對外提供功率時,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗。即實際電源存在內(nèi)阻,帶載后,輸出電流下降。2.實際電流源u0i理想電流源伏安特性Is實際電流源(交流)電路符號實際電流源(直流)特點:輸出電流隨外電路變化。伏安特性實際電流源伏安特性RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIO實際電流源與理想電流源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS。注意時,實際電流源就成為理想電流源。當實際電流源理想電流源實際工程中,當負載電阻遠遠小于電源內(nèi)阻時,實際電源可用理想電流源表示。近似RSIsU+-+-UIsIR+-UIsRSIOIR+-UIs三、電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)1.電壓源串聯(lián)+-+-+-+-2.電流源并聯(lián)3.電壓源的并聯(lián)只有電壓相等的理想電壓源才允許并聯(lián)。4.電流源的串聯(lián)+-+-5V3Vi2A4A只有電流相等的理想電流源才允許串聯(lián)。5.電源與支路的串聯(lián)和并聯(lián)+-Ri+-i+-iR等效是對外而言

等效電壓源中的電流不等于替代前的電壓源的電流,而等于外部電流i。+-iR+-i+-+-uR+-u+-u 等效電流源的電壓不等于替代前的電流源的電壓,而等于外部電壓u

。實際使用電源應(yīng)注意(1)電壓源常指相對負載而言具有較小內(nèi)阻的電壓源;電流源常指相對于負載而言具有較大內(nèi)阻的電流源。(2)理想電壓源的并聯(lián)沒有意義;實際電壓源不允許短路,平時應(yīng)開路放置。(3)理想電流源的串聯(lián)沒有意義;實際電流源不允許開路處于空載狀態(tài),平時應(yīng)短路放置。例:計算如圖所示電路中電流源的端電壓U1,5Ω電阻兩端的電壓U2和電流源、電阻、電壓源的功率P1,P2,P3。電流源的電流、電壓選擇為非關(guān)聯(lián)參考方向,所以P1=-U1Is=-13×2=-26W(發(fā)出)電阻的電流、電壓選擇為關(guān)聯(lián)參考方向,所以P2=10×2=20W(吸收)電壓源的電流、電壓選擇為關(guān)聯(lián)參考方向,所以P3=2×3=6W(吸收)解:四.兩種電源的等效互換等效互換的條件:對外的電壓電流相等。I=I'Uab

=Uab'即:IRs+-UsbaUabIsabUab'I'Rs'等效互換公式IRS+-UsbaUabISabUab'I'RS'則I=I'Uab=Uab'若aUs+-bIUabRs電壓源電流源Uab'Rs'IsabI'等效變換的注意事項“等效”是指“對外”等效(等效互換前后對外伏--安特性一致),對內(nèi)不等效。(1)IsaRs'bUab'I'RLaUs+-bIUabRsRLRs中不消耗能量Rs'中則消耗能量對內(nèi)不等效對外等效例如:時,注意轉(zhuǎn)換前后Us與Is

的方向(2)aUs+-bIRsUs+-bIRsaIsaRs'bI'aIsRs'bI'(3)理想電壓源和理想電流源不能等效互換abI'Uab'IsaUs+-bI(不存在)(4)進行電路計算時,理想電壓源串電阻和理想電流源并電阻兩者之間均可等效變換。Rs和Rs'不一定是電源內(nèi)阻。R1R3IsR2R5R4I3I1I應(yīng)用舉例-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3R1R3IsR2R5R4I3I1I+RdEd+R4E4R5I--ISR5R4IR1//R2//R3I1+I310V+-2A2I討論題哪個答案對???+-10V+-4V2例:求圖中電流i。+-+-i=0.5A(1+2+7)i+4-9=0(2)等效變換時,兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。(3)理想電壓源與理想電流源之間無等效

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