電路理論12講解學習

1.3電功率和能量電功率是指單位時間內(nèi)元件(一段電路）所吸收或發(fā)出的電能。abui+-直流情況：電功率單位：瓦特（W）電能單位：焦耳（J）JamesWatt(1736-1819)瓦特JamesPrescortJoule

(1818-1889)焦耳abui+-abui+-關聯(lián)參考方向：非關聯(lián)參考方向：代表元件吸收的功率：吸收功率：發(fā)出功率代表元件發(fā)出的功率：發(fā)出功率：吸收功率在閉合電路中，根據(jù)能量守衡關系：ΣP（吸收）=ΣP（發(fā)出）功率平衡問題1324u=-5V，i=2A，元件吸收的功率p=u=5V，i=-2A，元件吸收的功率p=10W-10Wabui+-abui+-圖中u與i是關聯(lián)參考方向，則該元件發(fā)出功率，是電源。圖中u與i是非關聯(lián)參考方向，則該元件吸收功率，是負載。小結(jié)：若電流的實際方向從元件的正極流出，該元件發(fā)出功率，起電源作用。若電流的實際方向從元件的正極流入，該元件吸收功率，起負載作用。（1）求兩個電源的電壓US1和US2;（2）并說明功率的平衡。例解：US1+-I＝5AUab=220Vab+-R01US2+-R020.6Ω0.6Ω（1）求電壓US1;據(jù)含源支路歐姆定律，得電流的實際方向從＋端流出:US1發(fā)出功率是電源，對電路供電。求電壓US2;據(jù)含源支路歐姆定律，得電流的實際方向從＋端流入:US2吸收功率是負載，該電源充電。(2)說明功率的平衡電源1發(fā)出的功率:電源2吸收的功率:電阻R01吸收的功率:電阻R02吸收的功率:ΣP（吸收）=ΣP（發(fā)出）ab1

5A

a點電位：ab1

5A

b點電位：或電位在電路中的表示法US1+_US2+_R1R2R3R1R2R3-US2+US1R1R2+15V-15V參考電位在哪里？R1R215V+-15V+-電路中各點電位的計算一問：當Uab＝－5V時，a,b兩點的實際電位哪點高？解：（結(jié)果為負,表示參考方向與實際方向相反）課堂討論ab實際方向：答：b點電位高于a點電位。二問：當U1＝－6V，U2＝4V時，Uab＝？V三問：Uab是否表示，a端電位一定高于b端電位？否！ab++--c解：解：例

已知US1=5V，US2=20V，US3=30V，US4=15V，US5=60V，R1=7Ω，R2=20Ω，R3=15Ω，求a,b,c,d,e各點電位以及各支路電流I1，I2，I3。據(jù)電位的概念，有各支路電流為US3R3aR1R2I2I1I3+－US1US5-+US4-+US2-+-+dcbe電路中各點電位的計算§1.4

電路元件注意：用歐姆定律列方程時，一定要在圖中標明參考方向。u和i參考方向相同（關聯(lián)方向)u和i參考方向相反(非關聯(lián)方向）電阻電路歐姆定律RuiRuiRuIi電路元件是電路中最基本的組成單元，通過其端子與外部連接。電阻元件電感元件電容元件獨立電源受控電源電流源電壓源(VCVS、VCCS、CCVS和CCCS)有源元件無源元件電路元件二端元件三端元件四端元件假定：流入與流出二端元件的電流相等；兩端子間的電壓為單值量。電阻器電容器線圈電池運算放大器晶體管低頻信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電阻是一種將電能不可逆地轉(zhuǎn)化為其它形式能量（如熱能、機械能、光能等）的元件。1.

符號2.

歐姆定律(Ohm’sLaw)u

RiR稱為電阻，電阻的單位：

(歐)(Ohm，歐姆)1.5電阻元件R+-Rui電阻：反映電能消耗的電路參數(shù)

伏安特性曲線:

Rtg

線性電阻R是一個與電壓和電流無關的常數(shù)。令G

1/RG稱為電導則歐姆定律表示為

i

Gu

.電導的單位：S(西)(Siemens，西門子)

uiO電阻元件的伏安特性為一條過原點的直線3.功率和能量功率：任何時刻,電阻元件絕不可能發(fā)出電能，它只能消耗電能。因此電阻又稱為“無源元件”和“耗能元件”。+-Rui能量：可用功表示。從t到t0電阻消耗的能量：Riu+–4.開路與短路對于一電阻R：當R=0，視其為短路。i為有限值時，u=0。當R=

，視其為開路。u為有限值時，i=0。*理想導線的電阻值為零。iuo5、非線性電阻+-ui在電子設備中使用的碳膜電位器、實心電位器和線繞電位器是一種三端電阻器件，它有一個滑動接觸端和兩個固定端[圖(a)]。在直流和低頻工作時，電位器可用兩個可變電阻串聯(lián)來模擬[圖(b)]。電位器的滑動端和任一固定端間的電阻值，可以從零到標稱值間連續(xù)變化，可作為可變電阻器使用。

常用的干電池和可充電電池實驗室使用的直流穩(wěn)壓電源用示波器觀測直流穩(wěn)壓電源的電壓隨時間變化的波形。示波器穩(wěn)壓電源1.6電壓源與電流源1.6.1電壓源（理想電壓源）+_UsUs實際電源：電池、發(fā)電機、信號源等電壓源的端電壓u（t）

u（t）=us（t）式中us（t）為給定的時間函數(shù)，而電壓u（t）與通過元件的電流無關，總保持為給定的時間函數(shù)。特點:（1）無論負載電阻如何變化，輸出電壓不變（2）電源中的電流由外電路決定（3）US=0，電壓源相當于短路+iu_us+_外電路iuo伏安曲線電壓源的電壓和通過電壓源的電流的參考方向通常取非關聯(lián)參考方向，電源發(fā)出的功率為：特點：（1）輸出電流不變，其值恒等于電流源電流IS；（2）輸出電壓由外電路決定。（3）IS=0，電流源相當于開路IU伏安曲線1.6.2電流源（理想電流源）uis+_iuis外電路+_電流源發(fā)出的電流i（t），i（t）=is（t）式中is（t）為給定的時間函數(shù)，而電流i（t）與通過元件的電壓無關，總保持為給定的時間函數(shù)。恒壓源中的電流由外電路(負載)決定設:US=10VIUs+_abUab2

R1當R1R2同時接入時：R22

例當單獨R1接入時：I=10/2=5A則：

I=10/1=10AR=(2·2)/(2+2)=1ΩIa+_USUabbR+_恒壓源特性中不變的是：

________________。US=Uab=定值

恒壓源特性中變化的是：__，

___________會引起I的變化。I外電路的改變凡是與恒壓源并聯(lián)的其他元件（含恒流源）兩端的電壓都等于恒壓源的電壓。因此，在簡化電路時，可以將這些元件除去（斷開）。恒壓源特性小結(jié)提示恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設:IS=1A當R=10

時，U＝IR=

1×10=10

V。當R=1時，U＝IR=

1×1=1

V。則:例恒流源特性小結(jié)恒流源兩端可否被短路？可以Uab

恒流源特性中變化的是：____________________會引起Uab的變化。外電路的改變凡是與恒流源串聯(lián)的其他元件（含恒壓源），其電流都等于恒流源的電流。因此，在簡化電路時，可以將這些元件除去（短接）。I=IS=定值

恒流源特性中不變的是：_____________提示IbIsaUabRUs+-恒壓源中的電流如何決定？恒流源兩端的電壓等于多少？例IUs

R_+abUab=?Is恒壓源中的電流I=IS恒流源兩端的電壓恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量US+_abIUabUab=E

（定值）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負載對Uab

無影響。IabUabIsI=Is

（定值）I的大小、方向均為恒定，外電路負載對I無影響。輸出電流I可變-----

I的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab可變-----Uab的大小、方向均由外電路決定(1)問兩個電源中，哪個是電源或是負載？例解：US10VIS+-2Abac課堂討論從給出的電流與電壓為正值，可見參考方向與實際方向一致。電流從恒壓源＋端流入，故恒壓源吸收功率，是負載。從功率平衡來看，恒流源發(fā)出功率，是電源。(2)分別求兩個電源的功率；解：恒流源發(fā)出的功率：恒壓源吸收的功率：如果要求2A恒流源的功率為