电路的基本元件

1、伏 - 安 特性iuconstiuRRiu线性电阻一、电阻:1.2 1.2 电路的基本元件电路的基本元件二端元件：电阻 电感 电容 电压源 电流源 无源元件 1.线性电阻：线性电阻： 电阻值与它所通过电阻值与它所通过的电流的电流 和所施加和所施加 的电压无关。的电压无关。即电阻值固定不变即电阻值固定不变. 也可以说满也可以说满足欧姆定律的电阻为线性电阻足欧姆定律的电阻为线性电阻.iu11iuGuGRR2. 电导: （常用单位：S ）uiconstiuR非线性电阻Riu+3. 开路与短路I只要为有限值时，u = 0。当 R =u/i= 0 (G = )，视其为短路。 U只要为有限值时，i = 0

2、。当 R = u/i= (G = 0 )，视其为开路。 ui0开路ui0短路uqC 单位电压下存储的电荷-电容（单位：F, F, pF）+ +- - - -+q-qui电容符号有极性无极性+_二、电容元件二、电容元件对于线性电容，有 q =Cu 1. 元件特性C 称为电容器的电容电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉) F= C/V常用F，nF，pF等表示。Ciu+2. 线性电容的电压、电流关系Ciu+010(0)0 11 ( )( )d( )d( )d1( )dttCtuu tiiiCCiCtuCtqidddd微分关系积分关系当 Uu (直流) 时,0dtdu0i所以,在直流电路中

3、电容相当于断路.20021uccuduuidtWcut3.电容的储能电容是一种储能元件, 储存的电场能量为：）（dtduCdtdqi4.电容的特性:(1) i的大小与 u 的变化率成正比，与 u 的大小无关；(3) 电容元件是一种记忆元件；(2) 电容在直流电路中相当于开路，有隔直作用；(4) 当 u，i为关联方向时，i= Cdu/dt； u，i为非关联方向时，i= Cdu/dt 。例1.2.2已知一个1000 F的电容，在t = 0时的初始电压为2V，当图示波形的电流i（t）通过该电容后，求电容的电压u（t）并画出波形。解：这是电容元件在直流电流下的充电过程。由电容元件的电压电流关系可知：在

4、t = 0到t = 1 s内tdidCuutt1021010101000121)0(0360当t = 1 s时，u = 2 + 101 = 12 V 当t 1s后，充电电流为0，电容电压保持不变。故电容电压为ststttu11210102)(Li+u变量: 电流 i , 磁链1. 线性定常电感元件 = N 为电感线圈的磁链L 称为自感系数L 的单位名称：亨（利） 符号：H (Henry）三、三、 电感元件电感元件单位电流产生的磁链（单位：H, mH, H）线性电感:L=Const (如:空心电感 不变)非线性电感 : L = Const (如:铁心电感 不为常数)dddiuLdtt2. 线性电

5、感电压、电流关系：由电磁感应定律:当电感上的电压与电流取关联参考方向时:i , 右螺旋e , 右螺旋u , i 关联i+u+e微分关系当 Ii (直流) 时,0dtdi0u所以,在直流电路中电感相当于短路.Li+u1( )dtiuL01(0)( )dtiuL积分关系(1)电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：3.电感的功率和储能20021iLLidiuidtWitL）（dtdiLu (2) 电感的功率关联方向下uip (1) u的大小与 i 的变化率成正比，与 i 的大小无关；(3) 电感元件是一种记忆元件；(2)电感在直流电路中相当于短路；(4) 当 u，i 为关联方向时，u=L di /

6、 dt； u，i 为非关联方向时，u= L di / dt 。 4. 电感的特性无源元件小结 理想元件的特性 （u 与 i 的关系）LCRiRudtdiLudtduCi UR1R2LCR1UR2U为直流电压时,以上电路等效为注意 L、C 在不同电路中的作用(1)理想电压源 （恒压源）: RO= 0 时的电压源.特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电动势。 即 Uab E； （2）电源中的电流由外电路决定。IE+_abUab伏安特性IUabE四、四、 电源电源元件元件1.电压源恒压源中的电流由外电路决定设: E=10VIE+_abUab2R1当R1 R2 同时接入时： I=10AR22例 当R

7、1接入时 ： I=5A则：REI 恒压源特性中不变的是：_E恒压源特性中变化的是：_I_ 会引起 I 的变化。外电路的改变I 的变化可能是 _ 的变化， 或者是_ 的变化。大小方向+_I恒压源特性小结EUababR(2) 实际电压源伏安特性电压源模型oIREUIUEUIRO+-ERo越大斜率越大(1) 理想电流源 （恒流源): RO= 时的电流源. 特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS； abIUabIsIUabIS伏安特性（2）输出电压由外电路决定。2. 电流源(2) 实际电流源ISROabUabIoabSRUIIIsUabI外特性 电流源模型RORO越大特性越陡恒流源两端

8、电压由外电路决定IUIsR设: IS=1 A R=10 时， U =10 V R=1 时， U =1 V则:例恒流源特性小结恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起 Uab 的变化。外电路的改变Uab的变化可能是 _ 的变化， 或者是 _的变化。大小方向RIUsababIUabIsR电压源中的电流如何决定？电流源两端的电压等于多少？例IE R_+abUab=?Is原则：Is不能变，E 不能变。EIRUab电压源中的电流 I= IS恒流源两端的电压恒压源与恒流源特性比较恒压源恒流源不 变 量变 化 量E+_abIUabUab = E （常数）Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对 Uab 无影响。IabUabIsI = Is （常数）I 的