电路第01章-电路模型和电路定律课件

1、第1章 电路模型和电路定律1.1 电路和电路模型1.2 电流和电压的参考方向1.3 功率和能量1.4 电阻元件1.5 电压源和电流源1.6 受控源1.7 基尔霍夫定律目 录1.1 电路与电路模型电路的概念：构成电流通路的一切设备总和电路的组成 电源：产生电能或提供电信号 负载：消耗电能或取用电信号 中间环节：对电能或电信号进行控制、分配、处理等1.1 电路与电路模型电路的作用： 进行能量的转换和传输（强电） 进行信号的处理和传递（弱电） 进行信息的存储 1.1 电路与电路模型1.1 电路与电路模型 电 路 模 型 可以表征或近似表示一个实际器件 （或电路）中所有的主要物理现象 电路模型可以通过

2、理想的电路元件相互 联接而成 理想电路元件具有精确的数字定义 1.1 电路与电路模型 理想电路元件 电阻元件R 电感元件L 电容元件C 无源元件消耗电能.R存储电场能量.C存储磁场能量.L1.1 电路与电路模型 理想电路元件 电压源 电流源 有源元件 独立电源.is(t).Is.us(t)+_Us.RL1.1 电路与电路模型 “集中假设”及集中电路 例: 电感线圈 元件及电路各方向的尺寸远远小于电路周围的电磁波波长 .R 直流 低频 高频 .RLC 不同的工作条件下，实际器件可以用不同的电路模型来组 合表示：1.2 电流和电压的参考方向 电 流 直流电流：I 量纲：安培（A） 电流 - 瞬时值

3、1kA=103A ；1mA=10-3A；1A=10-6A1.2 电流和电压的参考方向 电 流 标定方式：在连接导线上用箭头表示 约定： 是一种任意选定的方向 电流的参考方向当i0时参考方向与实际方向一致 当i0时参考方向与实际方向一致 当u0时，吸收功率 量纲：瓦特（W）, 1kW=103W 在关联参考方向下瞬时功率： 当p0时，发出功率 .i(t)ABu(t)+_ 若u(t)与i(t)在非关联参考方向下：1.3 功率和能量 直流功率的计算 .IABU+_.IABU+_1.3 功率和能量 直流功率的计算 .2AAB5V+_ 例： 解： （吸收功率）1.3 功率和能量 能 量 电路从0到t时刻所

4、吸收的电能为： 单位：焦耳 (J) 1度 = 1千瓦 小时.1.4 电阻元件 电 阻 元 件 若一个二端元件的电压与电流之间的关系可以 用i-u平面上的一条曲线表征时称之为电阻 过原点的直线称为线性电阻 0iu 隧道二极管为非线性电阻 1.4 电阻元件 金属膜电阻器 METAL FILM FIXED RESISTOR（MF TYPE） 金属氧化物电阻器 METAL OXIDE FILM RESISTOR(MOF TYPE) 碳膜电阻器 CARBON FILM FIXED RESISTOR 熔断涂覆电阻器 FUSIBLE FILM RESISTOR 线绕涂覆电阻器 WIRE WOUND RESI

5、STOR(KNP TYPE) 绕涂覆电阻器 WIRE WOUND RESISTOR(KNH TYPE) 1.4 电阻元件0iu 线 性 电 阻.iu+_R（关联） 量纲：欧姆（） 1k =103 1.4 电阻元件 欧 姆 定 律.iu+_R.iu+_R1.4 电阻元件 欧 姆 定 律的另一种形式.iu+_R (G); G: 电导 量纲：西门子（S） 1.4 电阻元件 电阻功率的计算.iu+_R.iu+_R , 电阻元件始终不发出功率1.5 电压源和电流源 独 立 电 源 指电源输出的电压（电流）仅由独立电源本身性质决定, 与电路中其余部分的电压（电流）无关 电压源 电流源 1.5 电压源和电流

6、源 独 立 电 源1.5 电压源和电流源 电 压 源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源 电路符号 理 想 电 压 源.us(t)+_.Us1.5 电压源和电流源 直流稳压电源1.5 电压源和电流源 基本性质 理 想 电 压 源Us+_IU+_R 输出电压恒定，和外电路无关 其流过的电流由外电路决定 1.5 电压源和电流源 伏安曲线 理 想 电 压 源Us+_IU+_R0UIUs1.5 电压源和电流源 若一个二端元件所输出的电压随流过它的电流 变化而变化就称为实际电流源 电路模型 实 际 电 压 源us+_Rsi.u+_1.5 电压源和电流源 伏安曲线 实 际 电 压 源us+_Rsi

7、.u+_0uius1.5 电压源和电流源 三种工作状态 实 际 电 压 源us+_Rsi.u+_ 加载: 开路: (uoc开路电压) 短路: (isc短路电流) 1.5 电压源和电流源 电 流 源 若一个二端元件输出电流恒定则称为理想电流源 电路符号 理 想 电 流 源.is(t).Is1.5 电压源和电流源 基本性质 理 想 电 流 源 输出电流恒定，和外电路无关 其两端电压由外电路决定 isIU+_R1.5 电压源和电流源 伏安曲线 理 想 电 流 源0UIIsisIU+_R1.5 电压源和电流源 若一个二端元件所输出的电流随其端电压变化 而变化称为实际电流源 电路模型 实 际 电 流 源

8、isRsi.u+_(Gs)1.5 电压源和电流源 伏安曲线 实 际 电 流 源0uiisisRsi.u+_(Gs)1.5 电压源和电流源 三种工作状态 实 际 电 流 源 加载: 短路: 开路: isRsi.u+_(Gs).1.5 电压源和电流源 电压源和电流源 实际应用中，电压源不允许短路 实际应用中，电流源不允许开路 us+_Rsi.u+_isRsi.u+_(Gs).1.6 受控源 受 控 源 若一个电源的输出电压（电流）受到电路中其 它支路的电压（电流）控制时，称为受控源 由两条支路构成 1-1支路控制支路 2-2支路被控支路 .11221.6 受控源 受 控 源的分类 电压控制电压源（

9、VCVS） (无量纲) 电压放大倍数 .1122u1+_i1=0+_i2+_u21.6 受控源 受 控 源的分类 电流控制电压源（CCVS） 电阻量纲 .1122u1= 0+_i1+_i2+_u21.6 受控源 受 控 源的分类 电压控制电流源（VCCS） 电导量纲 .1122u1+_i1=0+_u2i21.6 受控源 受 控 源的分类 电流控制电流源（CCCS） (无量纲) 电流放大倍数 .1122u1 = 0+_i1+_u2i21.6 受控源 注意！ 受控源具有电源与电阻的二重性 输出量的性质由电路符号判断 1.6 受控源 受控电压源与独立电压源比较：输出电压类似 受控电流源与独立电流源比

10、较：输出电流类似 独立源：可作为电路“激励”，产生“响应” 受控源：只能反映两条支路之间的耦合、变换、 放大等关系 受控源与独立源比较1.7 基尔霍夫定律 电路联接的两种约束 元件性质约束 联接方式约束（拓扑约束）1.7 基尔霍夫定律 几 个 常 用 名 词 支路：任意一个二端元件构成一条支路 节点：三条或三条以上支路的联接点 回路：电路中的任一闭合路径 网孔：当回路中不包括其他支路时称为网孔 网络：复杂电路 1.7 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 定律：任一时刻，流入电路中任一节点的电流 代数和恒为零: 约定：流入取负，流出取正 .i1i2i3i4i51.7 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 物理实质：电荷的连续性原理 推广：节点封闭面（广义节点） 例：已知i1、i2求i3 .i1i2i3i5i6i8i4i71.7 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 定律：任一时刻，沿任一闭合回路电压降 代数和恒为零: 约定：电压降