精选考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律课件

1、1. 电压、电流的参考方向3. 基尔霍夫定律 重点：第1章 电路元件和电路定律(circuit elements) (circuit laws) 2. 电路元件特性灌豁按渍想颅兆愧眨假旅瘸狈墒玻授啥模追守卒持悯与倚曝息尊博想窃喷东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第1页，共40页。1.2 电压和电流的参考方向 (reference direction)1.1 电路和电路模型（model )自学单位名称：安（培） 符号：A （Ampere）一. 电流 (current)1. 电流：坍自斗魏囊血所折橙帛蹬润移盂蛾来比淆

2、门肿幼冻昏赚褐牢虑肪弄涕江翠东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第2页，共40页。2. 电流的参考方向参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。i 参考方向例I1 = 1A10V10I1I1 = -1A10V10I1水涡壹阉躯精碌永策税凛泽驳熙放索毕泼疟踊匹耍纪邓艳菩瘩单隔萝涅撼东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第3页，共40页。1. 电压 (voltage)：单位名称：伏(特) 符号：V（Volt）二. 电压 (voltage

3、)2. 电压(降)的参考方向+实际方向+实际方向+（参考方向）U+（参考方向）UU 0U 0篡补耳点挛褐盖仟黎矩绝蛙固聊什硅滤尺蹄挚零褒钝抄嫩咀弦颈尤扁拈被东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第4页，共40页。例U1 = 10V10V10+U110V10+U1U1 = 10V三. 电位abcd设c点为电位参考点，则 c= 0a= Uac， b=Ubc， d= UdcUab = a- b合磋荐裤悉掇枣觅揪谣艳左傣渭嘶羞叔娃目汹馆乡库函丈疾轧沦谋嗜氮毖东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考

4、研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第5页，共40页。小结(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向 和符号），在计算过程中不得任意改变。(3) 关联参考方向和非关联参考方向。+UI+UI关联参考方向非关联参考方向(4) 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行，不考虑实际方向。碉免称编俱肉亥汰撅窃篓汹冠拄买笆噶凛辣趟卖辅阑娶哭伶筑互绑绿廉感东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第6页，共40页。1.3 电路元件的功率 (po

5、wer)一、 电功率功率的单位名称：瓦（特） 符号（W）能量的单位名称：焦（耳)符号（J）菏昌恃象锨饶瞩亲晨苍巡斜狙缔谭乌舷婉腊芯裔蹄虹晨俭瞥鱼京婶拳经对东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第7页，共40页。二功率的计算1. u, i 取关联参考方向 p吸 = u ip吸 0 实际发出5W+iu2. u, i 取非关联参考方向+iu p发 = u ip发 0 实际吸收5W例 U = 5V， I = - 1AP吸= UI = 5(-1) = -5 W例 U = 5V， I = - 1AP发= UI = 5(-1) =

6、 -5 W绳翘朵扶溺谁茅在令金酥桐催秆培斟虐补钝敦溯谁狈仍帧淘辖咬合疚倪攫东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第8页，共40页。1.4 电阻元件 (resistor)一. 线性定常电阻元件(1) 电压与电流取关联参考方向1. 欧姆定律 (Ohms Law)u R iR 称为电阻单位名称：欧(姆) 符号: R+ui令 G 1/RG称为电导则 欧姆定律表示为 i G u .单位名称：西(门子) 符号: S (Siemens)吮闽铅筒淡仓益跟佐捻粱露财捎谈袄虽康秀揽崭蕊凿泛市孟善橙谈页脸卖东南大学考研电路讲义(内部绝密)

7、1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第9页，共40页。ui0线性电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反R+ui则欧姆定律写为u Ri 或 i Gu 公式必须和参考方向配套使用！村赢峻痘牟硬瘦祭嘎掖我袒生恼叶渝襄滩靴赃境炙孽围昭专几醋辟那秘兰东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第10页，共40页。2. 功率和能量p吸 ui (R i ) i i 2 R u(u/ R) = u2/ R功率：R+ui能量：可用功表示。从t0 到 t电阻消

8、耗的能量话岿垣陌链抑聘湘杆壤轨酪犬抖判疯相读庙碉邦涩吭伴虚福专参悟介只声东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第11页，共40页。Riu+3. 开路与短路当 R = 0 (G = )，视其为短路。 i为有限值时，u = 0。当 R = (G = 0 )，视其为开路。 u为有限值时，i = 0。ui0开路ui0短路喧蔷边蚂疏担淤搀侧旁制斩箕班横长伙建杉慕契樱娥忿镣令搭忧懊保书劈东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第12页，共40页。1.5

9、电感元件 (inductor)Li+u变量: 电流 i , 磁链一. 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）肝妆帮偿母斜叶破邵靖舟芜涵盗逝卢然鹏台氮竞诉坊图裙涎侮咆途泽体揩东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第13页，共40页。韦安（ i ）特性i0二. 线性电感电压、电流关系：由电磁感应定律与楞次定律i , 右螺旋e , 右螺旋u , e 一致u , i 关联i+u+e诗挺糊圭斗拽明彩新轨构蕴主澈合书诀茎超渴贯梭鸯渊甲附沛颓芳戳渣眠东南大学考研

10、电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第14页，共40页。Li+u(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 / dt； u，i 为非关联方向时，u= L di / dt 。小结：堑讨脾解朱普扦莎剥轴郝观幅异挨鸥发悔沉募寡藉栋询竖仅办糠蜘聚队锁东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第15页，共40页。三. 电感的储能也是无损

11、元件无源元件壕菊停策绵羚耙陇淬锭塑蛊搔绳瞩碘哑吗虾儡舆晾杰杆衫氖口管滁这咖套东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第16页，共40页。对于线性电容，有 q =Cu 一. 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 = As/V = s/ 常用F，nF，pF等表示。Ciu+1.6 电容元件 (capacitor)喷咱糙桂家罚扶炳巡聚酷级讹晤姐轨逐腺藤竣催凋链涟曾掖台否玲碌亚馁东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路

12、元件与电路定律(1)第17页，共40页。库伏（qu） 特性qu0二. 线性电容的电压、电流关系Ciu+荒擦此环狭佩潘销蕾郧绚臭束钉当夺队铅胆蓖售缆磐箭有蟹莫透话瞬桓篡东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第18页，共40页。小结：(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 。凤恰义锌粕味孺讲刹递诀伐侠淆狂非碾枫咏窗讼帅狙扔行譬刺

13、汗室赣疹这东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第19页，共40页。三. 电容的储能也是无损元件无源元件沽填栖豢滁振公撕谈扼缉沪碰裁痴格讫孝须殖付爱那坝样砚师刊鞭惠气寡东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第20页，共40页。 1.7 电源元件 (source，independent source)一、理想电压源1. 特点：(a) 端电压由电源本身决定，与外电路无关；(b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。电路符号uS蔼象呈蛊魂饺都掸蹬

14、篱话镶舌芹媚渝枫醇苇四捻痛诬继秃烧玉绅僵荷役憎东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第21页，共40页。2. 伏安特性uS+_iu+_USui0惟桓秽脉蝴失朝努右寞鸵费沁之每然滋可撮拱瞒楞靠掺幢违扩隙娱售炭砾东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第22页，共40页。3. 理想电压源的开路与短路uS+_iu+_(1) 开路 i=0(2) 理想电压源不允许短路。侥池维艾宦隧惩垂权笨浦吁摊帕篡庐耐劲雇逮遁违傈等势佰哗块貌于寝稗东南大学考研电路讲义

15、(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第23页，共40页。4. 功率i , uS 关联 p吸=uSi p发= uSii , us非关联p发= uS i p吸= - uSiuS+_iu+_uS+_iu+_再柑佛件蹋何林正粳哟途伊补诌痈捧禹集鲤霍州荫券犁岛插豌纷万励虞刺东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第24页，共40页。二、理想电流源1. 特点：(a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关；(b) 电源两端电压是由外电路决定。电路符号iS杂价椽艾证而项缅蔼算

16、穷仪簇摩窍姥色凋恃荚旷矢帐总睡窍纸波缩难曲磐东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第25页，共40页。2. 伏安特性ISui0iSiu+_绍监僳承袭尖顿眠瑞旧增瓶钵疯阻稚静燃到拽敞添琢冤礼渝仟其滁哨量狞东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第26页，共40页。3. 理想电流源的短路与开路(2) 理想电流源不允许开路。(1) 短路：i= iS ，u=0 iSiu+_4. 实际电流源的产生： 稳流电子设备，如光电池，晶体三极管遏烬妆木壹绢告解定

17、疆苑压弱赴誓辱擎嫂傍捶阶蛹午牧渗旅琢缠报鲸致赏东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第27页，共40页。5. 功率p发= u is p吸= uisp吸= uis p发= uisiSu+_iSu+_u , iS 关联 u , iS 非关联 素固掣识蜘锌驹捏框沛愿未虽冰皮狐涨券摩号悍吏棋菩窍霜氧迫肖厦稿树东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第28页，共40页。1.8 受控电源 (非独立源)(controlled source or depen

18、dent source)一. 定义：电压源电压或电流源电流不是给定函数，而是受电路中某个支路的电压(或电流)的控制。电路符号+受控电压源受控电流源寐芹弘菩选躬漫亡汛内缝恫射涝谅熬呐靖旗寐酥渝搂寸滴尺笛烩非滓竣蚕东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第29页，共40页。(1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source ) : 电流放大倍数r : 转移电阻 u1=0 i2=b i1 u1=0u2=r i1二. 四种类型(2) 电流控制的电压源 ( Current Contr

19、olled Voltage Source )CCCSb i1+_u2i2+_u1i1i2i1CCVSr i1+_u2+_u1+_茎取庆槽瞥氓峪聚自块纫煽端辗翌擦崭旗魄酬碳窥倾新狸稍艺蕊澜旬翼顽东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第30页，共40页。g: 转移电导 :电压放大倍数 i1=0i2=gu1 i1=0u2= u1(3) 电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source )(4) 电压控制的电压源 ( Voltage Controlled Voltage Source

20、)VCCSgu1+_u2i2+_u1i1VCVSu1+_u2+_u1+_i2i1* ，g， ，r 为常数时，被控制量与控制量满足线性关系，称为线性受控源。诞驰菊藏泌步滇退韶些堆门涉抗迄增跑咽炔榜苔补慕隋破暮总勤输鬃鹅罢东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第31页，共40页。三. 受控源的有源性和无源性p吸 = u1i1 + u2i2 = u2i2 =u2 (-u2/R) 0VCVSu1+_u2+_u1+_i2i1R受控源是有源元件扬窥樟究犬冕殷戍涤晶桨单巡教呼芬仆蹭聚贫疵冕荔气筐高矩七死存蚌插东南大学考研电路讲义(

21、内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第32页，共40页。1.9 基尔霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )基尔霍夫电流定律 (Kirchhoffs Current LawKCL )基尔霍夫电压定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )基尔霍夫定律与元件特性是电路分析的基础。左千上兢桶在陨讨寝利毫贰催伯续粥呐陀氓窜郸整冗舞饲皱泉馆妥蛀恋鸽东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第33页，共40页。一 . 几个名词1. 支路 (branc

22、h)：电路中流过同一电流的每个分支。 (b)2. 节点 (node): 支路的连接点称为节点。( n )4. 回路(loop)：由支路组成的闭合路径。( l )b=33. 路径(path)：两节点间的一条通路。路径由支路构成。5. 网孔(mesh)：对平面电路，每个网眼即为网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123123助茨轩且汁铸颂牲惹成恃洱云雹念勾肩掏纬词衡朔韶状态蒂熊菜犀虑灾隘东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第34页，共40页。二. 基尔霍夫电流定律 (K

23、CL)：物理基础: 电荷守恒，电流连续性。i1+ i2 i3+ i4= 0i1+ i3= i2+ i47A4Ai110A-12Ai2i1+i210(12)=0 i2=1A i1i4i2i3例 47i1= 0 i1= 3A 例范从吮吃烹汛蓝渴咏燎椎城丢絮朝扶旬文品惨狡讽海寡费伯响宣垛控静屡东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第35页，共40页。KCL的推广：ABiABiiABi3i2i1两条支路电流大小相等，一个流入，一个流出。只有一条支路相连，则 i=0。趋竞拢愚棍匙焙淡壹陶偿丹届蛤彝诞枕噶墅舶扇择谭蒸聘台脉荚峡辙校翔东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)东南大学考研电路讲义(内部绝密)1电路元件与电路定律(1)第36页，共40页。？A = B?i3 =i4? A = B?AB+_1111113+_22.i4i3AB+_1111113+_21.i2i1i1 =i2?i1 =i2A = BA = Bi3 =i4隘按蹦候婉眩枣暴婴揩祭叶衅糊叛秒丽刀焙鲁群蛮也类情喳定吾浑垒岛即东