第2讲电压电流约束关系2知识分享

第二讲1第一章电路分析的基础知识本章内容1-1电路及集总电路模型1-2电路变量电流、电压及功率1-3基尔霍夫定律1-4电阻元件1-5电压源1-6电流源1-7受控源1-8分压公式和分流公式1-9两类约束KCL、KVL方程的独立性1-10支路分析2第一章电路分析的基础知识本章教学要求理解电路变量及其参考方向理解电阻元件、电压源、电流源及伏安特性了解受控源特性，会求解受控源电路掌握KCL、KVL，并灵活运用于电路分析计算掌握分压公式、分流公式掌握支路分析方法3第一章电路分析的基础知识本次课教学要求1、理解电阻元件的伏安特性；2、熟练掌握欧姆定律；3、理解独立电压源、电流源的特性，掌握其电路的计算；4、掌握受控电源的概念，初步掌握含受控电源电路的计算。重点1、电阻元件的伏安特性，欧姆定律；2、独立电源电路的分析计算；3、受控电源的概念。4第一章电路分析的基础知识若一个二端元件在任一时刻其端电压u和流经的电流i二者之间的关系，可由u-i平面上的一条曲线来确定，则此二端元件称为二端电阻元件。该曲线称为电阻的伏安特性曲线，它反映了电阻的电压与电流的关系（VoltageCurrentRelation，简称VCR）。

6第一章电路分析的基础知识ui电阻的VCR—伏安关系关联参考方向下：电阻元件R+_线性电阻非线性电阻负电阻时变电阻分类：非关联参考方向下：由特性曲线可知，线性电阻是双向元件。7第一章电路分析的基础知识欧姆定律电阻的功率在关联参考方向条件下，线性时不变电阻的VCR约束方程由欧姆定律决定或式中，电阻R是与电流和电压大小无关的常数，当电流单位为安培（A），电压单位为伏特（V）时，电阻的基本单位为欧姆（Ω）；电导G是电阻的倒数，电导的基本单位为西门子（S）。上式表明正电阻总是吸收（消耗）功率的，称为无源元件。所谓“有源元件”是指元件可向外部电路提供大于零且无限长时间的平均功率的一类元件。8第一章电路分析的基础知识§1.5

独立电压源

任何实际电路正常工作必须要有提供能量的电源。为了对实际电源进行模拟，理论上定义了两种理想的独立电源：独立电压源和独立电流源9第一章电路分析的基础知识实际电源(a)电池(b)稳压电源10第一章电路分析的基础知识+_isu=UssuUsi0电压源的符号及伏安特性特征：Us端电压始终保持规定的电压Us或us(t)；流过电压源的电流要由外电路决定，即是任意的；电压源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。11第一章电路分析的基础知识电压源特性举例10V10

10A1

1A+-10V0A11V-1A20V-10A外电路内电路此例说明电压源的端电压是恒定不变的；而其中的电流是由外电路决定的12第一章电路分析的基础知识电压源电路分析举例例1-7：单回路电路计算P27例1-8：含源支路计算P28例1-9：基尔霍夫定律和欧姆定律的联合应用P29(1)U2=5–3(V)(1)I2=3/2(A)(2)R2=2/1.5(Ω)(2)I1=2–1.5(A)(3)R1=5/0.5(Ω)(1)US=2×3+5(V)13第一章电路分析的基础知识uIsi0§1.6独立电流源电流源的符号及伏安特性+_usi=Iss特征：电流源流出的电流保持规定的值Is或is(t)；电流源两端电压要由外电路决定，即是任意的；电流源是一种理想化的电路元件，实际中并不存在。14第一章电路分析的基础知识15A电流源特性举例100V10

1

-+10V11V20V外电路内电路此例说明电流源的电流是恒定不变的；而两端的电压是由外电路决定的10A10V0V-1V-10V5VPP.32-33

例1-10、1-11、1-1215第一章电路分析的基础知识例电流源电压的计算+24V_+U1_6Ω3Ω1A5A+U_-+9V求电路中的U、U116第一章电路分析的基础知识§1.7受控源受控源也称非独立电源，可用它来建立电子元器件的模型。受控源与独立电源不同，它不能直接给电路提供能量，而是描述了电路中不同之处的电压与电流之间的关系，即同一电路中某处的电压或电流受另一处的电压或电流控制。本书限于讨论控制量与被控制量之间呈线性关系的受控源，亦称线性受控源。

17第一章电路分析的基础知识受控源定义受控电压源：产生规定的电压值，与其中的电流无关。但电压受电路中另一支路电流或电压的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。受控电流源：产生规定的电流值，与两端的电压无关。但电流受电路中另一支路电流或电压的所控制。它是一种四端元件（双口元件）。计算方法：与独立源相同，即把受控电源看作独立电源。但是，在电路变换中，一定要注意保持控制量不变。电源独立源电压源电流源非独立源（受控源）受控电压源受电压控制VCVS受电流控制CCVS受控电流源受电压控制VCCS受电流控制CCCS

分类18第一章电路分析的基础知识图1-48四种受控源符号19第一章电路分析的基础知识受控源方程及各物理量说明

元件名称元件方程控制量被控制量控制系数VCVSu2=

u1u1u2

CCVSu2=r

i1i1u2rVCCSi2=g

u1u1i2gCCCSi2=

ai1i1i2a20第一章电路分析的基础知识例1求电路中的I

=？+10V_1Ω1A3U+U-元件4.5Ω+-I解题步骤：（1）求4.5Ω电阻的电压；（2）求U；（3）求受控电压源的电压；（4）求1Ω电阻的电压，进而求出电流I。21第一章电路分析的基础知识例2求电路中的U

=？+10V_I100I+-100Ω+-U10ΩU=-100I,受控电压源的电流：100I/100=I，10Ω电阻的电流：10/10=1A故有I+I+1=0,I=-1/2AU=100×(-I)=50V22第一章电路分析的基础知识例3求电路中的U

=？U=2+U1-2，U

=U1上部1Ω电阻的电压2V；故：U1+U1=2

，U1=1