第1章电路模型和电路定律_2.pptVIP

《电路》 本课程与前修、后续课程的关系： 教材 电路 （第5版）邱关源编 北京:高等教育出版社 根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长(λ)的关系，可以将它们分为两大类： (1)集总参数电路：满足dλ条件的电路。 (2)分布参数电路：不满足dλ条件的电路。 说明： 本书只讨论集总参数电路,今后简称为电路。 2. 电路吸收或发出功率的判断 u, i 取关联参考方向 P=ui 表示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (实际吸收) P0 吸收负功率 (实际发出) p = ui 表示元件发出的功率 P0 发出正功率 (实际发出) P0 发出负功率 (实际吸收) u, i 取非关联参考方向 + - i u + - i u 例 解 结论 对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率 求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V, U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V I1=2A, I2=1A, I3= -1A 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + － － － － － U6 U5 U4 U3 U2 U1 － 1.5 电阻元件 (resistor) 任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。 一、线性定常电阻元件 R 1. 符号 2. 欧姆定律(Ohm’s Law) (1)电阻的电压和电流的参考方向相同 R i u + 常用的各种二端电阻器件 电阻器 晶体二极管 u～i 关系 R 称为电阻，单位：? (欧) (Ohm，欧姆) 满足欧姆定律 (Ohm’s Law) 单位 G 称为电导，单位： S(西门子) (Siemens，西门子) 伏安特性为一条过原点的直线 令 G ? 1/R 则 R ? tg ? ? u i O U I OI OU 注 (2) 如电阻上的电压与电流参考方向非关联 公式中应冠以负号 (3) 说明线性电阻是无记忆的元件 欧姆定律 (1) 只适用于线性电阻( R 为常数） 公式和参考方向必须配套使用！ (2) 电阻的电压和电流的参考方向相反 R i u + 则欧姆定律写为 u ? –Ri 或 i ? –Gu 3. 功率和能量 上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p ? u i? (–R i) i? –i2 R ? u(–u/ R) ? – u2/ R p ? u i? i2R ?u2 / R 功率： R u i + - R u i + - 可用功表示。从t0 到t电阻消耗的能量： R i u + – 4. 电阻的开路与短路 能量： 短路 开路 u i 时变电阻：电阻R?t?是时间t的函数。 电压电流的约束关系： u?t? = R?t? i?t? i?t? = g?t? u?t? R?t? i?t? u?t? + 二、 线性时变电阻元件 实验表明： 在低频工作条件下，晶体二极管的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的一条曲线。 用晶体管特性图示器测量晶体二极管的电压电流关系。 1.6 电源元件 (independent source) 其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其 值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。 电路符号 1. 理想电压源 定义 + _ i uS 直流：uS为常数 交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsin?t 常用的干电池和可充电电池 实验室使用的直流稳压电源 用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。 示波器 稳压电源 电源两端电压由电源本身决定， 与外电路无关；与流经它的电流方 向、大小无关。 通过电压源的电流由电源及外 电路共同决定。 理想电压源的电压、电流关系 伏安关系 例 R i - + 外电路 电压源不能短路！ u i us 电压源的功率 （1） 电压、电流的参考方向非关联；　　　　　　　　　　　　　　　 发出功率，起电源作用 （2） 电压、电流的参考方向关联；　　　　　　　　　　　　　　　 吸收功率，充当负载 + _ i u + _ us + _ i u + _ us 例 解 满足：P（发）＝P（吸） 计算图示电路各元件的功率。 + _ i + _ + _ 10V 5V uR 发出 吸收 吸收 uR=10