第3讲 电阻元件与电源元件.pptVIP

* * 一、电阻元件 （一）伏安关系： 对于线性时不变电阻，在任何时刻元件两端的电压和电流的关系服从欧姆定律。 电路元件：构成电路的基本单元，按引出端数目分为二端元件、三端元件、多端元件等。 电阻元件定义：一个二端元件，如果在任意时刻t，其两端电压u与流经它的电流i之间的关系能用u~i平面上的曲线所确定(电压与电流相约束)，就称其为二端电阻元件，简称电阻元件。 按伏安特性分：线性电阻和非线性电阻；时不变电阻和时变电阻 第3讲 电阻元件与电源元件 2、当非关联时： 故参考方向是推导、运用公式的前提! 3、伏安关系曲线: θ + _ i u R U I u i 0 1、当关联时： R称为元件的电阻，为一个正实常数(线性时不变电阻)。 若令G=1/R， 则 G称为元件的电导，单位为S（西门子）。 + _ i u R 注意: R表示一个电阻元件，又可表示此元件的参数。 （二）电阻元件的特点： 1、无源耗能元件： 关联时 电能 热能 2、双向性元件： 对线性电阻而言。 3、无记忆性元件 电阻元件是实际电阻器的理想化模型，描述了电阻器的耗能特性。 其它电子器件或设备的耗能特性也用电阻元件来描述。 u i 0 4、两种特殊的情况： 开路 ①开路：R→∞，G=0（伏安关系为 电压轴）。 短路 ②短路：R=0，G→∞ （伏安关系为 电流轴）。 电路或电路的一部分也可以短路或开路。 电压称为 电流称为 u i 0 短路 开路 （三）非线性电阻： 1、不服从欧姆定律： 实际部件都不服从，但有的在一定 的范围内满足。 2、有些还是单向元件： 如二极管。 i u 0 + u - i 关于二端口电阻，起请自行阅读教材P11 （四）实际电阻器 为了拥有一定量的电阻而专门设计的元器件叫做电阻器。 电阻器可分为固定电阻器和可变电阻器两大类。 将电阻器应用于实际电路之前，必须考虑其电阻值和额定功率。 1、电阻值及其误差的表示方法 （1）色码表示法： 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 0123456789 有四色环电阻和五色环电阻。 四色环电阻： 第一位 第二位 乘数（第二位后0的个数） 误差 ±5% 金色 ±10% 银色 ±20% 无环 五色环电阻： 第一位 第二位 乘数（第三位后0的个数）, 但金色0.1, 银色0.01 误差 ±2% 红色 ±1% 棕色 ±0.5% 绿色 ±0.25% 蓝色 ±0.1% 紫色 第三位 24 00000 ?±10% 204 ?±1% 1、元件特性： US us + _ (1) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； 直流：U = US 交流： uS是确定的时间函数， 例如： uS=Umsin?t (2) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。 I R 5V （一）电压源（独立的理想化电压源的简称）： 电源：有源电路元件，是各种能量产生器的理想化模型。电源分为独立电源和非独立电源（受控源）两类，各自又有电压源和电流源两种。 电压源国标符号 电池符号 二、电源元件 伏安特性曲线 US u i 0 (1) 若uS = US ，即直流电源。则其伏安特性为平行于电流轴的直线。 (2) 若uS为随时间变化的电源，则平行于电流轴的直线也随时间改变位置。 (3) 电压为零的电压源，伏安曲线与 i 轴重合，相当于 短路状态。 us + _ US 2、 理想电压源的开路与短路： (1) 负载开路：R??，i=0，u=us ； (2) 负载短路：R=0，i ?? ，此时理想 电源模型不存在。 理想电压源不允许负载短路。 3、实际电压源： 实际电压源也不允许负载短路。 因其内阻r很小，若负载短路，电流 很大，可能烧毁电源。 I R 5V I r US 分析电路时可以短路。 显然，r越小越好。r=0时即为理想电压源。 4. 功率 i , uS 关联 p吸=uSi p发= –uSi i , us非关联 p发= uS i p吸= - uSi 电场力做功 ， 吸收功率。 物理意义： uS + _ i u + _ uS + _ i u + _ 外力克服电场力做功 ， 发出功率。 物理意义： US u i 0 I R US 惯例：非关联，P0，发出功率。 实际电压源 世上没有理想电压源。 其实，理想电阻也不存在。 （二）电流源（独立理想化）： 电源输出