电工技术电路的基本概念与基本定律.pptVIP

3. 理想电压源的开路与短路 (1) 开路 ： i=0 (2) 短路：理想电压源出现病态(这种模型在电路中不存在)。 US + _ i u + _ * 实际电压源不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。 (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。 2. 伏安特性： IS u i 0 二、理想电流源 1. 电路符号 IS IS i u + _ 3. 理想电流源的短路与开路 (2)开路：理想电流源出现病态(这种模型在电路中不存在)。 (1) 短路：i= iS ，u=0 4. 实际电流源的产生： 稳流电子设备，光电池，晶体三极管 IS i u + _ 一个实际电压源，可用一个理想电压源US与一个电阻RS 串联的支路模型来表征其特性。当它向外电路提供电流时，它的端电压U总是小于US ，电流越大端电压U越小。 U=US – RS I 工作点 u i US U I 其外特性曲线如下： + _ + _ U I US RS 实际电压源模型 三、实际电压源 一个实际电流源，可用一个电流为 IS 的理想电流源和一个电阻RP 并联的模型来表征其特性。当它向外电路供给电流时，并不是全部流出，其中一部分将在内部流动，随着端电压的增加，输出电流减小。 工作点 GU u i IS U I 其外特性曲线如下： I=IS – U/RP I Rp + U _ IS 实际电流源模型 四、实际电流源 从数学角度来看，这两条直线完全有可能重合，因此实际电压源、 实际电流源有可能等效。这是我们下一章的内容。 实际电压源、 实际电流源都可以看着是实际电源的一种等效模型，伏安关系都是UI平面的一条直线。 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s Current Law—KCL )和基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s Voltage Law—KVL )。它反映了电路中所有支路电压和电流的约束关系，是分析集总参数电路的基本定律。 §1-5 基尔霍夫定律 ( Kirchhoff’s Laws ) 基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。 1. 支路 (branch)：电路中通过同一电流的每个分支。 (b) 2. 节点 (node): 三条或三条以上支路的连接点称为节点。( n ) 3. 回路(loop)：由支路组成的闭合路径。( l ) b=3 4. 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。 l=3 n=2 一、几个名词：(定义) + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3 1 2 3 a b 物理基础:电荷恒定，电流连续性。 令流出为“+”(支路电流背离节点) –i1+i2–i3+i4=0 二、基尔霍夫电流定律) (KCL) (Kirchhoff’s Current Law)： 在任何集总参数电路中，在任一时刻，流出(流入)任一节点的各支路电流的代数和为零。 即： i1+i3=i2+i4 KCL的推广： A B i3 i2 i1 A B i i 两条支路电流大小相等， 一个流入，一个流出。 A B i 只有一条支路相连，则 i=0。 ？ ?A == ? B ? i1 ==i2 ? i1 =i2 ?A = ? B i3 ==i4 ? ? A == ? B ? ?A = ? B i3 =i4 A B + _ 3V + _ 1. i2 i1 1? 1? 1? 1? 1? 1? 2V A B + _ 3V + _ 2. i4 i3 1? 1? 1? 1? 1? 1? 2V 1 2 3 4 5 + _ + _ + _ + _ + _ u1(t) u5(t) u4(t) u3(t) u2(t) a b c d e A 任意选定一个绕行方向：顺时针或逆时针。 如图所示，对回路A列写KVL方程得： 三、基尔霍夫电压定律 (KVL) (Kirchhoffs Voltage Law)： 在任何集总参数电路中，在任一时刻，沿任一闭合路径(按固定绕向)，各支路电压的代数和为零。 即： + _ x ux(t) 1 2 3 4 5 + _ + _ + _ + _ + _ u1(t) u5(t) u4(t) u3(t) u2(t) a b c d e A B KVL的实质：反映了集总参数电路遵从能量守恒定律，或者说，它反映了保守场中做功与路径无关的物理本质。 KVL对于任意虚拟回路也成立。例如对回路B： 式中ux(t)为假想元件上的电压，得： -u2(t) - u1(t) + ux(t) =0 ux(t) = u2(t)+u1(t) 假定电路元件的参考方向，对回路任意选定一个绕行方向。 –R1I1–US