第1章电路模型和电路定律60826.pptVIP

学位课 先修课程：高等数学和大学物理 参考书目： 《电路理论基础》（第二版）.周长源主编.高等教育出版社. 《电路原理》（上、下册）.周首昌主编.高等教育出版社. 要 求 透彻理解概念 牢固掌握定理 灵活运用方法 “电路是电气工程师的面包和黄油”。 学习要求 3.功率和能量 电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p ? u i? (–R i) i ?–i2 R ? - u2/ R p ? u i? i2R ?u2 / R ●功率 R u i + - 下 页 上 页 表明 R u i - + 返 回 u i 从 t0 到 t 电阻消耗的能量： 4.电阻的开路与短路 ●能量 短路 开路 u i 下 页 上 页 R i u + – u + – i 0 0 返 回 下 页 上 页 实际电阻器 返 回 1.6 电压源和电流源 ●电路符号 1.理想电压源 ●定义 i + _ 下 页 上 页 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。 返 回 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 u i 直流电压源的伏安关系 下 页 上 页 例 R i - + 外电路 电压源不能短路！ 0 返 回 ●电压源的功率 电压、电流参考方向非关联；　　　　　　　　　　　　　　　 + _ i u + _ 电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率。　　　　　　　　　　　　　　　　　 发出功率，起电源作用 物理意义： 下 页 上 页 + _ i u + _ 电压、电流参考方向关联；　　　　　　　　　　　　　　　 物理意义： 电场力做功，电源吸收功率 吸收功率，充当负载 返 回 例 计算图示电路各元件的功率 解 发出 吸收 吸收 满足：P（发）＝P（吸） 下 页 上 页 i + _ + _ 10V 5V - + 返 回 其输出电流总能保持定值或一定的 时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。 ●电路符号 2.理想电流源 ●定义 u + _ 下 页 上 页 ●理想电流源的电压、电流关系 电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关。 返 回 电流源两端的电压由电源及外电路共同决定。 u i 直流电流源的伏安关系 下 页 上 页 0 例 R u - + 外电路 电流源不能开路！ 返 回 下 页 上 页 ●电流源的功率 u + _ 电压、电流的参考方向非关联；　　　　　　　　　　　　　　　 发出功率，起电源作用 电压、电流的参考方向关联；　　　　　　　　　　　　　　　 u + _ 吸收功率，充当负载 返 回 例 计算图示电路各元件的功率 解 发出 发出 满足：P（发）＝P（吸） 下 页 上 页 u 2A i + _ 5V - + 返 回 实际电源 干电池 钮扣电池 1. 干电池和钮扣电池（化学电源） 干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。 钮扣电池电动势1.35V，用固体化学材料，化学反应不可逆。 下 页 上 页 返 回 氢氧燃料电池示意图 2. 燃料电池（化学电源） 电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。 下 页 上 页 返 回 3. 太阳能电池（光能电源） 一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上，形成一个从N区流向P区的电流。约 11%的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。 一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V,电流0.1A 太阳能电池示意图 太阳能电池板 下 页 上 页 返 回 蓄电池示意图 4. 蓄电池（化学电源） 电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。 下 页 上 页 返 回 直流稳压源 变频器 频率计 函数发生器 下 页 上 页 返 回 发电机组 下 页 上 页 返 回 草原上的风力发电 下 页 上 页 返 回 1.7 受控电源(非独立源) ●电路符号 + – 受控电压源 1.定义 受控电流源 电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源，称受控源。 下 页 上 页 返 回 电流控制的电流源 ( CCCS ) ? : 电流放大倍数 根据控制量和被控制量是电压u 或电流i，受控源可分 四种类型：当被控制量是电压、电流时，用受控电压源