第一章 电路模型和电路定律.ppt

§1?1 电路和电路模型 §1?2 电流和电压的参考方向（正方向） 1. 问题的引入 （1）复杂直流电路中电流、电压的实际方向有时难以确定。 §1?3 电功率和能量 §1?4 电路元件 §1?6 电压源和电流源 1. 电压源 （1）特点 ①电压源两端电压u(t)的函数是固定的，不会因其所连接外电路的不同而改变。 ②流过电压源的电流i(t)不固定，它由外电路决定。 （2）图形符号 §1?7 受控电源 §1?8 基尔霍夫定律（Kirchhoff s Law） 3. 受控电源的类型 （1）电压控制电压源(VCVS) （2）电压控制电流源(VCCS) （3）电流控制电压源(CCVS) （4）电流控制电流源(CCCS) 基尔霍夫定律是集总电路的基本定律，用来描述电路中各部分电压和各部分电流之间的关系，其中包括基尔霍夫电流和基尔霍夫电压两个定律。 1. 基本概念 （2）结点（node）：三条或三条以上支路的连接点。本节中把任意两条支路之间的连接点称为结点（节点）。 （1）支路（branch）：电路中流过相同电流的一个分支。本节中把组成电路的每一个二端元件称为一条支路。 （3）回路（loop）：电路中由支路构成的任一闭合路径。 注意：关于支路、结点等概念将在§3-1中进一步加以介绍。 试判断下图所示电路中的支路、结点和回路数目。 支路数目b = 5，按照本节的定义 b = 7 。 R1 R2 R3 R4 R5 + _ + _ uS1 uS2 （4） 举例 注意：导线直接连接的两个点是同一个结点。 R1 R2 R3 R4 R5 + _ + _ uS1 uS2 1 2 3 4 结点数目n = 3，结点③和④是同一个结点。 按照本节的定义，结点数目n = 5。 5 6 回路数目 l = 6 。 R1 R2 R3 R4 R5 + _ + _ uS1 uS2 北京科技大学自动化学院控制科学与工程系 *北京科技大学信息工程学院自动化系 第一章 电路模型和电路定律 §1-1 电路和电路模型 §1-2 电流和电压的参考方向 §1-3 电功率和能量 §1-4 电路元件 §1-5 电阻元件 §1-6 电压源和电流源 §1-7 受控电源 §1-8 基尔霍夫定律 电路是电流流通的路径。实际电路是为完成某种预期目的而设计、安装、运行的电流通路装置，它由电路元件相互联接而构成。 1.电路的定义 2.电路的作用 （1）电能的转换和传输 降压 变压器 升压 变压器 电灯、 电炉、 电动机、 ... 输电线 发电机 放大器 扬声器 话筒 （2）信号的传递和处理 3.电路的组成部分 （1）电源 供应电能和输出信号的设备。 （2）负载 取用电能以及接收、转换信号的设备。 （3）中间环节 联接电源和负载的部分。 （1）激励 电源（或信号源）的电压或电流。 （2）响应 激励在电路各部分产生的电压和电流。 （3）电路分析 在已知电路结构和元件参数的条件下，分析电路响应与激励之间的关系。 4.电路分析 5.电路模型 （1）实际元件 组成实际电路的元件。 （2）理想元件 将实际元件理想化，即在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要因素。 理想元件 电阻 R 电感 L 电容 C 电压源 电流源 （3）电路模型 由一些理想电路元件所组成的电路。 电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，同一实际电路可以使用不同的电路模型进行模拟。 线圈的几种电路模型 (a) 线圈的理想电路模型 (b)线圈通过低频交流电时的电路模型 (c)线圈通过高频交流电时的电路模型 下面以线圈为例加以说明。 具体分析见教材P8倒数第9~倒数第4行。 (a)实际电路图 (b)电原理图 (c)电路模型 (d)拓扑结构图 实物电路 5Ω 3Ω 10V 9V 6Ω （2）交流电路电流、电压的实际方向一直随时间在变化。 任意指定的一个电流方向。指定参考方向后，电流是一个代数量。 若电流为正值，则电流的实际方向与它的参考方向一致；反之，若电流为负值，则电流的实际方向与它的参考方向相反。 （2）参考方向 （1）实际方向 正电荷运动的方向。 2. 电流的参考方向 （3）电流参考方向的表示方法 箭头（常用） a b i 双下标 3. 电压的参考方向 （1）实际方向 高电位指向低电位的方向。 （2）参考方向 任意选定的一个电压方向。指定参考方向后，电压是一个代数量。 若电压为