第五讲 电路的基本概念和基本定律.ppt

值得注意的是，电路分析中有时会碰到几种比较特殊的情况，如电压源与支路的并联（见图1-7-1）或电流源与支路的串联（见图1-7-2）。 例1-8-1 将图1-8-5(a)所示电路分别等效成一个受控电压源和受控电流源，并计算A、B端的等效电阻RAB。 ? 本节重点 ? 电压源和电流源的等效变换 第六讲 电压源与电流源及其等效变换 理想电压源 非理想电压源 理想电流源 非理想电流源 1.7、 电压源与电流源及其等效变换 一般的电路中都有电源，电源可以在电路中引起电流，为电路提供电能。 经过抽象，常用的两种理想电源元件是电压源和电流源。 1.7.1 电压源 1. 特点： （a） 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； （b） 通过它的电流由外电路决定。 电路符号 当uS为恒定值，即时，这种电压源称为恒定电压源或直流电压源，有时可以用图（b）所示的电池符号表示,其中长线表示电源的正极，短线表示电源的负极，电压值用US表示。 如果电压源的电压随时间按正弦变化，则称为正弦电压源，又叫做交流电压源。 2. 伏安特性 （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，反映电压与电源中的电流无关。 uS + _ i u + _ US u i 0 （2）若uS为变化的电源，则某一时刻的伏安特性为平行于电流轴的直线。 （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。 3. 理想电压源的开路（open –circuit）与短路（short-circuit） uS + _ i u + _ R （1） 开路：R??，i = 0，u = uS。 （2）理想电压源不允许短路（此时电路模型（circuit model）不再存在）。 US + _ i u + _ r US u i 0 u=US – r i 实际电压源可以看作是理想电压源 和电阻的串联组合 注意 1.7.2 电流源 1. 特点： （a） 电源的电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。 电路符号 iS 当is(t)为恒定值，即is(t) =Is时，这种电流源称为恒定电流源或直流电流源。 ? 如果电流源的电流is(t) ，随时间按正弦规律变动，则称为正弦电流源，又叫做交流电流源。 2. 伏安特性 （1）若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。 IS u i 0 iS i u + _ （2）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是平行于电压轴的直线? （3）电流为零的电流源，伏安特性曲线与 u 轴重合，相当于开路状态。 3. 理想电流源的短路与开路 R （2）理想电流源不允许开路（此时电路模型不再存在） 。 （1） 短路：R=0， i = iS ，u= 0 ，电流源被短路。 iS i u + _ 4. 实际电流源的产生 可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。 1.7.3、 电源的等效变换 串联 一般有 uS=? uSk （注意参考方向） 等效 uS2 + _ + _ uS1 + _ uS 结论：n个串联的电压源可以用一个电压源等效置换（替代），等效电压源的电压是相串联的各电压源电压的代数和。 一、 理想电压源的串、并联 电压相同的电压源 才能并联，且每个 电源的电流不确定。 并联 等效 + _ 5V I 5V + _ + _ 5V I 结论：电压值不同的电压源不能并联，电压值相同且电压极性一致的n个电压源并联时，其对外电路的作用与一个电压源的作用等效。 推论：任何元件与电压源并联，其对外电路的作用与一个电压源的作用等效。 二、理想电流源的串、并联 可等效成一个理想电流源 i S（ 注意参考方向）。 并联： iS1 iS2 iSk iS 结论：n个并联的电流源可以用一个电流源等效置换（替代），等效电流源的电流是相并联的各电流源电流的代数和。 结论：电流值不同的电流源不能串联，电流值相同且电流方向也相同的n个电流源串联时，其对外电路的作用与一个电流源的作用等效。 推论：任