1 电路基本概念和定律-江小安.ppt

对于(正)电阻而言，在任意时间t，它所吸收的功率和能量都是非负的，因此电阻是无源元件。在实际电路中，电阻吸收的电能经过相应器件的作用，转换为其它形式的能量，如热能、光能、机械能等。基于这一物理过程，通常把电阻吸收电能理解成电阻消耗电能，因此称电阻为耗能元件。 1.3电阻元件 额定值：是为了保证元件、设备既安全可靠而又充分发挥性能的正常运行，由制造厂家给出的一些限定值。 例如，一个标有1/4W、10kΩ的电阻，表示该电阻的阻值为10kΩ、额定功率为1/4W，由p=I2R的关系，还可求得它的额定电流为5mA。 1.3电阻元件 实际使用中，超过额定值运行，会使设备缩短使用寿命或遭致毁坏而造成事故。例如上述电阻在使用电流超过5mA时，将会使电阻因过热而损坏。而低于额定值运行也是不合适的，如220V、5kW电机在低于200V电压下使用，一方面设备资源没有充分利用，另一方面因电机输出功率降低，必然影响系统正常运行。额定值一般记载在设备的铭牌或说明书中，所以在使用设备前必须仔细阅读之。 1.3电阻元件 1、电源 1）理想电压源 图型符号： 2）理想电流源 图型符号： 1.4电源元件 1.4电源元件 1.4电源元件 1.4电源元件 1.定义：所谓受控源，即大小方向受电路中其他地方的电压或电流控制的电源。 受控源，是一种输出电压或电流受电路中其他地方电压或电流控制的电源元件。它们是根据某些电子器件的“受控”特性建立起来的理想化模型。 1.4电源元件 控制参数为常数的受控源，称作线性受控源，本课程只涉及线性受控源。受控源改用菱形符号标记，以与独立源相区别。 2、分类： 1.4电源元件 具体分析步骤是： ①把受控源视为独立源，利用VAR和定律列基本方程。 ②由于受控源的“控制”作用，基本方程中含有未知的控制变量，需要补充新的独立方程，常称为辅助方程。辅助方程可用待求量或已知量表示控制变量的方法列出。 ③联立求解基本方程和辅助方程，求得所需的待求量。 1.4电源元件 1.5 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是集总参数电路的基本定律,是电路理论中普遍适用的基本定律。它们仅与元件的连接形式有关，而与元件的性质无关。无论元件是否为线性的，也无论元件是否为时变的，基尔霍夫定律都普遍成立。 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫定律 3条支路 2个节点 3个回路 2个网孔 + u s1 － i 1 R 1 i 2 i 3 R 2 R 3 + u s2 － a b c d e 例1： ２.基尔霍夫定律 1）基本概念（支路、节点、回路、网孔） 1.5 基尔霍夫定律 a)支路：流有相同电流的分支称为支路。 b)节点：电路中３个或更多的支路公共连接点称之为节点。 c)回路：支路形成的闭和路径。 d)网孔：内部不包含任何支路的回路称支为网孔。 　 注：网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。 1.5 基尔霍夫定律 2）基尔霍夫电流定律（KCL） a)内容描述： 在集总参数电路中，任一时刻，流出一个节点的支路　 电流总和等于流入该节点的支路电流总和。　 或 1.5 基尔霍夫定律 b)应用： （1）对节点：例： I1 I2 I3 I4 或： 1.5 基尔霍夫定律 I1 I2 I3 A B C I4 I5 I6 （2）对电路中的任意闭合曲面：例： 闭合面:I1 +I2=I3 A: I1 =I4+I6 B: I2 +I4=I5 C: I5 +I6=I3 I1+I2=I3 1.5 基尔霍夫定律 c)说明： KCL适用于任意时刻，任何激励源（直流，交流或其他任意变动激励源）情况的一切集总参数电路； 应用KCL列写方程时，可设出支路电流的参考方向，然后依据参考方向是流入或流出取号。（设流入为正，则流出为负，反之亦然） 电流值本身有正负，它代表的是电流的实际方向与其参考方向的关系。 1.5 基尔霍夫定律 3）基尔霍夫电压定律（KVL） a)内容描述： 对于集总参数电路中的任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压的代数和恒为零。 或 1.5 基尔霍夫定律 b)应用: （1）对回路: 例如：设绕行方向为顺时针方向，则列方程为： 1.5 基尔霍夫定律 电阻的电压可以用电阻乘以电流表示： 整理上式可得： 1.5 基尔霍夫定律 （2）求电路中两点之间的电压: 1.5 基尔霍夫定律 1.列方程前标注回路循行方向； 2.电位