电路组成及其分析方法PPT.ppt

六．本课的重点与难点 重点：电阻元件的串并联联接 难点：电阻元件的三角形、星型的等效变换及应用。 七．思考题 电路如上图，Ra= Rbc=4Ω、Rca=8Ω，电阻Rab上流过电流为0，请求Rb的值 第3课 在本次课中，我们将介绍电源元件的使用及其模型 上一课回顾 一．电源元件的 概念 如果一个二端元件对外输出的端电压或电流能保持为一个恒定值或确定的时间函数，我们就把这个二端元件称为电源。 依照电源的输出类型是电压还是电流可分为电压源、电流源。 依照电源的输出是否恒定可分为直流电源、交流电源。 二．电压源模型的引入 电压源是使用非常广泛的一种电源模型，如电池便可用电压源来表示 电源是电路的基本部件之一，它负责给电路提供能量，是电路工作的源动力 一个电源可以用两种不同的电路模型来表示，用电压形式来表示的模型为电压源模型；用电流形式来表示的模型为电流源模型 电压源是用电动势E和内阻R0串联来表示电源的电路模型（如左图） 下面以电压源模型为例介绍电源元件的使用 三．有载工作分析 将在电子技术中介绍电源的实现，在此，更关心电源驱动电路的能力 所谓电源有载工作是指电源开关闭合，电源与负载接通构成电流回路的电路状态 可通过左图示手电筒模型来理解 电路的伏安关系如右 表征电源的外部特性常用功率，将上式各项乘以I，则得到功率平衡式 式（1-3-4）表明，在一个电路中，电源产生的功率等于负载取用的功率与电源内阻消耗的功率的和，我们称之为功率平衡（可通过一个例题来理解） 用功率表示为： P= PE – ΔP 式中，P=UI，为电源输出功率；PE=EI，为电源产生功率；ΔP=R0 I 2，为电源内阻消耗功率 手电筒电路的伏安关系如右 当RO=0时，也就是说，电源的内阻等于零时，电源端电压U恒等于电源电动势E，是一定值，而其中的电流I由负载电阻 确定。我们把这样的电压源称为理想电压源或恒压源 电压源是用电动势E和内阻R0串联来表示电源的电路模型，其数学描述为 四．理想电压源 理想电压源具有以下两个基本性质： 其端电压U是一定值，与流过的电流I的大小无关； 流过的电流是任意的，其数值由与电压源相联接的外电路决定 实际上，理想的电压源是不存在的 五．电流源模型 一个实际电源除可以用电压源的模型来表示外，还可以用电流源的模型来表示 电压源是用电动势E和内阻R0串联来表示，电流源是用IS 和U/R0 两条支路的并联来表示。电流源的模型可直接从电压源模型中导出 电压源是用电动势E和内阻R0串联来表示电源的电路模型，其数学描述为 上式两边除以R0，有： U/RO=E/RO-I 引入电源的短路电流IS，显然，IS = E/RO，则上式变为 这便是电流源的数学模型，电路如上 当R0 =∞（相当于并联支路R0断开），则I = IS，也就是说，负载电流I固定等于电源短路电流IS，而其两端的电压U则是任意的，仅由负载电阻及电源短路电流IS确定。我们把这样的电流源称为理想电流源或恒流源 电流源是用IS 和U/R0 两条支路的并联来表示，其数学描述为 六．理想电流源 理想电流源具有以下两个基本性质： 输出电流是一个定值IS，与端电压U无关。 输出的电压是任意的 ，其数值由外电路决定 实际上，理想的电流源是不存在的 电源开路时电路电流为零，电源输出功率为零，电子设备没有启动，电路显然不能工作，因此： 开启电路电源是电路开始工作的第一步 电源开路是指电源开关断开、电源的端电压等于电源电动势、电路电流为零、电源输出功率为零的电路状态 七．电源其它知识1、开路 电源开路用表达式表示为 I = 0 U = U0= E P = 0 电源开路示意图如上图 电源短路是一种非常危险的电路状态，巨大的短路电流将烧坏电源,甚至引起火灾等事故 电源短路是指电源两端由于某种原因而直接被导线联接的电路状态。短路时电路的负载电阻为零、电源的端电压为零，内部将流过很大的短路电流 2、短路 电源短路用表达式表示为 I =IS = E/R0 U = 0 P = 0 PE =ΔP= R0I2 电源短路示意图如上图 电源开路电压、短路电流是实际电源的基本参数之一，可通过一个例题来理解 确定某一元件是电源还是负载有两种方法： （1）根据电压和电流的实际方向来判别，方法如下： 实际电流是从实际电压方向的“+”端流出，U和I方向相反，则该元件为电源； 实际电流是从实际电压方向的“+”端流入，U和I方向相同，该元件为负载。 一般来说，电源是作为提供功率的元件出现的，但是，有时也可能作为吸收功率的元件（作为负载）出现在电路 3、电源与负载的判别 可通过一个例题