电路与信号分析基础第1章.pptVIP

1.1 引言 1.2 电路、信号与系统的基本概念 1.3 电路的基本变量 1.6　基尔霍夫定律 几个名词术语： 1.7 Multisim仿真应用 1.5　电源 基本的有源电路元件有电压源和电流源。根据电压源的电压值或电流源的电流值是确定值还是随其他支路的电压或电流而变化，又可将其分为独立源和受控源。 1.5.1　独立源 　独立源是有源元件，分为独立电压源和独立电流源。　　1.独立电压源 一个二端元件，如其端口电压总能保持为给定的时间函数uS(t)或定值US，而与流过它的电流无关，则称其为独立电压源，简称电压源。 电压源是实际电压源忽略其内阻后的理想化模型，具有以下的特点：　　(1)端电压保持给定时间函数uS(t)的电压源称为时变电压源，如图1-22(b)所示，其特性曲线是一条平行于i轴但却随时间改变的直线，u轴上的截距表示不同时刻时变电压源的电压值；端电压保持定值US的电压源称为直流电压源，如图1-22(c)所示，其特性曲线是一条平行于i轴的直线，u轴截距US表示直流电压源的电压值。　　 电压源的特点 若uS(t)=0或US=0，则伏安特性曲线与i轴重合，电压源相当于短路。 图1-22　电压源 电路 符号 (c) 直流电压 源VCR曲线 (b) 时变电压 源VCR曲线 　　(2)电压源的端电压由它自身决定，与通过它的电流无关。　　(3) 流经电压源的电流由电压源及与其相连的外电路共同决定，或者说它的输出电流随外电路变化。　　 电流可以不同的方向流过电源，因此理想电压源可以对外电路提供能量(起电源作用)，也可以从外电路接受能量(当做其他电源的负载)，这要看流经理想电压源电流的实际方向而定。理论上讲，在极端情况下，独立电压源可以供出无穷大能量，也可以吸收无穷大能量。 电压源的特点 2. 电流源 　一个二端元件，如流经它的电流总能保持为给定的时间函数iS(t) 或定值IS ，而与其端口电压无关，则称其为独立电流源，简称电流源。 　 电流源是实际电流源忽略其内阻后的理想化模型，具有以下的特点： (1) 流经电流源的电流保持给定时间函数iS(t)的电流源称为时变电流源，如图1-23(b)所示，其特性曲线是一条垂直于i轴但却随时间改变的直线，i轴上的截距表示不同时刻时变电流源的电流值。流经电流源的电流保持定值IS的电流源称为直流电流源，如图1-23(c)所示，其特性曲线是一条垂直于i轴的直线，i轴截距IS表示直流电流源的电流值 图1-23　电流源 电路 符号 (c) 直流电流源 VCR曲线 (b) 时变电流源 VCR曲线 (2)流经电流源的电流由它自身决定，与其两端电压无关。　　(3)电流源两端电压由其本身的输出电流与外部电路共同决定。 电流源的两端的电压可以有不同的极性，同电压源一样，电流源可以对外电路提供能量(起电源作用)，也可以从外电路接收能量(当做其他电源的负载)，这要看电流源两端电压的极性而定。 理论上讲，在极端情况下，独立电流源可以供出无穷大能量，也可以吸收无穷大能量。 电流源的特点 1-6　电路如图1-24所示，已知R=5 ?， US=2V ， IS=1 A 。试求(1) 电阻R两端的电压U1；(2) 1 A电流源两端的电压U及功率P。 图1-24 (1) 由于电阻R与电流源IS相串联，因此流过电阻R的电流就是1 A，而与2 V电压源无关,即 所以根据欧姆定律，可得 图1-24 (2) 1A电流源两端的电压包括5 ?电阻上的电压和2 V电压源，因此 电流源上电压、电流为非关联参考方向，所以 电流源向外提供功率。 1.5.2　受控源 受控源：受控源就是非独立电源，是指电压源的电压或电流源的电流不是给定的时间函数，而是受电路中某支路电压或电流控制的。 受控源是有源的四端元件，有两个端口，它的两个受控端构成输出端口(电源端口)，体现为源电压uS或源电流iS，能提供电功率；另外两个控制端构成输入端口(控制端口)，体现为控制电压uC或控制电流iC。 根据受控源是电压源还是电流源，控制量是电压还是电流，可将受控源分为电压控制电压源(VCVS)、电流控制电压源(CCVS)、电压控制电流源(VCCS)和电流控制电流源(CCCS)四种类型，分别如图1-25(a)、(b)、(c)和(d)所示。 受控源的类型 图1-25　受控源的四种类型 (a) VCVS；(b) CCVS；(c) VCCS；(d) CCCS 独立源是一端口元件，只需一个方程就可以表征其特性。而受控源是二端口元件，其元件特性需