第01章电路元件与基本定律.pptVIP

Glacier@Himilays  ? 上述功率计算不仅适用于元件，也使用于任意二端网络。 ? 电阻元件在电路中总是消耗(吸收)功率，而电源在电路中可能吸收，也可能发出功率。 + – 5? I UR U1 U2 例 U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。 I=UR/5=(U1–U2)/5=(10–5)/5=1 A PR吸收= URI = 5?1 = 5 W0 (关联) PU1吸收= -U1I = -10?1 = -10 W0(非关联) (实为发出功率10W) PU2吸收= U2I = 5?1 = 5 W0(关联） P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W PR+PU1+PU2=0 即P发=P吸 (功率守恒) 1.4 电阻元件 (resistor) 一 . 线性定常电阻元件：任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。 1. 符号 R (1) u,i关联参考取向时 R i u + 2. 欧姆定律 (Ohm’s Law) 伏安关系(VAR) （Volt Ampere Relation) ? u ? R i R ? tg ? ? 线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。 令 G ? 1/R R 称为电阻 G称为电导 则 欧姆定律表示为 i? G u . 电阻的单位：? (欧) (Ohm，欧姆) 电导的单位： S (西) (Siemens，西门子) u i O 伏安关系曲线: (2) u, i非关联取向时 R i u + 则欧姆定律写为 u ? –Ri 或 i ? –Gu ? 公式必须和参考方向配套使用！ 3. 功率和能量 R i u + R i u + 上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p吸 ? –ui? –(–Ri)i? i2 R ? –u(–u/ R) ? u2/ R p吸 ? ui? i2R ?u2 / R 功率： i=0 能量：可用功率表示。从 t0 到 t 电阻消耗的能量： u=0 i + – 4. 开路与短路 对于一电阻R， 当R=0(G=∞)，视其为短路(short circuit)。 当R=?(G=0)，视其为开路(open circuit）。 * 理想导线的电阻值为零。 有源(active)元件：不是无源元件则为有源的元件 无源（passive)元件：从不对外提供能量的元件 u + – 二. 电阻元件分类 1.线性电阻与非线性电阻 u 0 i u 0 i (a)线性电阻 (b)非线性电阻(如：二极管) 2. 时变电阻与非时变电阻元件 时变电阻：电阻R是时间 t 的函数。 电压电流的约束关系： u?t? = R?t? i?t? i?t? = g?t? u?t? R?t? i?t? u?t? + 非时变电阻元件:其VAR曲线不随时间改变。 t1 i u 0 t3 t2 时变电阻 1.5 独立电源元件 (source，independent source) 一、理想电压源 1. 特点： (a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关； (b) 通过它的电流可能为任意值，由电源本身和外电路共同决定. 直流：uS为常数 交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsin?t uS 电路符号 _ + 2. 伏安特性 US (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，反映输出电压与 电源中的电流大小和方向无关。 (2) 若uS为随时间t变化的电源，即us=us(t)，则其变化规律由其本身决定，与外电路无关。电压为零的电压源，伏安曲线与 i 轴重合,相当于短路线。 uS + _ i u + _ u i O 3. 理想电压源的开路与短路 uS + _ i u + _ R (1) 开路：R??，i=0，u=uS。 (2) 短路：R=0，i ?? ，理想电源出现病态，因此理想电压源不允许短路。 * 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。 US + _ i u + _ r Us u i O u=US–ri 实际电压源 4. 功率： 或 p吸收=uSi p产生= –uSi ( i, uS关联 ) P产生＝ uS i （i , us非关联 ） uS + _ i u + _ uS + _ i u + _ 二、理想电流源 1. 特点： (a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压可能为任意值，由电流源 和外电路共同决定。