电路第一章第四节PPT课件

1,.,电路元件的类型：1）n端元件2）线性元件与非线性元件3）时变元件与非时变元件4）无源元件与有源元件5）集总参数元件与分布参数元件,1-4电路元件,集总元件假定：任何时刻，流入二端元件一个端子的电流一定等于另一个端子流出的电流，且两个端子之间的电压有惟一确定的值。,2,.,1.电阻元件,1）电磁性质：阻碍电流或消耗电能2）数学定义：u=f(i)（代数关系）,非线性电阻元件,线性电阻元件,1）电路符号,2.线性电阻元件,1-5电阻元件,3,.,根据欧姆定律，有：,关联参考方向下,式中，R=u/i电阻，正常数，单位：（欧姆）,关联参考方向下电阻元件的VCR为：,2）电压、电流关系（VCR）,令G=1/R电导，单位：S（西门子），则有：,或,4,.,公式和参考方向必须配套使用！,表明电阻元件总是消耗能量。,3）功率与能量,功率,=Ri2,非关联参考方向下,或,p=ui,=u2/R0，吸收,=-Ri2,p=ui,=-u2/R0，实际吸收,注意,5,.,从t0到t刻电阻消耗的能量为：,短路,开路,4）特殊电阻,能量,6,.,a.u=US或u=uS(t)，其值与电流i无关;,1-6电压源和电流源,1.电压源,1）数学定义：提供的电压总为定值或固定的时间函数的理想元件。,2）电路符号,uS,3）电压、电流关系（VCR）,b.电流i由电源和外电路共同决定。,7,.,例,当R=时，i=0,当R=0时，i=,4）电压源不能短路！,5）若令uS=0，则称为将电压源置零，看作短路。,6）功率,表示发出的功率,p0，发出功率，起电源作用p0，发出功率，起电源作用p0，吸收功率，起负载作用,例,当R=0时，u=0,当R=时，u=,4）电流源不能开路！,10,.,例1,计算图示电路各元件的功率。,解,发出,电源,吸收,负载,11,.,例2,计算图示电路各元件的功率。,解,吸收,发出,电源,电压源的电压和电流源的电流由其自身决定，独立于电路其它部分，因此常称为独立电源。,12,.,实际电源,干电池,钮扣电池,1）干电池和钮扣电池（化学电源）,干电池电动势1.5V，仅取决于（糊状）化学材料，其大小决定储存的能量，化学反应不可逆。,钮扣电池电动势1.35V，用固体化学材料，化学反应不可逆。,13,.,氢氧燃料电池示意图,2）燃料电池（化学电源）,电池电动势1.23V。以氢、氧作为燃料。约40-45%的化学能转变为电能。实验阶段加燃料可继续工作。,14,.,3）太阳能电池（光能电源）,一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上，形成一个从N区流向P区的电流。约11%的光能转变为电能，故常用太阳能电池板。,一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V，电流0.1A。,太阳能电池示意图,太阳能电池板,15,.,蓄电池示意图,4）蓄电池（化学电源）,电池电动势2V。使用时，电池放电，当电解液浓度小于一定值时，电动势低于2V，常要充电，化学反应可逆。,16,.,直流稳压源,变频器,频率计,函数发生器,17,.,发电机组,18,.,草原上的风力发电,19,.,1-7受控电源,1.受控电源,1）数学定义：激励电压或激励电流受电路中某一处的电压或电流控制的理想元件。,2.受控源的类型,1）电压控制电压源,式中，称为转移电压比或电压放大系数，无量纲。,2）电路符号：,受控电压源,受控电流源,20,.,2）电流控制电压源,式中，r称为转移电阻，具有电阻的量纲。,3）电压控制电流源,式中，g称为转移电导，具有电导的量纲。,21,.,4）电流控制电流源,式中，称为转移电流比或电流放大系数，无量纲。,注意,上述四种类型受控源的控制系数均为常数，被控量和控制量之间为线性关系，因此称为线性受控源。受控源为四端元件，但一般不需要在电路图中标出控制量所在的端子。,22,.,1）独立源的电压或电流由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源的电压或电流由控制量决定，当控制量消失或等于零时，受控源的电压或电流也为零。,2）独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压和电流（响应），而受控源只是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制或耦合关系，在电路中不起激励作用。,3.受控源与独立源的比较,23,.,例,求图示电路中的电压U2。,解,24,.,作业：1-4补充作业（第四版习题1-11）,下次课学习内容18,25,.,补充作业：第四版习题1-11电路如图所示，其中iS=2A，uS=10V。1）求2A电流