电路第五版课件课件

1、1电电 路路 分分 析析 基基 础础电子科技大学信息工程学院电子科技大学信息工程学院2014年年03月月2总评总评成绩成绩总分：总分：100其中：期末考试：其中：期末考试：80%平时成绩：平时成绩：20%每周五交作业每周五交作业3如何学好电路分析基础如何学好电路分析基础m掌握概念的含义和来龙去脉：除了要理解和记住概念的定义、符号和单位外，还要了解引入概念的原因，它与类似概念的异同点，以及它在后续内容中所起的作用等。m领会规律、方法的导出与应用：要做到知其然、知其所以然，不要机械套用，学会灵活运用，举一反三。m从应用要求来理解电子电路的功能：各种电子电路都有应用背景，离开应用背景对电子电路的性能

2、分析是没有意义的，。m多作练习，巩固知识：各种方法的学习都必须通过不断练习才能得以巩固，因此，学习过程中，要独立地完成一定量习题。m认真对待实验，加深对理论知识理解：本课程的实践性很强，只有理论学习是不够的，实验可以让我们更加深刻理解理论知识，也能从中发现问题，启发我们深入学习。m多做课外阅读，拓宽知识面：电工电子技术的发展十分迅速，课程中不可能将所有内容都包含进去，通过课外阅读能够对本领域的先进理论、方法有更多了解，丰富自己。第一章第一章 电路元件和电路定律电路元件和电路定律1-1 1-1 电路和电路模型电路和电路模型1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向1-3 1-3 电

3、路元件的功率电路元件的功率1-4 1-4 电阻元件电阻元件1-5 1-5 电感元件电感元件1-6 1-6 电容元电容元件件1-7 1-7 电源元件电源元件1-8 1-8 受控电源受控电源1-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律电路模电路模型与物型与物理量理量电路电路元件元件1.1 电路及其理论模型电路及其理论模型一、电路的概念一、电路的概念电路是由用电设备（称为负载）、元器件、供电设备电路是由用电设备（称为负载）、元器件、供电设备（称为电源）通过导线连接而构成的提供给（称为电源）通过导线连接而构成的提供给电电荷流动的通荷流动的通路路。电路是电场的一种特殊形式，当电场被束缚在电荷流动电路是电场的

4、一种特殊形式，当电场被束缚在电荷流动的路径周围很小的范围时，即形成电路。的路径周围很小的范围时，即形成电路。二、电路的组成二、电路的组成为电路工作提供能量的为电路工作提供能量的电源；电源；完成放大、滤波、移相等功能的完成放大、滤波、移相等功能的元器件；元器件；用电设备用电设备（负载）（负载）连接电源、元器件和用电设备的连接电源、元器件和用电设备的导线；导线；控制电源接入的控制电源接入的开关开关等。等。6直流电源直流电源: 提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源: 提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒例：扬声器电例：扬声器电路路7

5、u电路的另一作用：将接收到的信号(声音信号、图像信号、测量信号或控制信号）经过处理后变成其它信号输出.(弱电)。放大器放大器话筒话筒扬声器扬声器将微弱的音频电信将微弱的音频电信号放大后送入扬声号放大后送入扬声器器将音频电信号转将音频电信号转换成声音信号换成声音信号将声音信号转换将声音信号转换为微弱的电信号为微弱的电信号三.电路的作用u实现电能的传输和转换(强电)发电发电机机升压升压变压变压器器降压降压变压变压器器负载负载(电灯、电动机、电灯、电动机、电炉电炉)输电线热、原子、水能热、原子、水能电电能能电能传输电能传输电能电能机械能、光能等机械能、光能等例：电力系统例：电力系统8集总参数元件与集

6、总参数电路集总参数元件与集总参数电路如果一个如果一个实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波长磁波的波长。则该电路就是集总参数电路，此时每一个具有两。则该电路就是集总参数电路，此时每一个具有两个端钮的元件中有确定的电流，端钮间有确定的电压。个端钮的元件中有确定的电流，端钮间有确定的电压。已知电磁波的传播速度与光速相同，已知电磁波的传播速度与光速相同，即即v=3105 km/s (千米千米/秒秒)(1) 若电路的工作频率为若电路的工作频率为f=50 Hz，则，则 T = 1/f = 1/50 = 0.02 s 波长波长 = vT =3105 0

7、.02=6000 km一般电路尺寸远小于一般电路尺寸远小于 。(2) 若电路的工作频率为若电路的工作频率为 f=50 MHz，则，则 T = 1/f = 0.02 106 s = 0.02 ns 波长波长 = 3105 0.02 106 = 6 m9u 实际器件的电磁现象非常复杂，为了分析方便，可以忽实际器件的电磁现象非常复杂，为了分析方便，可以忽略它的次要性质，用一种足以表征其主要性能的模型来表略它的次要性质，用一种足以表征其主要性能的模型来表示。就是电路模型示。就是电路模型.四、电路模型四、电路模型实际器件实际器件理想化理想化理想元件理想元件实际电路实际电路电路模型电路模型 对于对于集总参

8、数电路集总参数电路，可以用，可以用理想化的电路元件理想化的电路元件来模拟来模拟实际电路中各个电气器件，并用理想导线将这些电路元件实际电路中各个电气器件，并用理想导线将这些电路元件连接起来，就可得到实际电路的连接起来，就可得到实际电路的电路模型电路模型。u 电路分析的过程电路分析的过程：实际电路实际电路电路模型电路模型电路分析电路分析分析结果分析结果10u理想电路元件理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所：根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想的具有某种单一电磁性质的元件。设想的具有某种单一电磁性质的元件。常用的二端元件：常用的二端元件：RLC+ US-IS常用的四端元件：常用的四端元

9、件：受控源、耦合电感、双口元件受控源、耦合电感、双口元件D常用三端元件：常用三端元件：T理想电压源理想电压源理想电流源理想电流源11w实际电路：w电路模型：+R0R开关E干电池电 灯S+R0R开关E干电池电灯 SI返回返回导线开关电池灯泡导线开关电池12例：日光灯电路例：日光灯电路h镇流器镇流器灯灯管管启启辉辉器器实际电路实际电路电电源源+ us-RLLR 电路模型电路模型13注意：同一电路在不同工作条件下的电路模型也不注意：同一电路在不同工作条件下的电路模型也不同同例如：同一电感线圈例如：同一电感线圈低频：低频：LR高频：要考虑到线圈匝间分布高频：要考虑到线圈匝间分布电容和层间分布电容的效应

10、。电容和层间分布电容的效应。LRCR直流状态直流状态,仅消仅消耗能量耗能量一、电路中的主要物理量一、电路中的主要物理量 主要有电压、电流、电位、功率等。主要有电压、电流、电位、功率等。1. 电流电流 (current)：带电离子的运动形成电流。：带电离子的运动形成电流。电流的大小用电流的大小用电流强度电流强度表示：单位时间内通过导体截面的电表示：单位时间内通过导体截面的电量。量。1-2 1-2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向tqtqitddlim)(0deft当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法制中

11、，一些常用的十进制倍数的表示法：符号符号 T G M k c m n p中文中文 太太 吉吉 兆兆 千千 厘厘 毫毫 微微 纳纳 皮皮数量数量 1012 109 106 103 102 103 106 109 1012 1-2 1-2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向1-2 1-2 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向qwuddABdefAB3. 电位电位：电路中为分析方便，常在电路中选某一点为参考点：电路中为分析方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。l参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点参考点

12、的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。l电位用电位用V表示，单位与电压相同，也是表示，单位与电压相同，也是V(伏伏)。abcd设设c点为电位参考点，则点为电位参考点，则 Vc=0Uac=Va-Vc， Ubc=Vb-Vc， Udc=Vd-Vc1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向l电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。18二、电压、电流的参考方向二、电压、电流的参考方向1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向1. 电流的参考方向电流的参考方向i 参考方向参考方向AB 电流参考方向的两种表示：电流参考方向

13、的两种表示： 用箭头表示：箭头的指向为用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向电流的参考方向。 用双下标表示：如用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由电流的参考方向由A指向指向B。电流的参考方向与实际方向的关系：电流的参考方向与实际方向的关系：i 参考方向参考方向i 参考方向参考方向i 0i 0实际方向实际方向实际方向实际方向1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向iiABA AB B为什么要引入参考方向为什么要引入参考方向 ？(b) (b) 实际电路中有些电流是交变的，无法标出实际方向。标实际电路中有些电流是交变的，无法标出实际方向。标出参考方向，再加上与之配合的表达式

14、，才能表示出电出参考方向，再加上与之配合的表达式，才能表示出电流的大小和实际方向。流的大小和实际方向。(a) (a) 有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。为分有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。为分析方便，只能先任意标一方向（参考方向），根据计析方便，只能先任意标一方向（参考方向），根据计算结果，才能确定电流的实际方向。算结果，才能确定电流的实际方向。1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向当当020 iTt , 此时电流实际方向与参考方向相同此时电流实际方向与参考方向相同当当02 iTtT , 此时电流实际方向与参考方向相反此时电流实际方向与参考方向相反itI

15、im sin i0tT/2T2. 电压的参考方向电压的参考方向+实际方向实际方向U 0参考方参考方向向U+实际方实际方向向参考方参考方向向U+U1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向电压参考方向的三种表示方式电压参考方向的三种表示方式：(1) 用箭头表示：箭头指向为电压的参考方向用箭头表示：箭头指向为电压的参考方向(2) 用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压 (降低降低)的参考方向的参考方向(3) 用双下标表示：如用双下标表示：如 UAB , 由由A指向指向B的方向为电压的方向为电压 的参考方向的参考方向UU+ABUAB1-2

16、1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向注意：注意：(1) 电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前必须标明前必须标明。(2) 参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和包括方向和符号符号），在计算过程中不得任意改变），在计算过程中不得任意改变。i+Ru+Riu1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向(4) 参考方向也称为假定方向，以后讨论均在参考方向下进行参考方向也称为假定方向，以后讨论均在参考方向下进行，不考虑实际方向，不考虑实际方向。(3) 元件或支路的元件或支路的u

17、，i通常采用相同的参考方向通常采用相同的参考方向(参考电流从参参考电流从参考电压的正极流向负极考电压的正极流向负极)，以减少公式中负号，称之为关，以减少公式中负号，称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。联参考方向。反之，称为非关联参考方向。参考方向不参考方向不同时，计算过程中的公式符号也不同。同时，计算过程中的公式符号也不同。i+iu+u1-2 1-2 电压和电流的参考方电压和电流的参考方向向u = Riu = Ri1-3 1-3 电路元件的功率电路元件的功率tttqtqdiutdqtuW00)()()()()()(uitqqwtwp dddddddttdqti)()()()()(td

18、qtdwtu二、功率的计算和判二、功率的计算和判断断1. u, i 关联参考方向关联参考方向p = ui 表示元件吸收的功率表示元件吸收的功率+iup = ui 表示元件发出的功率表示元件发出的功率+iu2. u, i 非非关联参考方向关联参考方向1-3 1-3 电路元件的功率电路元件的功率 上述功率计算不仅适用于元件，也适用于上述功率计算不仅适用于元件，也适用于任意二端网络任意二端网络。 电阻元件在电路中总是消耗电阻元件在电路中总是消耗(吸收吸收)功率，而电源在电路功率，而电源在电路中可能吸收，也可能发出功率。中可能吸收，也可能发出功率。+5 IURU1U2例例 U1=10V， U2=5V。

19、 分别求电源、电阻的功率分别求电源、电阻的功率。I=UR/5=(U1U2)/5=(105)/5=1 APR吸吸= URI = 5 1 = 5 WPU1发发= U1I = 10 1 = 10 WPU2吸吸= U2I = 5 1 = 5 WP发发= 10 W， P吸吸= 5+5=10 W P发发=P吸吸 (功率守恒功率守恒)1-3 1-3 电路元件的功率电路元件的功率U1与与I为非关联参考方向为非关联参考方向, U1I表示发出功表示发出功率率U2与与I为关联参考方向为关联参考方向, U2I表示吸收功率表示吸收功率29 电源和负载的概念电源和负载的概念 若某元件电功率大于零，在电路中消耗若某元件电功

20、率大于零，在电路中消耗/吸收电能，表现为负载。吸收电能，表现为负载。 若某元件电功率小于零，向电路提供若某元件电功率小于零，向电路提供/发出电能，表现为电源。发出电能，表现为电源。m举例：由5个元件组成的电路如图，各元件上电压、电流参考方向采用关联参考方向，标在图上如下。123451234530V, 20V, 60V, 30V, 80V3A, 1A, 2A, 3A, 1AUUUUUIIIII确定各元件的功率，指出哪些是电确定各元件的功率，指出哪些是电源、哪些是负载？源、哪些是负载？1234530元件元件111130V 3A90W0PU I是负载是负载元件元件222220V 1A20W0PUI是

21、负载是负载元件元件333360V ( 2)A120W0PUI是负载是负载元件元件555580V ( 1)A80W0p吸吸 ui i2R u2 / R0吸收的功率：吸收的功率：1-5 1-5 电阻元件电阻元件u R iu Ri（1）关联参考方向）关联参考方向（2）非关联参考方向）非关联参考方向 能量：从能量：从 t0到到t 电阻电阻消耗（即从电源吸收）消耗（即从电源吸收）的能量：的能量：ttt0uiddpWotR吸收Riu+4. 开路与短路开路与短路对于一电阻对于一电阻R，当当R=0，视其为短路，视其为短路。当当R= ，视其为开路。，视其为开路。1-5 1-5 电阻元件电阻元件37m电阻元件小结

22、: 1.关联参考方向下: 2.非关联参考方向下: 3.无论是关联参考方向还是非关联参考方向,均有p吸吸 uiu R ip吸吸 -uiu -R ip吸吸 i2R u2 / R038一、一、线性线性定常定常电容元件：电容元件：任何时刻任何时刻，电容元件极板电容元件极板上的电荷上的电荷q与电压与电压 u 成正比成正比。其比值称作电容。其比值称作电容电路符电路符号号电容器电容器+ + + + +qqC1-6 1-6 电容元电容元件件uqCdef39与电容有关两个变量与电容有关两个变量: C, q对于线性电容，有：对于线性电容，有： q =Cu 1. 元件特元件特性性C 称为电容器的电容称为电容器的电容

23、电容电容 C 的单位：的单位：F (法法) (Farad，法拉，法拉) 常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。Ciu+1-6 1-6 电容元电容元件件40线性电容的线性电容的qu 特性是过原点的直线特性是过原点的直线C= q/u tg quO 1-6 1-6 电容元电容元件件 d 1)( ttiCtutuCtqidddd)(100tidtidtCtidtCu01) 0(电容对电容对直流直流相相当于当于开路开路两端的电压与电路对两端的电压与电路对电容的充电过去状况电容的充电过去状况有关有关, ,因此是一种记忆因此是一种记忆元件元件. .初始初始值值则则41(1) u0，du/dt0，则，则q0

24、, i0， ，正向充，正向充电电 (电流流向正极板电流流向正极板)；(2) u0，du/dt0, i0， ，正向放，正向放电电 (电流由正极板流出电流由正极板流出)；(3) u0，du/dt0(即电压绝对值增加即电压绝对值增加)，则，则q0, i0， ，反向充电，反向充电 (电流流向负极板电流流向负极板)；(4) u0 (即电压绝对值减小即电压绝对值减小) ，则，则q0， ，反向放电，反向放电 (电流由负极板流出电流由负极板流出)；1-6 1-6 电容元电容元件件tuCtqiddddq =CuCiu+在电容器两端加电压在电容器两端加电压U U，对，对电容充放电形成电电容充放电形成电流流i： 如

25、果如果u, i u, i 取关联参考方向取关联参考方向qqqq42讨论讨论：(1) i的大小取决与的大小取决与 u 的变化率，与的变化率，与 u 的大小无关的大小无关； (微分形式微分形式)(2) 电容元件是一种记忆元件；电容元件是一种记忆元件；(积分形式积分形式)(3) 当当 u 为常数为常数(直流直流)时，时，du/dt =0 i=0。电容。电容在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用；(4) 表达式前的正、负号与表达式前的正、负号与u，i 的参考方向有关。的参考方向有关。 当当 u，i为关联方向时，为关联方向时，i=Cdu/dt； u，i为非关联方向时

26、，为非关联方向时，i= Cdu/dt 。1-6 1-6 电容元电容元件件tuCtqiddddttttiqtqiCututt0000d+=)(d1+=)( )( )(431-6 1-6 电容元电容元件件tuCuuipdddtpWtC0dtdtduCut0duCuuu02022121CuCu =Li 一、线性定常电感元件：任何时刻，电感元件的磁链一、线性定常电感元件：任何时刻，电感元件的磁链 与与电流电流 i 成正比。成正比。1-7 1-7 电感元件电感元件电路符电路符号号Li i iiLdefL 称为自感系数称为自感系数线性电感的线性电感的 i 特性是过原点的直线特性是过原点的直线 iOL= /

27、i tg 电感电感 L 的单位：的单位：H(亨亨) (Henry，亨利，亨利) H=Wb/A=Vs/A= s 1-7 1-7 电感元件电感元件iL def 46tiLudd ttuLid1ttuLi00d1)(100tududtLt电感电流的电感电流的记忆性质记忆性质电感对电感对直流直流相当于相当于短路短路初始初始值值tudd讨论讨论：(1) u的大小取决与的大小取决与 i 的变化率，与的变化率，与 i 的大小无关的大小无关；(4) 电感元件是一种记忆元件；电感元件是一种记忆元件；(积分形式积分形式)(2) 当当 i 为常数为常数(直流直流)时，时，di/dt =0 u=0。电感在直流电路中相

28、当于短路；电感在直流电路中相当于短路；(3) 表达式前的正、负号与表达式前的正、负号与u，i 的参考方向有关。的参考方向有关。 当当 u，i为关联方向时，为关联方向时，u=Ldi/dt； u，i为非关联方向时，为非关联方向时，u= Ldi/dt 。1-7 1-7 电感元件电感元件tiLtuddddttttutuLititt0000d+=)(d1+=)( )( )(因此，当电流的绝对值增加时，因此，当电流的绝对值增加时，W WL L0,0,电感电感吸收能量吸收能量, ,以磁场的以磁场的形式存储起来形式存储起来. .反之反之, W, WL L0,0,电感电感释放能量释放能量. .故电感是一种储能故

29、电感是一种储能元件元件, ,不能释放出多于自己存储的能量不能释放出多于自己存储的能量, ,故又是无源元件故又是无源元件. .1-7 1-7 电感元件电感元件tiLiuipdddtpWtL0dtdtdiLit0diLiii02022121LiLi 电容元件与电感元件的比较：电容元件与电感元件的比较：电容电容 C电感电感 L变量变量电流电流 i磁链磁链 关系式关系式电压电压 u 电荷电荷 q 222121ddLLiWtiLuLiL222121ddqCCuWtuCiCuqC 50m作业：25页1-5，1-6m思考题： (1)关联参考方向下电感元件两端电压与流过电流之间的关系式. (2)关联参考方向下

30、电容元件两端电压与流过电流之间的关系式.一一、理想电压源理想电压源：电源两端电压为：电源两端电压为uS，其值与流过它的电，其值与流过它的电流流 i 无关。无关。1. 特点：特点：(a) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；(b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。通过它的电流是任意的，由外电路决定。直流：直流：uS为常数为常数交流：交流： uS是时间的函数，如是时间的函数，如 uS=Umsin tuS电路符电路符号号+_1-7 1-7 电源元件电源元件2. 伏安特性伏安特性US(1) 若若u= US ，即直流电源，则其伏安特性为平行于，即直流电

31、源，则其伏安特性为平行于电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关。 (2) (2) 若若u uS S为随时间变化的电源，则某一时刻的伏安关系曲线为随时间变化的电源，则某一时刻的伏安关系曲线仍为平行于仍为平行于i i轴的一条直线轴的一条直线, ,但纵坐标也随时间变化但纵坐标也随时间变化. .(3)(3)电压为零的电压源，伏安曲线与电压为零的电压源，伏安曲线与i i轴重合轴重合, ,相当于短路元相当于短路元件件。uS+_iu+_uiO1-7 1-7 电源元件电源元件3. 理想电压源的开路与短路理想电压源的开路与短路uS+_iu+_R(1) 开路：开路：R ，

32、i=0，u=uS。(2) 短路：短路：R=0，i ，理想电源出理想电源出现病态，因此理想电压源不允许短现病态，因此理想电压源不允许短路。路。* 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流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。很大，可能烧毁电源。iUS+_u+_rUsuiOu=USri实际电压源实际电压源1-7 1-7 电源元件电源元件4.4.理想电压源的功率：理想电压源的功率：i , us取非关联参考方向取非关联参考方向 p发发 uS i iuS+_u+_i , us取关联参考方向取关联参考方向p吸吸=uSi p发发= uSiuS+_iu+_1-7 1-7

33、电源元件电源元件理想电流源理想电流源：电源输出电流为：电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压，其值与此电源的端电压 u 无无关。关。1. 特点：特点：(a) 电源电流由电源本身决定，与外电路无关电源电流由电源本身决定，与外电路无关；(b) 电源两端电压电源两端电压是任意的，由外电路决定。是任意的，由外电路决定。直流：直流：iS为常数为常数交流：交流： iS是确定的时间函数，如是确定的时间函数，如 iS=Imsin t电路符电路符号号iS1-7 1-7 电源元件电源元件2. 伏安特性伏安特性IS(1) 若若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压，即直流电源，则其伏安特性为平行于电

34、压轴的直线，反映电流与端电压无关。轴的直线，反映电流与端电压无关。 (2) 若若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系仍是垂直于为变化的电源，则某一时刻的伏安关系仍是垂直于i轴的一条直线轴的一条直线,但横坐标会随时间变化但横坐标会随时间变化.(3) 电流为零的电流源，伏安曲线与电流为零的电流源，伏安曲线与 u 轴重合轴重合,相当于开路相当于开路元件元件 uiOiSiu+_1-7 1-7 电源元件电源元件3. 理想电流源的短路与开路理想电流源的短路与开路(2) 开路：开路：R，i= iS ，u 。若强。若强迫断开电流源回路，电路模型为迫断开电流源回路，电路模型为病态，理想电流源不允许开路。病态，

35、理想电流源不允许开路。(1) 短路：短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电，电流流源被短路。源被短路。RiSiu+_4. 实际电流源的产生：实际电流源的产生： 可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下被激发产生一定值的电流等。定光线照射下被激发产生一定值的电流等。1-7 1-7 电源元件电源元件一个高电压、高内阻的电压源，在外部负载电阻较小，一个高电压、高内阻的电压源，在外部负载电阻较小，且负载变化范围不大时，可将其等效为电流源

36、。且负载变化范围不大时，可将其等效为电流源。r =1000 ，US =1000 V， R =12 时时 当当 R =1 时，时，u=0.999 V 当当 R =2 时，时，u=1.999 VRUS+_iu+_rR1Aiu+_将该高电压、高内阻的电压源等将该高电压、高内阻的电压源等效为效为1A1A的电流源的电流源, ,则则 当当 R =1 时，时，u=1 V 当当 R =2 时，时，u=2 V与上述结果误差均很小。与上述结果误差均很小。1-7 1-7 电源元件电源元件5. 功率功率1-7 1-7 电源元件电源元件iSu+_p发发=uis p吸吸= uisis,u取非关联参考方向取非关联参考方向i

37、Su+_p吸吸=uis p发发= uisis,u取关联参考方向取关联参考方向电路符电路符号号+受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源1-8 1-8 受控电源受控电源例：它励直流发电机例：它励直流发电机fI+-UfI+-frIU 他励直流发电机的感应电压是与电机内的磁场强弱有关的他励直流发电机的感应电压是与电机内的磁场强弱有关的, ,而磁场而磁场又是由励磁电流又是由励磁电流I If f产生的产生的, ,因此因此, ,发电机的感应电压受励磁电流控发电机的感应电压受励磁电流控制。制。 受控源从实际电子电路或器件抽象而来。受控源从实际电子电路或器件抽象而来。(a) 电流控制的电流源电流控制的电流源

38、( Current Controlled Current Source ) : : 电流放大倍数电流放大倍数r : 转移电阻转移电阻 u1=0i2= i1 u1=0u2=ri1CCCSi2= i1+_u2i2+_u1i12. 分类：根据控制量和被控制量是电压分类：根据控制量和被控制量是电压u或电流或电流i ，受控源可，受控源可分为四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压分为四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。+_u1i1u2=ri1+_u2i2CCVS+_(b) 电流控制的电压源电流控制的电压源 (

39、Current Controlled Voltage Source )1-8 1-8 受控电源受控电源g: 转移电导转移电导 :电压放大倍数电压放大倍数 i1=0i2=gu1 i1=0u2= u1VCCSi2=gu1+_u2i2+_u1i1(c) 电压控制的电流源电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source )+_u1i1u2= i1+_u2i2CCVS+_(d) 电压控制的电压源电压控制的电压源 ( Voltage Controlled Voltage Source )1-8 1-8 受控电源受控电源例例:ic= ib用以前讲过的元件无法表示此用以

40、前讲过的元件无法表示此电流关系电流关系,为此引出新的电路为此引出新的电路模模型型电流控制的电流源电流控制的电流源.一个三极管可以用一个三极管可以用CCCS模型来表示模型来表示CCCS可以用一个三极管来实现可以用一个三极管来实现.ib ib控制部控制部分分受控部分受控部分RcibRbic受控源是一个四端元件受控源是一个四端元件:输入端口是控制支路，输入端口是控制支路，输出端口是受控支路输出端口是受控支路.1-8 1-8 受控电源受控电源3. 受控源与独立源的受控源与独立源的比较比较(1) 独立源电压独立源电压(或电流或电流)由电源本身决定，与电路中其由电源本身决定，与电路中其它部分的电压、电流无

41、关，而受控源电压它部分的电压、电流无关，而受控源电压(或电流或电流)直接由控制电压直接由控制电压(或电流或电流)决定。决定。(2) 独立源作为电路中独立源作为电路中“激励激励”，在电路中产生电压，在电路中产生电压、电流，而受控源只是反映输出端与输入端的关系、电流，而受控源只是反映输出端与输入端的关系，在电路中不能作为，在电路中不能作为“激励激励”。1-8 1-8 受控电源受控电源65m作业:1-9,1-10基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(Kirchhoffs Current LawKCL ) 和 基 尔 霍 夫 电 压 定 律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )。它反映了

42、电路中所有支路电压和电流支路电压和电流的约束关系，是分析集总参数电路的基本定律。基尔霍夫定律基尔霍夫定律与元件特性元件特性构成了电路分析的基础。1-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律一一 、 几个名词：几个名词：(定义定义)1. 支路支路 (branch)：电路中通过同一电流的每个分支。：电路中通过同一电流的每个分支。 (b)2. 节点节点 (node): 三条或三条以上支路的连接点称为节点。三条或三条以上支路的连接点称为节点。( n )3. 回路回路(loop)：电路中的闭合路径。：电路中的闭合路径。( l )b=34. 网孔网孔(mesh)：对：对平面电路平面电路，每个，每个网眼网眼即为

43、网孔。网孔是即为网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。回路，但回路不一定是网孔。b+_R1uS1+_uS2R2R3123al=3n=21-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律二、二、基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 (KCL)：在任何：在任何集总参数电路中，集总参数电路中，在任一时刻，流出在任一时刻，流出(流入流入)任一节点的各支路电流的代数任一节点的各支路电流的代数和为零。和为零。 即即物理基础物理基础:电荷恒定，电流连续性。电荷恒定，电流连续性。i1i4i2i30 (t)i令流出令流出(支路电流背离节点支路电流背离节点)为为“+”i1+i2i3+i4=0i1+i3=i2+i4 出出入入即即

44、ii 7A4Ai110A-12Ai2i1+i210(12)=0 i2=1A 例例: 47i1= 0 i1= 3A 1-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律AB例：例：KCLKCL可推广到一个封闭面：即在任何可推广到一个封闭面：即在任何集总参数电路中，在集总参数电路中，在任一时刻，流出任一时刻，流出( (流入流入) )任任一个封闭面一个封闭面( (内含电子元气件内含电子元气件) )的的各支路电流的代数和为零。各支路电流的代数和为零。 即即i1i2i3i1+i2+i3=0(其中必有负的电流其中必有负的电流)1-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律思考思考：I=?1.AB+_1111113+_22.UA =UB?i11-9 1-9 基尔霍夫定律基尔霍夫定律ABi2i1两条支路电流大小相等，两条支路电流大小相等，一个流入，一个流出。一个流入，一个流出。只有一条支路相连，则只有一条支路相连，则 I=0。3AB71思考题m1.独立源和受控源有什么区别？m2.KCL的研究对象是什么？0)( tuR2I2R3I3+R4I4+US4-R1I1US1=0例例