第一章电路的基本概念和定律ppt课件

1、第一章第一章 电路的根本概念和定律电路的根本概念和定律第一节第一节 电路及电路模型电路及电路模型 第二节第二节 电路的物理量电路的物理量第三节第三节 电阻元件电阻元件第四节第四节 电容元件电容元件第五节第五节 电感元件电感元件 第六节第六节 电压源和电流源电压源和电流源 第七节第七节 受控电源受控电源 第八节第八节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 第一章小结第一章小结 第一节第一节 电路及电路模型电路及电路模型一、电路的组成和作用一、电路的组成和作用电路：由假设干电气设备或器件按照一定方式衔电路：由假设干电气设备或器件按照一定方式衔接起来而构成的电流通路。接起来而构成的电流通路。 电路的分类按功能分

2、：电路的分类按功能分： 传输和转换电能的电路传输和转换电能的电路 传送和处置信号的电路传送和处置信号的电路传输和转换电能的电路组成传输和转换电能的电路组成电源：提供电能的设备。电源：提供电能的设备。 其他方式的能量其他方式的能量电能电能 负载：取用电能的设备。负载：取用电能的设备。 电能电能其他方式的能量其他方式的能量 中间环节中间环节 ：衔接于电源和负载：衔接于电源和负载之间的部分，传输和分配电之间的部分，传输和分配电能的设备。能的设备。电力系统的表示图 发电机电灯、电动机等输电线路、变压器、开关等 传送和处置信号的电路组成传送和处置信号的电路组成信号源：提供电信号的设备。信号源：提供电信号

3、的设备。 其他方式的信号其他方式的信号电信号电信号 负载：接受和转换电信号的设备。负载：接受和转换电信号的设备。 电信号电信号其他方式的信号其他方式的信号中间环节：衔接于信号源与负载之间，中间环节：衔接于信号源与负载之间，用以传送和处置电信号的设备。用以传送和处置电信号的设备。二、二、 电路模型与电路图电路模型与电路图u 电路模型：用理想电路元件或理想电路元件的组合来模拟实践电路电路模型：用理想电路元件或理想电路元件的组合来模拟实践电路中的电气设备和器件，从而得到一个由理想电路元件组成的电路，中的电气设备和器件，从而得到一个由理想电路元件组成的电路，称为对应的实践电路的电路模型。称为对应的实践

4、电路的电路模型。u 理想电路元件：具有某种确定的电磁性质，其特点可以用数学的手理想电路元件：具有某种确定的电磁性质，其特点可以用数学的手段来准确地定义的根本模型，称为电路元件。段来准确地定义的根本模型，称为电路元件。 实践电路与电路模型 常用理想电路元件： 电阻元件 、电容元件、电感元件、电压源、电流源白炽灯 电阻性电路元件 电阻元件第二节第二节 电路的物理量电路的物理量一、电压和电位一、电压和电位1.电压的定义电压的定义电压：单位正电荷在电场中从电压：单位正电荷在电场中从a点移到点移到b点时电场力所作点时电场力所作的功，称为的功，称为a、b两点间的电压。两点间的电压。 单位【单位【SI】伏特

5、，】伏特，V 千伏千伏kV、毫伏、毫伏 mV、微伏、微伏 Vdqdwababu电压、电流、电动势、电功率、电能、电荷和磁链电压、电流、电动势、电功率、电能、电荷和磁链中文名称符号因数中文名称符号因数中文名称符号因数中文名称符号因数尧它Y1024吉咖G109分d101皮可p1012泽它Z1021兆M106厘c102飞母托f1015艾可萨E1018千k103毫m103阿托1018拍它P1015百h102微106仄普托z1021太拉T1012十da101纳诺n109幺科托y1024电电 气气 量量 常常 用用 词词 头头2. 电位的定义电位的定义u电位：电场中某点与参考点之间的电压。电场中某一电位：

6、电场中某点与参考点之间的电压。电场中某一点的电位等于单位正电荷从该点移到参考点时电场力所点的电位等于单位正电荷从该点移到参考点时电场力所作的功。作的功。 dqduvaaoa0w单位与电压一样电位是一个相对量电位是一个相对量 参考点的电位为零。 参考点的选择，原那么上是恣意的。 电位的大小决议于电场的性质、给定点的位置及参考点的选择。 参考点选择不同，电场中各点的电位将有不同的数值。正电荷，ao b电场力所作功为boaoobaoabwdwdwdwdwda、b两点间的电压 baboaoababvvdqwddqwddqwdu电场中恣意两点间的电压等于这两点的电位之差。电压又称电位差电压又称电位差3.

7、电压与电位的关系电压与电位的关系4.电压的实践方向和参考方向电压的实践方向和参考方向正电荷，ab，电场力作正功0baabU正电荷，ab，电场力作负功0baabU电压是代数量电压是代数量 电压方向的习惯规定：高电位点 低电位点 “极性 “极性 电压的实践方向往往无法在电路图上确切地标出 引入“参考方向参考方向：人为选定的物理量方向。商定： 物理量的实践方向与所选定的方向一样，其值为正 实践方向与所选定的方向相反，其值为负电压参考方向的表示方法电压参考方向的表示方法 1用“、“参考极性表示 “+极表示假定的高电位点 “极表示假定的低电位点 “+极 “极2用箭头表示 箭头指向：“+极 “极3用双下标

8、表示 Uab表示参考方向为从a指向b。“参考方向的了解本卷须知参考方向的了解本卷须知1物理量的实践方向是确定的、客观存在的，而参考方向是恣意选定的，它本身并不反映电路中的真实物理情况；2物理量数值的正负及表示假设干物理量之间关系的方程式都是相对一定的参考方向而言的，脱离参考方向，它们就失去了意义。二、电流二、电流1.电流的含义电流的含义电流：电荷有规那么的定向运动。电流：电荷有规那么的定向运动。电流的产生 产生继续电流传导电流的条件：存在由导体构成的闭合回路电路中存在电源超导体例外u电流强度：单位时间内经过导体任一横截面的电量，简称电流。电流强度：单位时间内经过导体任一横截面的电量，简称电流。

9、dtdqi 电流的含义物理景象 “电荷定向运动 物理量 “电流强度 单位SI：安培，简称安，A 千安(kA)、 毫安(mA)、 微安(A ) 2.电流的实践方向和参考方向电流的实践方向和参考方向 电流是标量电流方向的习惯规定： 正电荷定向运动的方向； 负电荷定向运动方向的相反方向。负载处的电流方向：高电位处负载处的电流方向：高电位处 低电位处低电位处电源内部电流方向：低电位端电源内部电流方向：低电位端 高电位端高电位端 直流电路电流的参考方向 1用箭头表示 2用双下标表示电流参考方向的表示方法 电流数值的正负取决于参考方向的选择 实践方向与其参考方向一致：电流为正值 相反：电流为负值 电流数值

10、的正负反映着电流的实践方向与其参考方向之间的关系 电流为正值：电流的实践方向与参考方向一样 电流为负值，电流的实践方向与参考方向相反电流的数值与其方向之间的关系电流的数值与其方向之间的关系 电流的参考方向 关联参考方向和非关联参考方向关联参考方向和非关联参考方向 u 二端电路：具有两个引出端钮的电路称为二端电路，也称二端网二端电路：具有两个引出端钮的电路称为二端电路，也称二端网络、一端口网络。络、一端口网络。端口电压u端口电流i关联参考方向与非关联参考方向 关联参考方向：电压和电流的参考方向一致关联参考方向：电压和电流的参考方向一致非关联参考方向：电压和电流的参考方向不一致非关联参考方向：电压

11、和电流的参考方向不一致 三、电动势三、电动势1.电动势的定义电动势的定义电动势：将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源正极时非静电动势：将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源正极时非静电力所作的功。电力所作的功。 dqwde 标量单位：伏特V 2.电动势的实践方向和参考方向电动势的实践方向和参考方向电动势方向的习惯规定：在电源内部自电源的负极 正极 低电位端高电位端电动势参考方向的表示方法：1用参考极性表示：“极表示假定的高电位端 “极表示假定的低电位端2用箭头表示：箭头指向是从参考极性的“极指向“极3用双下标表示：eab表示参考方向是从a指向b。电动势参考方向的表示方法 交交 流流 电电

12、 大小和方向均不随时间变化的电压、电流、电动势 恒定电压、恒定电流、恒定电动势 直流电压、直流电流、直流电动势 大小或方向随时间而变的电压、电流、电动势 时变电压、时变电流、时变电动势 大小和方向随时间作周期性变化的电压、电流、电动势 周期电压、周期电流、周期电动势 在一个周期内平均值为零的周期电压、周期电流、周期电动势 交流电压、交流电流、交流电动势交流电交流电四、电功率四、电功率二端电路两端外加电压建立电场 构成电流 电功 u电功率：电场力在单位时间内对运动电荷所作的功。电功率：电场力在单位时间内对运动电荷所作的功。dtwdp 电功率就是电能对时间的变化率。单位：瓦特，简称瓦，W 二端网络

13、的功率二端网络的功率 在关联参考方向下，二端网络所吸收的瞬时功率为uidtdqudtwdp对于直流网络有UIp 二端网络的瞬时功率等于网络端口电压的瞬时值与端口电流的瞬时值的乘积。二端网络功率的吸收与发出二端网络功率的吸收与发出 当二端网络端口电压和端口电流的实践方向一致时，该网络吸收功率。 当二端网络端口电压和端口电流的实践方向相反时，该网络发出功率。 当u和i取关联参考方向 吸收功率 p0：实践吸收功率 p0：实践发出功率 当u和i取非关联参考方向 发出功率 p0：实践发出功率 p0：实践吸收功率 【例【例 11】 二端网络的端口电压和端口电流的参考方向以及它们的取值如下二端网络的端口电压

14、和端口电流的参考方向以及它们的取值如下图，试求它们的功率，并判别它们是吸收功率，还是发出功率。图，试求它们的功率，并判别它们是吸收功率，还是发出功率。解解 图图a由于由于u和和i取关联参考方向，且取关联参考方向，且所以该网络发出功率所以该网络发出功率2.2kW；图图b由于由于u和和i取关联参考方向，且取关联参考方向，且所以该网络吸收功率所以该网络吸收功率1.9kW；图图c由于由于u和和i取非关联参考方向，且取非关联参考方向，且所以该网络发出功率所以该网络发出功率3.3kW；图图d由于由于u和和i取非关联参考方向，且取非关联参考方向，且所以该网络吸收功率所以该网络吸收功率7.6kW。 WWWiu

15、pk2 . 22200)10(2200 uipWWWiupk9 . 11900)5()380(0 uipWWWiupk3 . 33300152200 uipWWWiupk6 . 7760020)380(0 uip五、电能五、电能u电能：电场所具有的能量。电能：电场所具有的能量。21ttpdtW直流电路在时间T内吸收或发出的电能为TUITpWt1t2期间内所吸收或发出的电能 单位：焦耳，简称焦，J； 千瓦小时kWh，俗称“度。第三节第三节 电阻元件电阻元件一、电阻元件的定义一、电阻元件的定义电阻元件：在恣意时辰，其电压与电流之间的关系可以电阻元件：在恣意时辰，其电压与电流之间的关系可以由平面上的

16、一条曲线来确定的二端元件。由平面上的一条曲线来确定的二端元件。 线性电阻元件的图形符号及其伏安特性曲线 线性电阻元件：电压与电流之间的关系曲线在一切时间都是平面上线性电阻元件：电压与电流之间的关系曲线在一切时间都是平面上的一条经过原点的直线的电阻元件。的一条经过原点的直线的电阻元件。非线性电阻元件：电压与电流之间是非线性关系曲线的电阻元件。非线性电阻元件：电压与电流之间是非线性关系曲线的电阻元件。非线性电阻元件的伏安特性曲线及图形符号 二、电阻元件的伏安关系二、电阻元件的伏安关系u 伏安关系：电路元件的电压与电流之间的关系，又称伏安特性。伏安关系：电路元件的电压与电流之间的关系，又称伏安特性。

17、u 伏安特性曲线：表示伏安关系的函数曲线。伏安特性曲线：表示伏安关系的函数曲线。u u 当当u和和i取关联参考方向取关联参考方向iRu uGi 或R：电阻元件的电阻，正实常数 单位：欧姆，欧，千欧k，兆欧M G：电阻元件的电导，正实常数 单位：西门子，西，SRG1电压和电流取非关联参考方向 GuiiRu或线性电阻元件的图形符号及其伏安特性曲线 三、电阻元件的功率三、电阻元件的功率 电压和电流取关联参考方向222GuRuRiuipR和G是正实常数线性电阻元件是一个耗能元件21212122ttttttdtRudtRipdtWTRUTRIUITPTW22t1t2期间内吸收的电能 直流电路，T时间内吸

18、收的电能 功率p恒为非负数第四节第四节 电容元件电容元件u 电容器：由两个彼此接近、相互绝缘的导体构成的，可以储存电荷和电容器：由两个彼此接近、相互绝缘的导体构成的，可以储存电荷和电场能量的电路器件。电场能量的电路器件。u 最简单的电容器最简单的电容器 平行板电容器平行板电容器u 电容器是一种可以储存电荷和电场能量的器件。电容器是一种可以储存电荷和电场能量的器件。u 电容：电容器任一极板上所储存的电荷量电容：电容器任一极板上所储存的电荷量q绝对值与两极板间的绝对值与两极板间的电压电压u绝对值的比值。绝对值的比值。cuqc 单位：法拉，简称法，F 千法kF、兆法MF、微法F、皮法pF 一、电容器

19、的电容一、电容器的电容 平行板电容器的电容平行板电容器的电容 ：绝缘介质的介电常数，单位为法/米F/m，它是表征绝缘介质特性的物理量，它的大小是由绝缘介质的性质决议的；S：两块极板的正对面积；d：两极板内外表间的间隔。影响电容器电容大小的要素：电容器极板的外形、尺寸、相对位置和极板间所充有的绝缘介质的性质。对于绝缘介质为各向同性的线性介质的电容器而言，当其极板的几何外形、尺寸和相对位置确定时，其电容C是个正实常数。 dSc二、电容元件的定义二、电容元件的定义u 电容元件：在任一时辰所储存电荷电容元件：在任一时辰所储存电荷q与其端电压与其端电压u之间的关系可以用之间的关系可以用qu平面上的一条曲

20、线来确定的二端元件。平面上的一条曲线来确定的二端元件。 u 线性电容元件：所储存的电荷线性电容元件：所储存的电荷q与端电压与端电压u之间的关系曲线在一切时之间的关系曲线在一切时间内均为间内均为qu平面上的一条经过原点的直线的电容元件。平面上的一条经过原点的直线的电容元件。线性电容元件的图形符号及特性曲线 cuq C：电容元件的电容。对于线性电容元件，C是一个正实常数。 非线性电容元件非线性电容元件u非线性电容元件：所储存的电荷非线性电容元件：所储存的电荷q与端电压与端电压u之间的关之间的关系曲线是非线性的电容元件。系曲线是非线性的电容元件。非线性电容元件的特性曲线 a变容二极管的特性曲线b非线

21、性平行板电容器的特性曲线c Mos电容器的特性曲线三、电容元件的伏安关系三、电容元件的伏安关系u和i的参考方向一致dtducdtcuddtdqi)(u和i的参考方向不一致dtduci某一时辰电容元件的i与该时辰电容元件u的变化率成正比。电容元件是一个动态元件，在直流电路中，电容元件相当于开路。电容元件是一种“记忆元件。tidcu1四、电容元件的储能四、电容元件的储能u和i关联参考方向，从外电路吸收的功率 dtducuuip)(21)(2122)()(cutcuuducddducupdWttuutt =，u()0时，在恣意时辰t储存的电场能量 )(21w2tcu电容元件在恣意时辰所储存的电场能量

22、与该时辰其端电压的平方成正比。 t时辰电容元件所储存电场能量 五、电容元件的串联和并联五、电容元件的串联和并联u 电容元件的串联：假设干个电容元件依次一个接一个地衔接起来，电容元件的串联：假设干个电容元件依次一个接一个地衔接起来，构成一条支路的衔接方式。构成一条支路的衔接方式。 电容元件的串联1.电容元件的串联电容元件的串联电容元件串联电路的特点电容元件串联电路的特点1电容元件串联电路中各电容所带电量相等。 2电容元件串联电路的等效电容的倒数等于各个串联电容元件电容的倒数之和。n21C1C1C1C1)111(2121nnCCCquuuuCqu q1= q2 = =qn = q电容元件串联电路的

23、特点电容元件串联电路的特点3电容元件串联电路中各电容元件的电压与其电容成反比。CquCquCquCqunn,2211nnCCCuuu1:1:1:2121uCCukk两个电容元件串联 2121CCCCCuCCCuCCu21211uCCCuCCu211222.电容元件的并联电容元件的并联u 电容元件的并联：假设干个电容元件的两端分别衔接在一同，构电容元件的并联：假设干个电容元件的两端分别衔接在一同，构成两个公共节点和多条支路的衔接方式。成两个公共节点和多条支路的衔接方式。电容元件并联电路的特点1电容元件并联电路中各电容元件的电量与其电容成正比。uuuun21uCquCquCqnn,2211nnCC

24、Cqqq:2121电容元件并联电路的特点电容元件并联电路的特点2电容器元件并联电路的等效电容等于各个并联电容元件的电容之和。uCCCqqqnn)(2121Cuq nqqqq21nCCCC21假设干个电容元件并联电路可以用一个电容元件来等效替代。【例【例12】 图图a所示电容元件的电压为三角波，如图所示电容元件的电压为三角波，如图b所示，试所示，试求：求：1电容元件的电流，并给出其波形；电容元件的电流，并给出其波形；2电容元件储能的最大值。电容元件储能的最大值。 AAdtduCisVsVdtdusmt21021010102105 . 01005 . 005653期间在解AAdtduCiVVVdt

25、dumtm210)2(1010s102s101200s10)5 . 05 . 1 (100100s5 . 1s5 . 056533期间在例例12续续根据所求得各时间段的电流，作出电流波形如图c所示。2从电压波形图中可以看出电压的最大值为AAdtduCiVVdtdumtm21021010s102s10)5 . 12()100(0s2s5 . 15653期间在Vu100max所以电容元件储能的最大值为JJCuW2262maxmax10510010102121【例【例13】 以下图所示电路中，以下图所示电路中，C1C2C33F，各电容元件，各电容元件的耐压均为的耐压均为250V，各电容元件均未曾充过

26、电。试求：，各电容元件均未曾充过电。试求：1在电路端在电路端口加上口加上U180V的直流电压后，各电容元件的电压；的直流电压后，各电容元件的电压；2电路端口电路端口电压最大不能超越多少？电压最大不能超越多少？解解 1C1与与C3并联的等效电容为并联的等效电容为FFCCC6)33(3223二端电路的等效电容为 FFCCCCC26363231231各电容元件的电压为 V60V180633UCCCUUV120V180636UCCCU231132231231例例13续续2由于C1C23 ，所以U1U23 U2 ，要保证电容元件都不被击穿，应保证U1不超越250V。当U1 250V时，有VVUCCU12

27、525063123123电路的端口电压为VVUUU375)125250(231所以，电路端口电压不能超越375V。第五节第五节 电感元件电感元件一、电感线圈的自感系数和自感电压一、电感线圈的自感系数和自感电压电感线圈的自感 u电感线圈：用导线绕制成一定外形的线圈，电感线圈：用导线绕制成一定外形的线圈，使之具有一定的电感量，或称为电感器。使之具有一定的电感量，或称为电感器。u自感磁通自感磁通：经过线圈本身的磁通：经过线圈本身的磁通u自感磁链自感磁链：经过线圈本身的磁链：经过线圈本身的磁链u NiLu自感系数自感系数L：在：在的参考方向与的参考方向与i的参考方向符合右手螺旋定那么的情的参考方向符合

28、右手螺旋定那么的情况下，自感磁链与线圈中的电流之比，简称自感。况下，自感磁链与线圈中的电流之比，简称自感。单位：亨利，简称亨，H。 毫亨(mH)、微亨H 1.自感系数自感系数线圈自感的影响要素线圈自感的影响要素l：螺线管的长度S：螺线管的截面积N：线圈匝数：螺线管内所充资料磁介质的磁导率2NlsL线圈自感的影响要素：线圈的几何外形、尺寸、匝数及线圈周围的磁介质的性质。当线圈的外形、尺寸、匝数均固定时，假设线圈内部的磁介质为各向同性的线性资料，那么线圈的自感为一正实常数。 长直密绕螺线管自感的计算公式2.自感电压自感电压u 自感电动势：当线圈中的电流自感电动势：当线圈中的电流i变化时，电流变化时

29、，电流i所产生的磁通所产生的磁通将将随之而变化，线圈中产生的感应电动势。随之而变化，线圈中产生的感应电动势。u 自感景象：由于线圈中电流变化而在线圈本身中产生感应电动势自感景象：由于线圈中电流变化而在线圈本身中产生感应电动势的景象。的景象。u 自感电压：线圈中电流变化而在线圈两端产生的电压。自感电压：线圈中电流变化而在线圈两端产生的电压。dtdeudtdeu和e的参考方向与的参考方向符合右手螺旋定那么 u和e的参考方向与i的参考方向一致自感L为定值dtdiLdtdedtdiLu 自感电压自感电压u和e的参考方向与的参考方向不符合右手螺旋定那么 u和e的参考方向与i的参考方向不一致自感L为定值d

30、tdudtde,dtdiLudtdiLe,二、电感元件的定义二、电感元件的定义u 电感元件：在恣意时辰，磁链电感元件：在恣意时辰，磁链与电流与电流i之间的关系可以用之间的关系可以用 i平面上平面上的一条曲线来确定的二端元件。的一条曲线来确定的二端元件。(a)电感元件的普通图形符号 (b)线性电感元件的与i的关系曲线(c)非线性电感元件的与i的关系曲线电感元件的图形符号及特性曲线 u 线性电感元件：磁链线性电感元件：磁链与电流与电流i之间的关系曲线在一切时间内都是平面之间的关系曲线在一切时间内都是平面上的一条经过原点的直线的电感元件。上的一条经过原点的直线的电感元件。u u 非线性电感元件：非线

31、性电感元件：线性电感元件线性电感元件和i的参考方向符合右手螺旋定那么 LiL：电感元件为电感，正实常数。 和i的参考方向不符合右手螺旋定那么 Li三、电感元件的伏安关系三、电感元件的伏安关系u与磁链的参考方向符合右手螺旋定那么 dtduu和i取关联参考方向 dtdiLdtLiddtdu)(u与磁链的参考方向不符合右手螺旋定那么 dtduu和i取非关联参考方向 dtdiLu电感元件某一时辰的电压值与该时辰电流的变化率成正比。电感元件是一种动态元件。在直流电路中电感元件相当于短路。电感元件是一种记忆元件。四、电感元件的储能四、电感元件的储能 电感元件是一个储能元件磁场能量。电压u和电流i取关联参考

32、方向，电感元件从外电路吸收的功率 dtdiLiuipp0： 添加，增磁 电能 磁场能p0： 减少，减磁 磁场能 电能i电感元件在t时辰所储存的总磁场能量 )(21)(2122)()(iLtiLidLiddidiLpdWtiitt)(21w2tiL取i()0电感元件在某一时辰所储存的磁场能量与该时辰电流的瞬时值的平方成正比。 i【例【例14】 图图a所示电路中，电感元件的电感所示电路中，电感元件的电感L100mH，其电流的波形如图，其电流的波形如图b所示。求电感所示。求电感元件的电压，并画出其波形。元件的电压，并画出其波形。解解VVdtdiLumtmVVdtdiLumtmVVdtdiLumt10

33、010)34(1010100s4s3010)23(1110100s3s250102110100s20333333期间在期间在期间在由上述计算结果可画出电压的波形，如图c所示。第六节第六节 电压源和电流源电压源和电流源 电池 发电机 信号发生器 恒流源 电流发生器 电源电压源电流源u 电压源：与任一电路衔接后，其两端的电压电压源：与任一电路衔接后，其两端的电压us总能坚持规定值，而与总能坚持规定值，而与经过它的电流大小无关的二端元件。经过它的电流大小无关的二端元件。u 电压源的根本特性：电压源的根本特性：u 1其端电压由本身确定，是它本身所固有的，与流过它的电流无其端电压由本身确定，是它本身所固

34、有的，与流过它的电流无关，即与其所接的外电路无关；关，即与其所接的外电路无关；u 2其电流不是完全由它本身所确定的，而是随其所接外电路改动其电流不是完全由它本身所确定的，而是随其所接外电路改动而改动的。而改动的。 一、电压源一、电压源1.电压源的定义电压源的定义2.电压源的分类电压源的分类 us与t之间的函数关系由电压源本身决议。1时变电压源：电压源所规定的电压随时间而变。 2恒定电压源：电压源所规定的电压是一个与时间无关的常数，也称直流电压源。 电压源的图形符号及电压波形 a电压源的普通图形符号 b直流电压的图形符号c正弦电压的波形 d直流电压的波形 3.电压源的伏安关系电压源的伏安关系u与

35、us参考方向取一致 Suu 电压源的伏安特性曲线 a电压源与外电路的衔接bu(t) 0的电压源的伏安特性曲线 c电压为US的直流电压源的伏安特性曲线 二、电流源二、电流源1.电流源的定义电流源的定义电流源：与任一电路衔接后，总可以对外电路提供规定的电流电流源：与任一电路衔接后，总可以对外电路提供规定的电流 ，而不论，而不论其端电压的大小如何的二端元件。其端电压的大小如何的二端元件。电流源的特性：电流源的特性：1电流源的电流是由电流源本身决议的，是其本身所固有的，与电流电流源的电流是由电流源本身决议的，是其本身所固有的，与电流源的端电压无关，即与电流源所接的外电路无关。源的端电压无关，即与电流源

36、所接的外电路无关。2电流源的电压不是完全由电流源本身所确定的，它与电流源所接的电流源的电压不是完全由电流源本身所确定的，它与电流源所接的外电路有关，即随外电路改动而改动。外电路有关，即随外电路改动而改动。2.电流源的分类电流源的分类时变电流源：电流源所规定的电流随时间而变。时变电流源：电流源所规定的电流随时间而变。恒定电流源：假设电流源所规定的电流是一个与时间无关的常数，也称恒定电流源：假设电流源所规定的电流是一个与时间无关的常数，也称直流电流源。直流电流源。3.电流源的伏安关系电流源的伏安关系i与is的参考方向一致 Sii 电流源的伏安特性曲线 a电流源与外电路的衔接bi(t) 0的电压源的

37、伏安特性曲线 c电流为IS的直流电流源的伏安特性曲线三、电压源和电流源的功率三、电压源和电流源的功率P0：作电源运用 P0：作负载运用 向外电路发出功率，输出电能 从外电路吸收功率，汲取电能 电压源或电流源发出的功率电压源和电流源所在支路的电压和电流取非关联参考方向 iuP *第七节第七节 受控电源受控电源电电源源独立独立电源电源受控受控电源电源独立电压源独立电流源电源参数不受电路中其他支路的电压或电流控制的电源电源参数受电路中其他支路的电压或电流控制的电源受控电压源受控电流源电压源电流源受控源受控电源受控电源u受控电源：是一个具有控制支路和被控制支路两条支受控电源：是一个具有控制支路和被控制

38、支路两条支路的二端口网络。路的二端口网络。u被控制量：被控电压源的电压及被控电流源的电流。被控制量：被控电压源的电压及被控电流源的电流。u控制量：控制电压源电压或电流源电流的电压或电流。控制量：控制电压源电压或电流源电流的电压或电流。u控制支路：控制量所在支路。控制支路：控制量所在支路。u被控制支路：被控制的电压源或电流源所在的支路称被控制支路：被控制的电压源或电流源所在的支路称为被控制支路。为被控制支路。受控电源的根本方式受控电源的根本方式 按照控制量和被控制量之间的不同组合电流控制电流源CCCS电流控制电压源CCVS电压控制电流源VCCS电压控制电压源VCVS一、电流控制电流源一、电流控制

39、电流源CCCSu电流控制电流源：一条支路中电流源的电流受另一条支电流控制电流源：一条支路中电流源的电流受另一条支路中的电流的控制，这两条支路组合成的二端口网络。路中的电流的控制，这两条支路组合成的二端口网络。 CCCS两个端口的伏安特性方程 iaiu210 a：电流传输比，也称电流控制比，是一无量纲的数。 CCCS的图形符号 二、电流控制电压源二、电流控制电压源CCVSu电流控制电压源：一条支路中电压源的电压受另一条支电流控制电压源：一条支路中电压源的电压受另一条支路中的电流的控制，这两条支路组合成的二端口网络。路中的电流的控制，这两条支路组合成的二端口网络。 CCVS的图形符号 CCVS两个

40、端口的伏安特性方程 1210iruu r：转移电阻，单位为欧。三、电压控制电流源三、电压控制电流源VCCSu电压控制电流源：一条支路中电流源的电流受另一条支电压控制电流源：一条支路中电流源的电流受另一条支路电压的控制，这两条支路组合成的二端口网络。路电压的控制，这两条支路组合成的二端口网络。 两端口的伏安特性方程 1210ugiig：转移电导，单位为西S。 VCCS的图形符号 四、电压控制电压源四、电压控制电压源VCVSu电压控制电压源：一条支路中电压源的电压受另一支电压控制电压源：一条支路中电压源的电压受另一支路电压的控制，这两条支路组合成的二端口网络。路电压的控制，这两条支路组合成的二端口

41、网络。 VCVS两端口的伏安特性方程 1210uui ：电压传输比，也称电压控制比，是一无量纲的数。 VCVS的图形符号 【例【例15】 求以下图所示电路中的电压求以下图所示电路中的电压u2，知：电流传输比，知：电流传输比a = 40，电压源电压电压源电压 us = 40mV。解解VVumAAAaiiAAAi4 . 6104106 . 16 . 1160040404010401011040332126331第八节第八节 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.集中参数电路集中参数电路集中参数电路：由集中参数元件相互衔接而构成的电路，集中参数电路：由集中参数元件相互衔接而构成的电路，称为集中参数电路。称为

42、集中参数电路。2.平面电路平面电路平面电路：可以画在一个平面上，而又没有任何两条支路平面电路：可以画在一个平面上，而又没有任何两条支路在非节点处交叉的电路。在非节点处交叉的电路。一、有关电路的一些名词一、有关电路的一些名词有关电路的一些名词有关电路的一些名词3.支路：电路中流过同一电流的每一个分支。支路：电路中流过同一电流的每一个分支。 支路电流、支路电压支路电流、支路电压4.节点：电路中三条或三条以上支路的衔接点。节点：电路中三条或三条以上支路的衔接点。5.回路：电路中由假设干条支路构成的闭合途径。回路：电路中由假设干条支路构成的闭合途径。6.网孔：在平面电路中，内部不存在支路的回路。网孔：

43、在平面电路中，内部不存在支路的回路。 二、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电流定律KCL1.定律表述定律表述表述一：在集中参数电路中，任一时辰，经过任一节点的一切支路电表述一：在集中参数电路中，任一时辰，经过任一节点的一切支路电流的代数和等于零。流的代数和等于零。 0i留意：1“代数和中的正负号根据电流的实践方向或参考方向来确定。2假设流出节点的电流前面取“号，那么流入节点的电流前面取“号，或反之。u节点电流方程：对节点运用节点电流方程：对节点运用KCL所建立的方程，简称节点方程，也称所建立的方程，简称节点方程，也称KCL方程。方程。 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律KCL表述二：在集中参数电路中

44、，任一时辰，流入任一节表述二：在集中参数电路中，任一时辰，流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。点的电流之和等于流出该节点的电流之和。出入iiKCL的推行的推行KCL的运用：节点、闭合面推行KCL的表述一：在集中参数电路中，任一时辰，穿过任一的闭合面的一切支路电流的代数和等于零。推行推行KCL表述二：在集中参数电路中，任一时辰，流出任一闭合面的表述二：在集中参数电路中，任一时辰，流出任一闭合面的电流之和等于流入该闭合面的电流之和。电流之和等于流入该闭合面的电流之和。2.定律运用举例定律运用举例【例【例16】 求图示电路中的电流求图示电路中的电流i6，知知i1 =8A，i2=2A，i3

45、=4A，i4= 3A，i5= 6A 。解法一：解法一： 对节点对节点a 运用运用KCL，求得，求得AAiiiiab10)4()2(8321对节点b运用KCL，求得AAiiiiab13)6(10456解法二：取一闭合面解法二：取一闭合面S，如图中虚线所示，对此闭合面运用，如图中虚线所示，对此闭合面运用KCL，可直，可直接求得接求得AAiiiiii1)6(3)4()2(8543216三、基尔霍夫电压定律三、基尔霍夫电压定律KVL1.KVL表述表述KVL表述一：在集中参数电路中，任一时辰，沿任一回路的一切支路表述一：在集中参数电路中，任一时辰，沿任一回路的一切支路电压的代数和等于零。电压的代数和等于

46、零。 0 u留意：1列写KVL方程时，要确定“代数和中的正负号。2确定正负号的方法如下：恣意选定一回路绕行方向或称回路参考方向，凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，电压前面取“号；凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者，电压前面取“号。u回路电压方程：运用回路电压方程：运用KVL所建立的方程，简称回路方程，也称所建立的方程，简称回路方程，也称KVL方程。方程。回路电压方程回路电压方程0002122112332213311SSSSuuiRiRuiRiRuiRiR推行的推行的KVLKVL：回路 任一闭合途径 推行的KVL表述：在集中参数电路中，任一时辰，沿任一闭合途径的一切电压的代数和

47、等于零。 闭合途径ANBABAABABBAuuuuuu即0闭合途径ABCA 0CABCABuuu2.KVL定律运用举例定律运用举例【例【例17】 在图示电路中，在图示电路中，us1=12V，us2=6V， us3=3V， R1=3， R2=2， R3=1，试求，试求u。解解 对回路对回路a运用运用KVL，求得，求得AARRuuiSS2 . 1236122121对闭合途径b运用KVL，求得VViRuuuSS4 . 5)2 . 1236(232互连约束互连约束基尔基尔霍夫霍夫定律定律 基尔霍夫定律与电路元件的性质无关。基尔霍夫定律的适用场所：任何线性的、非线性的、定常的、时变的、含源的、无源的集中参数电路不适用于分布参数电路。 特定电路构造对电路中支路电流和支路电压所构成的约束 KCL：衔接在同一节点上的各支路：衔接在同一节点上的各支路电流之间遭到的约束电流之间遭到的约束 KVL：同一回路中的各元件上的电：同一回路中的各元件上的电压之间遭到的约束压之间遭到的约束 第一章小结第一章小结 1.电路及电路模型电路及电路模型1电路电路 假设干个电气设备或器件按照一定方式衔接起来构成的电流通路，假设干个电气设备