电路基本元件介绍课件

2、电路元件的物理参数；4、电路元件的能量特征。重点：第2讲电路基本元件介绍3、电路元件的电压电流关系（VCR）；1、电路元件的电磁特性；2、电路元件的物理参数；4、电路元件的能量特征。重点：第2讲11.3电阻元件一、电磁特性对电流呈现阻碍作用，消耗电能。二、线性电阻元件定义电压和电流有确定的对应关系，可以用u-i平面上的一条关系曲线（即伏安曲线）表示，且伏安关系是一条通过原点的直线的元件。

1.3电阻元件一、电磁特性对电流呈现阻碍作用，消耗电能。2电路符号：ui+－R电压电流关系（VCR）：电压与电流成正比。此即欧姆定律。u、i取关联参考方向u、i取非关联参考方向电路符号：ui+－R电压电流关系（VCR）：电压与电流成3伏安特性：通过原点的一条直线。说明：ui如果电阻的伏安关系不是一条直线，则称为非线性电阻，半导体二极管就是一个非线性电阻器件，当电压、电流为关联方向时，其关系可用下式表示伏安特性：通过原点的一条直线。说明：ui如果电阻的伏4开路和短路：当一个二端元件（或电路）的端电压不论为何值时，流过它的电流恒为零值，就把它称为开路。开路的伏安特性在u-i平面上与电压轴重合，它相当于R=∞或G=0。

开路和短路：当一个二端元件（或电路）的端电压不论为5当流过一个二端元件（或电路）的电流不论为何值时，它的端电压恒为零值，就把它称为短路。短路的伏安特性在u-i平面上与电流轴重合，它相当于R=0或G=∞。

当流过一个二端元件（或电路）的电流不论为何值时，它的6功率：电阻的功率恒为正值，说明电阻是耗能元件。

能量：功率：电阻的功率恒为正值，说明电阻是耗能元件。能量：71.4电感元件一、电磁特性当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁场能量的部件。二、线性电感元件如果在任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链成正比，-i特性是过原点的直线，这样的元件称为线性电感元件。1.4电感元件一、电磁特性当电流通过线圈时，将产8电路符号：+－u(t)iL电压电流关系（VCR）：u、i

取关联参考方向u、i

取非关联参考方向电路符号：+－u(t)iL电压电流关系（VCR）：u、9VCR表明：1、电感元件的电压、电流是微分关系，即感应电压与该时刻电流的变化率成正比。

2、倘若电流不变化，即在直流电路中，则电压u=0，电感相当于短路。

3、实际电路中电感的电压u为有限值，则电感电流i不能跃变，必定是时间的连续函数。VCR表明：1、电感元件的电压、电流是微分关系，即感应电压与10VCR的另一种形式：表明：1、电感是一种记忆元件；2、电感电流具有连续性。VCR的另一种形式：表明：1、电感是一种记忆元件；2、电感电11储能：表明：某时刻电感的储能取决于该时刻电感的电流值，与电感的电压值无关。反映了电感的储能不能发生跃变。储能：表明：某时刻电感的储能取决于该时刻电感的电流121.5电容元件一、电磁特性在外电源作用下，两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，能够储存电场能量。二、线性电容元件任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比，q-u特性是过原点的直线。这种电容元件称为线性电容。1.5电容元件一、电磁特性在外电源作用下，两极板13电路符号：电压电流关系（VCR）：u、i

取关联参考方向u、i

取非关联参考方向C＋－u电路符号：电压电流关系（VCR）：u、i取关联参考方向14VCR表明：1、电容元件上电压与电流也是微分关系，电流与该时刻电压的变化率成正比。

2、如果电压不变化，即加上直流电压，则i=0，电容相当于开路。

3、实际电路中通过电容的电流i为有限值，则电容电压u必定是时间的连续函数。VCR表明：1、电容元件上电压与电流也是微分关系，电流与该时15VCR的另一种形式：表明：1、电容是一种记忆元件；2、电容电压具有连续性。VCR的另一种形式：表明：1、电容是一种记忆元件；2、电容电16储能：表明：某时刻电容的储能取决于该时刻电容的电压值，与电容的电流值无关。反映了电容的储能不能发生跃变。储能：表明：某时刻电容的储能取决于该时刻电容的电压17【例2-1】＋－C0.5Fi电路如下图所示，求电流i、功率P(t)和储能W(t)。【例2-1】＋－C0.5Fi电路如下图所示，求电流i18解：uS(t)的函数表示式为:21t/s20uS/V解：uS(t)的函数表示式为:21t/s20uS/V19解得电流为：21t/s1i/A-1解得电流为：21t/s1i/A-12021t/s20p/W-221t/s20p/W-22121t/s10WC/J21t/s10WC/J22若已知电流求电容电压，有21t/s1i/A-1若已知电流求电容电压，有21t/s1i/A-1231.6电源一、电压源1、理想电压源电路符号i+－实际电压源的理性化模型。它忽略了实际电压源的内阻。1.6电源一、电压源1、理想电压源电路符号i+－24电压、电流关系（VCR）：1、端电压为恒定值（直流电压源）或固定的时间函数（交流电压源），与所接外电路无关；

2、通过电压源的电流则随外电路的不同而变化。

伏安特性曲线：伏安特性是一条平行于电流轴的直线。ui电压、电流关系（VCR）：1、端电压为恒定值（直流电压源）25功率：1、电压、电流为关联参考方向+_iu+_

电场力做功，电源吸收功率。充当负载。功率：1、电压、电流为关联参考方向+_iu+_电场261、电压、电流为非关联参考方向+_iu+_电流（正电荷）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率。起电源作用。1、电压、电流为非关联参考方向+_iu+_电流（正电272、实际电压源电路模型：一个理想电压源US和内阻Ri相串联的电路结构。i+_u+_2、实际电压源电路模型：一个理想电压源US和内阻Ri相串联28电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：usuiO

电源的内阻越小其输出电压越稳定。

电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：usuiO29二、电流源1、理想电流源实际电压源的理性化模型。它忽略了实际电压源的内阻。电路符号：+－二、电流源1、理想电流源实际电压源的理性化模型。它忽30电压、电流关系（VCR）：1、端电流为恒定值（直流电压源）或固定的时间函数（交流电压源），与所接外电路无关；

2、电流源两端的电压则随外电路的不同而变化。

伏安特性曲线：伏安特性是一条平行于电压轴的直线。ui电压、电流关系（VCR）：1、端电流为恒定值（直流电压源）31功率：1、电压、电流为关联参考方向

电场力做功，电源吸收功率。充当负载。u+－功率：1、电压、电流为关联参考方向电场力做功，321、电压、电流为非关联参考方向电流源发出功率，起电源作用u+_1、电压、电流为非关联参考方向电流源发出功率，起电源作用u+332、实际电流源电路模型：一个理想电流源IS和内阻Ri相并联的电路结构。u+_i2、实际电流源电路模型：一个理想电流源IS和内阻Ri相并联34电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：

电源的内阻越小其输出电流越稳定。

uiO电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：电源的内351.7受控源定义：输出电压或电流受电路其他部分电压或电流的控制，这种元件称为“受控源”，受控源又称为非独立源，也是有源器件。分类：根据控制量是电压还是电流，受控的是电压源还是电流源，理想受控源有四种基本形式。它们是：电压控制电压源（VCVS），电压控制电流源（VCCS），电流控制电压源（CCVS），电流控制电流源（CCCS）。

1.7受控源定义：输出电压或电流受电路其他部分36电路符号：VCVSVCCSCCVSCCCS电路符号：VCVSVCCSCCVSCCCS37说明：1、受控端（输出端）的电压或电流有控制端（输入端）的电压或电流的比值称转移函数（或称控制系数），分别用μ、g、、β表示。其中：（1）μ=U2/U1，称为转移电压比；

（2）g=I2/U1，称为转移电导；（3）=U2/I1，称为转移电阻；（4）β=I2/I1，称为转移电流比。说明：1、受控端（输出端）的电压或电流有控制端（输入382、μ、g、、β为常数时，被控制量与控制量成正比，这种受控源称为线性受控源。3、以上四种受控源均指的是理想受控源。所谓“理想”，其含义有二，一是指受控电压源的输出电阻为零，受控电流源的输出电阻为无穷大；二是指电流控制的受控源，其输入电阻为零，呈短路状态，电压控制的受控源，其输入电阻为无穷大，呈开路状态。

2、μ、g、、β为常数时，被控制量与控制量成正比，这391、在同一线性电路中可以同时含有独立电源和受控源。但由于受控源与独立电源的特性完全不同，因此它们在电路中所起的作用也完全不同。独立电源是电路的输入或激励，它为电路提供按给定时间函数变化的电压和电流，从而在电路中产生电压和电流。受控源则描述电路中两条支路电压和电流间的一种约束关系，它的存在可以改变电路中的电压和电流，使电路特性发生变化。假如电路中不含独立电源，不能为控制支路提供电压或电流，则受控源以及整个电路的电压和电流将全部为零。与独立源比较：1、在同一线性电路中可以同时含有独立电源和受控源。但402、受控源也具有独立源的一般性质，但必须以控制量的存在为前提条件。在电路分析中，对受控源的处理与独立电源并无原则区别，惟一要注意的是，对含有受控源的电路进行化简时，若受控源还被保留，不要把受控电源的控制量消除掉。2、受控源也具有独立源的一般性质，但必须以控制量的存41本讲小结1、电阻是一种耗能元件，欧姆定律揭示了线性电阻电压、电流之间的约束关系，即电阻元件的VCR。实际电阻器在使用时要注意它的额定电压、额定电流和额定功率。。

2、电感、电容两种储能元件。其VCR为微分关系，这表明：其电压、电流的存在是以另一个物理量不断变化为存在前提。3、电源分独立源和受控源。独立源又分为电压源和电流源，它们是忽略了实际电源的内阻而抽象出来的理想化模型。受控源的输出量具有受控性，它有四种类型。本讲小结1、电阻是一种耗能元件，欧姆定律揭示了线性电42本讲作业

1、复习本讲内容；

2、预习下一讲内容——基尔霍夫定律；3、书面作业：习题1-12，1-15，1-17。本讲作业1、复习本讲内容；2、预习下一讲内容——基尔霍夫432、电路元件的物理参数；4、电路元件的能量特征。重点：第2讲电路基本元件介绍3、电路元件的电压电流关系（VCR）；1、电路元件的电磁特性；2、电路元件的物理参数；4、电路元件的能量特征。重点：第2讲441.3电阻元件一、电磁特性对电流呈现阻碍作用，消耗电能。二、线性电阻元件定义电压和电流有确定的对应关系，可以用u-i平面上的一条关系曲线（即伏安曲线）表示，且伏安关系是一条通过原点的直线的元件。

1.3电阻元件一、电磁特性对电流呈现阻碍作用，消耗电能。45电路符号：ui+－R电压电流关系（VCR）：电压与电流成正比。此即欧姆定律。u、i取关联参考方向u、i取非关联参考方向电路符号：ui+－R电压电流关系（VCR）：电压与电流成46伏安特性：通过原点的一条直线。说明：ui如果电阻的伏安关系不是一条直线，则称为非线性电阻，半导体二极管就是一个非线性电阻器件，当电压、电流为关联方向时，其关系可用下式表示伏安特性：通过原点的一条直线。说明：ui如果电阻的伏47开路和短路：当一个二端元件（或电路）的端电压不论为何值时，流过它的电流恒为零值，就把它称为开路。开路的伏安特性在u-i平面上与电压轴重合，它相当于R=∞或G=0。

开路和短路：当一个二端元件（或电路）的端电压不论为48当流过一个二端元件（或电路）的电流不论为何值时，它的端电压恒为零值，就把它称为短路。短路的伏安特性在u-i平面上与电流轴重合，它相当于R=0或G=∞。

当流过一个二端元件（或电路）的电流不论为何值时，它的49功率：电阻的功率恒为正值，说明电阻是耗能元件。

能量：功率：电阻的功率恒为正值，说明电阻是耗能元件。能量：501.4电感元件一、电磁特性当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁场能量的部件。二、线性电感元件如果在任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链成正比，-i特性是过原点的直线，这样的元件称为线性电感元件。1.4电感元件一、电磁特性当电流通过线圈时，将产51电路符号：+－u(t)iL电压电流关系（VCR）：u、i

取关联参考方向u、i

取非关联参考方向电路符号：+－u(t)iL电压电流关系（VCR）：u、52VCR表明：1、电感元件的电压、电流是微分关系，即感应电压与该时刻电流的变化率成正比。

2、倘若电流不变化，即在直流电路中，则电压u=0，电感相当于短路。

3、实际电路中电感的电压u为有限值，则电感电流i不能跃变，必定是时间的连续函数。VCR表明：1、电感元件的电压、电流是微分关系，即感应电压与53VCR的另一种形式：表明：1、电感是一种记忆元件；2、电感电流具有连续性。VCR的另一种形式：表明：1、电感是一种记忆元件；2、电感电54储能：表明：某时刻电感的储能取决于该时刻电感的电流值，与电感的电压值无关。反映了电感的储能不能发生跃变。储能：表明：某时刻电感的储能取决于该时刻电感的电流551.5电容元件一、电磁特性在外电源作用下，两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，能够储存电场能量。二、线性电容元件任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比，q-u特性是过原点的直线。这种电容元件称为线性电容。1.5电容元件一、电磁特性在外电源作用下，两极板56电路符号：电压电流关系（VCR）：u、i

取关联参考方向u、i

取非关联参考方向C＋－u电路符号：电压电流关系（VCR）：u、i取关联参考方向57VCR表明：1、电容元件上电压与电流也是微分关系，电流与该时刻电压的变化率成正比。

2、如果电压不变化，即加上直流电压，则i=0，电容相当于开路。

3、实际电路中通过电容的电流i为有限值，则电容电压u必定是时间的连续函数。VCR表明：1、电容元件上电压与电流也是微分关系，电流与该时58VCR的另一种形式：表明：1、电容是一种记忆元件；2、电容电压具有连续性。VCR的另一种形式：表明：1、电容是一种记忆元件；2、电容电59储能：表明：某时刻电容的储能取决于该时刻电容的电压值，与电容的电流值无关。反映了电容的储能不能发生跃变。储能：表明：某时刻电容的储能取决于该时刻电容的电压60【例2-1】＋－C0.5Fi电路如下图所示，求电流i、功率P(t)和储能W(t)。【例2-1】＋－C0.5Fi电路如下图所示，求电流i61解：uS(t)的函数表示式为:21t/s20uS/V解：uS(t)的函数表示式为:21t/s20uS/V62解得电流为：21t/s1i/A-1解得电流为：21t/s1i/A-16321t/s20p/W-221t/s20p/W-26421t/s10WC/J21t/s10WC/J65若已知电流求电容电压，有21t/s1i/A-1若已知电流求电容电压，有21t/s1i/A-1661.6电源一、电压源1、理想电压源电路符号i+－实际电压源的理性化模型。它忽略了实际电压源的内阻。1.6电源一、电压源1、理想电压源电路符号i+－67电压、电流关系（VCR）：1、端电压为恒定值（直流电压源）或固定的时间函数（交流电压源），与所接外电路无关；

2、通过电压源的电流则随外电路的不同而变化。

伏安特性曲线：伏安特性是一条平行于电流轴的直线。ui电压、电流关系（VCR）：1、端电压为恒定值（直流电压源）68功率：1、电压、电流为关联参考方向+_iu+_

电场力做功，电源吸收功率。充当负载。功率：1、电压、电流为关联参考方向+_iu+_电场691、电压、电流为非关联参考方向+_iu+_电流（正电荷）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率。起电源作用。1、电压、电流为非关联参考方向+_iu+_电流（正电702、实际电压源电路模型：一个理想电压源US和内阻Ri相串联的电路结构。i+_u+_2、实际电压源电路模型：一个理想电压源US和内阻Ri相串联71电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：usuiO

电源的内阻越小其输出电压越稳定。

电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：usuiO72二、电流源1、理想电流源实际电压源的理性化模型。它忽略了实际电压源的内阻。电路符号：+－二、电流源1、理想电流源实际电压源的理性化模型。它忽73电压、电流关系（VCR）：1、端电流为恒定值（直流电压源）或固定的时间函数（交流电压源），与所接外电路无关；

2、电流源两端的电压则随外电路的不同而变化。

伏安特性曲线：伏安特性是一条平行于电压轴的直线。ui电压、电流关系（VCR）：1、端电流为恒定值（直流电压源）74功率：1、电压、电流为关联参考方向

电场力做功，电源吸收功率。充当负载。u+－功率：1、电压、电流为关联参考方向电场力做功，751、电压、电流为非关联参考方向电流源发出功率，起电源作用u+_1、电压、电流为非关联参考方向电流源发出功率，起电源作用u+762、实际电流源电路模型：一个理想电流源IS和内阻Ri相并联的电路结构。u+_i2、实际电流源电路模型：一个理想电流源IS和内阻Ri相并联77电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：

电源的内阻越小其输出电流越稳定。

uiO电压、电流关系（VCR）：伏安特性曲线：电源的内781.7受控源定义：输出电压或电流受电路其他部分电压或电流的控制，这种元件称为“受控源”，受控源又称为非独立源，也是有源器件。分类：根据控制量是电压还是电流，受控的是电压源还是电流源，理想受控源有四种基本形式。它们是：电压控制电压源（VCVS），电压控制电流源（VCCS），电流控制电压源（CCVS），电流控制电流源（CCCS）。

1.7受控源定义：输出电压或电流受电路其他部分79电路符号：VCVSVCCSCCVSCCCS电路符号：VCVSVCCSCCVSCCCS80说明：1、受控端（输出端）的电压或电流有控制端（输入端）的电压或电流的比值称转移函数（或称控制系数），分别用μ、g、、β表示。其中：（1）μ=U2/U1，称为转移电压比；

（2）g=I2/U1，称为转移电导；（3）=U2/I1，称为转移电阻；（4）β=I2/I1，称为转移电流比。