电路理论12讲解学习

1.3电功率和能量电功率是指单位时间内元件(一段电路）所吸收或发出的电能。abui+-直流情况：电功率单位：瓦特（W）电能单位：焦耳（J）JamesWatt(1736-1819)瓦特JamesPrescortJoule

(1818-1889)焦耳abui+-abui+-关联参考方向：非关联参考方向：代表元件吸收的功率：吸收功率：发出功率代表元件发出的功率：发出功率：吸收功率在闭合电路中，根据能量守衡关系：ΣP（吸收）=ΣP（发出）功率平衡问题1324u=-5V，i=2A，元件吸收的功率p=u=5V，i=-2A，元件吸收的功率p=10W-10Wabui+-abui+-图中u与i是关联参考方向，则该元件发出功率，是电源。图中u与i是非关联参考方向，则该元件吸收功率，是负载。小结：若电流的实际方向从元件的正极流出，该元件发出功率，起电源作用。若电流的实际方向从元件的正极流入，该元件吸收功率，起负载作用。（1）求两个电源的电压US1和US2;（2）并说明功率的平衡。例解：US1+-I＝5AUab=220Vab+-R01US2+-R020.6Ω0.6Ω（1）求电压US1;据含源支路欧姆定律，得电流的实际方向从＋端流出:US1发出功率是电源，对电路供电。求电压US2;据含源支路欧姆定律，得电流的实际方向从＋端流入:US2吸收功率是负载，该电源充电。(2)说明功率的平衡电源1发出的功率:电源2吸收的功率:电阻R01吸收的功率:电阻R02吸收的功率:ΣP（吸收）=ΣP（发出）ab1

5A

a点电位：ab1

5A

b点电位：或电位在电路中的表示法US1+_US2+_R1R2R3R1R2R3-US2+US1R1R2+15V-15V参考电位在哪里？R1R215V+-15V+-电路中各点电位的计算一问：当Uab＝－5V时，a,b两点的实际电位哪点高？解：（结果为负,表示参考方向与实际方向相反）课堂讨论ab实际方向：答：b点电位高于a点电位。二问：当U1＝－6V，U2＝4V时，Uab＝？V三问：Uab是否表示，a端电位一定高于b端电位？否！ab++--c解：解：例

已知US1=5V，US2=20V，US3=30V，US4=15V，US5=60V，R1=7Ω，R2=20Ω，R3=15Ω，求a,b,c,d,e各点电位以及各支路电流I1，I2，I3。据电位的概念，有各支路电流为US3R3aR1R2I2I1I3+－US1US5-+US4-+US2-+-+dcbe电路中各点电位的计算§1.4

电路元件注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向。u和i参考方向相同（关联方向)u和i参考方向相反(非关联方向）电阻电路欧姆定律RuiRuiRuIi电路元件是电路中最基本的组成单元，通过其端子与外部连接。电阻元件电感元件电容元件独立电源受控电源电流源电压源(VCVS、VCCS、CCVS和CCCS)有源元件无源元件电路元件二端元件三端元件四端元件假定：流入与流出二端元件的电流相等；两端子间的电压为单值量。电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管低频信号发生器的内部结构电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量（如热能、机械能、光能等）的元件。1.

符号2.

欧姆定律(Ohm’sLaw)u

RiR称为电阻，电阻的单位：

(欧)(Ohm，欧姆)1.5电阻元件R+-Rui电阻：反映电能消耗的电路参数

伏安特性曲线:

Rtg

线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数。令G

1/RG称为电导则欧姆定律表示为

i

Gu

.电导的单位：S(西)(Siemens，西门子)

uiO电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线3.功率和能量功率：任何时刻,电阻元件绝不可能发出电能，它只能消耗电能。因此电阻又称为“无源元件”和“耗能元件”。+-Rui能量：可用功表示。从t到t0电阻消耗的能量：Riu+–4.开路与短路对于一电阻R：当R=0，视其为短路。i为有限值时，u=0。当R=

，视其为开路。u为有限值时，i=0。*理想导线的电阻值为零。iuo5、非线性电阻+-ui在电子设备中使用的碳膜电位器、实心电位器和线绕电位器是一种三端电阻器件，它有一个滑动接触端和两个固定端[图(a)]。在直流和低频工作时，电位器可用两个可变电阻串联来模拟[图(b)]。电位器的滑动端和任一固定端间的电阻值，可以从零到标称值间连续变化，可作为可变电阻器使用。

常用的干电池和可充电电池实验室使用的直流稳压电源用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。示波器稳压电源1.6电压源与电流源1.6.1电压源（理想电压源）+_UsUs实际电源：电池、发电机、信号源等电压源的端电压u（t）

u（t）=us（t）式中us（t）为给定的时间函数，而电压u（t）与通过元件的电流无关，总保持为给定的时间函数。特点:（1）无论负载电阻如何变化，输出电压不变（2）电源中的电流由外电路决定（3）US=0，电压源相当于短路+iu_us+_外电路iuo伏安曲线电压源的电压和通过电压源的电流的参考方向通常取非关联参考方向，电源发出的功率为：特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流IS；（2）输出电压由外电路决定。（3）IS=0，电流源相当于开路IU伏安曲线1.6.2电流源（理想电流源）uis+_iuis外电路+_电流源发出的电流i（t），i（t）=is（t）式中is（t）为给定的时间函数，而电流i（t）与通过元件的电压无关，总保持为给定的时间函数。恒压源中的电流由外电路(负载)决定设:US=10VIUs+_abUab2

R1当R1R2同时接入时：R22

例当单独R1接入时：I=10/2=5A则：

I=10/1=10AR=(2·2)/(2+2)=1ΩIa+_USUabbR+_恒压源特性中不变的是：

________________。US=Uab=定值

恒压源特性中变化的是：__，

___________会引起I的变化。I外电路的改变凡是与恒压源并联的其他元件（含恒流源）两端的电压都等于恒压源的电压。因此，在简化电路时，可以将这些元件除去（断开）。恒压源特性小结提示恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1A当R=10

时，U＝IR=

1×10=10

V。当R=1时，U＝IR=

1×1=1

V。则:例恒流源特性小结恒流源两端可否被短路？可以Uab

恒流源特性中变化的是：____________________会引起Uab的变化。外电路的改变凡是与恒流源串联的其他元件（含恒压源），其电流都等于恒流源的电流。因此，在简化电路时，可以将这些元件除去（短接）。I=IS=定值

恒流源特性中不变的是：_____________提示IbIsaUabRUs+-恒压源中的电流如何决定？恒流源两端的电压等于多少？例IUs

R_+abUab=?Is恒压源中的电流I=IS恒流源两端的电压恒压源与恒流源特性比较恒压源恒流源不变量变化量US+_abIUabUab=E

（定值）Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对Uab

无影响。IabUabIsI=Is

（定值）I的大小、方向均为恒定，外电路负载对I无影响。输出电流I可变-----

I的大小、方向均由外电路决定端电压Uab可变-----Uab的大小、方向均由外电路决定(1)问两个电源中，哪个是电源或是负载？例解：US10VIS+-2Abac课堂讨论从给出的电流与电压为正值，可见参考方向与实际方向一致。电流从恒压源＋端流入，故恒压源吸收功率，是负载。从功率平衡来看，恒流源发出功率，是电源。(2)分别求两个电源的功率；解：恒流源发出的功率：恒压源吸收的功率：如果要求2A恒流源的功率为