江缉光 课件574清华 电路原理课件20-1

1、第一章电路元件和电路定律、1.1电路和电路模型、1.2电流、电压、电动势及其参考方向、1.3电路元件的功率、1.4电阻元件、1.5电源元件、1.7受控电源、1.6基尔霍夫定律、本章要点、基尔霍夫定律、本章要点、电路元件的特性、电路模型、电压和电流的参考方向、返回目录、1.1电路和电路模型、1.电路，主要由电源、负载来源：提供能量或信号。负载：将电能转换成其他形式的能量或处理信号。线路、开关等：将电源和负载连接成一条路径。该电路是电气设备不可或缺的一部分，为电流的流动提供了一条路径。电路模型是从实际元件中抽象出来的具有单一电磁特性的假想元件。一些基本的理想电路元件，电阻元件：消耗电能的元件。电感

2、元件：指各种感应线圈产生磁场和储存能量的功能。电容器元件：表示各种电容器产生电场和储存能量的功能。源元素：将其他形式的能量转化为电能的各种元素。电路模型由理想的电路元件组成，并且具有与实际电路基本相同的电磁特性。导体，电池，开关，灯泡，例子，实际电路，电路模型，3。集总参数电路，实际电路尺寸必须比电路工作频率下的电磁波波长小得多。返回目录1。电流中带电粒子的规则运动形成了电流。电流的大小用电流强度来表示。电流强度：单位时间内通过导体横截面的电量。单位名称：安(裴)符号：安(安培，安培；17751836，法国)，I .电流、电压、电动势、1.2电流、电压、电动势及其参考方向，SI系统中一些常用的

3、十进制倍数，符号TGMkcmnp，中国兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆兆量10121091031021031061091012，2。电压电压电场中两个点A和B之间的电压(压降)UAB等于电场力将点电荷Q从点A移动到点B到点电荷Q所做的功WAB之比，即单位名称：V(特殊)符号：V(伏特，伏特；当分析电路问题时，通常选择一个点作为电路中的参考点，从任意点到参考点的电压(压降)称为该点的电势。参考点的电势为零，参考点也称为零电势点。电势用(或u)表示，单位与电压相同，也是v (v)。设置点c为电位参考点，然后c=0，a=uac，b=ubc，d=udc，两点之间的电压和电位关系，仍

4、然设置点c为电位参考点，c=0，uac=a，udc=d，uad=UAC-UDC=ad，先例，结论：电路中任意两点之间的电压等于两点之间的电位差。例如，1.5V，1.5V，已知Uab=1.5V，Ubc=1.5V，(1)以点A为参考点，A=0，UAB=ABB=AUAB=1.5V，UBC=BCC=BUBC=1.51.5=3V，UAC=AC=0-(3)=3V，(2)以点B为参考点，B=0，Uab=Aba=buab=1.5V，Ubc=B2当选择不同的电势参考点时，电路中每个点的电势将改变，但是任意两点之间的电压将保持不变。外力(非静电力)克服电场力并将单位正电荷通过电源内部从负电极移动到正电极的功称为电

5、源的电动势。电子的单位和电压一样，也是伏特。电压UAB表示从点A到点B的电势降，电动势eBA表示从点B到点A的电势升。因此，电流和电压的参考方向是电流的参考方向。我参考方向，1。电流参考方向，电流参考方向的两种表示，用箭头表示：箭头方向是电流的参考方向。例如，IbA，电流的参考方向是从A到B，I参考方向，I参考方向，i0，i0吸收正功率(实际吸收)，P0发射正功率(实际发射)，P0发射负功率(实际吸收)，2，u，I与参考方向无关，示例U1=10V，U2=5V。分别计算电源和电阻的功率。I=ur/5=(u1U2)/5=(105)/5=1a，pr吸力=uri=51=5w，pu1 hair=u1i=

6、101=10W，pu2吸力=u2i=51=5w，p hair=10w，P吸力=5 5=10WP hair=P吸力(功率守恒)，返回目录，1.4电阻，线性恒定电阻：其端电压随时与其电流成比例的电阻。1.电压和电流的参考方向设置为相关方向，R，u，2。欧姆定律，uri，r叫做电阻，电阻的单位名称是欧姆符号。17871854年，德国)，伏安特性曲线是一条穿过原点的直线，Rtan,线性电阻r是一个与电压和电流无关的常数。如果/r，g称为电导，欧姆定律表示为I古，电导的单位名称为西(门)符号：S，2。电阻的电压和电流是不相关的参考方向，R，u，欧姆定律写成u-Ri或I-gu，公式必须与参考方向一起使用！

7、上述结果表明，电阻元件总是在任何时候消耗功率。P-吸收-用户界面-(RI)II2RU(U/R)U2/R，P-吸收UII 2RU2/R，1。力量，2。从t0到T，电阻消耗的能量，返回目录，1.5独立源，1。理想电压源，1。特点：(a)电源上的电压由电源本身决定，与外部电路无关；通过它的电流由外部电路决定。(1)如果美国=美国，即DC电源，其伏安特性是平行于电流轴的直线，反映电压与电源中的电流无关。(2)如果用户是可变电源，某一时刻的伏安特性是平行于电流轴的直线。(3)对于零电压电压源，伏安曲线与I轴重合，相当于短路状态。理想电压源开路和短路，(1)开路：r，i=0，u=uS。(2)理想电压源不允

8、许短路(此时电路模型不再存在)。u=usri，物理资源，2。理想电流源)，1 1。特性：(a)电源电流由电源本身决定，与外部电路无关；电源上的电压由外部电路决定。(1)如果iS=IS，即直流电源，其伏安特性是平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。(2)如果是可变电源，某一时刻的伏安关系也是平行于电压轴的直线，(3)对于零电流的电流源，伏安特性曲线与U轴重合，相当于开路状态。理想电流源短路和开路(2)理想电流源不允许开路(此时电路模型不再存在)。(1)短路：R=0，i=iS，u=0，电流源短路。4.实际的电流源可以由电流稳定电子设备产生。一些电子器件具有电流源特性，例如晶体管的集电极电流与负

9、载无关。光伏电池在一定的光照下被激发产生一定的电流值。功率，P=uiSp吸力=UIS，P吸力=uiSp吸力=UIS，返回目录，一个或几个名词，1。支路：电路中的每个支路都通过相同的电流。一个节点):三个或更多分支的连接点称为一个节点。4.回路：由分支组成的封闭路径。路径：两个节点之间的路径。这条路由树枝组成。网格：对于平面电路，每个网格都是一个网格。网格是循环的，但循环不一定是网格。1，2，3，a，b，l=3，n=2，1.6基尔霍夫定律(kirchhoffsLaws)，(Kirchhoff，Kirchhoff；1824-1887年，德国)，物理基础：电荷守恒，电流连续性。例如，47i1=0i

10、1=3a，2。基尔霍夫电流定律(KCL)在任何lumpedparameter电路中，流出(流入)任何节点的支路电流的代数和在任何时候都为零。也就是说，在KCL的推动下，两个支路电流大小相等，一个流入，一个流出。仅连接一个分支，i=0。选择绕行方向：顺时针或逆时针。r1i 1us1r 2i 2r3r 4i 4 us4=0r1i 1r 2i 2r3i 3r 4i 4=us1us4，例如，顺时针绕行：-u1-us1 U2 u3u 4 us4=0-u1 U2 u3u 4=us1-us4，iii。基尔霍夫电压定律(KVL)，在任何时间，沿任何封闭路径(根据固定绕组方向)，所有分支电压的代数和，也就是说，

11、注意方向，UAB(沿l1)=UAB(沿l2)，并推导出电路中任何两点之间的电压等于通过两点之间任一路径的每个元件的电压的代数和。当元件电压方向与路径迂回方向一致时，取正符号，取负符号。(1)KCL是对连接到节点的分支电流的线性约束，KVL是对环路中分支电压的线性约束。(2)KCL和KVL与分支的组件属性和参数无关。(3)KCL表示每个节点上的电荷是守恒的；KVL是潜在唯一性的体现(电压与路径无关)。(4)KCL和KVL仅适用于具有集总参数的电路。图形电路：查找U和I，解决方案，3 1-2 I=0，I=-2(A)，U1=3I=-6(V)，U U1 3-2=0，U=5(V)，返回目录，1.7受控电源(非独立电源)，电路符号，受控电压源，受控电流源，1。定义电压源电压或电流源电流不是给定时间函数，而是由电路中支路(或元件)的电压(或电流)控制。三极管可以用CCCS模型来表示，受控源是一个四端元件，集成电路=BIB，(a)电流控制电流源(current controlled current source)，电流放大系数，转移电阻，2，分类，(b)电流控制电压源，(g) :转移电导，电压放大，(c)电压