电路原理_第2讲电阻、独立源、定律、受控源.ppt

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1、第2讲电路元件和电路定律（2）2.1电阻元件2.2独立电源2.3基尔霍夫定律2.4受控电源2.1电阻元件（resistor）线性定常电阻元件：任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。一、符号1.电压与电流的参考方向设定为关联的方向Riu+R二、欧姆定律（Ohm’sLaw）uRiR称为电阻（resistance）电阻的单位名称：欧（姆）符号：（Ohm，欧姆；1787–1854，Germany）伏安特性曲线是过原点的直线Rtg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电导的单位名称：西（门子）符号：Sui02.电阻的电

2、压和电流为非关联参考方向Riu+则欧姆定律写为u–Ri或i–Gu公式必须和参考方向配套使用！三、功率和能量Riu+Ri上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。p吸–ui–（–Ri）ii2R–u（–u/R）u2/Rp吸uii2Ru2/R1.功率u+2.能量从t0到t时刻电阻消耗的能量Riu+–四、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。*理想导线的电阻为零。2.2独立电源（independentsource）一、理想电压源（idealvoltagesource）电源两端电压为

3、uS，其值与流过它的电流i无关。1.特点：（a）电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；（b）通过它的电流由外电路决定。电路符号uSR10VUI2.伏安特性（1）若uS=US，即直流电源，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。uS+_iu+_USui0（2）若uS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系特性为平行于电流轴的直线。（3）电压为零的电压源，伏安曲线与i轴重合，相当于短路状态。3.理想电压源的开路（open–circuit）与短路（short-circuit）uS+_iu+_R（1）开路：R，i=0，u=uS。（2）理想电压源不允许短路

4、（此时电路模型（circuitmodel）不再存在）。US+_iu+_rUSui0u=US–ri实际电压源（physicalsource）二、理想电流源（idealcurrentsource）1.特点：（a）电源电流由电源本身决定，与外电路无关；（b）电源两端电压由外电路决定。电路符号iSUIR1A例电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压u无关。2.伏安特性（1）若iS=IS，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。ISui0iSiu+_（2）若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是平行于电压轴的直线（3）电流为零的电流源，伏安特性曲

5、线与u轴重合，相当于开路状态。3.理想电流源的短路与开路R（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，电流源被短路。iSiu+_4.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光电池被激发产生一定值的电流等。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。RUS+_iu+_rr=1000，US=1000V，R=1~2时当R=1时，u=0.999V当R=2时，u=1.999VR1Aiu+_将其等效为

6、1A的电流源：当R=1时，u=1V当R=2时，u=2V与上述结果误差均很小。5.功率iSiu+_iSiu+_p发=uiSp吸=–uiSp吸=uiSp发=–uiS一、几个名词1.支路(branch)：电路中通过同一电流的每个分支。2.节点（node）:三条或三条以上支路的连接点称为节点。4.回路（loop）：由支路组成的闭合路径。b=33.路径（path）：两节点间的一条通路。路径由支路构成。5.网孔（mesh）：对平面电路，每个网眼即为网孔。网孔是回路，但回路不一定是网孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=21232.3基尔霍夫定律(Kirchho

7、ff’sLaws)（Kirchhoff，基尔霍夫；1824–1887，Germany）物理基础：电荷（electriccharge）守恒，电流连续性。i1i4i2i3•令电流流出为“+”–i1+i2–i3+i4=0i1+i3=i2+i4••7A4Ai110A-12Ai2i1+i2–10–(–12)=0i2=1A例4–7–i1=0i1=–3A二、基尔霍夫电流定律（KCL）在任何集总参数（lumpedparameter）电路中，在任一时刻，流出（流入）任一节点的各支路电流的代数和为零。即KCL的推广ABi=0ABiiABi3i2i1两条支