電路元件和電路定律

1、電路元件和電路定律電路元件和電路定律 參考資料參考資料 z，電路分析基礎，北京：高等教育出版社。 z邱關源，邱關源，電工基礎，北京：高等教育出版社。 z，電路分析導論，北京：高等教育出版社。 z，電路原理，北京：高等教育出版社。 z, 電路基礎，北京：高等教育出版社。 第一章第一章 電路元件和電路定律電路元件和電路定律 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 1-3 1-3 電路元件的功率電路元件的功率 1-4 1-4 電阻元件電阻元件 1-5 1-5 電感元件電感元件 1-6 1-6 電容元件電容元件 1-7 1-7 電源元件電

2、源元件 1-8 1-8 受控電源受控電源 1-9 1-9 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 電路元件和電路定律電路元件和電路定律 z重點：電壓和電流的參考方向，電路元件的電壓和電流的參考方向，電路元件的 功率，電阻元件，電感元件，電感元件，電功率，電阻元件，電感元件，電感元件，電 源元件，源元件，受控電源，基爾霍夫定律。受控電源，基爾霍夫定律。 z難點：難點：受控電源。受控電源。 一、一、 電路電路：電工設備構成的整體，它為電流的流通提供路徑。：電工設備構成的整體，它為電流的流通提供路徑。 電路主要由電源、負載、連接導線及開關等構成。電路主要由電源、負載、連接導線及開關等構成。 電源電源(source

3、)：提供能量或信號：提供能量或信號. 負載負載(load)：將電能轉化為其它形式的能量，或對：將電能轉化為其它形式的能量，或對 信號進行處理信號進行處理. 導線導線(line)、開關（、開關（switch)等：將電源與負載接成通路等：將電源與負載接成通路. 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 二、電路模型二、電路模型 (circuit model) 1. 理想電路元件理想電路元件：根據(jù)實際電路元件所具備的電磁性：根據(jù)實際電路元件所具備的電磁性 質所設想的具有某種單一電磁性質的元件，其質所設想的具有某種單一電磁性質的元件，其u，i 關系可用簡單的數(shù)學式子嚴格表示。關系可用簡單的數(shù)學式子

4、嚴格表示。 幾種基本的電路元件：幾種基本的電路元件： 電阻元件：表示消耗電能的元件電阻元件：表示消耗電能的元件 電感元件：表示各種電感線圈產生磁場，儲存電能的作用電感元件：表示各種電感線圈產生磁場，儲存電能的作用 電容元件：表示各種電容器產生電場，儲存電能的作用電容元件：表示各種電容器產生電場，儲存電能的作用 電源元件：表示各種將其它形式的能量轉變成電能的元件電源元件：表示各種將其它形式的能量轉變成電能的元件 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 電路元件和電路定律電路元件和電路定律 建模時建模時,工作條件不一樣工作條件不一樣,其模型也不一樣其模型也不一樣:如一個電感線圈如一個電感線圈

5、 R 直流狀態(tài)直流狀態(tài),僅消僅消 耗能量耗能量 R L 交流低頻狀態(tài)交流低頻狀態(tài), 消能消能,儲能儲能 交流高頻狀態(tài)交流高頻狀態(tài),消耗能消耗能 量量,儲磁場能量和電場儲磁場能量和電場 能量能量 R L C 實際線圈實際線圈 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 2. 電路模型電路模型：由理想元件及其組合代表實際電路元件，與：由理想元件及其組合代表實際電路元件，與 實際電路具有基本相同的電磁性質，稱其為電路模型。實際電路具有基本相同的電磁性質，稱其為電路模型。 * 電路模型是由理想電路元件構成的。電路模型是由理想電路元件構成的。 10 BA SE -T w all pl ate 導線導線

6、 電池電池 開關開關 燈泡燈泡 例例 . 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 三三. 集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路 集總參數(shù)元件集總參數(shù)元件：每一個具有兩個端鈕的元件中有確：每一個具有兩個端鈕的元件中有確 定的電流，端鈕間有確定的電壓。定的電流，端鈕間有確定的電壓。 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路：由集總參數(shù)元件構成的電路。：由集總參數(shù)元件構成的電路。 一個實際電路要能用集總參數(shù)電路近似，一個實際電路要能用集總參數(shù)電路近似， 要滿足如下條件：即實際電路的尺寸必須遠小要滿足如下條件：即實際電路的尺寸必須遠小 于電路工作頻率下的電磁波的波長。于電路工作頻率下的電磁波的波

7、長。 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 已知電磁波的傳播速度與光速相同，即已知電磁波的傳播速度與光速相同，即 v=3105 km/s (千米千米/秒秒) (1) 若電路的工作頻率為若電路的工作頻率為f=50 Hz，則，則 周期周期 T = 1/f = 1/50 = 0.02 s 波長波長 = 3105 0.02=6000 km 一般電路尺寸遠小于一般電路尺寸遠小于 。 (2) 若電路的工作頻率為若電路的工作頻率為 f=50 MHz，則，則 周期周期 T = 1/f = 0.02 106 s = 0.02 ns 波長波長 = 3105 0.02 106 = 6 m 此時一般電路尺寸均

8、與此時一般電路尺寸均與 可比，所以電可比，所以電 路不能視為集總參數(shù)電路。路不能視為集總參數(shù)電路。 1-1 1-1 電路和電路模型電路和電路模型 一、電路中的主要物理量一、電路中的主要物理量 主要有電壓、電流、電荷、磁鏈等。在線性電路分析中主要有電壓、電流、電荷、磁鏈等。在線性電路分析中 常用電流、電壓、電位等。常用電流、電壓、電位等。 1. 電流電流 (current)：帶電質點的運動形成電流。：帶電質點的運動形成電流。 電流的大小用電流的大小用電流強度電流強度表示：單位時間內通過導體截表示：單位時間內通過導體截 面的電量。面的電量。 單位：單位：A (安安) (Ampere，安培，安培)

9、1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 t q t q i t d d lim)( 0 def t 當數(shù)值過大或過小時，常用十進制的倍數(shù)表示。當數(shù)值過大或過小時，常用十進制的倍數(shù)表示。 SI制中，一些常用的十進制倍數(shù)的表示法：制中，一些常用的十進制倍數(shù)的表示法： 符號符號 T G M k c m n p 中文中文 太太 吉吉 兆兆 千千 厘厘 毫毫 微微 納納 皮皮 數(shù)量數(shù)量 1012 109 106 103 102 103 106 109 1012 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 2. 電壓電壓 (voltage)：電場中某兩點：電場中某兩點A、B

10、間的電壓間的電壓(降降)UAB 等于將點電荷等于將點電荷q從從A點移至點移至B點電場力所做的功點電場力所做的功WAB與與 該點電荷該點電荷q的比值，即的比值，即 單位：單位：V (伏伏) (Volt，伏特，伏特) 當把點電荷當把點電荷q由由B移至移至A時，需外力克服電場力做同樣的功時，需外力克服電場力做同樣的功 WAB=WBA，此時可等效視為電場力做了負功，此時可等效視為電場力做了負功WAB，則，則B到到 A的電壓為的電壓為 q W U AB def AB AB AB BA U q W U 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 3. 電位電位：電路中為分析方便，常在電路中選

11、某一點為參考：電路中為分析方便，常在電路中選某一點為參考 點，把任一點到參考點的電壓稱為該點的電位。點，把任一點到參考點的電壓稱為該點的電位。 參考點的電位一般選為零，所以，參考點也稱為零電位參考點的電位一般選為零，所以，參考點也稱為零電位 點。點。 電位用電位用 表示，單位與電壓相同，也是表示，單位與電壓相同，也是V(伏伏)。 ab c d 設設c點為電位參考點，則點為電位參考點，則 c=0 a=Uac， b=Ubc， d=Udc 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 兩點間電壓與電位的關系：兩點間電壓與電位的關系： ab cd 仍設仍設c點為電位參考點，點為電位參考點，

12、 c=0 Uac = a ， Udc = d Uad= Uac Udc= a d 前例前例 結論結論：電路中任意兩點間的電壓等于該兩點間的：電路中任意兩點間的電壓等于該兩點間的 電位之差。電位之差。 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 例例 . a b c 1.5 V 1.5 V 已知已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V (1) 以以a點為參考點，點為參考點， a=0 Uab= a b b = a Uab= 1.5 V Ubc= b c c = b Ubc= 1.51.5= 3 V Uac= a c = 0 (3)=3 V (2) 以以b點為參考點，點為參考點，

13、b=0 Uab= a b a = a +Uab= 1.5 V Ubc= b c c = b Ubc= 1.5 V Uac= a c = 1.5 (1.5) = 3 V 結論結論：電路中電位參考點可任意選擇；當選擇不同的電：電路中電位參考點可任意選擇；當選擇不同的電 位參考時，電路中各點電位均不同，但任意兩點間位參考時，電路中各點電位均不同，但任意兩點間 電壓保持不變。電壓保持不變。 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 4. 電動勢電動勢(eletromotive force)：外力克服電場力把單位正電荷從負：外力克服電場力把單位正電荷從負 極經電源內部移到正極所作的功稱為

14、電源的電動勢。極經電源內部移到正極所作的功稱為電源的電動勢。 e 的單位與電壓相同，也是的單位與電壓相同，也是 V (伏伏) 根據(jù)能量守恒：根據(jù)能量守恒：UAB = eBA。電壓表示電位降，。電壓表示電位降， 電動勢表示電位升，即從電動勢表示電位升，即從A到到B的電壓，數(shù)的電壓，數(shù) 值上等于從值上等于從B到到A的電動勢。的電動勢。 * 電場力把單位正電荷從電場力把單位正電荷從A移到移到B所做的功所做的功(UAB )，與外，與外 力克服電場力把相同的單位正電荷從力克服電場力把相同的單位正電荷從B經電源內部移向經電源內部移向 A所做的功所做的功(eBA)是相同的，所以是相同的，所以UAB = eB

15、A。 B A q A e d d def 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 二、電壓、電流的參考方向二、電壓、電流的參考方向 (reference direction) 1. 電流的參考方向電流的參考方向 + 10V 10k 電流為電流為1mA 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 元件元件(導線導線)中電流流動的實際方向有兩種可能中電流流動的實際方向有兩種可能: 實際方向實際方向 實際方向實際方向 參考方向：任意選定一個方向即為電流的參考方向。參考方向：任意選定一個方向即為電流的參考方向。 i 參考方向參考方向 大小大小 方向方向 電流電流(代數(shù)量

16、代數(shù)量) AB 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 電流參考方向的兩種表示電流參考方向的兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向為用箭頭表示：箭頭的指向為電流的參考方向。電流的參考方向。 用雙下標表示：如用雙下標表示：如 iAB , 電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。 電流的參考方向與實際方向的關系：電流的參考方向與實際方向的關系： i 參考方向參考方向 i 參考方向參考方向 i 0 i 0 實際方向實際方向 實際方向實際方向 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 為什么要引入參考方向為什么要引入參考方向 ？ (b) 實際電路中有些電流是交變的，

17、無法標出實際電路中有些電流是交變的，無法標出 實際方向。標出參考方向，再加上與之配實際方向。標出參考方向，再加上與之配 合的表達式，才能表示出電流的大小和實合的表達式，才能表示出電流的大小和實 際方向。際方向。 (a) 有些復雜電路的某些支路事先無法確定實有些復雜電路的某些支路事先無法確定實 際方向。為分析方便，只能先任意標一方際方向。為分析方便，只能先任意標一方 向（參考方向），根據(jù)計算結果，才能確向（參考方向），根據(jù)計算結果，才能確 定電流的實際方向。定電流的實際方向。 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 2. 電壓電壓(降降)的參考方向的參考方向 + 實際方向實際方

18、向 + 實際方向實際方向 + U 0 參考方向參考方向 U + + 實際方向實際方向 參考方向參考方向 U + U 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 電壓參考方向的三種表示方式電壓參考方向的三種表示方式： (1) 用箭頭表示：箭頭指向為電壓（降）的參考方向用箭頭表示：箭頭指向為電壓（降）的參考方向 (2) 用正負極性表示：由正極指向負極的方向為電壓用正負極性表示：由正極指向負極的方向為電壓 (降低降低)的參考方向的參考方向 (3) 用雙下標表示：如用雙下標表示：如 UAB , 由由A指向指向B的方向為電壓的方向為電壓 (降降)的參考方向的參考方向 U U + A B U

19、AB 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 小結：小結： (1) 電壓和電流的參考方向是任意假定的。分析電路前電壓和電流的參考方向是任意假定的。分析電路前 必須標明必須標明。 (2) 參考方向一經假定，必須在圖中相應位置標注參考方向一經假定，必須在圖中相應位置標注 (包包 括方向和括方向和符號符號），在計算過程中不得任意改變。參），在計算過程中不得任意改變。參 考方向不同時，其表達式符號也不同，但實際方向考方向不同時，其表達式符號也不同，但實際方向 不變。不變。 i + R u u = Ri + R i u u = Ri 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考

20、方向 (4) 參考方向也稱為假定方向、正方向，以后討論參考方向也稱為假定方向、正方向，以后討論 均在參考方向下進行，不考慮實際方向均在參考方向下進行，不考慮實際方向。 (3) 元件或支路的元件或支路的u，i通常采用相同的參考方向，通常采用相同的參考方向， 以減少公式中負號，稱之為關聯(lián)參考方向。反以減少公式中負號，稱之為關聯(lián)參考方向。反 之，稱為非關聯(lián)參考方向。之，稱為非關聯(lián)參考方向。 + i u + i u 1-2 1-2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 一、一、 電功率：單位時間內電場力所做的功。電功率：單位時間內電場力所做的功。 功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，

21、瓦特，瓦特) 當當 p0 表示元件吸收功率；表示元件吸收功率； 能量的單位：能量的單位： J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳) p0 吸收正功率吸收正功率 (吸收吸收) P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 (發(fā)出發(fā)出) P0，du/dt0，則，則i0，q ，正向充電，正向充電 (電流流向正極板電流流向正極板)； (2) u0，du/dt0，則，則i0，q ，正向放電，正向放電 (電流由正極板流出電流由正極板流出)； (3) u0，du/dt0，則，則i0，q ，反向充電，反向充電 (電流流向負極板電流流向負極板)； (4) u0，則，則i0，q ，反向放電，反向放電 (電流由負極板流出電流由負極板

22、流出)； 1-6 1-6 電容元件電容元件 討論討論： (1) i的大小取決與的大小取決與 u 的變化率，與的變化率，與 u 的大小無關；的大小無關； (微分形式微分形式) (2) 電容元件是一種記憶元件；電容元件是一種記憶元件；(積分形式積分形式) (3) 當當 u 為常數(shù)為常數(shù)(直流直流)時，時，du/dt =0 i=0。電容在。電容在 直流電路中相當于開路，電容有隔直作用；直流電路中相當于開路，電容有隔直作用； (4) 表達式前的正、負號與表達式前的正、負號與u，i 的參考方向有關。當?shù)膮⒖挤较蛴嘘P。當 u，i為關聯(lián)方向時，為關聯(lián)方向時，i=Cdu/dt； u，i為非關聯(lián)方向時，為非關聯(lián)

23、方向時，i= Cdu/dt 。 1-6 1-6 電容元件電容元件 2. 電容的儲能電容的儲能 由此可以看出，電容是無源元件，它本身不消耗能量。由此可以看出，電容是無源元件，它本身不消耗能量。 從從t0到到 t 電容儲能的變化量：電容儲能的變化量： )( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 0 22 0 22 tq C tq C tCutCuWC t u Cuuip d d 吸吸 0)( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 d d d 22 0)( 222 tq C tCu CutCuCu u CuW u t t C 若若 1-6 1-6 電容元件電容元

24、件 二二. 時變電容時變電容c(t): c uu tc ptw t tc u t utc t utc uuip , tc uc i tc u u t tc t u tc t utc t q i utcq ) ()( )( )( t t t d d d d d d d )( d d d d 1 d d d d d d d d )( 2 1 2 )( )( 2 1 2 1 )( )0()0( )( )( )( )( 22 2 2 0 吸吸 c(t) i u + + 1-6 1-6 電容元件電容元件 若若 0 )( dt tdc 則為無源元件則為無源元件 0 2 2 1 3 2 2 33 2 1 2

25、 1 dt dt tdc u dt dt tdc ututctw )( )( )()()( t t t 元件是有源的元件是有源的 由此可見，時變電容由此可見，時變電容c(t)0, dc(t)/dt 0 是無源元是無源元 充分必要條件充分必要條件 。 0 )( dt tdc 若若不成立不成立,設在設在t1,t2區(qū)間里，區(qū)間里， 特殊的電壓和特殊的時刻特殊的電壓和特殊的時刻t3,(t3t2),使使W(t3)0, 如選如選t1,t2 u 0, (- ,t1) (t2, ) u=0,則有則有 選擇某個選擇某個 1-6 1-6 電容元件電容元件 電容元件與電感元件的比較：電容元件與電感元件的比較： 電容

26、電容 C電感電感 L 變量變量 電流電流 i 磁鏈磁鏈 關系式關系式 電壓電壓 u 電荷電荷 q 結論：結論：(1) 元件方程是同一類型； 元件方程是同一類型； (2) 若把若把 u-I，q- ，C-L， i-u互換互換,可由電容元件可由電容元件 的方程得到電感元件的方程；的方程得到電感元件的方程； (3) C 和和 L稱為對偶元件稱為對偶元件, 、q等稱為對偶元素。等稱為對偶元素。 * 顯然，顯然，R、G也是一對對偶元素也是一對對偶元素: I=U/R U=I/G U=RI I=GU 22 2 1 2 1 d d L LiW t i Lu Li L 22 2 1 2 1 d d q C CuW

27、 t u Ci Cuq C 一一、理想電壓源：電源兩端電壓為理想電壓源：電源兩端電壓為uS，其值與流過它的電流，其值與流過它的電流 i 無關。無關。 1. 特點：特點： (a) 電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關；電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關； (b) 通過它的電流是任意的，由外電路決定。通過它的電流是任意的，由外電路決定。 直流：直流：uS為常數(shù)為常數(shù) 交流：交流： uS是確定的時間函數(shù)，如是確定的時間函數(shù)，如 uS=Umsin t uS 電路符號電路符號 + _ i 1-7 1-7 電源元件電源元件 2. 伏安特性伏安特性 US (1) 若若uS = US ，即直流電源，

28、則其伏安特性為平行于，即直流電源，則其伏安特性為平行于 電流軸的直線，反映電壓與電流軸的直線，反映電壓與 電源中的電流無關。電源中的電流無關。 (2) 若若uS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是 這樣這樣。電壓為零的電壓源，伏安曲線與電壓為零的電壓源，伏安曲線與 i 軸重合軸重合, 相當于短路元件相當于短路元件。 uS + _ i u + _ u iO 1-7 1-7 電源元件電源元件 3. 理想電壓源的開路與短路理想電壓源的開路與短路 uS + _ i u + _ R (1) 開路：開路：R ，i=0，u=uS。 (2) 短路：短路：R=0，i ，理

29、想電源出現(xiàn)理想電源出現(xiàn) 病態(tài)，因此理想電壓源不允許短路。病態(tài)，因此理想電壓源不允許短路。 * 實際電壓源也不允許短路。因其內實際電壓源也不允許短路。因其內 阻小，若短路，電流很大，可能燒阻小，若短路，電流很大，可能燒 毀電源。毀電源。 i US + _ u + _ r Us u iO u=USri 實際電壓源實際電壓源 1-7 1-7 電源元件電源元件 4. 功率：功率： 或或 p吸 吸=uSi p發(fā)發(fā)= uSi ( i, uS關聯(lián)關聯(lián) ) 電場力做功電場力做功 ， 吸收功率。吸收功率。 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電位向高電位移動）由低電位向高電位移動 外力克服電場力作功發(fā)出功率外力克服

30、電場力作功發(fā)出功率 p發(fā) 發(fā) uS i (i , us非關聯(lián)非關聯(lián)） 物理意義：物理意義： i uS + _ u + _ uS + _ i u + _ 1-7 1-7 電源元件電源元件 二二、理想電流源：電源輸出電流為理想電流源：電源輸出電流為iS，其值與此電源的端電，其值與此電源的端電 壓壓 u 無關。無關。 1. 特點：特點： (a) 電源電流由電源本身決定，與外電路無關；電源電流由電源本身決定，與外電路無關； (b) 電源兩端電壓電源兩端電壓是任意的，由外電路決定。是任意的，由外電路決定。 直流：直流：iS為常數(shù)為常數(shù) 交流：交流： iS是確定的時間函數(shù)，如是確定的時間函數(shù)，如 iS=I

31、msin t 電路符號電路符號 iS + _ u 1-7 1-7 電源元件電源元件 2. 伏安特性伏安特性 IS (1) 若若iS= IS ，即直流電源，則其伏安特性為平行于電，即直流電源，則其伏安特性為平行于電 壓軸的直線，反映電流與壓軸的直線，反映電流與 端電壓無關。端電壓無關。 (2) 若若iS為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是為變化的電源，則某一時刻的伏安關系也是 這這 樣樣 電流為零的電流源，伏安曲線與電流為零的電流源，伏安曲線與 u 軸重合軸重合,相相 當于開路元件當于開路元件 u iO iS i u + _ 1-7 1-7 電源元件電源元件 3. 理想電流源的短路與開路理想電

32、流源的短路與開路 (2) 開路：開路：R，i= iS ，u 。若強。若強 迫斷電流源開路，電路模型為病態(tài)迫斷電流源開路，電路模型為病態(tài) ，理想電流源不允許開路。，理想電流源不允許開路。 (1) 短路：短路：R=0， i= iS ，u=0 ，電流，電流 源被短路。源被短路。 RiS i u + _ 4. 實際電流源的產生：實際電流源的產生： 可由穩(wěn)流電子設備產生，有些電子器件輸出具備電流源特可由穩(wěn)流電子設備產生，有些電子器件輸出具備電流源特 性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在一定光性，如晶體管的集電極電流與負載無關；光電池在一定光 線照射下光電池被激發(fā)產生一定值的電流等。線照射下光電池

33、被激發(fā)產生一定值的電流等。 1-7 1-7 電源元件電源元件 一個高電壓、高內阻的電壓源，在外部負載電阻較小一個高電壓、高內阻的電壓源，在外部負載電阻較小 ，且負載變化范圍不大時，可將其等效為電流源。，且負載變化范圍不大時，可將其等效為電流源。 r =1000 ，US =1000 V， R =12 時時 當當 R =1 時，時，u=0.999 V 當當 R =2 時，時，u=1.999 V R US + _ i u + _ r R1A i u + _ 將其等效為將其等效為1A的電流源：的電流源： 當當 R =1 時，時，u=1 V 當當 R =2 時，時，u=2 V 與上述結果誤差均很小。與上

34、述結果誤差均很小。 1-7 1-7 電源元件電源元件 5. 功率功率 iS i u + _ iS i u + _ p發(fā) 發(fā)=uis p吸 吸= uis p吸 吸=uis p發(fā) 發(fā)= uis 1-7 1-7 電源元件電源元件 1. 定義定義：電壓源電壓或電流源電流不是給定的時間函：電壓源電壓或電流源電流不是給定的時間函 數(shù)，而是受電路中某個支路的電壓數(shù)，而是受電路中某個支路的電壓(或電流或電流) 的控制。的控制。 電路符號電路符號 + 受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源 1-8 1-8 受控電源受控電源 例例: ic=b b ib 用以前講過的元件無法表示此用以前講過的元件無法表示此 電流

35、關系電流關系,為此引出新的電路模為此引出新的電路模 型型電流控制的電流源電流控制的電流源. 一個三極管可以用一個三極管可以用CCCS模型來表示模型來表示 CCCS可以用一個三極管來實現(xiàn)可以用一個三極管來實現(xiàn). ib b b ib 控制部分控制部分受控部分受控部分 Rc ib Rb ic 受控源是一個四端元件受控源是一個四端元件: 輸入端口是控制支路，輸入端口是控制支路， 輸出端口是受控支路輸出端口是受控支路. 1-8 1-8 受控電源受控電源 (a) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source ) b b : : 電流放大倍數(shù)電流放

36、大倍數(shù) r : 轉移電阻轉移電阻 u1=0 i2=b b i1 u1=0 u2=ri1 CCCS i2=b b i1 + _ u2 i2 + _ u1 i1 2. 分類：根據(jù)控制量和被控制量是電壓分類：根據(jù)控制量和被控制量是電壓u或電流或電流i ，受控源可分，受控源可分 為四種類型：當被控制量是電壓時，用受控電壓源表示為四種類型：當被控制量是電壓時，用受控電壓源表示 ；當被控制量是電流時，用受控電流源表示。；當被控制量是電流時，用受控電流源表示。 + _ u1 i1 u2=ri1 + _ u2 i2 CCVS + _ (b) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( Current Control

37、led Voltage Source ) 1-8 1-8 受控電源受控電源 g: 轉移電導轉移電導 :電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) i1=0 i2=gu1 i1=0 u2= u1 VCCS i2=gu1 + _ u2 i2 + _ u1 i1 (c) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source ) + _ u1 i1 u2= i1 + _ u2 i2 CCVS + _ (d) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source ) 1-8 1-8 受控電源受控電源 3. 受控源與獨立

38、源的比較受控源與獨立源的比較 (1) 獨立源電壓獨立源電壓(或電流或電流)由電源本身決定，與電路中其它由電源本身決定，與電路中其它 電壓、電流無關，而受控源電壓電壓、電流無關，而受控源電壓(或電流或電流)直接由控制直接由控制 量決定。量決定。 (2) 獨立源作為電路中獨立源作為電路中“激勵激勵”，在電路中產生電壓、，在電路中產生電壓、 電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的關系，在電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的關系，在 電路中不能作為電路中不能作為“激勵激勵”。 1-8 1-8 受控電源受控電源 基 爾 霍 夫 定 律 包 括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律基 爾 霍 夫 定 律 包

39、括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律 (Kirchhoffs Current LawKCL )和基爾霍夫電和基爾霍夫電 壓定律壓定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )。它反映。它反映 了電路中所有支路電壓和電流的約束關系，是分析集了電路中所有支路電壓和電流的約束關系，是分析集 總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構 成了電路分析的基礎。成了電路分析的基礎。 1-9 1-9 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 一一 、 幾個名詞：幾個名詞：(定義定義) 1. 支路支路 (branch)：電路中通過同一電流的每個分支。：電路中通過同一

40、電流的每個分支。 (b) 2. 節(jié)點節(jié)點 (node): 三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。( n ) 4. 回路回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。：由支路組成的閉合路徑。( l ) b=3 3. 路徑路徑(path)：兩節(jié)點間的一條通路。路徑由支路構成。：兩節(jié)點間的一條通路。路徑由支路構成。 5. 網孔網孔(mesh)：對平面電路，每個網眼即為網孔。：對平面電路，每個網眼即為網孔。 網孔是回路，但回路不一定是網孔。網孔是回路，但回路不一定是網孔。 b + _ R1 uS1 + _ uS2 R2 R3123 a l=3 n=2 1-9 1-9 基爾霍