第1章 電路的基本概念和定律(59)

1、 電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ) 任課老師：李雪蓮任課老師：李雪蓮 2013-2014第三學(xué)期第三學(xué)期課程介紹：課程介紹：n課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)：一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是學(xué)習(xí)電子線一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是學(xué)習(xí)電子線路、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)字邏輯等計(jì)算機(jī)專業(yè)課路、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)字邏輯等計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。既有豐富的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)程的基礎(chǔ)。既有豐富的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。踐性。n課程內(nèi)容課程內(nèi)容：電路分析電路分析電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)n教學(xué)課時(shí)安排教學(xué)課時(shí)安排 課堂講授課堂講授 38學(xué)時(shí)；學(xué)時(shí)； 習(xí)題課習(xí)題課 8學(xué)時(shí)；學(xué)時(shí)； 答疑課答疑課 2學(xué)時(shí)；學(xué)時(shí)；n成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定 期末成績(jī)期末成績(jī)80% 平時(shí)平時(shí)2

2、0%（作業(yè)（作業(yè)+出勤）出勤） ；電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)第第1 1章章 電路的基本概念和定律電路的基本概念和定律u1.1 1.1 電路與電路模型電路與電路模型u1.2 1.2 電路的基本變量電路的基本變量u1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律u1.4 1.4 電阻元件電阻元件u1.5 1.5 獨(dú)立電源獨(dú)立電源u1.6 1.6 受控電源受控電源一、一、電路電路 定義定義: : 是由一些是由一些電氣器件和設(shè)備電氣器件和設(shè)備按一定的方式連接而構(gòu)按一定的方式連接而構(gòu)成的電流通路成的電流通路。n 常用的電氣器件有電池、信號(hào)產(chǎn)生器、電阻器、電容器、常用的電氣器件有電池、信號(hào)產(chǎn)生器、電阻器、電容器、電感器、開(kāi)

3、關(guān)、晶體管等。其中電感器、開(kāi)關(guān)、晶體管等。其中, ,電池可以提供電能，信電池可以提供電能，信號(hào)產(chǎn)生器可以輸出多種號(hào)產(chǎn)生器可以輸出多種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，電阻器可以消耗電能，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，電阻器可以消耗電能，電感器可以存儲(chǔ)磁場(chǎng)能等。電感器可以存儲(chǔ)磁場(chǎng)能等。1.1 1.1 電路及電路模型電路及電路模型n 電路的分類：電路的分類：根據(jù)電路的實(shí)際幾何尺寸和電路的工作信根據(jù)電路的實(shí)際幾何尺寸和電路的工作信號(hào)的波長(zhǎng)，可分為集中參數(shù)電路和分布參數(shù)電路；根據(jù)號(hào)的波長(zhǎng)，可分為集中參數(shù)電路和分布參數(shù)電路；根據(jù)電路元件的性質(zhì)，可分為線性電路和非線性電路。電路元件的性質(zhì)，可分為線性電路和非線性電路。1.1 1.1 電路及電路模型電

4、路及電路模型1.1 1.1 電路及電路模型電路及電路模型二、電路模型二、電路模型1 1、實(shí)際電路實(shí)際電路n由三部分組成：由三部分組成：電源，負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。電源，負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。 電源電源： 提供電能量：如蓄電池、發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電提供電能量：如蓄電池、發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池等；電壓源、電流源；池等；電壓源、電流源； 負(fù)載負(fù)載： 消耗能量而做功：如電燈、電機(jī)、電磁鐵、消耗能量而做功：如電燈、電機(jī)、電磁鐵、電磁爐等電磁爐等( (能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換: :光、聲、熱、磁、機(jī)械能光、聲、熱、磁、機(jī)械能) ) 中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)：傳輸、分配、控制電路；：傳輸、分配、控制電路；1 1、實(shí)際電路實(shí)際電路n 電路功能：

5、電路功能：電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換: :如如, ,電力系統(tǒng)的輸電線路；電力系統(tǒng)的輸電線路；電信號(hào)的傳送和處理電信號(hào)的傳送和處理: :如如, ,電話線路、放大器電路；電話線路、放大器電路；測(cè)量電路測(cè)量電路: :如如, ,萬(wàn)用表電路；萬(wàn)用表電路； 存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)信息: :如如, ,計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)電路；計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)電路；1.1 1.1 電路及電路模型電路及電路模型1.1 1.1 電路及電路模型電路及電路模型2 2、電路模型、電路模型10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)燈泡燈泡sRLRsUn 電路模型：反映實(shí)際電路部件的主要電磁性質(zhì)的電路模型：反映實(shí)際電路部件

6、的主要電磁性質(zhì)的理想電理想電路元件路元件及其組合。及其組合。n 電路又稱網(wǎng)絡(luò)；電路又稱網(wǎng)絡(luò)；1.1 1.1 電路及電路模型電路及電路模型2 2、電路模型、電路模型n 幾種常見(jiàn)的電路元件幾種常見(jiàn)的電路元件電阻元件電阻元件：消耗電能的元件：消耗電能的元件電感元件電感元件：產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件：產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件電容元件：產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件：產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電源元件電源元件：各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件：各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件n 具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一定條件具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，在一定條件下可用

7、同一模型表示；下可用同一模型表示；n 同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其模型可以有同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其模型可以有不同的形式。不同的形式。1.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量n電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。本章主要討論的物理量是電功率等。本章主要討論的物理量是電流、電壓和功率。電流、電壓和功率。一、電流一、電流n電荷在電場(chǎng)力作用下的定向移動(dòng)形成電荷在電場(chǎng)力作用下的定向移動(dòng)形成電流電流。計(jì)量電流大小。計(jì)量電流大小的物理量是的物理量是電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，簡(jiǎn)稱電流，記為記為i(t)

8、 或或i。n電流強(qiáng)度的定義是：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)路徑中導(dǎo)體橫截面的電流強(qiáng)度的定義是：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)路徑中導(dǎo)體橫截面的電荷量，即電荷量，即( )( )dq ti tdt1.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量n電流單位：電流單位： A（安培安培）、）、kA、mA、 A；n電流方向：電流方向：規(guī)定規(guī)定正電荷正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向；的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向； 實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向AABB1.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量n問(wèn)題問(wèn)題：復(fù)雜電路中的復(fù)雜電路中的i 隨隨t 變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。很難事先判斷。n解決方法解

9、決方法：引入?yún)⒖挤较蛞雲(yún)⒖挤较蜻x定任意一個(gè)方向作為電流的參考方向，若算出選定任意一個(gè)方向作為電流的參考方向，若算出i 0，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向一致；若，則表明電流的實(shí)際方向與參考方向一致；若i 0i 參考方向參考方向i 參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 i 0U 參考方向參考方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向 uab 0，表明元件，表明元件吸收功率吸收功率5W5W。 圖中元件圖中元件2 2的電壓、電流為的電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考非關(guān)聯(lián)參考方向，故功率為方向，故功率為: : P2=-U2I2=-3V 1A =3W; ; P20, 表明元件表明元件2 2為為產(chǎn)生功率產(chǎn)生功率3W3W。I1U1（a a）

10、元件）元件1 1I2U2（b b）元件）元件2 21.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量解解: :同理：同理： 圖中元件圖中元件3 3的電壓、電流為的電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向，故功率為，故功率為: : P3=-U3I3=-6W, , P10, 表明元件表明元件4 4為為吸收功率吸收功率4W4W。1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫定律反映了電路中各元件電壓和電流所遵循的基基爾霍夫定律反映了電路中各元件電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。基爾霍夫定基爾霍夫定律律與與元件特性元件特性構(gòu)成了電路分析的

11、基礎(chǔ)構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。n 幾個(gè)概念幾個(gè)概念支路支路（ branch ）：）： 電路中由若干元件串聯(lián)而成；電路中由若干元件串聯(lián)而成； 電路中通過(guò)同一電流的分支電路中通過(guò)同一電流的分支；結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)（node）：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)三條或三條以上支路的連接點(diǎn)( (n) )。+_R1uS1+_uS2R2R3i3i2i1abb=3n=21.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律n 幾個(gè)概念幾個(gè)概念路徑（路徑（path）：）： 兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路；兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路；回路（回路（loop）：）： 任一閉合的路徑（任一閉合的路徑（l）；）；網(wǎng)孔（網(wǎng)孔（mesh）：）： 對(duì)平面電路，其內(nèi)部不含任何支路

12、的回路稱網(wǎng)孔。對(duì)平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。+_R1uS1+_uS2R2R3l=3網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律一、基爾霍夫電流定律（一、基爾霍夫電流定律（Kirchhoffs Current Law ，KCL）o在任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流和等于流出該結(jié)點(diǎn)在任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流和等于流出該結(jié)點(diǎn)電電 流和。流和。o在任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零；在任一時(shí)刻，流入任一結(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零； mkti10)(1i5i4i3i2i054321 iiiiin步驟：步驟： 規(guī)定參考方向，如流出為正

13、，流入為負(fù)規(guī)定參考方向，如流出為正，流入為負(fù). . 列列KCLKCL方程；方程；1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律nKCLKCL推廣推廣：可：可應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面；應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面；n例如：例如：1 3 25i6i4i1i3i2i0641 iii0542 iii0653 iii三式相加得：三式相加得：0321 iii1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律nKCLKCL總結(jié)總結(jié)：（1 1）KCLKCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點(diǎn)是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點(diǎn)處的反映；處的反映；（2 2）KCLKCL是對(duì)支路電流加的約束，與支

14、路上接的是什么元是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；（3 3）KCLKCL方程是按電流參考方向列寫(xiě)，與電流實(shí)際方向無(wú)方程是按電流參考方向列寫(xiě)，與電流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。關(guān)。例例. .已知已知 i1=2A, i3=3A, i4=-2A。試求電壓源。試求電壓源us支路和電阻支路和電阻R5支路中流過(guò)的電流。支路中流過(guò)的電流。1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律解解: :分別用分別用i0、i5 表示支路表示支路dada和和cdcd中中的電流，其參考方向如圖中所的電流，其參考方向如圖中所示。對(duì)結(jié)點(diǎn)示。對(duì)結(jié)點(diǎn)c c，列出，列出KC

15、L方程，方程， i3+i5-i1=0 求得求得: i5=i1-i3=2-3=-1A 同理，對(duì)結(jié)點(diǎn)同理，對(duì)結(jié)點(diǎn)d, ,應(yīng)用應(yīng)用KCL，可，可得得: : i0+i4-i5=0 所以所以 i0= i5 - i4= (-1)-(-2) = 1A1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律二、基爾霍夫電壓定律（二、基爾霍夫電壓定律（KVL）o對(duì)電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，電位降的和等于對(duì)電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，電位降的和等于電位升的和。電位升的和。o在任一時(shí)刻，對(duì)于電路中任一閉合回路，電壓降的代在任一時(shí)刻，對(duì)于電路中任一閉合回路，電壓降的代數(shù)和為零。數(shù)和為零。n步驟：步驟： 規(guī)定參考方向規(guī)定參考方向

16、. . 選定回路繞行方向，順時(shí)針或逆時(shí)針選定回路繞行方向，順時(shí)針或逆時(shí)針. . 列列KVLKVL方程；方程； mktu10)(U1US1+U2+U3+U4+US4= 0I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US41.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律nKVLKVL推廣推廣：也適用于電路中任一假想的回路；也適用于電路中任一假想的回路；n例如：例如：aUsb_-+U2U1SabUUUU 21nKCLKCL總結(jié)總結(jié)：（1 1）KVLKVL

17、的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律; ;（2 2）KVLKVL是對(duì)回路電壓加的約束，與回路各支是對(duì)回路電壓加的約束，與回路各支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；非線性無(wú)關(guān)；（3 3）KVLKVL方程是按電壓參考方向列寫(xiě)，與電壓方程是按電壓參考方向列寫(xiě)，與電壓實(shí)際方向無(wú)關(guān)。實(shí)際方向無(wú)關(guān)。例例 如圖電路，列出如圖電路，列出KCLKCL和和KVLKVL方程方程解解：（：（1 1）應(yīng)用）應(yīng)用KCLKCL， 對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)1：I1+I2+I3=0 對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)2：Is+I2=I3 對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)3：I3+I1=I5 對(duì)結(jié)

18、點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)4：I4+I5=IS（2 2）對(duì)網(wǎng)孔列）對(duì)網(wǎng)孔列KVLKVL方程，按順時(shí)針?lè)较颍悍匠?，按順時(shí)針?lè)较颍?US+U3+U2=U1 U4+U2+U=0 U3+U5=U1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1A123410VI6+ -+ -+ -+-I5I1I2I3I4U1U2U3U4U5- IS +U1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律例例 已知已知 Us=10V, Is=5A, R1=5, R2=1 (1)求電壓源求電壓源Us的輸出電流的輸出電流I和電流源和電流源Is的端電壓的端電壓U。 (2)計(jì)算各元件的吸收功率計(jì)算各元件的吸收功率。解解: :（1 1）標(biāo)出各支路電流標(biāo)出各支路電流

19、; ; 標(biāo)出回路繞行方向標(biāo)出回路繞行方向; ; 對(duì)回路對(duì)回路l1應(yīng)用應(yīng)用KVL可知，可知，Uab=Us=10V, 因此有因此有111025abUIAR1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律對(duì)結(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)點(diǎn)a,，寫(xiě)出寫(xiě)出KCL方程方程 I1-I-Is=0求得電壓源求得電壓源Us的輸出電流的輸出電流 I=I1-Is=2-5=-3A對(duì)回路對(duì)回路l2，寫(xiě)出寫(xiě)出KVL方程方程 R2Is+R1I1-U=0因此，電流源因此，電流源Is端電壓為端電壓為 U= R2Is +R1I1=5+10=15V1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律12221122225205125RRsPI RWPI RW （2）對(duì)于電阻

20、元件）對(duì)于電阻元件對(duì)于電流源、電壓源，由于元件電流電壓參考方向非關(guān)聯(lián)：對(duì)于電流源、電壓源，由于元件電流電壓參考方向非關(guān)聯(lián)：(155)7510( 3)30ssIsUsPUIWPU IW 實(shí)際上，電流源實(shí)際上，電流源Is產(chǎn)生功率產(chǎn)生功率75W，給電路提供電能。而電壓，給電路提供電能。而電壓源源Us吸收功率吸收功率30W，處于充電狀態(tài)，在電路中起負(fù)載作用。本例，處于充電狀態(tài)，在電路中起負(fù)載作用。本例結(jié)果表明，對(duì)一個(gè)完整電路來(lái)說(shuō)，各元件吸收功率的代數(shù)和等于結(jié)果表明，對(duì)一個(gè)完整電路來(lái)說(shuō)，各元件吸收功率的代數(shù)和等于零，或者說(shuō)電路中產(chǎn)生的功率等于消耗的功率，該結(jié)論稱為電路零，或者說(shuō)電路中產(chǎn)生的功率等于消耗的

21、功率，該結(jié)論稱為電路的功率平衡。的功率平衡。1.1.4 4 電阻元件電阻元件 (resistor)(resistor)線性電阻線性電阻n特點(diǎn)：特點(diǎn)：ui關(guān)系滿足歐姆定律，關(guān)系滿足歐姆定律，任何時(shí)刻端電壓與其電任何時(shí)刻端電壓與其電流成正比的電阻元件流成正比的電阻元件; ; 取取關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向: :iu0 ),(iufuiGuRui Riu n電阻電阻R單位單位： （歐姆）；歐姆）；nG 稱為電導(dǎo)，單位：稱為電導(dǎo)，單位：S( ( Siemens，西，西) )一、定義：一、定義：對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用伏安關(guān)系用 ui 平面的一條曲線來(lái)描述：平面的一條曲線

22、來(lái)描述：1.1.4 4 電阻元件電阻元件 (resistor)(resistor)關(guān)于歐姆定律的說(shuō)明：關(guān)于歐姆定律的說(shuō)明：n 只適用于線性電阻，只適用于線性電阻，( ( R 為常數(shù)）；為常數(shù)）；n 如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)：負(fù)號(hào)：u = -Ri ，i = -Gu；n 說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件。說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件。1.1.4 4 電阻元件電阻元件 (resistor)(resistor)二、電阻元件的功率：二、電阻元件的功率：n若采用關(guān)聯(lián)參考方向：若采用關(guān)聯(lián)參考方向： P u i i2R u2/

23、 R =G u2; ;n若采用非關(guān)聯(lián)參考方向：若采用非關(guān)聯(lián)參考方向： P -u i (Ri )i i2R =u2/ R = G u2; ;n上述結(jié)果說(shuō)明上述結(jié)果說(shuō)明電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的的!電阻電阻式耗能元件。式耗能元件。1.1.4 4 電阻元件電阻元件 (resistor)(resistor)三、開(kāi)路與短路三、開(kāi)路與短路n開(kāi)路與短路是線性電阻的兩個(gè)特殊情況；開(kāi)路與短路是線性電阻的兩個(gè)特殊情況；n開(kāi)路時(shí)：電阻阻值無(wú)窮大，電流恒為開(kāi)路時(shí)：電阻阻值無(wú)窮大，電流恒為0，端電壓為任意值；，端電壓為任意值；n短路時(shí)：短路時(shí)：電阻阻值為電阻阻值為0，端電壓恒為，端電

24、壓恒為0，電流為任意值，電流為任意值 。四、特殊的電阻元件四、特殊的電阻元件包括：熱敏電阻和光敏電阻。包括：熱敏電阻和光敏電阻。1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 定義：其外特性由電源本身的參數(shù)決定，而不受電源之定義：其外特性由電源本身的參數(shù)決定，而不受電源之外的其他參數(shù)控制。外的其他參數(shù)控制。n 兩種獨(dú)立電源兩種獨(dú)立電源理想電壓源理想電壓源：端電壓不隨外電路變化，如干電池，大：端電壓不隨外電路變化，如干電池，大型電網(wǎng)等；型電網(wǎng)等；理想電流源理想電流源：端電流不隨外電路變化，如光電池，晶：端電流不隨外電路變化，如光電池，晶體管穩(wěn)流電源；體管穩(wěn)流電源；1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源

25、元件一、理想電壓源一、理想電壓源n 定義：定義：從實(shí)際電源抽象出來(lái)的理想的二端電路元件，其從實(shí)際電源抽象出來(lái)的理想的二端電路元件，其端電壓恒定（直流）或按某種給定規(guī)律變化（交流），端電壓恒定（直流）或按某種給定規(guī)律變化（交流），而與流過(guò)的電流無(wú)關(guān)的電源。而與流過(guò)的電流無(wú)關(guān)的電源。I+_Ui+_uS直流電壓源符號(hào)直流電壓源符號(hào) 一般電壓源符號(hào)一般電壓源符號(hào)1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電壓源的特點(diǎn)（理想電壓源的特點(diǎn)（1）：）：端電壓恒定或是固定的時(shí)間函數(shù)端電壓恒定或是固定的時(shí)間函數(shù)uS(t)，與電流無(wú)關(guān)；與電流無(wú)關(guān)；理想電壓源內(nèi)阻為理想電壓源內(nèi)阻為0，不能短路；，不能短路；us

26、uiO直流電壓源的伏安特性直流電壓源的伏安特性1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電壓源的特點(diǎn)（理想電壓源的特點(diǎn)（2）：）：流過(guò)的電流（大小，方向）取決于外電路；根據(jù)電流流過(guò)的電流（大小，方向）取決于外電路；根據(jù)電流的方向不同，電壓源可以對(duì)外提供能量，也可以從外的方向不同，電壓源可以對(duì)外提供能量，也可以從外電路吸收能量。電路吸收能量?？紤]理想電壓源的功率：考慮理想電壓源的功率： iuPS 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向：電場(chǎng)力作功；電場(chǎng)力作功；電源吸收功率；電源吸收功率；充當(dāng)負(fù)載；充當(dāng)負(fù)載；+_iu+_1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電壓源的特點(diǎn)（理想電壓源的特點(diǎn)（2）：

27、）：流過(guò)的電流（大小，方向）取決于外電路；根據(jù)電流流過(guò)的電流（大小，方向）取決于外電路；根據(jù)電流的方向不同，電壓源可以對(duì)外提供能量，也可以從外的方向不同，電壓源可以對(duì)外提供能量，也可以從外電路吸收能量。電路吸收能量?？紤]理想電壓源的功率：考慮理想電壓源的功率： iuPS 非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向電流（正電荷）由低電位向電流（正電荷）由低電位向 高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作功電源發(fā)出功率；作功電源發(fā)出功率；起電源作用；起電源作用；+_iu+_1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電壓源的特點(diǎn)（理想電壓源的特點(diǎn)（3）：）：電壓源與任何二端元件并聯(lián)，均等效為電

28、壓源；電壓源與任何二端元件并聯(lián)，均等效為電壓源；I二端二端元件元件I1-+Su-+SuI-+Su-+Su1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件二、理想電流源二、理想電流源n 定義：定義：其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓值與它的兩端電壓u無(wú)關(guān)的元件。無(wú)關(guān)的元件。IS1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電流源的特點(diǎn)（理想電流源的特點(diǎn)（1）：）：電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)；理想電流源內(nèi)阻無(wú)窮大，不能開(kāi)路

29、；理想電流源內(nèi)阻無(wú)窮大，不能開(kāi)路；ISuiO直流電流源的伏安特性直流電流源的伏安特性Ru- -+Si)( 00 Ru)( RuSRiu 1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電流源的特點(diǎn)（理想電流源的特點(diǎn)（2）：）：電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。外電路。外電路可以使它兩端的電壓有不同的極性，因而電流源可以可以使它兩端的電壓有不同的極性，因而電流源可以向外電路提供能量，也可以從外電路獲得能量。向外電路提供能量，也可以從外電路獲得能量。例例5.5.計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。Vu5 滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（

30、吸）+_u+_2A5Vi（實(shí)際吸收）（實(shí)際吸收）（發(fā)出）（發(fā)出）Wu-iPSA-102 Ai2 WiuPSV10255 1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件n 理想電流源的特點(diǎn)（理想電流源的特點(diǎn)（3）：）：電流源與任何二端元件串聯(lián)，均等效為電流源；電流源與任何二端元件串聯(lián)，均等效為電流源；ISIS+UISIS+U1U三、實(shí)際電源模型三、實(shí)際電源模型1 1、實(shí)際電壓源（不允許短路）、實(shí)際電壓源（不允許短路）n 由于實(shí)際的電源存在內(nèi)阻，因此，在對(duì)外電路提供功率由于實(shí)際的電源存在內(nèi)阻，因此，在對(duì)外電路提供功率的同時(shí)，在電源內(nèi)部也會(huì)存在功率損耗。的同時(shí)，在電源內(nèi)部也會(huì)存在功率損耗。n 實(shí)際電壓源等

31、價(jià)于：實(shí)際電壓源等價(jià)于：理想電壓源理想電壓源US與內(nèi)阻與內(nèi)阻RS串聯(lián)串聯(lián)；n US稱為電源開(kāi)路電壓；稱為電源開(kāi)路電壓；RS也稱輸出電阻，也稱輸出電阻，RS越小越好。越小越好。1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件I+_U（端電壓）（端電壓）+_USRSU=US -RS IUIO1.5 1.5 獨(dú)立電源元件獨(dú)立電源元件2 2、實(shí)際電流源、實(shí)際電流源n實(shí)際電流源等價(jià)于：實(shí)際電流源等價(jià)于：理想電流源理想電流源IS與內(nèi)阻與內(nèi)阻RS并聯(lián)并聯(lián)；nIS 稱為電源的短路電流；稱為電源的短路電流；nRS表明電源內(nèi)部的分流效應(yīng)，表明電源內(nèi)部的分流效應(yīng)，RS越大越好。越大越好。UIOSSRUII IISRSU+1.6 1.6 受控源受控源受控電源受控電源，簡(jiǎn)稱受控源，是一種輸出