第1章p3电路元件.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,上节课内容回顾,KCL,的含义,？推广,1,？推广,2,？,KVL,的含义？,推广,1,？推广,2,？,1,无源元件,(,passive,),：,w(t)0,有源元件,(,active,),：,w(t,)0,5,）,无记忆元件,(,memoryless,),：,u(t,)=,Ri(t,),R,单位：,(,欧姆,),二、线性电阻,1,、线性时不变,电阻,(resistance),：,6,1,）,伏安关系为,i-u,平面过坐标原点的一条直线，斜率为,G,。,2,）,通过的电流与端电压成正比,即：,i,=,u,G,或,I=UG,注意,：,电流、电压为关联参方向,3,）,具有双向性,:,伏安特性对原点对称,4,）,耗能元件：,p=,ui,=i,2,/G,=u,2,G0,5,）,无记忆,(,memoryless,),元件：,i(t,)=u(t)G,G,单位：,S(,西门子,),2,、线性时不变,电导,(conductance),：,7,+U,s,-,U,s,i(A),u(,V),0,i,+,u,-,R,R(,),2,5,10,20,i(A),5,2,1,0.5,u(v),10,10,10,10,U,s,=10v,1-5,电 压 源,一、独立电压源（有源二端元件）,1,、定义,：,能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。,2,、符号表示,3,、伏安关系,：,平行于,i,轴,的一条直线。,4,、特点,：,恒压不恒流,（电压,u,与,i,无关，电流,i,由外电路确定）。,8,5,、分类：,恒定电压源,或,直流电压源,DC,：,电压保持常量的电压源,时变电压源：,电压随时间变化的电压源,交流电压源,AC,：,电压随时间周期变化且平均值为零的时变电压源,6,、,电压源的功率,：,p=,ui,既可产生功率，也可吸收功率。,请注意：,1,、电压源串联：,2,、电压源,并联时,：,要求：各电压源极性相同，大小相等,请判断右图连接是否允许？,允许：,u=u,s1,+u,s2,-u,s3,不允许：,9,电路如图所示，已知,u,S1,=24V,u,S2,=4V,u,S3,=6V,R,1,=1,R,2,=2,和,R,3,=4,。求：电流,i,和电压,u,ab,。,1,）,求回路,i,：顺时针列写回路,KVL,方程得：,10,电路如图所示。试求：开关,S,断开后电流,I,和,b,点的电位。,解,:,图,(a),是电子电路的习惯画法，不画出电压源的符号，只标出极性和对参考点的电压值，即电位值，我们可以用相应电压源来代替电位，画出图,(b),电路。,1,）开关,S,断开时的电流,I,：,2,）再根据,KVL,求得,b,点的电位：,11,2,、符号表示,I,s,I,s,u(v),i(,A),0,i,+,u,-,R,（电流,i,与,u,无关，端电压,u,由外电路确定）。,I,s,=2A,R(,),2,5,10,20,i(A),2,2,2,2,u(v),4,10,20,40,1,、定义,：,能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。,3,、伏安关系,：,平行于,u,轴,的一条直线。,4,、特点,：,恒流不恒压,1-6,电 流 源,12,5,、分类：,恒定电流源或直流电流源,DC,：,电流保持常量的电流源,时变电流源：,电流随时间变化的电流源。,交流电流源,AC,：,电流随时间周期变化且平均值为零的时变电流源,6,、,电流源的功率,：,p=,ui,既可产生功率，也可吸收功率。,请注意：,1,、电流源串联：,要求：各电流源极性相同，大小相等,2,、电流源并联时：,不允许：,允许,:i=-i,s1,+i,s2,+i,s3,13,解：,1,）根据,KCL,求,i,1,得,：,3,）电压源的功率为：,4,）电流源,i,S1,和,i,S2,的功率分别为：,2,）根据,KVL,和,VCR,求,u,bd,和,u,cd,得：,电路如图所示。已知,u,S1,=10V,i,S1,=1A,i,S2,=3A,R,1,=2,R,2,=1,。求：电压源和各电流源产生的功率。,14,线 性,非线性,时 变,时不变,3,、分类：,1-7,受 控 源,(,controlled source,),受控源（非独立源、有源多端元件）,依靠其它支路的电流或电压向外电路提供恒定电流或电压的元件。,1,、定义,:,2,、电路结构特征：,具有两条支路：,电流源或电压源所在支路,受控支路,控制电流或电压所在支路,控制支路,15,U,1,gU,1,Voltage Controlled Voltage Source,U,1,U,1,i,+,_,+,_,（VCVS),+,_,（VCCS),Voltage Controlled Current Source,I,1,=0,U,2,=,U,1,I,1,=0,I,2,=,gU,1,例,:,电子三极管,例,:,场效应管,4,、线性时不变受控源电路模型：,（,1,）电压控制电压源,（,2,）电压控制电流源,控制支路,受控支路,16,I,1,I,1,I,1,I,1,Current Controlled Voltage Source,（CCVS),i,+,_,+,U,1,-,+,U,2,_,+,U,1,-,I,2,（CCCS),Current Controlled Current Source,U,1,=0,U,2,=,I,1,U,1,=0,I,2,=,I,1,例,:,直流发电机,例,:,晶体三极管,（,3,）电流控制电压源,（,4,）电流控制电流源,17,5,、线性时不变受控源特点：,（,1,）非独立的电源：,不能独立向外电路提供能量。,（,2,）具有两重性：,电源性（,P0),。,注意：独立电源,在电路中可以独立地起,“,激励,”,作用，是实际电路电能或电信号的,“,源泉,”,。,受控源,是描述电子器件中某一支路对另一支路控制作用的理想模型，本身不直接起,“,激励,”,作用。,18,-2-2I-2I-6U,+10=0,由,KVL,，,有,-4I-6U,=-8,又有,U,=2I+2,联立解得,U,=1.5v,I,=-0.25A,受控源,:,(,具有电源性,),P=6UI,=-2.25W,若受控源,:6U,U,U,U,=4v I=1A,(,具有电阻性,),例：,图示电路，求电压,U,、电流,I,和受控源功率。,解,：,19,1,、分压电路,串联电阻电路,对总电压有分压作用：,R,1,+,+,+,u,1,u,S,R,2,u,2,分压公式：,1-8,分压公式和分流公式,20,并联电阻电路,对总电流有分流作用：,R,2,I,S,G,1,G,2,R,1,i,1,i,2,2.,分流电路,分流公式：,21,1-9,两类约束,两类约束的概念：,（,1,）拓扑约束（,KCL,，,KVL,）：,与电路支路性质无关，只取决于电路的连接结构。,（,2,）支路约束（支路,VCR voltage current relation),：,取决于支路元件的性质。,说明,：,利用两类约束可以直接列写电路方程求解电路，因此这两类约束是电路分析的基本依据。,22,I,1,I,2,I,3,I,4,I,2,=3A,I,3,=-1A,u=2I,2,-2,=4 v,由,KVL,，,有,u-U,1,-2I,3,+2=0,U,1,=8v I,4,=1A,I,1,=I+I,4,由,KCL,，,有,=2A,由,KVL,，,有,U,1,=3U,1,RI,1,故,R=8,例,：,图示电路，求电压,u,、电流,I1,和电阻,R,。,解,：,23,+u,1,-,+u,2,-,4u,1,i,i,1,L,1,L,2,u,s,u,s,=30v,u=20v,i=2A,R=10,P,us,=-90w,发出,90w,P,4u1,=24w,发出,-24w,练习,：,图示电路，,i1=3A,u2=4V,。求电流,i,、电压,u,、,us,和电阻,R,并求电源、受控源发出的功率。,24,电路及电路模型：,电路作用、分类、理想元件、理想电路模型,本章要点：,基尔霍夫定律,KCL,、,KVL,内容、推广形式、物理意义,电路常用元件,无源元件（电阻）；,有源元件（独立电压源、独立电流源）；,受控源（,VCCS,、,CCCS,、,VCVS,、,VCVS),电路分析基本变量,定义、大小、单位；方向：关联参考方向,25,