电路-黄锦安主编-(第二版)第01章-电路模型和电路定律

南理工泰州科技学院电路第1章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3功率和能量1.4电阻元件1.5电压源和电流源1.6受控源1.7基尔霍夫定律目录南理工泰州科技学院电路课程简介课程类型：专业必修基础课学时：64学时学分：4适应对象：自动化专业、电气工程及其自动化专业本科生后修课程：模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、电机与拖动基础等教材：黄锦安编电路第2版机械工业出版社参考书：南理工泰州科技学院电路学习方法认真听课做笔记及时复习做作业别抄袭期末成绩=平时成绩（30％）+期末笔试成绩（70％）计分平时成绩=出勤点名+作业+实验和考核方式南理工泰州科技学院电路1.1电路与电路模型电路的概念：电器元件或设备按一定方式连接而构成的集合。电路的组成电源：负载：中间环节：电源负载控制电器连接导线E南理工泰州科技学院电路关闭电键E南理工泰州科技学院电路1.1电路与电路模型电路的作用：进行能量的转换和传输（强电）进行信号的处理和传递（弱电）进行信息的存储南理工泰州科技学院电路南理工泰州科技学院电路1.1电路与电路模型电路模型可以表征或近似表示一个实际器件（或电路）中所有的主要物理现象电路模型可以通过理想的电路元件相互联接而成理想元件：（模型元件）R南理工泰州科技学院电路1.1电路与电路模型理想电路元件电阻元件R电感元件L电容元件C无源元件消耗电能..R存储电场能量..C存储磁场能量..L南理工泰州科技学院电路1.1电路与电路模型电压源电流源有源元件独立电源..is(t)..Is....us(t)+_Us南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向电流直流电流：I量纲：安培（A）电流--瞬时值ddqit1kA=103A；1mA=10-3A；1µA=10-6A南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向电流约定：标定方式电流的参考方向当i0时参考方向与实际方向一致当i0时参考方向与实际方向相反..iAB南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向电压(端电压、电压降、电位差)直流电压：UAB量纲：伏特（V）电压--瞬时值ddwuq1kV=103V；1mV=10-3V；1µV=10-6V..q+AB南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向电压标定方式：约定：电压的参考方向当u0时参考方向与实际方向一致当u0时参考方向与实际方向相反..ABuu+_“+”为高电位端、“－”为低电位端或：uAB南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向电压与电流的关联参考方向电流与电压的参考方向一致则称为关联参考方向，反之则为非关联参考方向..iABu+_一致指的是：电流参考方向是从电压参考正极流入，负极流出。南理工泰州科技学院电路1.2电流和电压的参考方向强调：关联参考方向一定是针对一段电路而言Us+_IUR+_RUR与I参考方向关联电压与电流的关联参考方向南理工泰州科技学院电路1.3功率和能量功率当p0时，吸收功率量纲：瓦特（W）,1kW=103W在关联参考方向下瞬时功率：d()d()d()()()dddwtwtqptutittqt当p0时，发出功率..i(t)ABu(t)+_若u(t)与i(t)在非关联参考方向下：()()()ptutit南理工泰州科技学院电路1.3功率和能量直流功率的计算..IABU+_PUI..IABU+_PUI..2AAB5V+_例：解：5210WP（吸收功率）南理工泰州科技学院电路1.3功率和能量能量电路从0到t时刻所吸收的电能为：单位：焦耳(J)0()tWptdt南理工泰州科技学院电路1.4电阻元件电阻元件若一个二端元件的电压与电流之间的关系可以用i-u平面上的一条曲线表征时称之为电阻过原点的直线称为线性电阻0iu南理工泰州科技学院电路1.4电阻元件金属膜电阻器METALFILMFIXEDRESISTOR（MFTYPE）金属氧化物电阻器METALOXIDEFILMRESISTOR(MOFTYPE)碳膜电阻器CARBONFILMFIXEDRESISTOR熔断涂覆电阻器FUSIBLEFILMRESISTOR线绕涂覆电阻器WIREWOUNDRESISTOR(KNPTYPE)绕涂覆电阻器WIREWOUNDRESISTOR(KNHTYPE)南理工泰州科技学院电路1.4电阻元件0iu线性电阻..iu+_R（关联）uRi量纲：欧姆（Ω）1kΩ=103Ω南理工泰州科技学院电路1.4电阻元件欧姆定律..iu+_RuRi..iu+_RuRi欧姆定律的另一种形式..iu+_R(G)1iuGuR1GR;G:电导量纲：西门子（S）南理工泰州科技学院电路1.4电阻元件电阻功率的计算2puiRi..iu+_R..iu+_R2()puiRiiRi,电阻元件始终不发出功率20pRi南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源电压源若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源电路符号理想电压源..us(t)+_..Us南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源基本性质理想电压源Us+_IU+_R输出电压恒定，和外电路无关其流过的电流由外电路决定ssUUUUIRR0UIUs伏安曲线南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源若一个二端元件所输出的电压随流过它的电流变化而变化就称为实际电压源电路模型实际电压源us+_Rsi..u+_ssuiRu伏安曲线0uiussRissuR南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源三种工作状态实际电压源us+_Rsi..u+_加载:ssuuRi开路:ocs0,iuu(uoc开路电压)短路:(isc短路电流)ssRuiusc,0南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源电流源若一个二端元件输出电流恒定则称为理想电流源电路符号理想电流源..is(t)..Is南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源基本性质理想电流源输出电流恒定，和外电路无关其两端电压由外电路决定isIU+_RssIIURIRI伏安曲线0UIIs南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源若一个二端元件所输出的电流随其端电压变化而变化称为实际电流源电路模型实际电流源ssssuiiiGuRisi..u+_Gs南理工泰州科技学院电路1.5电压源和电流源伏安曲线实际电流源0uiissGuisRsi..u+_(Gs)三种工作状态加载:ssuiiR短路:scs0,uii开路:ocss0,iuRi南理工泰州科技学院电路1.6受控源受控源若一个电源的输出电压（电流）受到电路中其它支路的电压（电流）控制时，称为受控源由两条支路构成1-1’支路－控制支路2-2’支路－被控支路....11’22’南理工泰州科技学院电路1.6受控源受控源的分类电压控制电压源（VCVS）(无量纲)—电压放大倍数....11’22’u1+_i1=0+_1ui2+_u212uu南理工泰州科技学院电路1.6受控源受控源的分类电流控制电压源（CCVS）—电阻量纲，转移电阻r....11’22’u1=0+_i1+_1rii2+_u212iu南理工泰州科技学院电路1.6受控源受控源的分类电压控制电流源（VCCS）—电导量纲，转移电导g....11’22’u1+_i1=0+_1guu2i212gui南理工泰州科技学院电路1.6受控源受控源的分类电流控制电流源（CCCS）(无量纲)—电流放大倍数....11’22’u1=0+_i1+_1iu2i212ii南理工泰州科技学院电路1.6受控源独立源：可作为电路“激励”，产生“响应”受控源：只能反映两条支路之间的耦合、变换、放大等关系受控源与独立源比较南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律几个常用名词支路：流过同一电流分支节点：两个以上支路的联接点回路：由支路构成的闭合路径网孔：不包括其他支路的回路称为网孔网络：复杂电路I1I5I4I2I3I6+us1-+us2-is1ABCD南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律定律：任一时刻，流出（流入）电路中任一节点的电流代数和恒为零:约定：流入取负，流出取正.i1i2i3i4i50)(1tiknk南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律推广：节点→封闭面（广义节点）例：已知i1、i2求i3....i1i2i3i5i6i8i4i7南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律定律：任一时刻，对任一闭合回路，按一定绕行方向，其电压降代数和恒为零:约定：电压降与回路绕行方向一致取正，反之取负u1+_u3+_u2+_u4+_0)(1tukmk南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律推广：闭合路径→假想回路us+_Rsi..u+_南理工泰州科技学院电路1.7基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律例：已知u=4.9V，求us＝？u6Ω0.1Ω5Ω0.98ius+_+_..i