第2講基爾霍夫定律和電路元件

1、第一章第一章 基爾霍夫定律和電阻元件基爾霍夫定律和電阻元件基本理論與內(nèi)容基本理論與內(nèi)容1. 1. 電路與電路模型電路與電路模型 2. 2. 電流與電壓的參考方向電流與電壓的參考方向 3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 4. 4. 電阻元件電阻元件 5. 5. 獨(dú)立源獨(dú)立源 6. 6. 受控源受控源 7. 7. 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器 uSui0us(t )1(2)(2)電壓源本身不能確定自身的電流，電壓源本身不能確定自身的電流， 電壓源中電流的大小由外電路決定電壓源中電流的大小由外電路決定ui0UsuSiui0us(t )1)(2tus(1)(1)電壓源輸出電壓是一個(gè)固定值電壓源輸出電壓是一個(gè)

2、固定值UsUs(c)(c)一般理想電壓源一般理想電壓源Us(t)Us(t)在在 某個(gè)瞬間某個(gè)瞬間t t1 1的伏安特性的伏安特性 電壓源可以發(fā)出電壓源可以發(fā)出( i( i為正為正) ) 或吸收或吸收( i( i為負(fù)為負(fù)) )任意任意 大功率，具有無(wú)限大的承載能力。大功率，具有無(wú)限大的承載能力。AARUIS515UsRIUAARUIS5 . 225is(2)(2)電流源本身不能確定自身的端電壓，電流源本身不能確定自身的端電壓， 電流源的端電壓由外電路決定電流源的端電壓由外電路決定uiIs電流源的主要性質(zhì)：電流源的主要性質(zhì)：isuui1( )situi1( )sit2( )sit(c)(c)一般理

3、想電流源一般理想電流源Is(t)Is(t)在在 某個(gè)瞬間某個(gè)瞬間t t1 1的伏安特性的伏安特性(1)(1)電流源輸出電流是一個(gè)固定值電流源輸出電流是一個(gè)固定值IsIs不管串聯(lián)多少電阻，不管串聯(lián)多少電阻，I I總為總為5A5A RIUIs=5A電流源的主要性質(zhì)：電流源的主要性質(zhì)：U sIU11VURIs=1A解：解：（1 1）電流源和電壓源的功率？）電流源和電壓源的功率？（2 2）若使電流源功率為零，在）若使電流源功率為零，在ABAB間應(yīng)串入何種元件？間應(yīng)串入何種元件？ 此時(shí)各元件的功率各是多少？此時(shí)各元件的功率各是多少？（3 3）若使電壓源功率為零，在）若使電壓源功率為零，在BCBC間應(yīng)并入

4、何種元件？間應(yīng)并入何種元件？此時(shí)各元件的功率各是多少？此時(shí)各元件的功率各是多少？iusuSiuisiSBA3.3.電源間的聯(lián)接電源間的聯(lián)接例：例：已知如圖電路中已知如圖電路中i is=2A,s=2A,u us=10Vs=10V，求，求: :解解: :(1)(1)標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流（關(guān)聯(lián)方向）標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流（關(guān)聯(lián)方向） pis = uis iS = (- us ) iS = -20W 0 (吸收吸收)(3)(3)標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流（關(guān)聯(lián)方向）標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流（關(guān)聯(lián)方向） 要使要使: : pus = usiuS = 0， US 0， ius = 0由由KCLKCL：-

5、iis + i + ius = 0 得：得：i = iis = 2A BC BC間應(yīng)并入一理想電流源。間應(yīng)并入一理想電流源。iusuSuisiSBAiuC解：解：(2)(2)標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流標(biāo)出每個(gè)元件的電壓和電流( (關(guān)聯(lián)方向關(guān)聯(lián)方向) ) 要使要使: : pis = uisiS = 0， iS 0， uis = 0由由KVLKVL：uis + u + us = 0 得：得：u = - us = -10V AB AB間應(yīng)串入一理想電壓源。間應(yīng)串入一理想電壓源。 pu = u i = (- us ) iS = -20W pus = us ius = us iS = 20W iusuSi

6、uisiSBA+ U -4.4.理想電源的串并聯(lián)理想電源的串并聯(lián)n理想電壓源的串并聯(lián)理想電壓源的串并聯(lián) （1 1）當(dāng)）當(dāng)n n個(gè)理想電壓源串聯(lián)時(shí)，對(duì)外電路而言可用一個(gè)個(gè)理想電壓源串聯(lián)時(shí)，對(duì)外電路而言可用一個(gè)理想電壓源代替，且有理想電壓源代替，且有 u us su usisi 注意：注意：u uSjSj的參考方向與的參考方向與u us s的參考方向相對(duì)應(yīng)。的參考方向相對(duì)應(yīng)。 （2 2）只有多個(gè)理想電壓源的電壓相等及極性一致時(shí)才）只有多個(gè)理想電壓源的電壓相等及極性一致時(shí)才能夠并聯(lián)，且可用其中之一等效。（能夠并聯(lián)，且可用其中之一等效。（KVLKVL）n理想電流源的串并聯(lián)理想電流源的串并聯(lián) （1 1）

7、當(dāng)）當(dāng)n n個(gè)理想電流源并聯(lián)時(shí)，對(duì)外電路而言可用一個(gè)個(gè)理想電流源并聯(lián)時(shí)，對(duì)外電路而言可用一個(gè)理想電流源代替，且有理想電流源代替，且有 i is si isisi 注意：注意：i iSjSj的參考方向與的參考方向與i is s的參考方向相對(duì)應(yīng)。的參考方向相對(duì)應(yīng)。 （2 2）只有多個(gè)理想電流源的電流相等且方向一致時(shí)才）只有多個(gè)理想電流源的電流相等且方向一致時(shí)才能夠串聯(lián)，且可用其中之一等效。能夠串聯(lián)，且可用其中之一等效。 受控于電路中某一電流受控于電路中某一電流 的電壓源的電壓源 i ri u1u1受控源受控制支路的電壓或電流的激勵(lì)和控制受控源受控制支路的電壓或電流的激勵(lì)和控制只要控制支路存在，受控

8、源就存在于電路中只要控制支路存在，受控源就存在于電路中如果控制支路不存在，受控源則不存在于電路中如果控制支路不存在，受控源則不存在于電路中ugu i ib bi i解解:（1 1） 由由KVLKVL知知: : uS-Rsi- u1 = 0 又又: : i1=0 ( (為什么為什么?)?) 故故: :u1= uS 而而: : u1- u0 = 0 u0 = uS可看出若可看出若 1，則有則有u0 uS （2 2）p = ( u1) (-i2) = uS (-iL) = uS (- u0 /RL) = - ( u1)2 /RL 0 （輸出功率）（輸出功率）uS(t)i 1i 2iLRS u1u1u

9、oRL例：例：求（求（1 1）u u0 0和和u uS S的關(guān)系；（的關(guān)系；（2 2）受控源的功率）受控源的功率A= uA= uo o / u/ ud d ：開(kāi)環(huán)電壓增益：開(kāi)環(huán)電壓增益 （放大倍數(shù)）（放大倍數(shù)）1-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器A接地端iiuuuud+_o倒向輸入端輸出端非倒向輸入端(A =)Au =-Au d1u0uu1d理想運(yùn)放的等效電路理想運(yùn)放的等效電路1-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器注意：注意：ud d的參考方向的參考方向2.2.實(shí)際運(yùn)算放大器模型實(shí)際運(yùn)算放大器模型(A)(2)(2) uo Aud0（ ud0 ，A有限）有限）RbaiA1R2u2u1RbaiA1R

10、2u2u1u1u11-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器i1u2ri1Rbai12u2iRbai12u2i1-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器 u1=R i1=R i2 i2=u1/ Ru1gRLu1baAuRRi2L1i1(3)(3)電壓控制電流源電壓控制電流源VCCSVCCS1-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器 電流控制電流源電流控制電流源CCCSCCCSi1RLi1ii 1) 1( ) 1( 211211121112RRiRRiiRiRiiiL2112RiRi)1 (21RRRabii1ARLR21ii2L1-7 1-7 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器第一章第一章 基本要求基本要求1.1.牢固掌握理想元件、電路模型、參考方向及關(guān)聯(lián)牢固掌握理想元件、電路模型、參考方向及關(guān)聯(lián) 參考方向等概念。參考方向等概念。2.2.深刻理解電壓、電流、功率等物理量的意義和各深刻理解電壓、電流、功率等物理量的意義和各 量之間的關(guān)系。量之間的關(guān)系。3.3.牢固掌握和熟練應(yīng)用電阻、獨(dú)立源的伏安特性牢固掌握和熟練應(yīng)用電阻、獨(dú)立源的伏安特性 掌握受控源、運(yùn)放的特性。掌握受控源、運(yùn)放的特性。4.4.牢固掌握和熟練應(yīng)用基爾霍夫電壓定律及電流定牢固掌握和熟練應(yīng)用基爾霍夫電壓定律及電流定 律。律。5.5