電路分析基礎(chǔ)理論課110章

1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 第一章第一章 電路模型和電路定律電路模型和電路定律 重點(diǎn)：重點(diǎn)：1. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向2. 2. 電路元件特性電路元件特性3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1.7 電感元件電感元件1.6 電容元件電容元件1.8 電壓源和電流源電壓源和電流源 1.9 受控電源受控電源1.10 基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.1 電路和電路模型電路和電路模型1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向1.3

2、電功率和能量電功率和能量1.4 電路元件電路元件1.5 電阻元件電阻元件YANGTZE NORMAL UNIVERSITY電路電路：是電流的通路，是為了某種需要由某些電工設(shè)備或：是電流的通路，是為了某種需要由某些電工設(shè)備或 元件（電氣器件）按一定的方式組合起來的。元件（電氣器件）按一定的方式組合起來的。電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開關(guān)等構(gòu)成。電路主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開關(guān)等構(gòu)成。電源電源(source)：提供能量或信號(hào)：提供能量或信號(hào).負(fù)載負(fù)載(load)：將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，或?qū)Γ簩㈦娔苻D(zhuǎn)化為其它形式的能量，或?qū)?信號(hào)進(jìn)行處理信號(hào)進(jìn)行處理.導(dǎo)線導(dǎo)線(line)、開關(guān)（、開關(guān)

3、（switch)等：將電源與負(fù)載接成通路等：將電源與負(fù)載接成通路.電源：電源：又稱激勵(lì)源又稱激勵(lì)源負(fù)載：負(fù)載：又稱響應(yīng)又稱響應(yīng)根據(jù)激勵(lì)和相應(yīng)之間的因果關(guān)系：根據(jù)激勵(lì)和相應(yīng)之間的因果關(guān)系：激勵(lì)激勵(lì)輸入輸入響應(yīng)響應(yīng)輸出輸出1.1 電路和電路模型（電路和電路模型（model)1、概念、概念YANGTZE NORMAL UNIVERSITY2、作用、作用電池電池?zé)襞轃襞荩?）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY3、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)電池電池?zé)襞轃襞蓦娫措娫? 提供提供電能的裝置電能的裝置負(fù)載負(fù)載: 取用取用電能的裝置電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用配和控制電能的作

4、用YANGTZE NORMAL UNIVERSITY直流電源直流電源: 提供能源提供能源信號(hào)處理：信號(hào)處理：放大、檢波等放大、檢波等負(fù)載負(fù)載信號(hào)源信號(hào)源: 提供信息提供信息負(fù)載大小的概念負(fù)載大小的概念: 負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加。負(fù)載增加指負(fù)載取用的電流和功率增加。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY4、電路模型、電路模型R+RoE-手電筒的電路模型手電筒的電路模型燈燈泡泡開關(guān)開關(guān)電電池池導(dǎo)線導(dǎo)線S 為了便于用為了便于用數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法分析電路分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其用足以反映其電磁性質(zhì)電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)

5、際電的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY5、 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(gè)具有兩個(gè)端鈕的元件中有確：每一個(gè)具有兩個(gè)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(gòu)成的電路。：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。一個(gè)實(shí)際電路要能用集總參數(shù)電路近似，一個(gè)實(shí)際電路要能用集總參數(shù)電路近似，要滿足如下條件：即要滿足如下條件：即實(shí)際電路的尺寸必須遠(yuǎn)

6、小實(shí)際電路的尺寸必須遠(yuǎn)小于電路工作頻率下的電磁波的波長(zhǎng)。于電路工作頻率下的電磁波的波長(zhǎng)。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。物理中對(duì)電量規(guī)定的方向。物理量物理量單單 位位實(shí)實(shí) 際際方方 向向電流電流 IA、mA、A正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) EV、kV、mV、 V電位升高的方向電位升高的方向(低電位低電位 高電位高電位) 電壓電壓 U、V、kV、mV V電位降低的方向電位降低的方向 ( 高電位高電位 低電位低電位)1、實(shí)際方向、實(shí)際方向1.2 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向YANGTZE NORMAL UNIVERSITY （2

7、）、表示方法）、表示方法abIR電流：電流：Uab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)電壓：電壓：+正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)abUI（1）、概念：）、概念：+_U+EaRb 在分析計(jì)算電路時(shí)，在分析計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。對(duì)電量任意假定的方向。箭標(biāo)箭標(biāo)Iab 雙下標(biāo)雙下標(biāo)2、參考方向、參考方向(正方向正方向)箭標(biāo)箭標(biāo)以箭頭標(biāo)明電壓方向以箭頭標(biāo)明電壓方向YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)際方向與參考方向一致，電流實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓或電壓)值為正；值為正；實(shí)際方向與參考方向相反，電流實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓或電壓)值為負(fù)。值為負(fù)。3、實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系、實(shí)際方向與參考

8、方向的關(guān)系在參考方向選定后，電流（或電壓）在參考方向選定后，電流（或電壓） 值才有正負(fù)之分。對(duì)任值才有正負(fù)之分。對(duì)任何電路分析時(shí)都應(yīng)先指定各處的何電路分析時(shí)都應(yīng)先指定各處的 i , u 的參考方向。的參考方向。 abIR例：例：若若 I = 5A ，則實(shí)際方向與參考方向一致，則實(shí)際方向與參考方向一致， 若若 I =5A ，則實(shí)際方向與參考方向相反。，則實(shí)際方向與參考方向相反。4、注意、注意YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 當(dāng)電壓的參考方向指定后，指定電流從標(biāo)以電壓參考當(dāng)電壓的參考方向指定后，指定電流從標(biāo)以電壓參考方向的方向的“+”極性端流入，并從標(biāo)極性端流入，并從標(biāo)“”端流出

9、，端流出，即電流即電流的參考方向與電壓的參考方向一致，也稱電流和電壓的參考方向與電壓的參考方向一致，也稱電流和電壓為關(guān)聯(lián)參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)參考方向。反之為非關(guān)聯(lián)參考方向。反之為非關(guān)聯(lián)參考方向。5、關(guān)聯(lián)參考方向、關(guān)聯(lián)參考方向i+-RuYANGTZE NORMAL UNIVERSITY小結(jié)小結(jié)(1) 分析電路前必須分析電路前必須選定選定電壓和電流的電壓和電流的參考方向參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中圖中相應(yīng)位置相應(yīng)位置標(biāo)注標(biāo)注 (包括方包括方向和向和符號(hào)符號(hào)），在計(jì)算過程中不得任意改變。），在計(jì)算過程中不得任意改變。u = Ri+Riu+Riuu = Ri (3)

10、 參考參考方向不同時(shí)方向不同時(shí)，其，其表達(dá)式符號(hào)也不同表達(dá)式符號(hào)也不同，但實(shí)際方向不變。，但實(shí)際方向不變。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1.3 電功率和能量電功率和能量 電功率電功率 在電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電功率在電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電功率 p 可寫成可寫成p(t)=u(t)i(t) p 0 表明元件吸收電能，表明元件吸收電能，p 0 表明元件釋放電能，表明元件釋放電能，p 0 表明元件吸收電能表明元件吸收電能電能量電能量 單位單位 在國(guó)際單位制中，電流（在國(guó)際單位制中，電流（A），電荷（），電荷（C）庫侖，電壓庫侖，電壓（V），電能量（），電能量（J）焦耳，功率（

11、焦耳，功率（W）瓦特。瓦特。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1.4 電路元件電路元件集總元件假定：集總元件假定： 端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。端子數(shù)目可分為二端、三端、四端元件等。在任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的電流一定等于從在任何時(shí)刻，流入二端元件的一個(gè)端子的電流一定等于從另一端子流出的電流，兩個(gè)端子之間的電壓為單值量。另一端子流出的電流，兩個(gè)端子之間的電壓為單值量。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1.5 電阻元件電阻元件 電阻是一種將電能不可逆地轉(zhuǎn)化為其它形式能量（如熱能、電阻是一種將電能不可逆地轉(zhuǎn)化為其它形式能量（如熱能、機(jī)械能、光能等）

12、的元件。機(jī)械能、光能等）的元件。1、 符號(hào)符號(hào)R2、歐姆定律、歐姆定律 (Ohms Law)(1) 電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向電壓與電流的參考方向設(shè)定為一致的方向Riu+u R iR 稱為電阻，稱為電阻， 電阻的單位：電阻的單位： (歐歐) (Ohm，歐姆，歐姆)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 伏安特性曲線伏安特性曲線: R tg 線性電阻線性電阻R是一個(gè)與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。是一個(gè)與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。令令 G 1/RG稱為電導(dǎo)稱為電導(dǎo)則則 歐姆定律表示為歐姆定律表示為電導(dǎo)的單位：電導(dǎo)的單位： S (西西) (Siemens，西門子，西門子) uiO電阻元件

13、的伏安特性電阻元件的伏安特性為一條過原點(diǎn)的直線為一條過原點(diǎn)的直線i G u YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(2) 電阻的電壓和電流的參考方向相反電阻的電壓和電流的參考方向相反Riu+則歐姆定律寫為則歐姆定律寫為u Ri 或或 i Gu注意：注意： 公式必須和參考方向配套使用！公式必須和參考方向配套使用！3、功率和能量、功率和能量Riu+Rip吸吸 ui (Ri)i i2 R u(u/ R) u2/ Rp吸吸 ui i2R u2 / R功率功率u+任何時(shí)刻任何時(shí)刻,電阻元件絕不可能發(fā)出電能，它只能消耗電電阻元件絕不可能發(fā)出電能，它只能消耗電能。因此電阻又稱為能。因此電阻又稱為

14、“無源元件無源元件”和和“耗能元件耗能元件”。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYRiu+4、開路與短路、開路與短路對(duì)于一電阻對(duì)于一電阻R當(dāng)當(dāng)R=0，視其為短路。，視其為短路。i為有限值時(shí)，為有限值時(shí)，u=0。當(dāng)當(dāng)R= ，視其為開路。，視其為開路。 u為有限值時(shí)，為有限值時(shí)，i=0。* 理想導(dǎo)線的電阻值為零。理想導(dǎo)線的電阻值為零。能量：可用功表示。從能量：可用功表示。從 t 到到t0電阻消耗的能量：電阻消耗的能量：ttttttRdRiuidpdW0200YANGTZE NORMAL UNIVERSITY線性定常電容元件線性定常電容元件：任何時(shí)刻，電容元件極板上的電：任何時(shí)刻，電容

15、元件極板上的電荷荷q與電壓與電壓 u 成正比。成正比。2、電路符號(hào)、電路符號(hào)1、電容器、電容器C+ + + + +qq+ +- -1.6 電容元件電容元件 (capacitor)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY與電容有關(guān)兩個(gè)變量與電容有關(guān)兩個(gè)變量: C, q對(duì)于線性電容，有：對(duì)于線性電容，有： q =Cu 3、元件特性元件特性u(píng)qCdefC 稱為電容器的電容稱為電容器的電容電容電容 C 的單位：的單位：F (法法) (Farad，法拉，法拉) F= C/V = As/V = s/ 常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。Ciu+YANGTZE NORMAL UNIVERSIT

16、Y線性電容的線性電容的qu 特性特性是過原點(diǎn)的直線是過原點(diǎn)的直線C= q/u tg u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向取關(guān)聯(lián)參考方向Ciu+或或 quOi= Cdu/dt ttttttttiqtqiCuidCiCiCtutt000000d)(d11d1d 1)( )( )( 4、伏安特性、伏安特性5、電壓、電流關(guān)系、電壓、電流關(guān)系YANGTZE NORMAL UNIVERSITY6、電容元件的功率和能量、電容元件的功率和能量 在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電容元件吸收的功率為在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，電容元件吸收的功率為從從t-到到t時(shí)間內(nèi)，電容元件吸收的電能為時(shí)間內(nèi)，電容元件吸收的電能為dtduCuu

17、dtduCuip=0)(21)(21)(21)(21) (21ddd220)(222tqCtCuCutCuCuuCuWuttC若 則電容在任何時(shí)刻則電容在任何時(shí)刻t所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量WC將等于將等于其所吸收的能量。其所吸收的能量。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY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(chǔ)能的變化量：電容儲(chǔ)能的變化量：)(21)(21)(21)(21022022tqCtqCtCutCuWC 小結(jié)小結(jié)(1) i的大小與的大小與 u 的變化率成正比，與的變化率成正比，與 u

18、的大小無關(guān)；的大小無關(guān)；(3) 電容元件是一種記憶元件；電容元件是一種記憶元件；(2) 電容在直流電路中相當(dāng)于開路，有隔直作用；電容在直流電路中相當(dāng)于開路，有隔直作用；(4) 當(dāng)當(dāng) u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i= Cdu/dt； u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i= Cdu/dt 。隔直隔直通交通交YANGTZE NORMAL UNIVERSITYLi+u變量變量: 電流電流 i , 磁鏈磁鏈 1 、線性定常電感元件、線性定常電感元件iLdefL 稱為自感系數(shù)稱為自感系數(shù)L 的單位：亨（利）的單位：亨（利） 符號(hào)：符號(hào)：H (Henry）2 、韋安、韋安（ i ）特性）特性 i0

19、1.7 電感元件電感元件YANGTZE NORMAL UNIVERSITYtiLedd3 、 電壓、電流關(guān)系：電壓、電流關(guān)系：由電磁感應(yīng)定律與楞次定律由電磁感應(yīng)定律與楞次定律i , 右螺旋右螺旋u , 右螺旋右螺旋u , e 一致一致u , i 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)tiLeudd i+u+etiLudd Li+uttu0d)0( tttuLituLi0d1)0(d1YANGTZE NORMAL UNIVERSITY4 、 電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能tiLiuipdd吸吸0)(21)(21220)(tLtLii 若若也是無損元件也是無損元件L是無源元件是無源元件iLiWtddd吸吸YANGTZE NORMAL U

20、NIVERSITY(1) u的大小與的大小與 i 的變化率成正比，與的變化率成正比，與 i 的大小無關(guān)；的大小無關(guān)；(3) 電感元件是一種記憶元件；電感元件是一種記憶元件；(2)電感在直流電路中相當(dāng)于短路；電感在直流電路中相當(dāng)于短路；(4) 當(dāng)當(dāng) u，i 為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u=L di / dt； u，i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，u= L di / dt 。小結(jié)小結(jié)隔交隔交通直通直YANGTZE NORMAL UNIVERSITY電壓源兩端電壓為電壓源兩端電壓為uS，其值與流過它的電流，其值與流過它的電流 i 無關(guān)。無關(guān)。(2) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(a) 電壓源兩端電壓由電源本身決

21、定，與外電路無關(guān)；電壓源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無關(guān)；(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(shí)間函數(shù)，如是確定的時(shí)間函數(shù)，如 uS=Umsin t(1)電路符號(hào)電路符號(hào)uS+_i1.8 電壓源和電流源電壓源和電流源1、理想電壓源、理想電壓源YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(3) 伏安特性伏安特性US(a) 若若uS = US ，即直流電壓源，則其伏安特性為平行于，即直流電壓源，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(guān)。電源中的電

22、流無關(guān)。 (b) 若若uS為變化的電壓源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也為變化的電壓源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也是是 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 軸重軸重合合,相當(dāng)于短路元件相當(dāng)于短路元件。uS+_iu+_uiOYANGTZE NORMAL UNIVERSITY(4) 理想電壓源的開路與短路理想電壓源的開路與短路uS+_iu+_R(a) 開路：開路：R ，i=0，u=uS。(b) 短路：短路：R=0，i ，理想電源出現(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(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)實(shí)際電壓源也不允許短路。因其內(nèi)阻小

23、，若短路，電流很大，可能阻小，若短路，電流很大，可能燒毀電源。燒毀電源。US+_iu+_rUsuiOu=USri實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(5). 功率功率或或p吸吸=uSi p發(fā)發(fā)= uSi ( i, uS關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) )電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功 ， 吸收功率吸收功率克服電場(chǎng)力做功克服電場(chǎng)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(dòng)外力）由低電位向高電位移動(dòng)外力克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率克服電場(chǎng)力作功發(fā)出功率 p發(fā)發(fā) uS i (i , us非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)）物理意義：物理意義：uS+_iu+_uS+_iu+_電流（正電荷電流（正電

24、荷 ）由高電位向低電位移動(dòng)電場(chǎng)）由高電位向低電位移動(dòng)電場(chǎng)力作功吸收功率力作功吸收功率YANGTZE NORMAL UNIVERSITY電流源輸出電流為電流源輸出電流為iS，其值與此電源的端電壓，其值與此電源的端電壓 u 無關(guān)。無關(guān)。(2) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(a) 電流源電流由電流源本身決定，與外電路無關(guān)；電流源電流由電流源本身決定，與外電路無關(guān)；(b) 電流源兩端電壓電流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(shí)間函數(shù)，如是確定的時(shí)間函數(shù)，如 iS=Imsin t(1)電路符號(hào)電路符號(hào)iS+_u2、理想電流源、理想電流源YAN

25、GTZE NORMAL UNIVERSITY(3) 伏安特性伏安特性IS(a) 若若iS= IS ，即直流電流源，則其伏安特性為平行于，即直流電流源，則其伏安特性為平行于電壓軸的直線，反映電流與電壓軸的直線，反映電流與 端電壓無關(guān)。端電壓無關(guān)。 (b) 若若iS為變化的電流源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也是為變化的電流源，則某一時(shí)刻的伏安關(guān)系也是 這樣這樣 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,相當(dāng)于開路元件相當(dāng)于開路元件 uiOiSiu+_YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(4) 理想電流源的短路與開路理想電流源的短路與開路R(b) 開路：開路

26、：R，i= iS ，u 。若強(qiáng)。若強(qiáng)迫斷開電流源回路，電路模型為病迫斷開電流源回路，電路模型為病態(tài)，理想電流源不允許開路。態(tài)，理想電流源不允許開路。(a) 短路：短路：R=0， i= iS ，u=0 ，電流，電流源被短路。源被短路。iSiu+_(5) 實(shí)際電流源的產(chǎn)生：實(shí)際電流源的產(chǎn)生： 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，有些電子器件輸出具備電流可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)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(fù)載無關(guān)；光電池在一源特性，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。YANGTZE NORMAL

27、UNIVERSITY一個(gè)高電壓、高內(nèi)阻的電壓源，在外部負(fù)載電阻較小，一個(gè)高電壓、高內(nèi)阻的電壓源，在外部負(fù)載電阻較小，且負(fù)載變化范圍不大時(shí)，可將其等效為電流源。且負(fù)載變化范圍不大時(shí)，可將其等效為電流源。RUS+_iu+_rr =1000 ，US =1000 V， R =12 時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) R =1 時(shí)，時(shí)，u=0.999 V 當(dāng)當(dāng) R =2 時(shí)，時(shí)，u=1.999 VR1Aiu+_將其等效為將其等效為1A的電流源：的電流源： 當(dāng)當(dāng) R =1 時(shí)，時(shí)，u=1 V 當(dāng)當(dāng) R =2 時(shí)，時(shí)，u=2 V與上述結(jié)果誤差均很小。與上述結(jié)果誤差均很小。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(6).

28、功率功率p發(fā)發(fā)= u is p吸吸= uisp吸吸= uis p發(fā)發(fā)= uisiSu+_iSu+_u , iS 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) u , iS 非非關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) YANGTZE NORMAL UNIVERSITY2、電路符號(hào)、電路符號(hào)+受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源1.9 受控電源受控電源 (非獨(dú)立源非獨(dú)立源)(controlled source or dependent source)1、定義、定義 電壓源電壓或電流源電流不是給定的時(shí)間函數(shù)，電壓源電壓或電流源電流不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)支路的電壓而是受電路中某個(gè)支路的電壓(或電流或電流)的控制。的控制。YANGTZE NORMAL

29、 UNIVERSITY(a) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source ) : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 u1=0i2= i1 u1=0u2=ri1CCCS i1+_u2i2+_u1i1(b) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( Current Controlled Voltage Source )+_u1i1+_u2i2CCVS+_+_u1i1r i1+_u2i2CCVS+_3、分類、分類 根據(jù)控制量和被控制量是電壓根據(jù)控制量和被控制量是電壓u或電流或電流i ，受控源可分為四，受控源可分為四種類型：當(dāng)被

30、控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制種類型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示量是電流時(shí)，用受控電流源表示YANGTZE NORMAL UNIVERSITYg: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) :電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) i1=0i2=gu1 i1=0u2= u1VCCSgu1+_u2i2+_u1i1(c) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source )+_u1i1 u1+_u2i2VCVS+_(d) 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( Voltage Controlled Voltage Sour

31、ce )YANGTZE NORMAL UNIVERSITY4、受控源與獨(dú)立源的比較、受控源與獨(dú)立源的比較獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓(或電流或電流)由電源本身決定由電源本身決定受控源電壓受控源電壓(或電流或電流)直接由控制量決定直接由控制量決定獨(dú)立源作為電路中獨(dú)立源作為電路中“激勵(lì)激勵(lì)”受控源只是反映輸出端與輸入端的關(guān)系受控源只是反映輸出端與輸入端的關(guān)系YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1.10 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )基爾霍夫定律包括基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律(Kirchhoffs Current LawKCL )基爾霍夫

32、電壓定律基爾霍夫電壓定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )反映電路中所有支路電壓和電流的約束關(guān)系反映電路中所有支路電壓和電流的約束關(guān)系是分析集總參數(shù)電路的基本定律是分析集總參數(shù)電路的基本定律基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)基爾霍夫定律的地位基爾霍夫定律的地位YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1、幾個(gè)名詞、幾個(gè)名詞(定義定義)(1). 支路支路 (branch)：電路中通過同一電流的每個(gè)分支。：電路中通過同一電流的每個(gè)分支。 (b)(2). 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) (node): 三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。三條

33、或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。( 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(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成：兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成(5). 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)：對(duì)平面電路，每個(gè)網(wǎng)眼即為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回：對(duì)平面電路，每個(gè)網(wǎng)眼即為網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。路，但回路不一定是網(wǎng)孔。123ab+_R1uS1+_uS2R2R3l=3n=2123YANGTZE NORMAL UNIVERSITY例：例：支路：支路：ab、bc、ca （共（共6條）條）回路：回路：abd、abcd （共（共

34、7 個(gè)）個(gè)）結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)：a、 b、c、d (共共4個(gè)）個(gè)）bI6E5E6_+R6R3+R5R4R1R2acdI1I2I4I3I5-網(wǎng)孔：網(wǎng)孔：abd、bcd （共（共3 個(gè)）個(gè)）YANGTZE NORMAL UNIVERSITYi4i2i1i3 在任何在任何集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出(流入流入)任一任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和為零。節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和為零。 即即物理基礎(chǔ)：電荷守恒物理基礎(chǔ)：電荷守恒 電流連續(xù)性電流連續(xù)性0 (t)i令流出為令流出為“+”(支路電流背離節(jié)點(diǎn)支路電流背離節(jié)點(diǎn))i1+i2i3+i4=0i1+i3=i2+i4出入iii17A4A

35、10A-12Ai2i1+i210(12)=0 i2=1A 例例: 47i1= 0 i1= 3A 2、基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電流定律 (KCL)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY(1) 電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系；電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系；(2) 流入流入 、流出節(jié)點(diǎn)。、流出節(jié)點(diǎn)。KCL可推廣到一個(gè)封閉面：可推廣到一個(gè)封閉面：兩種符號(hào)兩種符號(hào):廣義結(jié)點(diǎn)廣義結(jié)點(diǎn)I =?I = 0_RE2E3E1+_RR1R+_+I0CbaIIIbIaIcIYANGTZE NORMAL UNIVERSITYAB+_1111113+_22.i4i3 A = B?i3 =i4? A = B

36、?AB+_1111113+_21.i2i1i1 =i2?i1 =i2 A = B A = Bi3 =i4思考：思考：YANGTZE NORMAL UNIVERSITY0)( tu首先考慮（選定一個(gè)首先考慮（選定一個(gè))繞行方向繞行方向:順時(shí)針或逆時(shí)針順時(shí)針或逆時(shí)針.R1I1US1+R2I2R3I3+R4I4+US4=0R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4例例:0U順時(shí)針方向繞行順時(shí)針方向繞行: 在任何在任何集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，沿任一閉合路沿任一閉合路徑徑( 按固定繞向按固定繞向 )， 各支路電壓的代數(shù)和為零各支路電壓的代數(shù)和為零。 即即電阻壓降電阻壓降電源壓升電源壓升 S UUR即即-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0-U1+U2+U3+U4= US1 -US4 I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_3、基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電壓定律 (KVL)YANGTZE NORMAL UNIVE