電路基本元件

1、1.3 電路的基本元件 1.3.1 歐姆定律 、電阻元件 1.3.2 電容元件 1.3.3 電感元件1.3.1 歐姆定律、電阻與電導(dǎo) 1. 歐姆定律、電阻與電導(dǎo)對(duì)于任何元件,加在元件上的電壓和流過(guò)元件的電流必然存在一定的函數(shù)關(guān)系。1826年，德國(guó)科學(xué)家歐姆通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：二端耗能元件（如電爐、白熾燈）上的電壓u(t)與電流i(t)成正比。即u (t) = R i(t) (1- 3- 1)式中R是比例常數(shù)。這一規(guī)律稱(chēng)為歐姆定律（ohms law）。圖 1-3-1iRu 上式是在圖1-3-1電壓與電流關(guān)聯(lián)參考方向下歐姆定律的表達(dá)式。 若電阻元件上電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián),則歐姆定律的表達(dá)式為u

2、（t）= - R i（t） (1- 3- 2) 在金屬導(dǎo)體中,自由電子受電場(chǎng)力作用作定向運(yùn)動(dòng),但在前進(jìn)的路徑上,電子要與原子及正離子發(fā)生碰撞,使電子的運(yùn)動(dòng)受到阻礙，式(1- 3- 1)中的比例常數(shù)R就是表征導(dǎo)體對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的電路參數(shù),稱(chēng)為電阻(resistance)。 具有電阻性質(zhì)的二端元件稱(chēng)為電阻元件,簡(jiǎn)稱(chēng)電阻。因此,“電阻”這一名詞有時(shí)指元件,有時(shí)指元件的參數(shù)。 單位：歐姆，簡(jiǎn)稱(chēng)歐。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)： 對(duì)大電阻常用千歐（k）或兆歐（M）作單位）安培（）伏特（）歐姆（AVRtuti)()(上式說(shuō)明：流過(guò)電阻的電流與加在電阻上的電壓成正比，與電阻的阻值成反比。 電阻一定時(shí)，電壓愈高電流愈大；

3、電阻一定時(shí)，電壓愈高電流愈大； 電壓一定時(shí)，電阻愈大電流就愈小。電壓一定時(shí)，電阻愈大電流就愈小。 電導(dǎo)的SI單位是西門(mén)子(siemens)，簡(jiǎn)稱(chēng)西，用符號(hào)S表示。 RG1 電阻的倒數(shù)稱(chēng)做電導(dǎo),是表征元件導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的電路參數(shù)，用符號(hào)G表示，即 對(duì)于直流電流I和直流電壓U。在U、I參考方向關(guān)聯(lián)的條件下，歐姆定律的表示式為U = R I 或 GURUI 2. 電阻元件的伏安關(guān)系元件上的電壓u(t)與電流i(t)的函數(shù)關(guān)系稱(chēng)為伏安特性，簡(jiǎn)稱(chēng)伏安關(guān)系，用VAR表示。（注：Rrelation）對(duì)于電阻元件，如果其阻值大小與所加的電壓大小和流過(guò)的電流大小無(wú)關(guān),其伏安關(guān)系必然符合歐姆定律，這種電阻稱(chēng)線性電阻

4、。 線性電阻的伏安關(guān)系曲線如下圖1-3-2所示。圖中直線的斜率就等于電阻值,即 )()(tantituR Ou(t)i(t)圖 1-3-2 有一些電阻元件的伏安關(guān)系不是線性關(guān)系,如圖1-3-3所示二極管的伏安特性曲線就是非線性的,其電壓與電流的比值是變化的,這種元件的電阻值是電壓或電流的函數(shù),稱(chēng)做非線性電阻。但是,在電壓或電流的一定范圍內(nèi),電壓變化量與電流變化量的比值為常數(shù),因此,可在該范圍內(nèi)把非線性電阻用線性電阻來(lái)代替,使問(wèn)題的分析得到簡(jiǎn)化。圖 1-3-3Oii(t)u(t)aub3. 金屬導(dǎo)體的電阻slR電阻率（電阻率（ m m） l導(dǎo)體的長(zhǎng)度（導(dǎo)體的長(zhǎng)度（m m） S導(dǎo)體的橫截面積（導(dǎo)體

5、的橫截面積（m m2 2） ，反映材料，反映材料導(dǎo)電導(dǎo)電性能的系數(shù)。性能的系數(shù)。 Ag、Cu、Al 的的小，小，Ag作作電電器觸器觸頭頭， Cu、 Al 作作導(dǎo)線導(dǎo)線。 NiCr、FeCrAl合金的合金的大，耐高溫，用作大，耐高溫，用作發(fā)熱發(fā)熱器件的器件的電電阻阻絲絲。歐姆的實(shí)驗(yàn)還指出：對(duì)于均勻截面的金屬導(dǎo)體,它的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比,與截面積成反比,還與材料的導(dǎo)電能力有關(guān)。即表1-2 幾種常用材料的電阻率與溫度系數(shù) ？思考題 1. 一段導(dǎo)線其阻值為R，若將其中間對(duì)折合并成一條新導(dǎo)線，則其阻值為 。 A. 2R B. (1/2)R C. (1/4)R D. (1/8)R 2. 一段導(dǎo)線其阻值

6、為R，若將其均勻拉伸成一條兩倍長(zhǎng)度的新導(dǎo)線，則其阻值為 。 A. R B. 2R C. 4R D. 8R4. 電阻元件上的功率 若u、i為關(guān)聯(lián)參考方向，則電阻及上消耗的功率為2RiiRiuip 若u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向，則 2RiiRiuip 可見(jiàn)，電阻總是消耗(吸收)功率，而與其上的電流、電壓極性無(wú)關(guān)。 例1.3 Ai1WAuuip31Vu32RiiRiuip32ipR如圖所示電路中，已知電阻如圖所示電路中，已知電阻R R吸收功率為吸收功率為3W3W， 。 求電壓求電壓u u及電阻及電阻R R的值。的值。 解：解： u u、i i為關(guān)聯(lián)參考方向，為關(guān)聯(lián)參考方向，所以，所以，u u 的實(shí)際方向

7、與參考方向相反。的實(shí)際方向與參考方向相反。 因因故故5. 電阻器1）電阻器的種類(lèi)：）電阻器的種類(lèi)： 在電路中，電阻器是最常見(jiàn)的電路元件，它的在電路中，電阻器是最常見(jiàn)的電路元件，它的種類(lèi)很多。以結(jié)構(gòu)形式分，有固定電阻、可調(diào)電阻種類(lèi)很多。以結(jié)構(gòu)形式分，有固定電阻、可調(diào)電阻和電位器等，其圖形符號(hào)分別如圖所示。和電位器等，其圖形符號(hào)分別如圖所示。固定電阻器固定電阻器 可變電阻器可變電阻器 電位器電位器 熱敏電阻器熱敏電阻器 2）電阻器的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)稱(chēng)系列值標(biāo)稱(chēng)系列值 通用型電阻的阻值系列如表通用型電阻的阻值系列如表1所示。選用電阻時(shí)，應(yīng)在標(biāo)稱(chēng)所示。選用電阻時(shí)，應(yīng)在標(biāo)稱(chēng)值系列中選擇，電阻的標(biāo)稱(chēng)值為表中數(shù)值

8、乘以值系列中選擇，電阻的標(biāo)稱(chēng)值為表中數(shù)值乘以10n （n為正、負(fù)為正、負(fù)整數(shù)）。整數(shù)）。額定功率額定功率 電阻器的額定功率也有標(biāo)稱(chēng)值，如表電阻器的額定功率也有標(biāo)稱(chēng)值，如表2所示。選用電阻時(shí)，所示。選用電阻時(shí)，其標(biāo)稱(chēng)功率應(yīng)是實(shí)際電路功率的其標(biāo)稱(chēng)功率應(yīng)是實(shí)際電路功率的1.52.0倍。倍。精度（允許）誤差精度（允許）誤差 電阻器的實(shí)際值與標(biāo)稱(chēng)值之間的相對(duì)誤差值稱(chēng)為電阻的精度電阻器的實(shí)際值與標(biāo)稱(chēng)值之間的相對(duì)誤差值稱(chēng)為電阻的精度誤差。如表誤差。如表3所示。所示。表1 電阻器阻值標(biāo)稱(chēng)系列值 表2 電阻器的功率等級(jí)表3 電阻器的精度等級(jí)3）電阻器的標(biāo)示方法1 文字符號(hào)直標(biāo)法文字符號(hào)直標(biāo)法 用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字

9、符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來(lái)表示標(biāo)稱(chēng)阻值，用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來(lái)表示標(biāo)稱(chēng)阻值，額定功率、允許誤差等級(jí)等。額定功率、允許誤差等級(jí)等。 符號(hào)前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位符號(hào)前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值，其文字符號(hào)所表示的單位如表小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值，其文字符號(hào)所表示的單位如表4所示。如所示。如1R5表示表示1.5，2K7表示表示2.7k。文字符號(hào)直標(biāo)法 由標(biāo)號(hào)可知，它是精密金屬膜電阻器，額定功率為1/8W，標(biāo)稱(chēng)阻值為5.1k，允許誤差為10%。 例 3）電阻器的標(biāo)示方法2 色標(biāo)法色標(biāo)法色標(biāo)法是將電阻器的類(lèi)別及主要技術(shù)參

10、數(shù)的數(shù)值用色環(huán)色標(biāo)法是將電阻器的類(lèi)別及主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用色環(huán)標(biāo)注在它的外表面上。色標(biāo)電阻（色環(huán)電阻）器可分為三環(huán)、標(biāo)注在它的外表面上。色標(biāo)電阻（色環(huán)電阻）器可分為三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)三種標(biāo)法。四環(huán)、五環(huán)三種標(biāo)法。一般四色環(huán)和五色環(huán)電阻器表示允許誤差的色環(huán)的特點(diǎn)是該環(huán)離其它環(huán)的距離較遠(yuǎn)。較標(biāo)準(zhǔn)的表示應(yīng)是表示允許誤差的色環(huán)的寬度是其它色環(huán)的（1.52）倍。色環(huán)電阻標(biāo)示法色環(huán)電阻標(biāo)示法 例如，色環(huán)為紅紫綠黃棕表示275x1042.75M1%的電阻器。 一般色環(huán)電阻器表示允許誤差的色環(huán)離其它環(huán)的距離較遠(yuǎn)。較標(biāo)準(zhǔn)的表示應(yīng)是表示允許誤差的色環(huán)的寬度是其它色環(huán)的（1.52）倍。6. 電阻的作用 電阻器在電路中

11、的作用有：限制電流分壓分流 回到本節(jié)1.3.2 電容元件 1電容器 電容器是由兩個(gè)導(dǎo)體中間隔以介質(zhì)(絕緣物質(zhì))組成。此導(dǎo)體稱(chēng)為電容器的極板。電容器加上電源后，極板上分別聚集起等量異號(hào)的電荷。帶正電荷的極板稱(chēng)為正極板，帶負(fù)電荷的極板稱(chēng)為負(fù)極板。此時(shí)在介質(zhì)中建立了電場(chǎng)，并儲(chǔ)存了電場(chǎng)能量。當(dāng)電源斷開(kāi)后，電荷在一段時(shí)間內(nèi)仍聚集在極板上。 所以，電容器是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。電容器a)固定電容 b) c)可變電容 c)微調(diào)電容 常見(jiàn)電容器的類(lèi)型如圖所示。其中，電解電容有常見(jiàn)電容器的類(lèi)型如圖所示。其中，電解電容有“+ +、-”-”極性，在實(shí)物上和圖形符號(hào)上都有標(biāo)注。極性，在實(shí)物上和圖形符號(hào)上都有標(biāo)注

12、。 2電容元件 電容元件簡(jiǎn)稱(chēng)電容，是一種理想的電容器。電容的圖形符號(hào)如圖所示。 電容的符號(hào)是大寫(xiě)字母C，其電容量與電容器存儲(chǔ)的電荷q以及電容器兩端的電壓uc有關(guān)，即 單位：法拉(F)，微法(F)，皮法(pF) 注： 1F=106F=1012 pF當(dāng)C為一常數(shù)，而與電容兩端的電壓無(wú)關(guān)時(shí)，這種電容元件就叫線性電容元件，否則叫非線性電容元件。這里只研究線性電容元件。i C+u cuqC 電容元件的u - i關(guān)系說(shuō)明： 1) 電容的充放電 2) 電容的隔直作用 電容上吸收的直流功率為P=UI=0, 即電容在直流電路中不消耗功率。 3) 電容兩端的電壓不能突變dtduCi 3電容上的電壓與電流 u、i選

13、關(guān)聯(lián)參考方向，其伏安關(guān)系為 4電容器的使用 電容器的額定值主要有電容量、允許誤差和額定工作電壓(耐壓值)。 在實(shí)際使用時(shí)主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電容值應(yīng)選附錄1所示的系列值；實(shí)際加在電容兩端的電壓應(yīng)不超過(guò)標(biāo)在電容器外殼上的耐壓值；電解電容的極性不能接錯(cuò)。 5. 電容的作用： 隔斷直流，導(dǎo)通交流，濾波，移相，調(diào)諧等。回到本節(jié)1.3.3 電感元件 1電感器 電感器一般由骨架、繞組、鐵心和屏蔽罩等組成。電感元件的圖形符號(hào)常見(jiàn)電感器類(lèi)型a)a)固定電感固定電感 b)b)微調(diào)電感微調(diào)電感 c)c)濾波扼流圈濾波扼流圈 d)d)收音機(jī)用天線線圈收音機(jī)用天線線圈 2電感元件和電感 電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量

14、的元件，是實(shí)際電感器的理想化模型。 單位：亨利(H)，毫亨(mH)、微亨(H) 1H=103mH=106H 電感的符號(hào)：L 當(dāng)L為一常數(shù)，而與元件中通過(guò)的電流無(wú)關(guān)時(shí)，這種電感元件就叫線性電感元件，否則叫非線性電感元件。這里只研究線性電感元件。 電感元件的u - iL關(guān)系說(shuō)明： 1) 當(dāng)通過(guò)電感元件的電流發(fā)生變化時(shí)，電感上才能產(chǎn)生電壓。 2) 在直流電路中， 電感相當(dāng)于短路，即說(shuō)明電感起導(dǎo)通直流的作用，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)直作用。 電感上吸收的直流功率為P=UI=0，即電感在直流電路中不消耗功率。 3) 電感中的電流不能突變。 3電感上的電壓與電流 u、iL選關(guān)聯(lián)參考方向，其伏安關(guān)系為 dtdiLuL 具有相

15、同電壓電流關(guān)系（即伏安關(guān)系，簡(jiǎn)寫(xiě)為具有相同電壓電流關(guān)系（即伏安關(guān)系，簡(jiǎn)寫(xiě)為VAR）的不同電路稱(chēng)為）的不同電路稱(chēng)為，將某一電路用與，將某一電路用與其等效的電路替換的過(guò)程稱(chēng)為其等效的電路替換的過(guò)程稱(chēng)為。將電路進(jìn)。將電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使電路的分析計(jì)算得到簡(jiǎn)行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使電路的分析計(jì)算得到簡(jiǎn)化?；?。iR1+uR2RnRi+u+u1+u2+unnnnRRRRuuuuiiii212121 )3( )2( ) 1 (n個(gè)電阻串個(gè)電阻串聯(lián)可等效為聯(lián)可等效為一個(gè)電阻一個(gè)電阻分壓公式分壓公式uRRiRukkkR1i+uR2+u1+u2兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)uRRRu2111uRRRu21

16、22？思考 判斷題：串聯(lián)電路中，阻值越大的電阻，分得的電壓也越大（ or ）。R1i+uR2+u1+u2uRRRu2111uRRRu2122電阻串聯(lián)分壓公式電阻串聯(lián)分壓公式uRRiRukkkR1i+uR2+u1+u2兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)uRRRu2111uRRRu2122n個(gè)電阻并個(gè)電阻并聯(lián)可等效為聯(lián)可等效為一個(gè)電阻一個(gè)電阻i1 i2 inR1i+uR2RnRi+unnnRRRRiiiiuuuu1111 ) 3( )2( ) 1 (212121兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)212121 /RRRRRRRi1 i2R1i+uR2電阻并聯(lián)分流公式電阻并聯(lián)分流公式兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)i

17、RRRuikkkiRRRi2121iRRRi2112i1 i2R1i+uR2？思考 判斷題：并聯(lián)電路中，阻值越大的電阻，分得的電流越?。?or ）。iRRRi2121iRRRi2112i1 i2R1i+uR21.4.3 電阻的混聯(lián)ABCDR1R3R4R2U2I1I3I2U 如何求出如何求出AB之間的等效電阻？之間的等效電阻？ABCDR1R3R2U2I1I3I2UABCDR1U2I1UABI1UABCDR1R3R4R2U2I1I3I2U 上圖中，已知上圖中，已知U=120V，R1=100， R2=30，R3=10，R4=50，求求等效電阻等效電阻RAB；電流；電流I1、I2、I3；電壓；電壓U2

18、 。 練習(xí)題練習(xí)題1.4.4 電阻的星形和三角形連接星形（Y形）連接，即三個(gè)電阻的一端連接在一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)上，而另一端分別接到三個(gè)不同的端鈕上。電阻的Y形連接I1I2I3R2R1R3123電阻的星形和三角形連接電阻的 形連接三角形（亦稱(chēng)三角形（亦稱(chēng)D形）連接，形）連接，即三個(gè)電阻分別接到每即三個(gè)電阻分別接到每?jī)蓚€(gè)端鈕之間，使之本兩個(gè)端鈕之間，使之本身構(gòu)成一個(gè)三角形。身構(gòu)成一個(gè)三角形。I1I2I3R23R12R31123圖中哪幾個(gè)電阻構(gòu)成了星形（Y形）連接？哪幾個(gè)電阻構(gòu)成了三角形（D形）連接？電阻的Y形和 形連接星形（Y形）連接：圖中的（R1、R3 、R4 ）以及（ R2、 R3、R5）。電阻的Y

19、形和 形連接電阻的Y形和 形連接三角形連接：三角形連接：圖中的（圖中的（R1、 R2、 R3 ）以及（以及（ R3、 R4和和R5）要求出圖中要求出圖中a、b端的等效電阻，必須將端的等效電阻，必須將R12、 R23、 R31組成的三角形連接轉(zhuǎn)換為星形連接，組成的三角形連接轉(zhuǎn)換為星形連接，再運(yùn)用電阻再運(yùn)用電阻串、并聯(lián)等效電阻公式求出串、并聯(lián)等效電阻公式求出a、b端的等效電阻。端的等效電阻。電阻三角形連接等效變?yōu)閅形連接三角形連接等效為三角形連接等效為Y形連接，形連接，轉(zhuǎn)換公式為：轉(zhuǎn)換公式為：312312312333123122312231231212311RRRRRRRRRRRRRRRRRRY形

20、連接等效為三角形連接，形連接等效為三角形連接，轉(zhuǎn)換公式為：轉(zhuǎn)換公式為：213322131113322123313322112RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR例 如圖1.39所示，有一滿偏電流Ig=100A，內(nèi)阻Rg=1600的表頭，若要改變成能測(cè)量1mA的電流表，問(wèn)需并聯(lián)的分流電阻為多大。8 .1771600900100gRgRIIRI IR R R R = = I Ig g R Rg g 則則即在表頭兩端并聯(lián)一個(gè)即在表頭兩端并聯(lián)一個(gè)177.8177.8的分流電阻，可將電流表的的分流電阻，可將電流表的量程擴(kuò)大為量程擴(kuò)大為1mA1mA。解： 要改裝成1mA的電流表，應(yīng)使1mA的電

21、流通過(guò)電流表時(shí)，表頭指針剛好滿偏。 根據(jù)KCL IR = I - Ig = (110-3 - 10010-6)A = 900 A 根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，有1.5 電壓源與電流源及其等效變換 1.5.1 電壓源 電源在產(chǎn)生電能的同時(shí),也有能量的消耗,例如干電池有電流輸出時(shí)電池本身發(fā)熱,這時(shí)電池的端電壓小于輸出電流為零時(shí)的端電壓,這種電源叫做實(shí)際電源。 在理想狀態(tài)下電源產(chǎn)生電能時(shí)不消耗電能，這種電源叫做理想電源。理想電源是不存在的,只是在理論分析中抽象化的電源。 1 理想電壓源 不管外部電路如何,其兩端電壓總能保持一恒定值或一定的時(shí)間函數(shù)關(guān)系的電源定義為理想電壓源，其電路模型如圖1-5-1所示。如果

22、電源端電壓恒定不變則為直流理想電壓源, 其外特性曲線（電壓與電流的關(guān)系曲線）如圖1-5-2所示。圖 1-5-1 us(t)i(t)u(t)RS圖1-5-2OUsu(t) / Vi / s 在圖1-5-1中,無(wú)論開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)還是接通,均有 u(t)=us(t) (1-5-1) 即電源端電壓u(t)固定不變，與流經(jīng)電源的電流i(t) 無(wú)關(guān)。 通過(guò)它的電流取決于它所連接的外電路，是可以改變的。Us+ us+ 對(duì)于電壓源，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1) 在圖示電路中，對(duì)于電壓源， u、i為非關(guān)聯(lián)參考方向，電壓源的功率為 P -u i - us i 2) 使用電壓源時(shí)，當(dāng)us 0時(shí)，不允許將其“+、-”極短接。

23、3）當(dāng)us 0時(shí)，電壓源處于短路狀態(tài)。 2 實(shí)際電壓源 把產(chǎn)生電能的同時(shí)還消耗電能的電壓源定義為實(shí)際電壓源， 簡(jiǎn)稱(chēng)電壓源。其電路模型如圖1-5-3所示,圖中R0是人為地把電源消耗的電能視為一個(gè)稱(chēng)做內(nèi)阻的電阻所消耗的電能。這時(shí)電源的端電壓為 u(t)=us(t)-i(t)R0圖 1-5-3us(t)i(t)u(t)RRoS 當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),i(t)=0,電源端電壓u(t)=us(t);當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),i(t)0,電源端電壓u(t) us(t)。 當(dāng)R=0時(shí),電源產(chǎn)生的功率全部消耗在電源內(nèi)阻Ro上。 實(shí)際中的電壓源一旦出現(xiàn)短路,電源發(fā)熱量將會(huì)急劇上升,造成電源的絕緣材料燒毀,電源損壞。us(t)i(t)

24、u(t)RRoS 1 理想電流源 不管外部電路如何,其輸出電流總能保持一恒定值或一定的時(shí)間函數(shù)關(guān)系的電源定義為理想電流源,其電路模型如圖1-5-5所示。如果電源輸出電流恒定不變,則為直流理想電流源,直流理想電流源的外特性曲線如圖1-5-6所示。1.5.2 電流源圖 1-5-5u(t)i(t)RSis(t)圖1-5-6Ou / Vi / AIs 在圖1-5-5中,無(wú)論開(kāi)關(guān)斷開(kāi)還是閉合,均有i(t)= is(t) (1-5-5) 即電流源輸出電流i(t)固定不變，與電源端電壓u(t)的大小和方向無(wú)關(guān)。 電流源的端電壓取決于它所連接的外電路，是可以改變的。 is對(duì)于電流源，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1) 在

25、圖示電路中，對(duì)電流源來(lái)說(shuō)，u、is為非關(guān)聯(lián)參考方向，電流源消耗的功率為P = -uis 2) 使用電流源時(shí)，當(dāng)is 0時(shí)，不允許將電流源開(kāi)路。 3) is = 0時(shí)，電流源處于開(kāi)路狀態(tài)。 2 實(shí)際電流源把產(chǎn)生電能的同時(shí)還消耗電能的電流源定義為實(shí)際電流源,簡(jiǎn)稱(chēng)電流源,其電路模型如圖1-5-7所示,圖中R0亦視為實(shí)際電流源的內(nèi)阻。實(shí)際電流源輸出電流為 0)()()(Rtutitis圖 1-5-7 u(t)i(t)RoSis(t)R 當(dāng)S閉合時(shí), u(t)=0 ，i(t)=is(t)； 當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),i(t)is(t),u(t)0。 當(dāng)R=時(shí),電源產(chǎn)生的功率全部消耗在內(nèi)阻R0上。 實(shí)際中電流源一旦出現(xiàn)

26、開(kāi)路,電源發(fā)熱量將急劇上升,造成電源絕緣材料燒毀,電源損壞。 u(t)i(t)RoSis(t)R 實(shí)際電源的兩種模型： 實(shí)際電源既可以用電壓源模型表示,也可以用電流源模型表示。兩種模型具有相同的VAR，所以二者可以等效互換。 1.5.3 電壓源與電流源的等效變換 +Us I(b)電壓源串聯(lián)內(nèi)阻的模型Ro+U+UI(c)電流源并聯(lián)內(nèi)阻的模型IsRoIIsUUs0(a)實(shí)際電源的伏安特性 兩種電源模型的等效變換 所謂外部等效, 就是要求當(dāng)與外電路相連的端鈕a、 b之間具有相同的電壓時(shí), 端鈕上的電流必須大小相等, 參考方向相同。如圖所示： USrURLabIURLabrIS(a)(b)IR00R

27、對(duì)外電路等效的條件： 因此, 當(dāng)已知電壓源的US和R0時(shí), 可等效為電流源: 反之, 已知電流源的IS和 時(shí),可等效為電壓源: 圖 (a)中, 電壓源的伏安特性為U=US-IR0，或 圖(b)中, 電流源的伏安特性為 或00RURUIS00RIRIUs0RUIIS0RIUsS00RR 0/RUISs00RR 0R0RIUsS00RR例1 求圖示電路的等效變換。2,2SSRAIVARIUSSs4222SSRR解：圖解：圖a a，已知，已知, ,則則3,6SSRVU續(xù)解：圖續(xù)解：圖b b，已知，已知?jiǎng)t則AARUISSS2363SSRR 例2 試用電源變換的方法求如圖所示電路中，通過(guò)電阻R3上的電流I3 。AIs45201AIs25102解：將解：將R R3 3看成外電路，對(duì)看成外電路，對(duì)a a、