《電路理論》李瀚蓀 第4版-第一章

1、第第1 1章章 電路和集總電路模型電路和集總電路模型1.1電流源電流源1.6電路變量電路變量 電流、電壓及功率電流、電壓及功率1.2受控源受控源1.7基爾霍夫定律基爾霍夫定律1.3分壓、分流公式分壓、分流公式1.8電阻元件電阻元件1.4兩類(lèi)約束兩類(lèi)約束 KCL KVL1.9本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)電壓源電壓源1.5支路分析支路分析1.101. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律l 重點(diǎn)重點(diǎn)：2. 2. 電阻元件和電源元件的特性電阻元件和電源元件的特性返 回難點(diǎn)難點(diǎn)1、參考方向、參考方向2、電流源、電壓源、受控源的特性、電流源、電壓源、受控源的特性1.1

2、1.1 電路和集總電路模型電路和集總電路模型1.1.實(shí)際電路實(shí)際電路功能功能a a 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換；b b 信息的傳遞、控制與處理。信息的傳遞、控制與處理。建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。建立在同一電路理論基礎(chǔ)上。由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期由電工設(shè)備和電氣器件按預(yù)期目的連接構(gòu)成的電流的通路。目的連接構(gòu)成的電流的通路。下 頁(yè)上 頁(yè)共性共性返 回1-1放放大大器器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動(dòng)電動(dòng)機(jī)電機(jī)電爐爐.輸電線輸電線什么是模型什么是模型 ( (model) )？ 并非陌生的并非陌生的概念。概念。 研究電路問(wèn)研究電

3、路問(wèn)題，也可以題，也可以采用模型化采用模型化方法。方法。實(shí)際電路看實(shí)際電路看作集總電路作集總電路（模型）的（模型）的條件。條件。1-21-3物理學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)、剛體以及點(diǎn)電荷等都是模型。 質(zhì)點(diǎn)是小物體的模型，它是具有一定質(zhì)量而沒(méi)有大小和形狀的物體，實(shí)際上并不存在。當(dāng)實(shí)際物體的尺度在所討論的問(wèn)題中為很小時(shí)，就可以用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替，使問(wèn)題簡(jiǎn)化，而所得結(jié)果與實(shí)際仍能相當(dāng)符合。利用這種抽象概念，便于研究事物變化的規(guī)律，例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律。1-4理想化、抽象化即模型化的過(guò)程。理想電阻元件理想電阻元件 （模型）（模型） （a）電路的尺度必須遠(yuǎn)小于電路最高頻率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng) 。 1-5 例如：例如：50H50HZ Z電

4、力供電電力供電kmmHzsmfC600010650/103681020 反映實(shí)際電路部件的主要電磁反映實(shí)際電路部件的主要電磁 性質(zhì)的理想電路元件及其組合。性質(zhì)的理想電路元件及其組合。2. 2. 電路模型電路模型sRLRsU10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)燈泡燈泡電路圖電路圖l理想電路元件理想電路元件有某種確定的電磁性能的理想有某種確定的電磁性能的理想元件。元件。l電路模型電路模型下 頁(yè)上 頁(yè)返 回3.3.集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路由集總元件構(gòu)成的電路由集總元件構(gòu)成的電路集總元件集總元件假定發(fā)生的電磁過(guò)程都集中在假定發(fā)生的電磁過(guò)程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。元件內(nèi)部進(jìn)行。集

5、總條件集總條件d下 頁(yè)上 頁(yè) 集總參數(shù)電路中集總參數(shù)電路中u、i 可以是時(shí)間的函可以是時(shí)間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)。因此，任何時(shí)刻，流數(shù)，但與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)。因此，任何時(shí)刻，流入兩端元件一個(gè)端子的電流等于從另一端子流入兩端元件一個(gè)端子的電流等于從另一端子流出的電流；端子間的電壓為單值量。出的電流；端子間的電壓為單值量。注意返 回5種基本的理想電路元件：種基本的理想電路元件：電阻元件：電阻元件：表示消耗電能的元件表示消耗電能的元件電感元件：電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件：電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電

6、壓源和電流源：電壓源和電流源：表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成 電能的元件。電能的元件。5種基本理想電路元件有三個(gè)特征：種基本理想電路元件有三個(gè)特征： （a a）只有兩個(gè)端子；只有兩個(gè)端子； （b b）可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述；可以用電壓或電流按數(shù)學(xué)方式描述； （c c）不能被分解為其他元件。不能被分解為其他元件。下 頁(yè)上 頁(yè)注意返 回具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件，具有相同的主要電磁性能的實(shí)際電路部件， 在在一定條件下可用同一電路模型表示；一定條件下可用同一電路模型表示；同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路同一實(shí)際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其電路模型可

7、以有不同的形式。模型可以有不同的形式。下 頁(yè)上 頁(yè)例例電感線圈的電路模型電感線圈的電路模型注意返 回1.2 1.2 電路變量電路變量 電流、電壓及功率電流、電壓及功率 電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁電路中的主要物理量有電壓、電流、電荷、磁鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要鏈、能量、電功率等。在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。關(guān)心的物理量是電流、電壓和功率。1.1.電流的參考方向電流的參考方向l電流電流l電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)帶電粒子有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量下 頁(yè)上 頁(yè)返 回l方向

8、方向 規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向l單位單位1kA=103A1mA=10-3A1 A=10-6AA（安培）、（安培）、kA、mA、A元件元件( (導(dǎo)線導(dǎo)線) )中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能中電流流動(dòng)的實(shí)際方向只有兩種可能: : 實(shí)際方向?qū)嶋H方向AB實(shí)際方向?qū)嶋H方向AB 對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變對(duì)于復(fù)雜電路或電路中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷?；瘯r(shí)，電流的實(shí)際方向往往很難事先判斷。下 頁(yè)上 頁(yè)問(wèn)題返 回l參考方向參考方向 大小大小方向方向( (正負(fù)）正負(fù)）電流電流( (代數(shù)量代數(shù)量) )任意假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方任意

9、假定一個(gè)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流的參考方向。向即為電流的參考方向。i 0i 0參考方向參考方向U+參考方向參考方向U+ 0 吸收正功率吸收正功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) )P0 發(fā)出正功率發(fā)出正功率 ( (實(shí)際發(fā)出實(shí)際發(fā)出) )P0 發(fā)出負(fù)功率發(fā)出負(fù)功率 ( (實(shí)際吸收實(shí)際吸收) )l u, i 取非取非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向下 頁(yè)上 頁(yè)+ +- -iu+ +- -iu返 回記憶方法記憶方法1 1pui吸吸 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)發(fā)發(fā) 非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)記憶方法記憶方法2 2關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)pui發(fā)發(fā) 元件發(fā)出的功率元件發(fā)出的功率，元件吸收的功率，元件吸收的功率()puiui 吸吸，元件吸收的功率，元件吸

10、收的功率pui吸吸永遠(yuǎn)用關(guān)聯(lián)計(jì)算永遠(yuǎn)用關(guān)聯(lián)計(jì)算p ui吸吸-i例例 求圖示電路中各求圖示電路中各方框所代表的元件吸方框所代表的元件吸收或產(chǎn)生的功率。收或產(chǎn)生的功率。下 頁(yè)上 頁(yè)已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V,U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A 564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1返 回解解）（發(fā)出發(fā)出W221111IUP）（發(fā)出發(fā)出W62)3(122IUP（吸收）W1628133IUP（吸收）W3) 1()3(366IUP）（發(fā)出發(fā)出W7) 1(7355IUP）（發(fā)出發(fā)出W41)4(244IUP對(duì)一完整的電

11、路，滿足：對(duì)一完整的電路，滿足：發(fā)出的功率吸收的功率發(fā)出的功率吸收的功率下 頁(yè)上 頁(yè)564123I2I3I1+U6U5U4U3U2U1注意返 回1.3 1.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 （KCL）和基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電壓定律( KVL )。它反。它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律。本規(guī)律，是分析集總參數(shù)電路的基本定律?；鶢柣舴蚨膳c元件特性構(gòu)成了電路分析的基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 (2) (1)

12、1.1.幾個(gè)名詞幾個(gè)名詞電路中通過(guò)同一電流的分支。電路中通過(guò)同一電流的分支。元件的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。元件的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。b=3an=4b+_R1uS1+_uS2R2R3支路支路電路中每一個(gè)兩端元件就叫電路中每一個(gè)兩端元件就叫一條支路。一條支路。i3i2i1結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b=5下 頁(yè)上 頁(yè)或三條以上支路的連接點(diǎn)稱或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。為結(jié)點(diǎn)。n=2注意 兩種定兩種定義分別用在不同義分別用在不同的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。返 回由支路組成的閉合路徑。由支路組成的閉合路徑。兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路兩結(jié)點(diǎn)間的一條通路。由支路構(gòu)成構(gòu)成對(duì)對(duì)平面電路平面電路，其內(nèi)部不含任，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。何支路的

13、回路稱網(wǎng)孔。l=3123路徑路徑回路回路網(wǎng)孔網(wǎng)孔網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。下 頁(yè)上 頁(yè)+_R1uS1+_uS2R2R3注意返 回2.2.基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL)令流出為令流出為“+”，有：，有：例例 在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流在集總參數(shù)電路中，任意時(shí)刻，對(duì)任意結(jié)點(diǎn)流出（或流入）該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。出（或流入）該結(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。mti1b0)(出入ii or流進(jìn)流進(jìn)的電的電流等流等于流于流出的出的電流電流1i5i4i3i2i054321 iiiii54321iiiii 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回a1-11 i2A5A

14、例如：例如：0641iii例例0542iii0653iii三式相加得：三式相加得：0321iiiKCL可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面。的任一閉合面。下 頁(yè)上 頁(yè)1 3 25i6i4i1i3i2i表明返 回KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任意結(jié)點(diǎn)處的反映；任意結(jié)點(diǎn)處的反映；KCL是對(duì)結(jié)點(diǎn)處支路電流加的約束，與支路是對(duì)結(jié)點(diǎn)處支路電流加的約束，與支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；非線性無(wú)關(guān)；KCL方程是按電流參考方向列寫(xiě)的，與電方程是按電流參考方向列寫(xiě)的，與電

15、流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。下 頁(yè)上 頁(yè)明確返 回3 3. .基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律 (KVL)mtu1b0)(升降uuor U3U1U2U4下 頁(yè)上 頁(yè)標(biāo)定各元件電壓參標(biāo)定各元件電壓參考方向考方向 選定回路繞行方向，選定回路繞行方向，順時(shí)針或逆時(shí)針順時(shí)針或逆時(shí)針. .I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_在在集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，集總參數(shù)電路中，任一時(shí)刻，沿任一回路，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。返 回能量不滅定律而來(lái)能量不滅定律而來(lái)U1US1+U2+U3+U4+US4= 0U2+U3+U4+US4=U1+US1 或：或

16、：R1I1+R2I2R3I3+R4I4=US1US4下 頁(yè)上 頁(yè)U3U1U2U4I1+US1R1I4_+US4R4I3R3R2I2_KVL也適用于電路中任一假想的回路。也適用于電路中任一假想的回路。注意返 回例例SbaUUUU21KVL的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律的實(shí)質(zhì)反映了電路遵從能量守恒定律; ;KVL是對(duì)回路中的支路電壓加的約束，與回路是對(duì)回路中的支路電壓加的約束，與回路各支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性各支路上接的是什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；還是非線性無(wú)關(guān)；KVL方程是按電壓參考方向列寫(xiě)，與電壓實(shí)際方程是按電壓參考方向列寫(xiě)，與電壓實(shí)際方向無(wú)關(guān)。方向無(wú)關(guān)。下 頁(yè)

17、上 頁(yè)明確aUsb_-+U2U1返 回4. 4. KCL、KVL小結(jié)小結(jié)： KCL是對(duì)支路電流的線性約束，是對(duì)支路電流的線性約束，KVL是對(duì)是對(duì)回回路電壓的線性約束。路電壓的線性約束。 KCL、KVL與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無(wú)關(guān)。與組成支路的元件性質(zhì)及參數(shù)無(wú)關(guān)。 KCL表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒的；表明在每一節(jié)點(diǎn)上電荷是守恒的；KVL是是能量守恒能量守恒的具體體現(xiàn)的具體體現(xiàn)( (電壓與路徑無(wú)關(guān)電壓與路徑無(wú)關(guān)) )。 KCL、KVL只適用于集總參數(shù)的電路。只適用于集總參數(shù)的電路。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回A5)2(3iV1552010u下 頁(yè)上 頁(yè)V5 ?uV10V20例例1A3A2?i51433求電

18、流求電流 i解解例例2解解求電壓求電壓 u返 回A3 543iiV1275u下 頁(yè)上 頁(yè)+-4V5Vi =?3+-4V5V1A+-u =?3例例3求電流求電流 i例例4求電壓求電壓 u解解解解要求能熟練求解含源支路能熟練求解含源支路的電壓和電流。的電壓和電流。返 回0)10(10101I解解A21IA31211 III1下 頁(yè)上 頁(yè)-10V10V+-1AI =?10例例5求電流求電流 I例例6求電壓求電壓 U解解A7310I024IUV1041442 IU4V+-10AU =?2+-3AI返 回解解A155102IV2225532222IIIIU下 頁(yè)上 頁(yè)10V+-3I2U=?I =055-

19、+2I2 I25+-例例7求開(kāi)路電壓求開(kāi)路電壓 U返 回下 頁(yè)上 頁(yè)1.4 1.4 電電阻阻元件元件是電路中最基本的組成單元。是電路中最基本的組成單元。1. 1. 電路元件電路元件返 回5種基本的理想電路元件：種基本的理想電路元件：電阻元件：電阻元件：表示消耗電能的元件表示消耗電能的元件電感元件：電感元件：表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件表示產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件電容元件：電容元件：表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件表示產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件電壓源和電流源：電壓源和電流源：表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成表示將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成 電能的元件。電能的元件。注意 如果表征元件端子特性的數(shù)學(xué)關(guān)

20、系式如果表征元件端子特性的數(shù)學(xué)關(guān)系式是線性關(guān)系，該元件稱為線性元件，否則稱是線性關(guān)系，該元件稱為線性元件，否則稱為非線性元件。為非線性元件。2.2.線性時(shí)不變電阻元件線性時(shí)不變電阻元件l 電阻符號(hào)電阻符號(hào)R電阻元件電阻元件對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可對(duì)電流呈現(xiàn)阻力的元件。其特性可用用ui平面上的一條曲線來(lái)描述：平面上的一條曲線來(lái)描述：0),(iufiu任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。任何時(shí)刻端電壓與電流成正比的電阻元件。1.1.定義定義伏安伏安特性特性下 頁(yè)上 頁(yè)0返 回l ui 關(guān)系關(guān)系R 稱為電阻，單位：稱為電阻，單位： (Ohm)滿足歐姆定律滿足歐姆定律GuRuiiuR l 單位

21、單位G 稱為電導(dǎo)，單位稱為電導(dǎo)，單位：S (Siemens) u、i 取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向Riu 下 頁(yè)上 頁(yè)伏安特伏安特性為一性為一條過(guò)原條過(guò)原點(diǎn)的直點(diǎn)的直線線ui0Rui+返 回如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)；聯(lián)，公式中應(yīng)冠以負(fù)號(hào)；說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元說(shuō)明線性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件。件。歐姆定律歐姆定律只適用于線性電阻只適用于線性電阻( R 為常數(shù)為常數(shù)）；）；則歐姆定律寫(xiě)為則歐姆定律寫(xiě)為u R i i G u公式和參考方向必須配套使用！公式和參考方向必須配套使用！下 頁(yè)上 頁(yè)注意Rui-+返 回3.3.功率和能

22、量功率和能量電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。電阻元件在任何時(shí)刻總是消耗功率的。p u i (R i) i i2 R - u2/ Rp u i i2R u2 / Rl 功率功率Rui+ +- -下 頁(yè)上 頁(yè)表明Rui- -+ +返 回ui從從 t0 到到 t 電阻消耗的能量：電阻消耗的能量：ttttRuipW00dd4.4.電阻的開(kāi)路與短路電阻的開(kāi)路與短路l 能量能量l 短路短路0 0uiGor R 0l 開(kāi)路開(kāi)路0 0ui0 Gor Rui下 頁(yè)上 頁(yè)Riu+u+i00返 回下 頁(yè)上 頁(yè)實(shí)際電阻器實(shí)際電阻器返 回 1.5 1.5 電壓源電壓源l電路符號(hào)電路符號(hào)1.1.理想電壓源理想電壓源l定

23、義定義iSu+_下 頁(yè)上 頁(yè)其兩端電壓總能保持定值或一定其兩端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與流過(guò)它的電的時(shí)間函數(shù)，其值與流過(guò)它的電流流 i 無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電壓源。返 回電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；電源兩端電壓由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。與流經(jīng)它的電流方向、大小無(wú)關(guān)。通過(guò)電壓源的電流由電源及通過(guò)電壓源的電流由電源及外電路共同決定。外電路共同決定。l理想電壓源的電壓、電流關(guān)系理想電壓源的電壓、電流關(guān)系uiSu直流電壓源直流電壓源的伏安關(guān)系的伏安關(guān)系下 頁(yè)上 頁(yè)例例Ri-+Su外電路外電路RuiS)( 0Ri)0( R

24、i電壓源不能短路！電壓源不能短路！0返 回l電壓源的功率電壓源的功率電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；+_iu+_SuiuPS 電流（正電荷電流（正電荷 ）由低電）由低電位向高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作位向高電位移動(dòng)，外力克服電場(chǎng)力作功，電源發(fā)出功率。功，電源發(fā)出功率。 iuPS發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用物理意義：物理意義：下 頁(yè)上 頁(yè)+_iu+_Su電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)；電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)；物理意義：物理意義：電場(chǎng)力做功，電源吸收功率電場(chǎng)力做功，電源吸收功率 iuPS吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載返 回例例 計(jì)算圖示電路各元件的功率計(jì)算圖示電路各元

25、件的功率解解V5)510(RuA155RuiRW5152 RiPRW1011010iuPSVW5155iuPSV發(fā)出發(fā)出吸收吸收吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)發(fā)）P（吸吸）下 頁(yè)上 頁(yè)5Ri+_Ru+_10V5V-+返 回其輸出電流總能保持定值或一定的其輸出電流總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓時(shí)間函數(shù)，其值與它的兩端電壓u 無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。無(wú)關(guān)的元件叫理想電流源。l 電路符號(hào)電路符號(hào)l 定義定義uSi+_下 頁(yè)上 頁(yè)l 理想電流源的電壓、電流關(guān)系理想電流源的電壓、電流關(guān)系電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú)電流源的輸出電流由電源本身決定，與外電路無(wú)關(guān)；與它兩端電壓方向、

26、大小無(wú)關(guān)。關(guān)；與它兩端電壓方向、大小無(wú)關(guān)。返 回 1.6 1.6 電流源電流源電流源兩端的電壓由電源及外電路共電流源兩端的電壓由電源及外電路共同決定。同決定。uiSi直流電流源的直流電流源的伏安關(guān)系伏安關(guān)系下 頁(yè)上 頁(yè)0例例Ru-+Si外電路外電路SRiu )0( 0Ru)( Ru電流源不能開(kāi)路！電流源不能開(kāi)路！返 回 可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極可由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無(wú)關(guān)；光電池在一定光線照射下光電電流與負(fù)載無(wú)關(guān)；光電池在一定光線照射下光電子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。子被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。下 頁(yè)上 頁(yè)實(shí)際電流源的產(chǎn)生：實(shí)際電流源的產(chǎn)生：l 電流源的功

27、率電流源的功率u+_SiSuiP 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；發(fā)出功率，起電源作用發(fā)出功率，起電源作用SuiP 電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)；u+_Si吸收功率，充當(dāng)負(fù)載吸收功率，充當(dāng)負(fù)載SuiP 返 回例例計(jì)算圖示電路各元件的功率計(jì)算圖示電路各元件的功率解解A2SiiV5uW10522 uiPSAW10)2(55iuPSV發(fā)出發(fā)出吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸）下 頁(yè)上 頁(yè)u2Ai+_5V-+返 回實(shí)際電源實(shí)際電源干電池鈕扣電池1. 1. 干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源）干電池和鈕扣電池（化學(xué)電源） 干電池電動(dòng)勢(shì)干電池電動(dòng)勢(shì)1.5V，僅

28、取決于（糊狀）化學(xué)材料，其大，僅取決于（糊狀）化學(xué)材料，其大小決定儲(chǔ)存的能量，化學(xué)反應(yīng)不可逆。小決定儲(chǔ)存的能量，化學(xué)反應(yīng)不可逆。鈕扣電池電動(dòng)勢(shì)鈕扣電池電動(dòng)勢(shì)1.35V V，用固體化學(xué)材料，化學(xué)反應(yīng)不可逆。，用固體化學(xué)材料，化學(xué)反應(yīng)不可逆。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 氫氧燃料電池示意圖2. 2. 燃料電池（化學(xué)電源）燃料電池（化學(xué)電源） 電池電動(dòng)勢(shì)電池電動(dòng)勢(shì)1.23V。以氫、氧作為燃料。約。以氫、氧作為燃料。約40-45%的化學(xué)能的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)階段加燃料可繼續(xù)工作。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回3. 3. 太陽(yáng)能電池（光能電源）太陽(yáng)能電池（光能電源） 一塊太陽(yáng)能電池

29、電動(dòng)勢(shì)一塊太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)0.6V。太陽(yáng)光照射到。太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)上，結(jié)上，形成一個(gè)從形成一個(gè)從N區(qū)流向區(qū)流向P區(qū)的電流。約區(qū)的電流。約 11%的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷墓饽苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，故常用太?yáng)能電池板。能，故常用太陽(yáng)能電池板。 一個(gè)一個(gè)50cm2太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)0.6V,電流電流0.1A 太陽(yáng)能電池示意圖太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池板下 頁(yè)上 頁(yè)返 回蓄電池示意圖4. 4. 蓄電池（化學(xué)電源）蓄電池（化學(xué)電源） 電池電動(dòng)勢(shì)電池電動(dòng)勢(shì)2V。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度小。使用時(shí)，電池放電，當(dāng)電解液濃度小于一定值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)低于于一定值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)低于2V，常要充電，化學(xué)反應(yīng)可逆。，常要

30、充電，化學(xué)反應(yīng)可逆。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回直流穩(wěn)壓源直流穩(wěn)壓源變頻器變頻器頻率計(jì)頻率計(jì)函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器下 頁(yè)上 頁(yè)返 回發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組下 頁(yè)上 頁(yè)返 回草原上的風(fēng)力發(fā)電草原上的風(fēng)力發(fā)電下 頁(yè)上 頁(yè)返 回1.7 1.7 受控源受控源( (非獨(dú)立源非獨(dú)立源) )l 電路符號(hào)電路符號(hào)+受控電壓源受控電壓源1.1.定義定義受控電流源受控電流源 電壓或電流的大小和方向不是給定電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓(或電或電流流)控制的電源，稱受控源。控制的電源，稱受控源。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回電流控制的電流源電流控制的電流源 ( CCCS ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù) 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，受控源可分可分四種類(lèi)型：四種類(lèi)型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓當(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。源表示；當(dāng)被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。2.2.分類(lèi)分類(lèi)四端元件四端元件12 ii輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控