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文檔簡介
2022/12/1111.1電路與電路模型
(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換
(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒1.電路的作用
電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成
電燈電動機(jī)電爐...發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器輸電線2022/12/1111.1電路與電路模型(1)實現(xiàn)電2022/12/1122.電路的組成部分電源:提供電能的裝置中間環(huán)節(jié):傳遞、分配和控制電能的作用負(fù)載:
取用電能的裝置2022/12/1122.電路的組成部分電源:提供中間環(huán)節(jié):2022/12/113直流電源直流電源:
提供能源信號處理:放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號源:
提供信息2.電路的組成部分放大器揚聲器話筒
電源或信號源的電壓或電流稱為激勵,它推動電路工作;由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)2022/12/113直流電源直流電源:信號處理:負(fù)載信2022/12/1143.電路模型
理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等
為便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實際電路模型化,用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件,從而構(gòu)成與實際電路對應(yīng)的電路模型2022/12/1143.電路模型理想電路元件主要2022/12/115+-電壓源元件(US)電流源元件(IS)電感元件(L)電容元件(C)電阻元件(R)2022/12/115+-電壓源元件(US)電流源元件(IS2022/12/116手電筒的電路模型例:簡單電路手電筒R+RoUs–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)
手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組2022/12/116手電筒的電路模型例:簡單電路手電筒R2022/12/1171.2
電流和電壓的參考方向
物理中對基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實際方向物理量實際方向電流I正電荷運動的方向
電壓U(電位降低的方向)高電位
低電位
單位kA、A、mA、μAkV、V、mV、μV2022/12/1171.2電流和電壓的參考方向2022/12/118(2)參考方向的表示方法電流Uab
雙下標(biāo)電壓
(1)參考方向IU+_
在分析與計算電路時,對電量任意假定的方向Iab
雙下標(biāo)2.電路基本物理量的參考方向aRb箭頭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_箭頭abRU2022/12/118(2)參考方向的表示方法電流Uab雙2022/12/119實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)值為正值;實際方向與參考方向相反,電流(或電壓)值為負(fù)值(3)實際方向與參考方向的關(guān)系注意:
在參考方向選定后,電流或(電壓)值才有正負(fù)之分若
I=5A,則電流從a流向b例:若
I=–5A,則電流從b流向a
abRIabRU+–若
U=5V,則電壓的實際方向從a指向b若
U=–5V,則電壓的實際方向從b指向a2022/12/119實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)2022/12/1110注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。2022/12/1110注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面2022/12/1111補(bǔ)充:關(guān)聯(lián)參考方向(associatedreferencedirection):
如果指定流過元件電流的參考方向是從標(biāo)以電壓“+”極流向“-”極性的一端,即兩者的參考方向一致,稱電壓、電流的這種參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向;否則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。
關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向I+-+-IUURR2022/12/1111補(bǔ)充:關(guān)聯(lián)參考方向(associat2022/12/1112
試用歐姆定律寫出各電路列出式子,并求電阻R。解:對圖(a)有,U=IR對圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6V
I(a)(b)I–2A例題1:2022/12/1112試用歐姆定律寫出各電路列出式子,2022/12/1113水往低處流R2022/12/1113水往低處流R2022/12/11143.電功率電路的作用-實現(xiàn)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換電功率(功率)-是描述能量轉(zhuǎn)換的速率的物理量RU+–Iab定義
電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為
W=qU=UIt根據(jù)功率的定義有
單位
千瓦(kW),瓦(W);毫瓦(mW)2022/12/11143.電功率電路的作用-實現(xiàn)電能與其2022/12/11154.電路元件是電源與負(fù)載的判別方法U、I參考方向相反,P=?UI
如果P0,消耗能量,負(fù)載;
P
0,發(fā)出能量,電源U、I參考方向相同,P=UI
如果P
0,消耗能量,負(fù)載;
P
0,發(fā)出能量,電源
(1)根據(jù)U、I的參考方向判別(2)根據(jù)U
、I
的參考方向判別無論P﹦UI
,還是P=?UI
只要P
0,負(fù)載;
P
0,電源2022/12/11154.電路元件是電源與負(fù)載的判別方法2022/12/1116一、電阻元件表征電路中電能消耗的理想元件,分為線性電阻和非線性電阻兩類1.3
無源電路元件U=R
IRIU+-電阻元件2022/12/1116一、電阻元件表征電路中電能消耗的理想電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為在任一瞬間,沿任一回路循行方向,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零受控源特點:當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時,則US=10V、IS=0A時,Uo=1VVc=Ucb=Us1=140V回路:abda、abca、adbca…對直流電壓,有UUs補(bǔ)充:理想電流源置零:Is=0時,理想電流源等效為開路。僅于外電路進(jìn)行能量交換。(2)與電流源串聯(lián)的電阻不寫入方程中。(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換Vb=Uba=–10×6=60VR1I1+R3I3=Us1通常設(shè)參考點的電位為零R2I2+R3I3=Us2電流I1=I2=0,二端網(wǎng)絡(luò):具有兩個出線端的部分電路Vc=Uca=4×20=80V(2)參考方向的表示方法能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。2022/12/1117補(bǔ)充:電阻的兩種極限情況(短路;斷路):1.R=0,電阻相當(dāng)于一根理論導(dǎo)線(短路),電阻兩端電壓U=0;2.R=∞,電阻相當(dāng)于開路(斷路),I=0。電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為2022/12/11172022/12/1118+-eL+-L電感元件二、電感元件反映電流周圍磁場,能夠存儲和釋放磁場能量的電路元件。2022/12/1118+-eL+-L電感元件二、電感元件反2022/12/1119注意:電感只儲存能量,不消耗能量。僅于外電路進(jìn)行能量交換。2022/12/1119注意:2022/12/1120uiC+_電容元件三、電容元件反映帶電導(dǎo)體周圍電場,能夠存儲和釋放電場能量的電路元件2022/12/1120uiC+_電容元件三、電容元件反映帶2022/12/1121注意:電容只儲存能量,不消耗能量。僅于外電路進(jìn)行能量交換。2022/12/1121注意:2022/12/1122電容和電感的串并聯(lián):電容串聯(lián):電容并聯(lián):電感串聯(lián):電感并聯(lián):2022/12/1122電容和電感的串并聯(lián):電容串聯(lián):電容并2022/12/11231.4
有源電路元件電壓源IUS+_U+_1.理想電壓源(恒壓源)能夠獨立產(chǎn)生電壓的電路元件。外特性曲線
IUUsO2022/12/11231.4有源電路元件電壓源IUS+_2022/12/1124例1:(2)輸出電壓是一定值,恒等于電動勢;
對直流電壓,有U
Us(3)恒壓源中的電流由外電路決定特點:(1)內(nèi)阻R0
=0設(shè)
Us=10V,接上RL
后,恒壓源對外輸出電流
當(dāng)RL=1時,U=10V,I=10A
當(dāng)RL=10時,U=10V,I=1A電壓恒定,電流隨負(fù)載變化RLIUs+_U+_2022/12/1124例1:(2)輸出電壓是一定值,恒等于2022/12/1125補(bǔ)充:理想電壓源置零:Us=0時,理想電壓源等效為一理想導(dǎo)線。2022/12/1125補(bǔ)充:理想電壓源置零:Us=0時,理2022/12/1126
電壓源模型由電路可得
U=Us–IR0
如果
R0=0理想電壓源
:U
Us電壓源的外特性IRL由電壓源Us和內(nèi)阻R0串聯(lián)組成
當(dāng)
R0<<RL,U
Us
,可近似認(rèn)為是理想電壓源U0=Us
IU理想電壓源O電壓源–R0+-UsU+2.實際電壓源2022/12/1126電壓源模型由電路可得如果R0電壓源與電流源等效變換(2)電路中兩點間的電壓值是固定的,不會因參考
點的不同而變,即與零電位參考點的選取無關(guān)電容元件(C)注意:對含有受控源的二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換與獨立源等效變換基本相同,在等效變換時受控源可先當(dāng)作獨立源進(jìn)行變換?;騃1+I2–I3=0注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。(2)應(yīng)用KCL對結(jié)點列出N-1個獨立的結(jié)點電流方程I=IS能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0R1I1+R3I3=Us1(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路-UAB+UA-UB=0聯(lián)立兩式解得:K1=0.R2I2–R4I4–R6I6=0(1)電位值是相對的,參考點選取的不同,電路中
各點的電位也將隨之改變僅于外電路進(jìn)行能量交換。U=Us–IR0若U=5V,則電壓的實際方向從a指向b電容只儲存能量,不消耗能量。2022/12/1127電流源IISU+_外特性曲線IUISO1.理想電流源(恒流源)
能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。電壓源與電流源等效變換2022/12/1127電流源IISU2022/12/1128RLIISU+_例1:(2)輸出電流是一定值,恒等于電流IS(3)恒流源兩端的電壓U由外電路決定特點:(1)內(nèi)阻R0
=設(shè)
IS=10A,接上RL
后,恒流源對外輸出電流。當(dāng)RL=1時,I=10A,U=10V當(dāng)RL=10時,I=10A,U=100V電流恒定,電壓隨負(fù)載變化2022/12/1128RLIISU+_例1:(2)輸出電流2022/12/1129補(bǔ)充:理想電流源置零:Is=0時,理想電流源等效為開路。2022/12/1129補(bǔ)充:理想電流源置零:Is=0時,理2022/12/1130IRLU0=ISR0
電流源的外特性IU理想電流源OIS由電流IS和內(nèi)阻R0并聯(lián)組成由電路可得當(dāng)R0=時理想電流源:
I
IS
如果R0>>RL,I
IS
,可近似認(rèn)為是理想電流源電流源電流源模型R0UR0UIS+-2.實際電流源2022/12/1130IRLU0=ISR0電流源的外特性2022/12/1131恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量Uab的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對Uab
無影響I
的大小、方向均為恒定,外電路負(fù)載對I
無影響輸出電流I
可變_由外電路決定端電壓Uab
可變由外電路決定U+_abIUabUab=U(常數(shù))_+IabUabISI=IS
(常數(shù))+_2022/12/1131恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不2022/12/1132電壓源與電流源等效變換
U=Us-IR0U=ISR0–IR0IRLR0+–UsU+–電壓源等效變換條件:Us=ISR0電流源RLR0UR0UISI+–電流源的方向為電壓源的負(fù)極到正極的方向。2022/12/1132電壓源與電流源等效變換U=Us2022/12/1133(2)等效變換時,兩電源的參考方向要一一對應(yīng)(1)電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言,對電源內(nèi)部則是不等效的R0+–UsabISR0abR0–+UsabISR0ab等效時應(yīng)注意:2022/12/1133(2)等效變換時,兩電源的參考方向要2022/12/1134IUS+_U+_I′ISU′+_(不存在)(3)理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系2022/12/1134IUS+_U+_I′ISU′+_(不2022/12/1135R+–Usab+–UsabIS+–Usab(4)理想電壓源與元件(電阻或理想電流源)并
聯(lián)時,等效為該理想電壓源2022/12/1135R+Usab+UsabIS+Usab2022/12/1136–+UsabISISRabISab(5)理想電流源與元件(電阻或理想電壓源)串聯(lián)時,等效為該理想電流源2022/12/1136–UsabISISRabISab(5支路:ab、bc、ca、…(共6條)(2)應(yīng)用KCL對結(jié)點列出N-1個獨立的結(jié)點電流方程10電路中電位的計算US=10V、IS=0A時,Uo=1V獨立的節(jié)點電流方程有(N-1)個或:US=U0=U1–R1I=40V–2.(1)在列出節(jié)點電壓方程時,把實際電壓源模型等效成實際電流源模型。(1)在列出節(jié)點電壓方程時,把實際電壓源模型等效成實際電流源模型。–R2I2–R1I1+Us=0Vb=Uba=–10×6=60V疊加原理:對于線性電路,任何一條支路的電流,都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和(2)與電流源串聯(lián)的電阻不寫入方程中。(3)聯(lián)立解得:I1=2A,I2=–3A,I3=6A解:(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時R1I1+R3I3–Us1=0(2)應(yīng)用KCL對結(jié)點列出N-1個獨立的結(jié)點電流方程下次課講1.即:I入=I出由電壓源Us和內(nèi)阻R0串聯(lián)組成結(jié)點電壓法:以結(jié)點電壓為未知量,列方程求解2022/12/1137(6)理想電壓源的串聯(lián)等效補(bǔ)充:支路:ab、bc、ca、…(共6條)2022/12/1132022/12/1138(7)理想電流源的并聯(lián)等效等效電路2022/12/1138(7)理想電流源的并聯(lián)等效等效電路例1:求下列各電路的等效電源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a5AbU3(b)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU
5A23b+(a)a+–5V32U+b例1:求下列各電路的等效電源解:+abU25V(a)++例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法計算2電阻中的電流。6V3+–+–12V2A6112I(a)原則:先處理并聯(lián)部分,將并聯(lián)部分等效成實際電流源;在處理串聯(lián)部分,將串聯(lián)部分等效成實際電壓源;最后總的電路等效成一個簡單的串聯(lián)回路。例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法6V3++12V2A解:–8V+–22V+2I(d)2由圖(d)可得2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)解:–8V+22V+2I(d)2由圖(d)可得2A3例3:
解:統(tǒng)一電源形式試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示電路中1電阻中的電流。2+-+-6V4VI2A
3
4
612A362AI4211AI4211A24A例3:解:統(tǒng)一電源形式試用電壓源與電流源等效變換的方法計解:I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213A解:I4211A24A1I421A28V+I2022/12/1144受控源獨立電源:在電路中起著激勵作用,即在電路中產(chǎn)
生電壓或電流。不受外電路的控制獨立
存在的電源受控源特點:當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時,則受控源的電壓或電流也將為零受控電源:指電路中的電壓或電流電流受電路中其它電流或電壓控制的電源,本身無激勵作用2022/12/1144受控源獨立電源:在電路中起著激勵作用U1+_U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+-
I1(b)CCVS+_U1=0U2I2I1+-+-四種理想受控電源的模型(c)VCCSgU1U1U2I2I1=0+-+-(d)CCCSI1U1=0U2I2I1+-+-電壓控制電壓源電流控制電壓源電壓控制電流源電流控制電流源U1+U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+-I1(注意:對含有受控源的二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換與獨立源等效變換基本相同,在等效變換時受控源可先當(dāng)作獨立源進(jìn)行變換。注意:對含有受控源的二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換與獨立源等效變換基本相電容元件(C)(1)疊加原理只適用于線性電路Udb=Us2=90V回路數(shù):3獨立回路(網(wǎng)孔):2回路:abda、abca、adbca…任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電壓源(US理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián))來等效代替9節(jié),請大家提前預(yù)習(xí)。電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成理想電壓源:UUs設(shè)b為參考點,即Vb=0V獨立的節(jié)點電流方程有(N-1)個電源或信號源的電壓或電流稱為激勵,它推動電路工作;(2)電路中兩點間的電壓值是固定的,不會因參考
點的不同而變,即與零電位參考點的選取無關(guān)回路1:12I1–6I2=4210電路中電位的計算R2I2+R3I3–Us2=0將IS斷開-UAB-I2R2+Us2=0在分析與計算電路時,對電量任意假定的方向(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路電容元件(C)例例U0=1500I-100I+20=1400I+20U0=1500I-100I+20=1400I+20電路概念與分析方法課件2022/12/11511.5基爾霍夫定律支路:電路中的每一個分支
一條支路流過一個電流,稱為支路電流結(jié)點:三條或三條以上支路的聯(lián)接點回路:由支路組成的閉合路徑網(wǎng)孔:內(nèi)部不含支路的回路(獨立回路)I1I2I3123ba+-Us2R2+
-R3R1Us12022/12/11511.5基爾霍夫定律支路:電路支路:ab、bc、ca、…(共6條)回路:abda、abca、adbca…
(共5個)結(jié)點:a、b、c、d
(共4個)網(wǎng)孔:abd、abc、bcd
(共3個)例1:adbcUs–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I支路:ab、bc、ca、…(共6條)回路:abda、abc2022/12/1153基爾霍夫電流定律(KCL)1.定律
即:
I入=
I出
在任一瞬間,流向任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流實質(zhì):
電流連續(xù)性的體現(xiàn)或:I=0I1I2I3ba+-Us2R2+
-R3R1Us1對結(jié)點a:I1+I2=I3或I1+I2–I3=0
KCL反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系2022/12/1153基爾霍夫電流定律(KCL)1.定律2022/12/1154
電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面(亦稱廣義結(jié)點)2.推廣例:廣義結(jié)點IA+IB+IC=0CABIAIBIC2022/12/1154電流定律可以推廣應(yīng)用于包圍部2022/12/1155I=0I2+_+_51156V12VI=?2022/12/1155I=0I2+_+_5112022/12/1156
在任一瞬間,沿任一回路循行方向,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零基爾霍夫電壓定律(KVL)1.定律即:
U=0回路1:回路2:R1I1+R3I3–Us1=0R2I2+
R3I3–Us2=0I1I2I3ba+-Us2R2+
-R3R1Us112
KVL反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系2022/12/1156在任一瞬間,沿任一回路循行方注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。當(dāng)RL=1時,I=10A,U=10V(2)與電流源串聯(lián)的電阻不寫入方程中。受控電源:指電路中的電壓或電流電流受電路中其它(1)在圖中標(biāo)出各支路電流參考方向,對選定的回電流恒定,電壓隨負(fù)載變化(5)理想電流源與元件(電阻或理想電壓源)串聯(lián)補(bǔ)充:電阻的兩種極限情況(短路;R2I2+R3I3=Us2能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。由電壓源Us和內(nèi)阻R0串聯(lián)組成等效電源的US就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0,即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示–R2I2–R1I1+Us=0下次課講1.(1)應(yīng)用KCL列結(jié)點電流方程在分析與計算電路時,對電量任意假定的方向U=Us–IR0設(shè)Us=10V,接上RL后,恒壓源對外輸出電流當(dāng)RL=1時,I=10A,U=10V2022/12/1157
電壓定律可以推廣應(yīng)用于回路中的部分電路(亦稱虛擬回路)2.推廣例:虛擬回路-UCC+RCIC+UCE
+REIE=0-UAB+UA-UB=0+–CAB+++–––RB1RCRB2REIEIB++UCC–ICUCE開口回路注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向2022/12/1158
(1)基爾霍夫定律具有普遍性,不僅適用于直流電阻電路,也適用于由各種元件構(gòu)成的直流和交流電路。
(2)利用基爾霍夫定律解題時,應(yīng)先在電路圖上標(biāo)出電流、電壓的參考方向,然后還應(yīng)標(biāo)出回路的繞行方向。
(3)區(qū)分KCL、KVL公式里的正負(fù)號和電壓、電流本身的正負(fù)號。3.注意
2022/12/1158(1)基爾霍夫定律具有普遍性,不例:對網(wǎng)孔abda對網(wǎng)孔acba對網(wǎng)孔bcdbR6I6–R3I3+R1I1=0R2I2–R4I4–R6I6=0R4I4+R3I3–Us
=0對回路
adbca,沿逆時針方向循行–R1I1+R3I3+R4I4–R2I2=0應(yīng)用U=0列方程對回路
cadc,沿逆時針方向循行–R2I2–R1I1+Us=0R6adbcUs–+R3R4R1R2I2I4IGI1I3I例:對網(wǎng)孔abda對網(wǎng)孔acba對網(wǎng)孔bcdbR6I6–例:解:繞行方向和各元件上的電壓如圖所示。對右側(cè)回路由KVL得-UAB-I2R2+Us2=0-(-2)-20I2+10=0得:I2=0.6mA對左側(cè)回路由KVL得Us1-I1R1-I2R2+Us2=06-10I1-0.6×20+10=0得:I1=0.4mA例:解:繞行方向和各元件2022/12/1161baI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3U1分析以下電路中應(yīng)列幾個電流方程?幾個電壓方程?例2022/12/1161baI1I2U2+-R1R3R2+_基爾霍夫電流方程:節(jié)點a:節(jié)點b:獨立方程只有1個基爾霍夫電壓方程:#1#2#3獨立方程只有2個baI1I2U2+-R1R3R2+_I3#1#2#3U1基爾霍夫電流方程:節(jié)點a:節(jié)點b:獨立方程只有1個基爾霍2022/12/1163設(shè):電路中有N個節(jié)點,B個支路N=2、B=3bR1R2U2U1+-R3+_a總結(jié)獨立的節(jié)點電流方程有(N-1)個獨立的回路電壓方程有(B-N+1)個則:(一般為網(wǎng)孔個數(shù))獨立電流方程:1個獨立電壓方程:2個2022/12/1163設(shè):電路中有N個節(jié)點,B個支路N=2討論題:求:I1、I2
、I3
能否很快說出結(jié)果?1++--3V4V11+-5VI1I2I3討論題:求:I1、I2、I3?1++--3V4V112022/12/11651.6支路電流法支路電流法:以支路電流為未知量、應(yīng)用KCL、
KVL列方程組求解對上圖電路支路數(shù):b=3結(jié)點數(shù):n=2123回路數(shù):3獨立回路(網(wǎng)孔):2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程ba+-Us2R2+
-R3R1
US1I1I3I22022/12/11651.6支路電流法支路電流法:以支2022/12/1166(1)在圖中標(biāo)出各支路電流參考方向,對選定的回路標(biāo)出回路繞行方向(2)應(yīng)用
KCL對結(jié)點列出N-1個獨立的結(jié)點電流方程(3)應(yīng)用KVL
對回路列出B-N+1個獨立的回路電壓方程(通常可取網(wǎng)孔列出)
(4)聯(lián)立求解b
個方程,求出各支路電流結(jié)點a:例1:12I1+I2–I3=0網(wǎng)孔1:網(wǎng)孔2:R1I1+R3I3=Us1R2I2+R3I3=Us2支路電流法解題步驟ba+-Us2R2+
-R3R1Us1I1I3I22022/12/1166(1)在圖中標(biāo)出各支路電流參考方向,
支路數(shù)b=4,但恒流源支路的電流已知,則未知電流只有3個,能否只列3個方程?例2:試求各支路電流。12支路中含有恒流源可以注意:(1)當(dāng)支路中含有恒流源時,在列KVL方程時,所選回路中不包含恒流源支路,這時,電路中有幾條支路含有恒流源,則可少列幾個KVL方程
(2)若所選回路中包含恒流源支路,則因恒流源兩端的電壓未知,所以,有一個恒流源就出現(xiàn)一個未知電壓,因此,在此種情況下不可少列KVL方程baI2I342V+–I11267A3cd支路數(shù)b=4,但恒流源支路的電流已知,則未知電流只(1)應(yīng)用KCL列結(jié)點電流方程(2)應(yīng)用KVL列回路電壓方程(3)聯(lián)立解得:I1=2A,
I2=–3A,
I3=6A
例2:試求各支路電流。結(jié)點a:I1+I2–I3=–7回路1:12I1–6I2=42回路2:6I2+3I3=0支路中含有恒流源12baI2I342V+–I11267A3cd(1)應(yīng)用KCL列結(jié)點電流方程(2)應(yīng)用KVL列回路電壓方程2022/12/1169例2022/12/1169例2022/12/1170下次課講1.7,1.8,1.9節(jié),請大家提前預(yù)習(xí)。2022/12/1170下次課講1.7,1.82022/12/11711.8結(jié)點電壓法結(jié)點電壓的概念:
任選電路中某一結(jié)點為零電位參考點(用表示),其他各結(jié)點對參考點的電壓差,稱為結(jié)點電壓結(jié)點電壓法適用于支路數(shù)較多,結(jié)點數(shù)較少的電路結(jié)點電壓法:以結(jié)點電壓為未知量,列方程求解
在求出結(jié)點電壓后,可應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律求出各支路的電流或電壓
在左圖電路中只含有兩個結(jié)點,若設(shè)b為參考結(jié)點,則電路中只有一個未知的結(jié)點電壓baI2I3US+–I1R1R2ISR32022/12/11711.8結(jié)點電壓法結(jié)點電壓的概念:2022/12/11722022/12/11722022/12/1173整理后:寫出一般形式:2022/12/1173整理后:寫出一般形式:2022/12/1174自電導(dǎo)總為正,互電導(dǎo)總為負(fù)。流入該節(jié)點的等效電流源,流入取+,流出取-自電導(dǎo)互電導(dǎo)2022/12/1174自電導(dǎo)總為正,互電導(dǎo)總為負(fù)。流入該節(jié)2022/12/1175例3.8用節(jié)點電壓法求電路中各電阻支路電流解:參考節(jié)點和節(jié)點電壓如圖所示。設(shè)節(jié)點電壓分別為un1和un2,用觀察法列出節(jié)點方程整理得:解得各節(jié)點電壓為2022/12/1175例3.8用節(jié)點電壓法求電路中各電阻支2022/12/1176運用節(jié)點電壓法列出方程時需要注意:(1)在列出節(jié)點電壓方程時,把實際電壓源模型等效成實際電流源模型。(2)與電流源串聯(lián)的電阻不寫入方程中。2022/12/1176運用節(jié)點電壓法列出方程時需要注意:(R2I2+R3I3=Us2KCL反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系1、K2=–0.回路數(shù):3獨立回路(網(wǎng)孔):2若I=5A,則電流從a流向b有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源(A)解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為回路:由支路組成的閉合路徑某點電位為正,說明該點電位比參考點高回路:abda、abca、adbca…注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。當(dāng)RL=10時,I=10A,U=100V僅于外電路進(jìn)行能量交換。(2)若所選回路中包含恒流源支路,則因恒流源兩端的電壓未知,所以,有一個恒流源就出現(xiàn)一個未知電壓,因此,在此種情況下不可少列KVL方程在參考方向選定后,電流或(電壓)值才有正負(fù)之分有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源(A)(5)應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解,即每個分電設(shè)b為參考點,即Vb=0V受控電源:指電路中的電壓或電流電流受電路中其它2022/12/1177例R2I2+R3I3=Us22022/12/1177例2022/12/11781.7疊加原理
疊加原理:對于線性電路,任何一條支路的電流,都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和IS單獨作用R1R2(c)I1''I2''+IS
疊加原理原電路+–USR1R2(a)ISI1I2=US
單獨作用+–USR1R2(b)I1'I2'2022/12/11781.7疊加原理疊加原理:圖(c)當(dāng)IS單獨作用時同理:
I2=I2'+I2''圖(b)當(dāng)US單獨作用時根據(jù)疊加原理R1R2(c)I1''I2''+IS+–USR1R2(a)ISI1I2=+–USR1R2(b)I1'I2'圖(c)當(dāng)IS單獨作用時同理:I2=I2'+例1:
電路如圖,已知US=10V、IS=1A,R1=10
R2=R3=5,試用疊加原理求流過R2的電流I2和理想電流源IS兩端的電壓U
(b)US單獨作用將IS
斷開(c)IS單獨作用
將U短接解:由圖(b)
(a)+–USR3R2R1ISI2+–U+–USR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–
U
例1:電路如圖,已知US=10V、IS=1A,R1
(b)
US單獨作用(c)
IS單獨作用由圖(c)
+–USR3R2R1I2'+–US'R3R2R1ISI2+–
U
(b)US單獨作用(c)IS單獨作用由圖(c)+US例2:已知:US=1V、IS=1A時,Uo=0VUS=10V、IS=0A時,Uo=1V試求:US=0V、IS=10A時,Uo=?解:電路中有兩個電源作用,根據(jù)疊加原理可設(shè)
Uo=K1US+K2IS當(dāng)
US=10V、IS=0A時,當(dāng)
US=1V、IS=1A時,US線性無源網(wǎng)絡(luò)UoIS+–+-
得
0
=K11+K21
得
1
=K110+K20聯(lián)立兩式解得:K1=0.1、K2=–0.1所以
Uo=K1US+K2IS
=0.10+(–0.1)10
=–1V例2:已知:解:電路中有兩個電源作用,根據(jù)疊加原理可設(shè)當(dāng)2022/12/1183(1)疊加原理只適用于線性電路(3)不作用電源的處理:
US
=0,即將US
短路;Is=0,即將
Is
開路(2)線性電路的電流或電壓均可用疊加原理計算,但功率P不能用疊加原理計算。例:(5)應(yīng)用疊加原理時可把電源分組求解,即每個分電路中的電源個數(shù)可以多于一個(4)解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的參考方向
若分電流、分電壓與原電路中電流、電壓的參考方向相反時,疊加時相應(yīng)項前要帶負(fù)號注意事項:2022/12/1183(1)疊加原理只適用于線性電路(32022/12/11841.9戴維寧定理二端網(wǎng)絡(luò)的概念
二端網(wǎng)絡(luò):具有兩個出線端的部分電路
無源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源(P)
有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源(A)baUS+–R1R2ISR3R4無源二端網(wǎng)絡(luò)P
有源二端網(wǎng)絡(luò)A
baUS+–R1R2ISR32022/12/11841.9戴維寧定理二端網(wǎng)絡(luò)的概念ba2022/12/11851.9戴維寧定理
任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電壓源(US理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián))來等效代替
等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源(理想電壓源短路,理想電流源開路)后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)
a、b兩端之間的等效電阻
等效電源的US
就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0,即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓等效電源UsR0+_RLab+U–I有源二端網(wǎng)絡(luò)RLab+U–I2022/12/11851.9戴維寧定理任何一個有例1:
電路如圖,已知U1=40V,U2=20V,R1=R2=4,
R3=13,試用戴維寧定理求電流I3ab注意:“等效”是指對端口外等效
即用等效電源替代原來的二端網(wǎng)絡(luò)后,待求支路的電壓、電流不變有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電源U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–USR0+_R3abI3例1:電路如圖,已知U1=40V,U2=20V解:(1)斷開待求支路求等效電源的電動勢
USUS也可用結(jié)點電壓法、疊加原理等其它方法求US=
U0=U2+R2
I=20V+2.54
V=30V
或:US
=
U0=U1–R1
I=40V–2.54
V
=30VabU1I1U2I2R2I3R3+–R1+–R2U1U2+–R1+–ab+U0–I解:(1)斷開待求支路求等效電源的電動勢USUS也可用結(jié)點解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0
除去所有電源(理想電壓源短路,理想電流源開路)abR2R1abR0從a、b兩端看進(jìn)去,R1和R2并聯(lián)
求內(nèi)阻R0時,關(guān)鍵要弄清從a、b兩端看進(jìn)去時各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0abR2R1abR0從a、b兩解:(3)畫出等效電路求電流I3USR0+_R3abI3U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–解:(3)畫出等效電路求電流I3USR0+_R3abI3U1Us–+GR3R4R1R2IGRGabdc例1:
在圖所示橋式電路中,已知Us=6V,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=12Ω,R4=8Ω,RG=16.8Ω。試求檢流計電流IG。解:將待求支路RG斷開,得到圖(a)所示電路,則I1、I2分別為I1I2abUs–+R3R4R1R2U0(a)+-abUs–+R3R4R1R2U0(a)Us–+GR3R4R1R2IGRGabdc例1:AA(1)求開路電壓U0VabR3R4R1R2abR3R4R1R2R0(b)(2)求等效電源的內(nèi)阻
R0
從a、b看進(jìn)去,R1和R2,R3和R4分別并,然后再串聯(lián)AA(1)求開路電壓U0VabR3R4R1R2abR3R4R解:(3)畫出等效電路求檢流計中的電流IGabUs–+GR3R4R1R2IGRGU0R0+_RGabIG解:(3)畫出等效電路求檢流計中的電流IGabUs–+G2022/12/11931.10電路中電位的計算電位:電路中某點至參考點的電壓,記為“VX”。通常設(shè)參考點的電位為零1.電位的概念
電位的計算:
(1)任選電路中某一點為參考點,設(shè)其電位為零;(2)標(biāo)出各電流參考方向并計算;(3)計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位某點電位為正,說明該點電位比參考點高某點電位為負(fù),說明該點電位比參考點低2022/12/11931.10電路中電位的計算電位:電2.舉例
試求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd
。解:設(shè)
a為參考點,即Va=0VVb=Uba=–10×6=60VVc=Uca
=4×20=80VVd
=Uda=6×5=30V
設(shè)
b為參考點,即Vb=0VVa
=Uab=10×6=60VVc
=Ucb=Us1=140VVd
=Udb=Us2=90V
baUab
=10×6=60VUcb
=Us1=140VUdb
=Us2=90V
Uab
=10×6=60VUcb
=Us1=140VUdb
=Us2=90V
c204A610AUs290VUs1140V56Ad2.舉例試求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、V2022/12/1195(1)電位值是相對的,參考點選取的不同,電路中
各點的電位也將隨之改變(2)電路中兩點間的電壓值是固定的,不會因參考
點的不同而變,即與零電位參考點的選取無關(guān)借助電位的概念可以簡化電路作圖bca204A610AUs290VUs1140V56Ad+90V205+140V6cd結(jié)論2022/12/1195(1)電位值是相對的,參考點選取的不例1:圖示電路,計算開關(guān)S斷開和閉合時A點的電位VA解:
(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路如圖(b)電流I2=0,電位
VA=0V電流I1=I2=0,電位
VA=6V電流在閉合路徑中流通2KA+I12kI2–6V(b)2k+6VA2kSI2I1(a)例1:圖示電路,計算開關(guān)S斷開和閉合時A點解:(1)當(dāng)2022/12/1197注意:電感只儲存能量,不消耗能量。僅于外電路進(jìn)行能量交換。2022/12/1197注意:例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法計算2電阻中的電流。6V3+–+–12V2A6112I(a)原則:先處理并聯(lián)部分,將并聯(lián)部分等效成實際電流源;在處理串聯(lián)部分,將串聯(lián)部分等效成實際電壓源;最后總的電路等效成一個簡單的串聯(lián)回路。例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法6V3++12V2A解:–8V+–22V+2I(d)2由圖(d)可得2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)解:–8V+22V+2I(d)2由圖(d)可得2A32022/12/11100下次課講1.7,1.8,1.9節(jié),請大家提前預(yù)習(xí)。2022/12/11100下次課講1.7,1.2022/12/111011.9戴維寧定理二端網(wǎng)絡(luò)的概念
二端網(wǎng)絡(luò):具有兩個出線端的部分電路
無源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源(P)
有源二端網(wǎng)絡(luò):二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源(A)baUS+–R1R2ISR3R4無源二端網(wǎng)絡(luò)P
有源二端網(wǎng)絡(luò)A
baUS+–R1R2ISR32022/12/111011.9戴維寧定理二端網(wǎng)絡(luò)的概念b解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0
除去所有電源(理想電壓源短路,理想電流源開路)abR2R1abR0從a、b兩端看進(jìn)去,R1和R2并聯(lián)
求內(nèi)阻R0時,關(guān)鍵要弄清從a、b兩端看進(jìn)去時各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0abR2R1abR0從a、b兩解:(3)畫出等效電路求電流I3USR0+_R3abI3U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–解:(3)畫出等效電路求電流I3USR0+_R3abI3U1解:(3)畫出等效電路求檢流計中的電流IGabUs–+GR3R4R1R2IGRGU0R0+_RGabIG解:(3)畫出等效電路求檢流計中的電流IGabUs–+G2022/12/111051.1電路與電路模型
(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換
(2)實現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚聲器話筒1.電路的作用
電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成
電燈電動機(jī)電爐...發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器輸電線2022/12/1111.1電路與電路模型(1)實現(xiàn)電2022/12/111062.電路的組成部分電源:提供電能的裝置中間環(huán)節(jié):傳遞、分配和控制電能的作用負(fù)載:
取用電能的裝置2022/12/1122.電路的組成部分電源:提供中間環(huán)節(jié):2022/12/11107直流電源直流電源:
提供能源信號處理:放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號源:
提供信息2.電路的組成部分放大器揚聲器話筒
電源或信號源的電壓或電流稱為激勵,它推動電路工作;由激勵所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)2022/12/113直流電源直流電源:信號處理:負(fù)載信2022/12/111083.電路模型
理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等
為便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實際電路模型化,用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件,從而構(gòu)成與實際電路對應(yīng)的電路模型2022/12/1143.電路模型理想電路元件主要2022/12/11109+-電壓源元件(US)電流源元件(IS)電感元件(L)電容元件(C)電阻元件(R)2022/12/115+-電壓源元件(US)電流源元件(IS2022/12/11110手電筒的電路模型例:簡單電路手電筒R+RoUs–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)
手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組2022/12/116手電筒的電路模型例:簡單電路手電筒R2022/12/111111.2
電流和電壓的參考方向
物理中對基本物理量規(guī)定的方向1.電路基本物理量的實際方向物理量實際方向電流I正電荷運動的方向
電壓U(電位降低的方向)高電位
低電位
單位kA、A、mA、μAkV、V、mV、μV2022/12/1171.2電流和電壓的參考方向2022/12/11112(2)參考方向的表示方法電流Uab
雙下標(biāo)電壓
(1)參考方向IU+_
在分析與計算電路時,對電量任意假定的方向Iab
雙下標(biāo)2.電路基本物理量的參考方向aRb箭頭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_箭頭abRU2022/12/118(2)參考方向的表示方法電流Uab雙2022/12/11113實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)值為正值;實際方向與參考方向相反,電流(或電壓)值為負(fù)值(3)實際方向與參考方向的關(guān)系注意:
在參考方向選定后,電流或(電壓)值才有正負(fù)之分若
I=5A,則電流從a流向b例:若
I=–5A,則電流從b流向a
abRIabRU+–若
U=5V,則電壓的實際方向從a指向b若
U=–5V,則電壓的實際方向從b指向a2022/12/119實際方向與參考方向一致,電流(或電壓)2022/12/11114注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。2022/12/1110注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面2022/12/11115補(bǔ)充:關(guān)聯(lián)參考方向(associatedreferencedirection):
如果指定流過元件電流的參考方向是從標(biāo)以電壓“+”極流向“-”極性的一端,即兩者的參考方向一致,稱電壓、電流的這種參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向;否則稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。
關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向I+-+-IUURR2022/12/1111補(bǔ)充:關(guān)聯(lián)參考方向(associat2022/12/11116
試用歐姆定律寫出各電路列出式子,并求電阻R。解:對圖(a)有,U=IR對圖(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6V
I(a)(b)I–2A例題1:2022/12/1112試用歐姆定律寫出各電路列出式子,2022/12/11117水往低處流R2022/12/1113水往低處流R2022/12/111183.電功率電路的作用-實現(xiàn)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換電功率(功率)-是描述能量轉(zhuǎn)換的速率的物理量RU+–Iab定義
電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為
W=qU=UIt根據(jù)功率的定義有
單位
千瓦(kW),瓦(W);毫瓦(mW)2022/12/11143.電功率電路的作用-實現(xiàn)電能與其2022/12/111194.電路元件是電源與負(fù)載的判別方法U、I參考方向相反,P=?UI
如果P0,消耗能量,負(fù)載;
P
0,發(fā)出能量,電源U、I參考方向相同,P=UI
如果P
0,消耗能量,負(fù)載;
P
0,發(fā)出能量,電源
(1)根據(jù)U、I的參考方向判別(2)根據(jù)U
、I
的參考方向判別無論P﹦UI
,還是P=?UI
只要P
0,負(fù)載;
P
0,電源2022/12/11154.電路元件是電源與負(fù)載的判別方法2022/12/11120一、電阻元件表征電路中電能消耗的理想元件,分為線性電阻和非線性電阻兩類1.3
無源電路元件U=R
IRIU+-電阻元件2022/12/1116一、電阻元件表征電路中電能消耗的理想電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為在任一瞬間,沿任一回路循行方向,回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零受控源特點:當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時,則US=10V、IS=0A時,Uo=1VVc=Ucb=Us1=140V回路:abda、abca、adbca…對直流電壓,有UUs補(bǔ)充:理想電流源置零:Is=0時,理想電流源等效為開路。僅于外電路進(jìn)行能量交換。(2)與電流源串聯(lián)的電阻不寫入方程中。(1)實現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換Vb=Uba=–10×6=60VR1I1+R3I3=Us1通常設(shè)參考點的電位為零R2I2+R3I3=Us2電流I1=I2=0,二端網(wǎng)絡(luò):具有兩個出線端的部分電路Vc=Uca=4×20=80V(2)參考方向的表示方法能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。2022/12/11121補(bǔ)充:電阻的兩種極限情況(短路;斷路):1.R=0,電阻相當(dāng)于一根理論導(dǎo)線(短路),電阻兩端電壓U=0;2.R=∞,電阻相當(dāng)于開路(斷路),I=0。電路中,時間t內(nèi)電場力做的功為2022/12/11172022/12/11122+-eL+-L電感元件二、電感元件反映電流周圍磁場,能夠存儲和釋放磁場能量的電路元件。2022/12/1118+-eL+-L電感元件二、電感元件反2022/12/11123注意:電感只儲存能量,不消耗能量。僅于外電路進(jìn)行能量交換。2022/12/1119注意:2022/12/11124uiC+_電容元件三、電容元件反映帶電導(dǎo)體周圍電場,能夠存儲和釋放電場能量的電路元件2022/12/1120uiC+_電容元件三、電容元件反映帶2022/12/11125注意:電容只儲存能量,不消耗能量。僅于外電路進(jìn)行能量交換。2022/12/1121注意:2022/12/11126電容和電感的串并聯(lián):電容串聯(lián):電容并聯(lián):電感串聯(lián):電感并聯(lián):2022/12/1122電容和電感的串并聯(lián):電容串聯(lián):電容并2022/12/111271.4
有源電路元件電壓源IUS+_U+_1.理想電壓源(恒壓源)能夠獨立產(chǎn)生電壓的電路元件。外特性曲線
IUUsO2022/12/11231.4有源電路元件電壓源IUS+_2022/12/11128例1:(2)輸出電壓是一定值,恒等于電動勢;
對直流電壓,有U
Us(3)恒壓源中的電流由外電路決定特點:(1)內(nèi)阻R0
=0設(shè)
Us=10V,接上RL
后,恒壓源對外輸出電流
當(dāng)RL=1時,U=10V,I=10A
當(dāng)RL=10時,U=10V,I=1A電壓恒定,電流隨負(fù)載變化RLIUs+_U+_2022/12/1124例1:(2)輸出電壓是一定值,恒等于2022/12/11129補(bǔ)充:理想電壓源置零:Us=0時,理想電壓源等效為一理想導(dǎo)線。2022/12/1125補(bǔ)充:理想電壓源置零:Us=0時,理2022/12/11130
電壓源模型由電路可得
U=Us–IR0
如果
R0=0理想電壓源
:U
Us電壓源的外特性IRL由電壓源Us和內(nèi)阻R0串聯(lián)組成
當(dāng)
R0<<RL,U
Us
,可近似認(rèn)為是理想電壓源U0=Us
IU理想電壓源O電壓源–R0+-UsU+2.實際電壓源2022/12/1126電壓源模型由電路可得如果R0電壓源與電流源等效變換(2)電路中兩點間的電壓值是固定的,不會因參考
點的不同而變,即與零電位參考點的選取無關(guān)電容元件(C)注意:對含有受控源的二端網(wǎng)絡(luò)的等效變換與獨立源等效變換基本相同,在等效變換時受控源可先當(dāng)作獨立源進(jìn)行變換?;騃1+I2–I3=0注意:規(guī)定參考方向后,電壓或電流前面的正負(fù)號,只表示參考方向與實際方向的關(guān)系。(2)應(yīng)用KCL對結(jié)點列出N-1個獨立的結(jié)點電流方程I=IS能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。解:(2)求等效電源的內(nèi)阻R0R1I1+R3I3=Us1(2)當(dāng)開關(guān)閉合時,電路-UAB+UA-UB=0聯(lián)立兩式解得:K1=0.R2I2–R4I4–R6I6=0(1)電位值是相對的,參考點選取的不同,電路中
各點的電位也將隨之改變僅于外電路進(jìn)行能量交換。U=Us–IR0若U=5V,則電壓的實際方向從a指向b電容只儲存能量,不消耗能量。2022/12/11131電流源IISU+_外特性曲線IUISO1.理想電流源(恒流源)
能夠獨立產(chǎn)生電流的電路元件。電壓源與電流源等效變換2022/12/1127電流源IISU2022/12/11132RLIISU+_例1:(2)輸出電流是一定值,恒等于電流IS(3)恒流源兩端的電壓U由外電路決定特點:(1)內(nèi)阻R0
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