《电路与电子技术基础第一章精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路与电子技术基础第一章精选文档.ppt（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、本讲稿第一页，共四十三页本章目录本章目录1.1 1.1 电路的组成及其作用电路的组成及其作用1.2 1.2 电路模型电路模型1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量1.4 1.4 电气设备的额定值电气设备的额定值1.5 1.5 电路的工作状态电路的工作状态1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件1.8 1.8 电路中电位的概念电路中电位的概念返回总目录返回总目录2 2本讲稿第二页，共四十三页1.1 1.1 电路的组成及其作用电路的组成及其作用n电路的概念电路的概念电路是由用电设备或元器件（称为负载）与供电设备（称电路是由用电设备或元器件（称为负载
2、）与供电设备（称为电源）通过导线连接而构成的提供给为电源）通过导线连接而构成的提供给电电荷流动的通荷流动的通路路。电路是电场的一种特殊形式，当电场被束缚在电荷流动的电路是电场的一种特殊形式，当电场被束缚在电荷流动的路径周围很小的范围时，即形成电路，可用路径周围很小的范围时，即形成电路，可用“路路”的理论的理论来分析处理。来分析处理。n电路的组成电路的组成n为电路工作提供能量的为电路工作提供能量的电源；电源；n在电能作用下完成电路功能的在电能作用下完成电路功能的用电设备或元器件；用电设备或元器件；n连接电源和用电设备的连接电源和用电设备的导线；导线；n控制电源接入的控制电源接入的开关开关等；等；
3、n例如我们常用的照明电路。例如我们常用的照明电路。220V220V电源电源开关开关灯泡灯泡（用电设备）（用电设备）导线导线3 3本讲稿第三页，共四十三页1.1 1.1 电路的组成及其作用电路的组成及其作用（续）（续）（续）（续）n电路的功能电路的功能客观上电路提供了电荷流动的通路，电荷携带着电能在电客观上电路提供了电荷流动的通路，电荷携带着电能在电路中流动，从电源带走电能，而在用电元器件中又释放电路中流动，从电源带走电能，而在用电元器件中又释放电能，因此电路的工作伴随着能量的运动。根据电路的工作能，因此电路的工作伴随着能量的运动。根据电路的工作场合和工作目的及我们的着眼点，电路主要有下列作用：
4、场合和工作目的及我们的着眼点，电路主要有下列作用：n能量传输能量传输 将电源的电能传输给用电设备将电源的电能传输给用电设备(负载负载)。n能量转换能量转换 将传输到负载的电能根据需要转换成其它将传输到负载的电能根据需要转换成其它形式形式 的能量，如光、声、热、机械能等的能量，如光、声、热、机械能等n信息传输信息传输n信息处理信息处理信息信息-(-(载体载体)-)-信号信号-电路电路-终端终端-(-(去载去载体体)-)-信息信息 (电流或电压电流或电压)信号信号(接受接受)-)-电路电路-信号信号(已经放大、去噪、合成已经放大、去噪、合成)4 4本讲稿第四页，共四十三页1.2 1.2 电路模型电
5、路模型n为什么要引入电路模型？为什么要引入电路模型？n构成实际电路的元器件种类繁多，形状各异，给分析和设构成实际电路的元器件种类繁多，形状各异，给分析和设计带来困难。计带来困难。n只有对各种元器件的特性建立了数学模型，才可能对电路只有对各种元器件的特性建立了数学模型，才可能对电路进行深入分析。例如，对于最简单的手电筒，这样一个电进行深入分析。例如，对于最简单的手电筒，这样一个电路，就包含了电池、电珠、开关、导体等部分。如果要把路，就包含了电池、电珠、开关、导体等部分。如果要把这个电路介绍给他人，一种方法是直接把实物展示给对方，这个电路介绍给他人，一种方法是直接把实物展示给对方，另一种方法是十分
6、逼真地将它画下来给对方看，尽管如此，另一种方法是十分逼真地将它画下来给对方看，尽管如此，我们仍然不能十分明了地将这个电路的工作情况表达出来我们仍然不能十分明了地将这个电路的工作情况表达出来（用语言或文字）。（用语言或文字）。n难以想象，如果每个电路都要如此处理，摆在我们面前的难以想象，如果每个电路都要如此处理，摆在我们面前的将是怎样的情形！将是怎样的情形！5 5本讲稿第五页，共四十三页1.2 1.2 电路模型电路模型 （续续1 1）n什么是电路模型？什么是电路模型？n对实际电路的特性进行分析、抽象，将电路的主要性能用对实际电路的特性进行分析、抽象，将电路的主要性能用数学方法表达出来，再利用一些
7、具有特定、理想化特性的数学方法表达出来，再利用一些具有特定、理想化特性的元件（理想元件）重构出来的电路，称为原电路的模型。元件（理想元件）重构出来的电路，称为原电路的模型。n电路模型反映了原电路工作的主要特性，并且这些特性是电路模型反映了原电路工作的主要特性，并且这些特性是已经数学化了的，便于用数学方法进行分析。已经数学化了的，便于用数学方法进行分析。n电路模型中，构成电路的不再是千差万别的各种实际元器电路模型中，构成电路的不再是千差万别的各种实际元器件，而是数量有限的理想元件，具有很好的规范性。有利件，而是数量有限的理想元件，具有很好的规范性。有利于设计、交流。于设计、交流。n构成电路模型的
8、理想元件数量应尽可能少，否则，电路模构成电路模型的理想元件数量应尽可能少，否则，电路模型将失去其存在的价值。型将失去其存在的价值。6 6本讲稿第六页，共四十三页1.2 1.2 电路模型电路模型 （续续2 2）n怎样建立电路模型？怎样建立电路模型？n对电路中的每个元器件特性建立数学模型；对电路中的每个元器件特性建立数学模型；n用理想元件实现每个元器件的特性，构成元器件的电路模用理想元件实现每个元器件的特性，构成元器件的电路模型；型；n把所有元器件的电路模型按照原电路结构连接起来，形成把所有元器件的电路模型按照原电路结构连接起来，形成电路的模型。电路的模型。n注：对元器件数学模型的建立不是本课程的
9、内容范围，有注：对元器件数学模型的建立不是本课程的内容范围，有关的知识可参考相应的资料或元器件生产厂提供的资料。关的知识可参考相应的资料或元器件生产厂提供的资料。7 7本讲稿第七页，共四十三页1.2 1.2 电路模型电路模型 （续续3 3）n常用理想元件种类常用理想元件种类电荷电荷 q q磁通磁通 电压电压 u u电流电流 i i电阻元件电阻元件电容元件电容元件电感元件电感元件忆阻元件忆阻元件8 8本讲稿第八页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量n电流电流1.1.电流及其表示方式电流及其表示方式n电流的概念电流的概念电流是电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电电流
10、是电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电路中某一截面的净电荷量。路中某一截面的净电荷量。n电荷流动不仅有数量，也有方向，因此电流是具有方向的。电荷流动不仅有数量，也有方向，因此电流是具有方向的。规定正电荷流动的方向为电流的方向（称为真实方向）。规定正电荷流动的方向为电流的方向（称为真实方向）。n分析电路时用箭头或双下标来指定电流的方向。分析电路时用箭头或双下标来指定电流的方向。正电荷流向正电荷流向负电荷流向负电荷流向电流的真实方向电流的真实方向q q+q q-a ab b电路中的一条通路电路中的一条通路9 9本讲稿第九页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续1
11、 1）n电流（续）电流（续）2.2.电流的符号和单位电流的符号和单位n电流的符号：电路中用电流的符号：电路中用 I I 表示不随时间变化的电流表示不随时间变化的电流 或或 i i 表示随时间变化的电流表示随时间变化的电流n电流的单位是安培（电流的单位是安培（A A），是国际实用单位制（），是国际实用单位制（SISI）中的）中的七个基本单位之一。它表示：每秒钟流过七个基本单位之一。它表示：每秒钟流过1 1库仑的净电荷。库仑的净电荷。1010本讲稿第十页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续2 2）n电流（续）电流（续）3.3.电流的参考方向电流的参考方向n电流作为电路
12、的基本物理量，是我们分析电路所需要确定电流作为电路的基本物理量，是我们分析电路所需要确定的，因此在分析电路之前，电流的真实方向一般是未知的。的，因此在分析电路之前，电流的真实方向一般是未知的。n在电路中，每条通路的电流方向只有两个可能的选择，因在电路中，每条通路的电流方向只有两个可能的选择，因此，我们可以用代数量来表示有方向的电流。符号表示方此，我们可以用代数量来表示有方向的电流。符号表示方向，绝对值表示大小。向，绝对值表示大小。n为了用代数量表示电流，我们必须事先规定一个参考（即为了用代数量表示电流，我们必须事先规定一个参考（即符号为正时电流的方向），称为电流的参考方向。电路中符号为正时电流
13、的方向），称为电流的参考方向。电路中用箭头标示。用箭头标示。1111本讲稿第十一页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续3 3）n电流电流（续）（续）电流的参考方向电流的参考方向n电流的参考方向是人为定义的，电流的参考方向是人为定义的，而电流的真实方向则是受电路而电流的真实方向则是受电路约束客观存在并确定的。约束客观存在并确定的。n当参考方向设得与真实方向一致时，当参考方向设得与真实方向一致时，电流的代数值符号为正；反之为负。电流的代数值符号为正；反之为负。n若分析电路后确定的电流符号为正，则若分析电路后确定的电流符号为正，则表明电流的真实方向就是参考方向；反之亦然
14、。表明电流的真实方向就是参考方向；反之亦然。a ab b电路中的一条通路电路中的一条通路i i电流电流 i i 的参的参考方向考方向1212本讲稿第十二页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续4 4）n电流电流（续）（续）4.4.电流的测量电流的测量n实验和工程中采用电流表测量电流，电流表必须串接在被实验和工程中采用电流表测量电流，电流表必须串接在被测电路中。测电路中。n电流的参考方向由电流表接线方式决定电流的参考方向由电流表接线方式决定“+”接线柱指向接线柱指向“-”接线柱接线柱i i电流表电流表+_ _被测支路被测支路断开通路断开通路串接电流表串接电流表1313
15、本讲稿第十三页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续5 5）n电压电压1.1.电压的概念电压的概念n电路是电场的一种特殊形式。电路是电场的一种特殊形式。n电场是一种位场，类似引力场，电荷在电场中具有电位能。电场是一种位场，类似引力场，电荷在电场中具有电位能。n单位正电荷在电场中某点所具有的电位能称为该点的电位。单位正电荷在电场中某点所具有的电位能称为该点的电位。它表示外力将单位正电荷从参考点（它表示外力将单位正电荷从参考点（0 0电位）移动到该点电位）移动到该点所作的功。单位为伏特所作的功。单位为伏特(V)=1 (V)=1 焦耳焦耳(J)/(J)/库仑库仑(C)(C
16、)，用，用 v v 或或 V V 表示表示a a 点电位点电位b b 点电位点电位1414本讲稿第十四页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续6 6）n电压电压（续）（续）电压的概念电压的概念n电路（电场）中两点（如电路（电场）中两点（如a a与与b b）之间的电位差称为）之间的电位差称为电压电压，用用 u u 或或 U U 表示，单位也是伏特表示，单位也是伏特(V)(V)abab两点之间电压两点之间电压n电压电压 u uabab 表示单位正电荷从表示单位正电荷从 a a 点移动到点移动到 b b点所失去的电位能，因此点所失去的电位能，因此也常称为电压降。也常称为电
17、压降。a ab bWWa aWWb b失去电位能Wa-Wb1515本讲稿第十五页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续7 7）n电压电压（续）（续）2.2.电压的方向（极性）电压的方向（极性）n电路（电场）中，只有定义了参考点，电位才有意义。电路（电场）中，只有定义了参考点，电位才有意义。n电压是一个相对量，与参考点的选取无关。电压是一个相对量，与参考点的选取无关。n电压表示的是电位下降，也存在方向（又称为极性），规电压表示的是电位下降，也存在方向（又称为极性），规定电位下降的方向为电压的真实方向。定电位下降的方向为电压的真实方向。n电位实际上是电路中某点到参考点之
18、间的电压。电位实际上是电路中某点到参考点之间的电压。1616本讲稿第十六页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续8 8）n电压电压（续）（续）3.3.电压的参考方向电压的参考方向n电压具有方向性，不能单用数值来表示，必须同时标定其电压具有方向性，不能单用数值来表示，必须同时标定其方向。方向。n在对电路分析之前显然不能确定电压的真实方向。在对电路分析之前显然不能确定电压的真实方向。n两点之间电压只可能有两个方向，可先假设电压的方向，两点之间电压只可能有两个方向，可先假设电压的方向，数值的正、负表示真实方向与假设方向之间的关系。称此数值的正、负表示真实方向与假设方向之间
19、的关系。称此假设的方向为电压的参考方向。电压的参考方向用箭头假设的方向为电压的参考方向。电压的参考方向用箭头（或（或+/+/号）在电路中标出。号）在电路中标出。n有了参考方向，带方向的电压变量就转变成了代数量。有了参考方向，带方向的电压变量就转变成了代数量。a ab bu ua ab b+-u u或或1717本讲稿第十七页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续9 9）n电压电压（续）（续）4.4.电压的测量电压的测量n实验和工程中采用电压表测量电压，电压表必须和被测支实验和工程中采用电压表测量电压，电压表必须和被测支路并联。路并联。n电压的参考方向由电压表接线方式决
20、定电压的参考方向由电压表接线方式决定 “+”接线柱指向接线柱指向“”接线柱接线柱电压表电压表+_ _被测被测支路支路+_ _u1818本讲稿第十八页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续1010）n关联参考方向关联参考方向n同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有实际作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有实际联系。联系。n电路分析中，在一个元件上定义两个独立的参考方向是不电路分析中，在一个元件上定义两个独立的参考方向是不合适的。为了分析方便，同一电路元件
21、或电路部分，电压合适的。为了分析方便，同一电路元件或电路部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向，称为和电流的参考方向采用一致的方向，称为关联参考方向关联参考方向。n如无特别需要，一般采用关联参考方向。这样在电路中只如无特别需要，一般采用关联参考方向。这样在电路中只需要标出一个参考方向。需要标出一个参考方向。1919本讲稿第十九页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续1111）n电功率电功率n电功率的概念、符号与单位电功率的概念、符号与单位n电功率是电路元件消耗电能快慢的度量，它表示单位时间内电电功率是电路元件消耗电能快慢的度量，它表示单位时间内电路元件消耗的电场能
22、量。路元件消耗的电场能量。n电路中用电路中用 P P 或或 p p 表示电功率，按照定义，表示电功率，按照定义，p p(或或 P P)=d)=dWW/d/dt tn功率的单位为瓦特（功率的单位为瓦特（WW）=焦耳焦耳(J)/(J)/秒秒(s)(s)。n功率的计算功率的计算n采用关联参考方向时采用关联参考方向时n采用非关联参考方向采用非关联参考方向必须加上负号！2020本讲稿第二十页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续1212）n电源和负载的概念电源和负载的概念n若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负载。若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负载。
23、n若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。若某元件电功率小于零，向电路提供电能，表现为电源。n举例：由举例：由5 5个元件组成的电路如图，各元件上电压、电个元件组成的电路如图，各元件上电压、电流参考方向采用关联参考方向，标在图上如下。流参考方向采用关联参考方向，标在图上如下。确定各元件的功率，确定各元件的功率，指出哪些是电源、哪些是负载？指出哪些是电源、哪些是负载？1 12 23 34 45 52121本讲稿第二十一页，共四十三页1.3 1.3 电路的基本物理量电路的基本物理量（续续1313）元件元件1 1是负载是负载元件元件2 2是负载是负载元件元件3 3是电源是电源元件元件4 4
24、是负载是负载元件元件5 5是电源是电源注意：注意：电路中所有元件的功率之和为 0！这一规则称为功率平衡原理。常用作对分析结果的检验准则。功率平衡实际上是能量守恒的体现，任意时刻，电源发出的电能恰为负载所消耗。2222本讲稿第二十二页，共四十三页1.4 1.4 电气设备的额定值电气设备的额定值n电气设备的额定值：电气设备的安全使用值电气设备的额定值：电气设备的安全使用值n额定电流额定电流I IN N ：电气设备在长期连续运行或规定工作制下允：电气设备在长期连续运行或规定工作制下允许通过的最大电流。许通过的最大电流。n额定电压额定电压U UN N ：根据电气设备所用绝缘材料的耐压程度和根据电气设备
25、所用绝缘材料的耐压程度和容许温升等情况规定的正常工作电压。容许温升等情况规定的正常工作电压。n额定功率额定功率P PN N ：电气设备在额定电压、额定电流下工作时的：电气设备在额定电压、额定电流下工作时的功率。功率。n额定值表明了电气设备的正常工作条件、状态和容量，使用电气设备额定值表明了电气设备的正常工作条件、状态和容量，使用电气设备时，要注意不要超出其额定值，避免出现不正常的情况和发生事故。时，要注意不要超出其额定值，避免出现不正常的情况和发生事故。n注意：使用中，电气设备的实际电压、电流、功率不一定等于注意：使用中，电气设备的实际电压、电流、功率不一定等于其额定值。其额定值。2323本讲
26、稿第二十三页，共四十三页1.5 1.5 电路的工作状态电路的工作状态 工作时，根据所接负载不同，电路的工作状态分为三种：工作时，根据所接负载不同，电路的工作状态分为三种：开路、短路、负载状态。开路、短路、负载状态。n开路工作状态开路工作状态含源含源电路电路+_ _i iu u电路外接端未接任何负载，端电流电路外接端未接任何负载，端电流i i=0=0（开路）。（开路）。此时，端口电压由电路内部电源与结此时，端口电压由电路内部电源与结构决定，称为开路电压，记作构决定，称为开路电压，记作 u uOC OC 或或 U UOCOC=U UOCOC2424本讲稿第二十四页，共四十三页1.5 1.5 电路的
27、工作状态电路的工作状态（续续1 1）n短路工作状态短路工作状态含源含源电路电路+_ _i iu u电路外接端直接用导线连接，端口电压电路外接端直接用导线连接，端口电压 u u=0=0（短路）（短路）此时，端电流由电路内部电源与结构决定，称为短路电流，此时，端电流由电路内部电源与结构决定，称为短路电流，记作记作 i iSC SC 或或 I ISCSC I ISCSC2525本讲稿第二十五页，共四十三页1.5 1.5 电路的工作状态电路的工作状态（续续2 2）n负载工作状态负载工作状态含源含源电路电路+_ _i iu u电电路路外外接接一一定定负负载载，电电路路中中有有电电流流流流过过，此时的状态
28、称为负载状态。此时的状态称为负载状态。负载负载对于确定的电路，电流的大小取决对于确定的电路，电流的大小取决于负载的大小。于负载的大小。当电路中的电流等于额定电流时，叫做当电路中的电流等于额定电流时，叫做“满载满载”（额定状态）；（额定状态）；当电路中的电流大于额定电流时，叫做当电路中的电流大于额定电流时，叫做“过载过载”；当电路中的电流小于额定电流时，叫做当电路中的电流小于额定电流时，叫做“欠载欠载”。一般来说电路不能工作在过载状态，但短时少量的过载还是可以的，一般来说电路不能工作在过载状态，但短时少量的过载还是可以的，长时过载可能会引起事故的发生，是绝不允许的。为保证电路安全工长时过载可能会
29、引起事故的发生，是绝不允许的。为保证电路安全工作，一般需在电路中接入必要的过载保护装置。作，一般需在电路中接入必要的过载保护装置。2626本讲稿第二十六页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件n电阻元件电阻元件n电阻元件的概念电阻元件的概念由代数关系联系端电压由代数关系联系端电压 u u 和电流和电流 i i 的二端元件称为电的二端元件称为电阻元件，简称电阻。阻元件，简称电阻。电阻元件的特性由电阻元件的特性由 u-i u-i 平面上的一条曲线表示，平面上的一条曲线表示，O Oi iu u当这条曲线是一条过原点的直线时，当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电阻。本课程中如无特别
30、称为线性电阻。本课程中如无特别声明电阻元件均指线性电阻。声明电阻元件均指线性电阻。线性电阻元件线性电阻元件非线性电阻非线性电阻2727本讲稿第二十七页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续1 1）n电阻元件电阻元件（续）续）n电阻元件的符号、参数电阻元件的符号、参数电阻元件的参数为特性曲线的斜率，记作电阻元件的参数为特性曲线的斜率，记作 R R 称为电阻元件的电称为电阻元件的电阻（值），单位欧姆（阻（值），单位欧姆（）u ui iR R电阻元件的符号电阻元件的符号n电阻元件的特性电阻元件的特性欧姆定律欧姆定律在关联参考方向下，电阻两端电压与流过电阻在关联参考方向下，电阻两端
31、电压与流过电阻的电流成正比，比例系数为电阻元件的参数的电流成正比，比例系数为电阻元件的参数电阻值电阻值如果电阻如果电阻R R不随时间变化，电阻元件不随时间变化，电阻元件称为时不变电阻。本课只讨论时不变称为时不变电阻。本课只讨论时不变元件。元件。2828本讲稿第二十八页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续2 2）n电容元件电容元件n电容元件的概念电容元件的概念电容元件的原型是平板电容器，基本特性是存储在极板上电容元件的原型是平板电容器，基本特性是存储在极板上的电荷量的电荷量 q q 与两极板之间的电压与两极板之间的电压 u u 满足代数关系。用满足代数关系。用 q-u q-
32、u 平面上的一条曲线平面上的一条曲线 f fC C(q,uq,u)=0)=0 描述。描述。+-+q q-q qu uO Ou uq q非线性电容非线性电容线性电容元件线性电容元件当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电容。本课程中当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电容。本课程中如无特别声明电容元件均指线性电容。如无特别声明电容元件均指线性电容。2929本讲稿第二十九页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续3 3）n电容元件电容元件（续）续）n电容元件的符号、参数电容元件的符号、参数电容元件的参数为特性曲线的斜率，记作电容元件的参数为特性曲线的斜率，记作 C C ，称
33、为电容元，称为电容元件的电容（量），单位法拉（件的电容（量），单位法拉（F F），法拉的单位很大，实用），法拉的单位很大，实用中常采用微法中常采用微法 F(10F(10-6-6F)F)和皮法和皮法 pF(10 pF(10-12-12F)F)。i iu uC C电容元件的符号电容元件的符号3030本讲稿第三十页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续3 3）n电容元件电容元件（续）续）n电容元件的电压电容元件的电压-电流关系电流关系伏安特性伏安特性动态元件记忆元件记忆元件3131本讲稿第三十一页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续3 3）n电容元件电容元件
34、（续）续）n电容元件的功率与储能电容元件的功率与储能功率功率储能储能功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能量（无损）。量（无损）。与电流无关与电流无关储能元件以电场方式储存关联参考方向关联参考方向3232本讲稿第三十二页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续4 4）n电感元件电感元件n电感元件的概念电感元件的概念电感元件的原型是空心线圈，基本特性是线圈中的磁通量电感元件的原型是空心线圈，基本特性是线圈中的磁通量 与流过线圈的电流与流过线圈的电流 i i 满足代数关系。用满足代数关系。用 -i i 平面
35、平面上的一条曲线上的一条曲线 f fL L(,i i)=0)=0 描述。描述。O Oi i 非线性电感非线性电感线性电感元件线性电感元件当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电感。本课程中如无特别当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电感。本课程中如无特别声明电感元件均指线性电感。声明电感元件均指线性电感。i+_ _uN 匝磁通F+_ _eL 3333本讲稿第三十三页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续5 5）n电感元件电感元件（续）续）n电感元件的符号、参数电感元件的符号、参数电感元件的参数为特性曲线的斜率，记作电感元件的参数为特性曲线的斜率，记作 L L ，称为电
36、感元件，称为电感元件的电感（量），单位亨利（的电感（量），单位亨利（H H），亨利的单位很大，实用中常采），亨利的单位很大，实用中常采用毫亨用毫亨mH(10mH(10-3-3H)H)和微亨和微亨 H(10H(10-6-6H)H)。L Li iu u电感元件的符号电感元件的符号3434本讲稿第三十四页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续6 6）n电感元件电感元件（续）续）n电感元件的电压电感元件的电压-电流关系电流关系伏安特性伏安特性动态元件记忆元件记忆元件3535本讲稿第三十五页，共四十三页1.6 1.6 无源电路元件无源电路元件（续续7 7）n电感元件电感元件（续）续）
37、n电感元件的功率与储能电感元件的功率与储能功率功率储能储能功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗功率可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能量（无损）。能量（无损）。储能元件以磁场方式储存关联参考方向关联参考方向储能与电压无关储能与电压无关3636本讲稿第三十六页，共四十三页1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件n理想理想（独立独立）电压源电压源n若二端元件两端电压不随流过它的电流变化，保持固定的若二端元件两端电压不随流过它的电流变化，保持固定的数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电压源。数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电压源。n理想电压源的伏安特
38、性为一条平行于电流轴的直线。理想电压源的伏安特性为一条平行于电流轴的直线。u uS Su ui iu ui iu uS SO Ou=uu=uS S不随电流变化+-U US S一般电压源符号一般电压源符号直流电压源或恒压源直流电压源或恒压源理想电压源两端的电压值不随电流变化，因此，理想电压源理想电压源两端的电压值不随电流变化，因此，理想电压源的两端不能被短路（电阻值为的两端不能被短路（电阻值为00），否则，将流过无穷大电），否则，将流过无穷大电流。流。常用的电池在正常工作范围内近似为理想电压源（恒常用的电池在正常工作范围内近似为理想电压源（恒压源）。使用中不能将其两个电极短路，否则将损坏。压源）
39、。使用中不能将其两个电极短路，否则将损坏。3737本讲稿第三十七页，共四十三页1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件 （续续1 1）n理想理想（独立独立）电流源电流源n若流过二端元件的电流不随它两端电压变化，保持固定的若流过二端元件的电流不随它两端电压变化，保持固定的数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电流源。数值（或变化规律），称此元件为理想（独立）电流源。n理想电流源的伏安特性为一条平行于电压轴的直线。理想电流源的伏安特性为一条平行于电压轴的直线。电流源符号电流源符号i=ii=iS S不随电压变化u ui iO Oi iS Si iS Su ui i理想电流源的参数用流过它的电流值
40、（理想电流源的参数用流过它的电流值（i iS S）表示。）表示。如果理想电流源的参数不随时间变化（恒定），又称为直流电流源或恒如果理想电流源的参数不随时间变化（恒定），又称为直流电流源或恒流源。流源。流过理想电流源的电流值不随电压变化，因此，理想电流过理想电流源的电流值不随电压变化，因此，理想电流源的两端不能被开路（电阻值为流源的两端不能被开路（电阻值为），否则，将产生无），否则，将产生无穷大电压。穷大电压。现实世界中理想电压源和理想电流源都是不存在的，它们现实世界中理想电压源和理想电流源都是不存在的，它们只是实际电源在一定条件下的近似（模型）。只是实际电源在一定条件下的近似（模型）。3838
41、本讲稿第三十八页，共四十三页1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件 （续续2 2）n实际电源的模型：实际电源的模型：电压源模型电压源模型理想的电压源和电流源是不存在的，实际电源不能输出理想的电压源和电流源是不存在的，实际电源不能输出无穷大的功率。实际电压源（简称电压源）随着输出电无穷大的功率。实际电压源（简称电压源）随着输出电流的增大，端电压将下降，可以用理想电压源和一个内流的增大，端电压将下降，可以用理想电压源和一个内阻阻R R0 0串联来等效。串联来等效。实实际际电电源源+_ _u ui iR RL Lu ui iOu uS S理想电压源特性理想电压源特性实际电压源特性实际电压源特性实际
42、电压源模型实际电压源模型+_ _u ui iR RL L+u uS S_ _R R0 03939本讲稿第三十九页，共四十三页1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件 （续续3 3）n实际电源的模型：实际电源的模型：电流源模型电流源模型理想的电流源同样是不存在的。实际电流源（简称电流理想的电流源同样是不存在的。实际电流源（简称电流源）可以用理想电流源与内阻并联来表示，当电流源两源）可以用理想电流源与内阻并联来表示，当电流源两端电压愈大，其输出的电流就愈小。当实际电流源的内端电压愈大，其输出的电流就愈小。当实际电流源的内阻比负载电阻大得多时，往往可以近似地将其看作是理阻比负载电阻大得多时，往往可以
43、近似地将其看作是理想电流源。想电流源。实实际际电电源源+_ _u ui iR RL Li iu uOi iS S理想电流源特性理想电流源特性实际电流源特性实际电流源特性实际电流源模型实际电流源模型+_ _u ui iR RL Li iS SR R0 04040本讲稿第四十页，共四十三页1.7 1.7 有源电路元件有源电路元件 （续续4 4）n两种电源模型的转换两种电源模型的转换电压源模型和电流源模型都是对实际电源的近似，两种电压源模型和电流源模型都是对实际电源的近似，两种电源模型之间可以互相转换。电源模型之间可以互相转换。实实际际电电源源+_ _u ui iR RL L电流源模型电流源模型+_
44、 _u ui iR RL Li iS SR R0 0电压源模型电压源模型+_ _u ui iR RL L+u uS S_ _R R0 0u ui iOu uS S实际电源特性实际电源特性4141本讲稿第四十一页，共四十三页1.8 1.8 电路中电位的概念电路中电位的概念n在电路的分析与计算时，常常要用到电位的概念。电压在电路的分析与计算时，常常要用到电位的概念。电压是两点电位之差，它只能说明一点的电位高，另一点的是两点电位之差，它只能说明一点的电位高，另一点的电位低，并不能知道某一点的电位究竟为多少。在很多电位低，并不能知道某一点的电位究竟为多少。在很多情况下，我们需要知道某点的电位。情况下，我们需要知道某点的电位。n利用电位的概念，还可以简化电路图，也可使计算更为利用电位的概念，还可以简化电路图，也可使计算更为简单。在电子电路中，为简化电路，一般不画出直流电简单。在电子电路中，为简化电路，一般不画出直流电源，而只标出各点的电位值。源，而只标出各点的电位值。n例：求图示电路中例：求图示电路中A A点的电位点的电位+5V+5V 5V5VA A20k20k 30k30k I I4242本讲稿第四十二页，共四十三页第一章第一章第一章第一章结束结束结束结束本讲稿第四十三页，共四十三页