電壓電流約束關(guān)系.ppt

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1、第二講1本章內(nèi)容1-1電路及集總電路模型1-2電路變量電流、電壓及功率1-3基爾霍夫定律1-4電阻元件1-5電壓源1-6電流源1-7受控源1-8分壓公式和分流公式1-9兩類約束KCL、KVL方程的獨立性1-10支路分析2本章教學(xué)要求理解電路變量及其參考方向理解電阻元件、電壓源、電流源及伏安特性了解受控源特性,會求解受控源電路掌握KCL、KVL,并靈活運用于電路分析計算掌握分壓公式、分流公式掌握支路分析方法3本次課教學(xué)要求1、理解電阻元件的伏安特性;2、熟練掌握歐姆定律;3、理解獨立電壓源、電流源的特性,掌握

2、其電路的計算;4、掌握受控電源的概念,初步掌握含受控電源電路的計算。重點1、電阻元件的伏安特性,歐姆定律;2、獨立電源電路的分析計算;3、受控電源的概念。4。§1.4電阻元件電阻是電路中阻礙電流流動和表示能量損耗大小的參數(shù)。電阻元件是用來模擬電能損耗或電能轉(zhuǎn)換為熱能等其他形式能量的理想元件。電阻元件習(xí)慣上也簡稱為電阻?!半娮琛币辉~有兩種含義,應(yīng)注意區(qū)別。5若一個二端元件在任一時刻其端電壓u和流經(jīng)的電流i二者之間的關(guān)系,可由u-i平面上的一條曲線來確定,則此二端元件稱為二端電阻元件。該曲線稱為電阻的伏安特性曲

3、線,它反映了電阻的電壓與電流的關(guān)系(VoltageCurrentRelation,簡稱VCR)。6ui電阻的VCR—伏安關(guān)系關(guān)聯(lián)參考方向下:電阻元件R+_線性電阻非線性電阻負電阻時變電阻分類:非關(guān)聯(lián)參考方向下:由特性曲線可知,線性電阻是雙向元件。7歐姆定律電阻的功率在關(guān)聯(lián)參考方向條件下,線性時不變電阻的VCR約束方程由歐姆定律決定或式中,電阻R是與電流和電壓大小無關(guān)的常數(shù),當電流單位為安培(A),電壓單位為伏特(V)時,電阻的基本單位為歐姆(Ω);電導(dǎo)G是電阻的倒數(shù),電導(dǎo)的基本單位為西門子(S)。上式表明正

4、電阻總是吸收(消耗)功率的,稱為無源元件。所謂“有源元件”是指元件可向外部電路提供大于零且無限長時間的平均功率的一類元件。8§1.5獨立電壓源任何實際電路正常工作必須要有提供能量的電源。為了對實際電源進行模擬,理論上定義了兩種理想的獨立電源:獨立電壓源和獨立電流源9實際電源(a)電池(b)穩(wěn)壓電源10+_isu=UssuUsi0電壓源的符號及伏安特性特征:Us端電壓始終保持規(guī)定的電壓Us或us(t);流過電壓源的電流要由外電路決定,即是任意的;電壓源是一種理想化的電路元件,實際中并不存在。11電壓源特性舉例

5、10V10?10A1?1A+-10V0A11V-1A20V-10A外電路內(nèi)電路此例說明電壓源的端電壓是恒定不變的;而其中的電流是由外電路決定的12電壓源電路分析舉例例1-7:單回路電路計算P27例1-8:含源支路計算P28例1-9:基爾霍夫定律和歐姆定律的聯(lián)合應(yīng)用P29(1)U2=5–3(V)(1)I2=3/2(A)(2)R2=2/1.5(Ω)(2)I1=2–1.5(A)(3)R1=5/0.5(Ω)(1)US=2×3+5(V)13uIsi0§1.6獨立電流源電流源的符號及伏安特性+_usi=Iss特征:電流

6、源流出的電流保持規(guī)定的值Is或is(t);電流源兩端電壓要由外電路決定,即是任意的;電流源是一種理想化的電路元件,實際中并不存在。1415A電流源特性舉例100V10?1?-+10V11V20V外電路內(nèi)電路此例說明電流源的電流是恒定不變的;而兩端的電壓是由外電路決定的10A10V0V-1V-10V5VPP.32-33例1-10、1-11、1-1215例電流源電壓的計算+24V_+U1_6Ω3Ω1A5A+U_-+9V求電路中的U、U116§1.7受控源受控源也稱非獨立電源,可用它來建立電子元器件的模型。受控源

7、與獨立電源不同,它不能直接給電路提供能量,而是描述了電路中不同之處的電壓與電流之間的關(guān)系,即同一電路中某處的電壓或電流受另一處的電壓或電流控制。本書限于討論控制量與被控制量之間呈線性關(guān)系的受控源,亦稱線性受控源。17受控源定義受控電壓源:產(chǎn)生規(guī)定的電壓值,與其中的電流無關(guān)。但電壓受電路中另一支路電流或電壓的所控制。它是一種四端元件(雙口元件)。受控電流源:產(chǎn)生規(guī)定的電流值,與兩端的電壓無關(guān)。但電流受電路中另一支路電流或電壓的所控制。它是一種四端元件(雙口元件)。計算方法:與獨立源相同,即把受控電源看作獨立電

8、源。但是,在電路變換中,一定要注意保持控制量不變。電源獨立源電壓源電流源非獨立源(受控源)受控電壓源受電壓控制VCVS受電流控制CCVS受控電流源受電壓控制VCCS受電流控制CCCS分類18圖1-48四種受控源符號19受控源方程及各物理量說明元件名稱元件方程控制量被控制量控制系數(shù)VCVSu2=?u1u1u2?CCVSu2=ri1i1u2rVCCSi2=gu1u1i2gCCCSi2=ai1i1i2a20例1求電路中

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