电路模型与电路定律.ppt

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1、电路模型与电路定律1现在学习的是第1页，共83页二、参考书目：1、电路基本理论 狄苏尔.葛守仁著 人民教育出版社2、电路理论基础 裴留庆编 北京师范大学出版社3、电路基础 陕西机械学院电工原理教研室编 机械工业出版社2现在学习的是第2页，共83页三、学习方法：1、预习2、听讲3、复习、做作业3现在学习的是第3页，共83页第一章第一章第一章第一章 电路模型与电路定律电路模型与电路定律电路模型与电路定律电路模型与电路定律第一节第一节 电路与电路模型电路与电路模型一、电路的分类（按功能）1、进行能量的传输、分配及转换的电路。如电力系统2、信号的处理、传输和储存电路。如调谐电路、放大电路。4现在学习的

2、是第4页，共83页二、电路的概念二、电路的概念电源：向电路提供电能或电信号。负载：在电路中吸收电能或接受电信号。传输控制器件电路：为实现某种功能而把电源、负载和传输控制器件进行适当组合的一个整体。USRSRS5现在学习的是第5页，共83页三、理想元件三、理想元件 重要假设：当构成电路器件以及电路本身的尺寸远小于电路工作时的电磁波的波长（两个数量级），实际的元件可以看成理想元件。即：具体条件：L 0,真实方向与参考方向相同，即：箭头所示方向；i0,dw0,则:A(+)、B(-)。16现在学习的是第16页，共83页2、电压的参考方向AB u0,真实方向与参考方向相同，即：图中所示方向；u 0 吸收

3、功率（负载）2）p 0 广义负载 吸收，0，正电阻消耗能量iu+u -i -R线性R0 1）i 0 P=-usi 0 发出功率，电源状态 2）i 0 吸收功率，负载状态 3）i=0 P=0 开路状态ui开路i1 i2充电提供能量42现在学习的是第42页，共83页二、电流源1定义及符号 二端电路元件，电流或等于常数或为确定的时间常数，与负载大小无关。i对偶原则！43现在学习的是第43页，共83页2、伏安关系ui直流伏安特性ui时变44现在学习的是第44页，共83页3、电流源的特性u=RiR大，u变大R小，u变小1）、i=is(t)与外电路无关（独立源）2）、电路工作时，流源两端的电压，由外电路决

4、定。i+-R外电路45现在学习的是第45页，共83页4、工作状态 设is0 1）u 0 P=-uis 0 发出功率，电源状态 2）u 0 吸收功率，负载状态 3）u=0 P=0 短路状态ui负载状态 电源状态46现在学习的是第46页，共83页总结：总结：电压源VS：独立源、负载、开路。电流源CS：独立源、负载、短路。说明：说明：2）Cs决不允许开路。1）Vs决不允许短路！操作时容易出现情况。47现在学习的是第47页，共83页3、实际的电压源、电流源i+-RSiSRS48现在学习的是第48页，共83页思考题：1、当R增大时，I2变不变？R两端的电压会不会变？2、当R增大时，U2变不变？U1变不变

5、？+-+-R10V2VI2I1I3题 1图410A2AR4+-U1U2+-题 2图49现在学习的是第49页，共83页 作业：P25 14（a）、（d）、（e)16，6，850现在学习的是第50页，共83页第七节 受控电源51现在学习的是第51页，共83页一、为什么要引入受控源？52现在学习的是第52页，共83页二、受控源的分类1VCCS（电压控制电流源）+-+-g转移电导+-电压转移比+-+-2VCVS（电压控制电压源）Voltage Controlled Current SourceMath Tone！53现在学习的是第53页，共83页3CCCS（电流控制电流源）+-+-电流放大倍数+-转移

6、电阻+-+-4CCVS（电流控制电压源）54现在学习的是第54页，共83页理想受控源：输入端不耗功率，电流源不考虑并联R，串联R在电压源中不考虑。55现在学习的是第55页，共83页小结点放大电路+-+-56现在学习的是第56页，共83页例：计算独立源和受控源各自发出的功率5V+-+-三、受控源的特点57现在学习的是第57页，共83页解：解：58现在学习的是第58页，共83页得到：1受控源是有源元件 2受控源受控制量摆布，与控制量共存。3受控源与独立源区别 受控源是非独立源 受控源是反映电路耦合关系的电路模型 存亡：控制量消失？59现在学习的是第59页，共83页4受控源和R的区别：受控源为四端，

7、两条支路关系；R为两端，本支路关系受控源耦合的、有源的、能够向外提供能量、电阻性的(即U、I成代数关系)四端元件 电阻R:无源的、二端元件60现在学习的是第60页，共83页步骤：1把受控源视为独立源列方程2化去控制量，求解四、受控源的计算61现在学习的是第61页，共83页例1Us=6V，求U=？+-+U-I2II2I62现在学习的是第62页，共83页解：设I1如图所示，由KCL （1）对图示回路列KVL （2）由（1）,（2）得 63现在学习的是第63页，共83页例2电路如图所示，求Ix3AI+-+-10V64现在学习的是第64页，共83页解：设I方向如图 KCL （1）选回路方向如图 KVL

8、 （2）由（1）（2）得 Ix=1.4A65现在学习的是第65页，共83页备注：当电路中出现多个控制源作用时，可采用“叠加性”此时电路中的 在其他源作用于 单独作用时 但注意受控源由于不能单独作用，因而不可省。+-66现在学习的是第66页，共83页第八节第八节 基尔霍夫定律67现在学习的是第67页，共83页1电荷守恒2能量守恒一、电路理论的两个公设68现在学习的是第68页，共83页1支路：一个元件可以构成一个支路。4网孔：最小的回路。即：在回路内部不另含有支路的回路。3回路：形成一个闭合路径的支路组合。（支路组合最小组合）2节点：二条以上支路的连接点。特例二、名词解释69现在学习的是第69页，

9、共83页6个支路（branch）4个节点（note）3个网孔（mesh）251346i1i2i4i5i3i670现在学习的是第70页，共83页1定律内容：在集总电路中对于任意节点任意时刻，流出或流入该节点的所有支路电流的代数和为零。KCL：i=0 i流出=i流入规定：流出节点，取“+”；流入节点，取“”三、基尔霍夫电流定律（KCL）对上图各个节点列KCL方程，如下：71现在学习的是第71页，共83页KCL：节点1：i1+i2+i4=0 节点2：-i2+i3+i5=0 节点3：-i3-i1+i6=0 节点4：-i4-i5-i6=02物理解释 1）是电荷守恒的必然结果 2）电流连续性的体现如果把前

10、面三个方程相加则是第四个方程，为什么？72现在学习的是第72页，共83页3KCL的推广：广义节点（流出，流入封闭面电流）对于广义节点，KCL仍成立。ia+i1+i3=0 -ib+i1+i2=0 -ic-i2+i3=0+：-ia-ib-ic=0abciaibici1i3i25V+-+-以本推广来解释为什么这个电路可以分成两个电路73现在学习的是第73页，共83页 4备注 1）KCL与元件特性无关，仅与电路拓扑（电路内元件的连接）有关。2）KCL与电流的波形无关。前面两A条件：Any Node,Any Time 3）只适用集中参数电路。74现在学习的是第74页，共83页 练习：图示节点处有四个支路

11、电流，在不同时刻其中三个电流的数值如表中所示。试填写该表所缺各项。i1i2i3i42255-1-5-1-2-40.53-3177实际流出节点的电流实际流入节点的电流i1i2i3i475现在学习的是第75页，共83页练习：图示节点处有四个支路电流，在不同时刻其中三个电流的数值如表中所示。试填写该表所缺各项。i1i2i3i42255-1-5-1-2-40.53-3177实际流出节点的电流实际流入节点的电流i1i2i3i476现在学习的是第76页，共83页四、基尔霍夫电压定律（KVL)1定律内容：对于任一集中电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。KVL：u=0 u降=

12、u升77现在学习的是第77页，共83页KVL：回路1：u1-u2-u3=0 回路2：u2-u4+u5=0 回路3：u2+u3-u4-u6=0251346(1)+-+-+-+-+-(2)(3)升-；降+如果把这三个方程相加则是什么？78现在学习的是第78页，共83页2KVL物理意义 1）能量能量守恒的体现 负载消耗能量=电源供给能量 2）电位单值性的表现3备注 1）KVL与元件无关，仅与电路拓扑（电路内元件的连接）有关。2）KVL与电压的波形无关。3）KVL适用于线性、非线性、时变、时不变的集中参数电路。79现在学习的是第79页，共83页练习：图中电压U3的参考极性已确定，若该电路的两个KVL方

13、程为：U1-U2-U3=0；-U2-U3+U5-U6=0试确定U1、U2、U5及U6的极性；能否进一步确定U4的参考极性；若给定U2=10V，U3=5V，U6=-4V，试确定其余各电压。12435+-U3680现在学习的是第80页，共83页练习：如图所示电路，R1=30，R2=60，R3=10，US=120V。试计算各元件的功率，并判断电压源和受控源是吸收还是提供功率。R1R2R3-+-USU32U3+-I1I2I3+-U281现在学习的是第81页，共83页电路分析的步骤：1、首先给每个元件标定电压、电流的参考方向。为方便起见，尽量取关联参考方向。习惯上，电源的电压、电流取非关联的参考方向。2、依据KCL、KVL和VCR列方程。（含有受控源时，要把控制量表示出来）。3、解方程求未知量。章结：82现在学习的是第82页，共83页作业：1-14、20、2183现在学习的是第83页，共83页