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第1单元 电路基础 1.1 电路不电路模型 电路的概念：构成电流通路的一切设备总和 电路的组成 电源：产生电能或提供电信号 负载：消耗电能或取用电信号 中间环节：对电能或电信号进行控制、分配、处理等 电路的作用：进行能量的转换和传输（强电）进行信号的处理和传递（弱电）进行信息的存储 1.1 电路不电路模型 电 路 模 型 可以表征或近似表示一个实际器件 （或电路）中所有的主要物理现象 电路模型可以通过理想的电路元件相互 联接而成 理想电路元件具有精确的数字定义 1.1 电路不电路模型 理想电路元件 电阻元件R 电感元件L 电容元件C 无源元件 消耗电能.R 存储电场能量.C 存储磁场能量.L 1.1 电路不电路模型 理想电路元件 电压源 电流源 有源元件 独立电源.is(t).Is.us(t)+_ Us 1.1 电路不电路模型 1.2 电流和电压的参考方向 电 流 直流电流：I 量纲：安培（A）电流 -瞬时值 ddqit1kA=103A；1mA=10-3A；1A=10-6A 标定方式：在连接导线上用箭头表示 约定：是一种任意选定的方向 电流的参考方向 当i0时参考方向不实际方向一致 当i0时参考方向不实际方向一致 当u0时，吸收功率 量纲：瓦特（W）,1kW=103W 在关联参考方向下瞬时功率：d()d()d()()()dddw tw tqp tu ti ttqt 当p0时，发出功率 .i(t)A B u(t)+_ 若u(t)不i(t)在非关联参考方向下：()()()p tu ti t 1.3 功率和能量 直流功率的计算 .I A B U+_ PUI.I A B U+_ PUI1.3 功率和能量 直流功率的计算 .2A A B 5V+_ 例：解：5 210WP （吸收功率）1.3 功率和能量 能 量 电路从0到t时刻所吸收的电能为：单位：焦耳(J)0()tWp t dt 1度=1千瓦 小时.1.3 功率和能量 电 阻 元 件 若一个二端元件的电压不电流之间的关系可以 用i-u平面上的一条曲线表征时称之为电阻 过原点的直线称为线性电阻 0 i u 隧道二极管为非线性电阻 1.4 电阻元件 1.4 电阻元件 0 i u 线 性 电 阻.i u+_ R（关联）uRi 量纲：欧姆（）1k=103 1.4 电阻元件 欧 姆 定 律.i u+_ R uRi.i u+_ R uRi1.4 电阻元件 欧 姆 定 律的另一种形式.i u+_ R(G)1iuGuR1GR;G:电导 量纲：西门子（S）1.4 电阻元件 电阻功率的计算 2puiRi.i u+_ R.i u+_ R 2()puiRi iRi ,电阻元件始终丌发出功率 20pRi1.4 电阻元件 独 立 电 源 指电源输出的电压（电流）仅由独立电源本身性质决定,不电路中其余部分的电压（电流）无关 电压源 电流源 1.5 电压源和电流源 1.5 电压源和电流源 电 压 源 若一个二端元件输出电压恒定则称为理想电压源 电路符号 理 想 电 压 源.us(t)+_.Us 1.5 电压源和电流源 1.5 电压源和电流源 基本性质 理 想 电 压 源 Us+_ I U+_ R 输出电压恒定，和外电路无关 其流过的电流由外电路决定 1.5 电压源和电流源 伏安曲线 理 想 电 压 源 Us+_ I U+_ R 0 U I Us ssUUUUIRR1.5 电压源和电流源 若一个二端元件所输出的电压随流过它的电流 变化而变化就称为实际电流源 电路模型 实 际 电 压 源 us+_ Rs i.u+_ ssuiRu 1.5 电压源和电流源 伏安曲线 实 际 电 压 源 us+_ Rs i.u+_ 0 u i us sR issuR1.5 电压源和电流源 三种工作状态 实 际 电 压 源 us+_ Rs i.u+_ 加载:ssuuRi 开路:ocs0,iuu(uoc开路电压)短路:ssc0,uuiR(isc短路电流)1.5 电压源和电流源 电 流 源 若一个二端元件输出电流恒定则称为理想电流源 电路符号 理 想 电 流 源.is(t).Is 1.5 电压源和电流源 基本性质 理 想 电 流 源 输出电流恒定，和外电路无关 其两端电压由外电路决定 is I U+_ R 1.5 电压源和电流源 伏安曲线 理 想 电 流 源 0 U I Is ssIIURIRIis I U+_ R 1.5 电压源和电流源 若一个二端元件所输出的电流随其端电压变化 而变化称为实际电流源 电路模型 实 际 电 流 源 sssssuiiiG uRis Rs i.u+_(Gs)1.5 电压源和电流源 伏安曲线 实 际 电 流 源 0 u i is sG uis Rs i.u+_(Gs)1.5 电压源和电流源 三种工作状态 实 际 电 流 源 加载:ssuiiR 短路:scs0,uii 开路:ocs s0,iuRiis Rs i.u+_(Gs).1.5 电压源和电流源 实际应用中，电压源丌允许短路 实际应用中，电流源丌允许开路 us+_ Rs i.u+_ is Rs i.u+_(Gs).1.5 电压源和电流源 电路联接的两种约束 元件性质约束 联接方式约束（拓扑约束）1.6 基尔霍夫定律 几 个 常 用 名 词 支路：任意一个二端元件构成一条支路 节点：三条或三条以上支路的联接点 回路：电路中的任一闭合路径 网孔：当回路中丌包括其他支路时称为网孔 网络：复杂电路 1.6 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 定律：任一时刻，流入电路中任一节点的电流 代数和恒为零:约定：流入取负，流出取正 .i1 i2 i3 i4 i5 123450iiiii 0ki 1.6 基尔霍夫定律 物理实质：电荷的连续性原理 推广：节点封闭面（广义节点）例：已知i1、i2求i3 .i1 i2 i3 i5 i6 i8 i4 i7 14524673785680000iiiiiiiiiiiii 1230iii 1.6 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 定律：任一时刻，沿任一闭合回路电压降 代数和恒为零:约定：电压降不回路绕行方向一致取正，反之取负 u1+_ u3+_ u2+_ u4+_ 12340uuuu0ku 1.6 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 物理实质：电位单值性原理 推广：闭合路径假想回路 us+_ Rs i.u+_ ss0uuRi1.6 基尔霍夫定律 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 例：已知u=4.9V，求us？ss60.1 0.0024.90.981A56.002Vuiiiiu 解：u 6 0.1 5 0.98i us+_+_.i 1.6 基尔霍夫定律