电路邱关源电子教案

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1、第一章电路的基本定律与分析措施第1节 电路和电路模型一、 电路1、定义:由多种电气设备或元件按一定方式连接构成的电流的通路，具有电能的传播、转换和信号的传递、解决等功能。2、构成:电源、负载、中间环节例:手电筒 电路模型二、 电路模型定义:将实际电路中的元器件抱负化，以抱负电路元件（R、L、C、电源)模拟替代,由某些抱负电路元件构成的电路就是实际电路的电路模型。简称电路。抱负电路元件:有某种拟定的电磁性能的抱负元件第2节电流和电压的参照方向一、电流的参照方向(,)电流：带电粒子有规则的定向运动。电流的实际方向:规定正电荷的运动方向。在简朴电路中,电流的实际方向不难判断;但是，复杂电路或电路中的

2、电流随时间变化时，其电流的实际方向往往很难事先判断。为了分析电路的以便,故引入了参照方向。电流的参照方向：人为的假定。（为了分析电路以便） 相似 电流的参照方向与实际方向的关系： 相反 选定了参照方向后来,电流有了正负之分，成为一种代数量。电流参照方向的两种表达措施:(1）箭头:箭头的指向为电流的参照方向。 (2）双下标:如 , 电流的参照方向由指向B。 单位:、。二、电压的参照方向电压：两点之间的电位之差。电压的实际正方向：由高电位指向低电位，即电位真正减少的方向。电压的参照方向:人为的假定,假设的电位减少方向。 相似 电压的参照方向与实际方向的关系: 相反 电压参照方向的三种表达措施:()

3、 用箭头表达 () 用双下标表达 (3) 用正负极性表达 电压的单位:、。三、关联参照方向 关联参照方向 非关联参照方向我们在分析电路时,一般采用关联参照方向。若选用关联参照方向，只需标出一种参照方向即可。 第3节电功率和能量一、 电功率（）1、定义:单位时间内电场力所做的功。2、大小: 单位：W3、电路吸取或发出功率的判断(1）u,i 取关联参照方向： 吸取正功率 (实际吸取)表达元件吸取的功率 吸取负功率 （实际发出)（2)u, i 取非关联参照方向: 发出正功率 （实际发出）表达元件发出的功率 发出负功率 (实际吸取）判断一种元件是吸取还是发出功率时，也可用如下的措施：(1)电压U和电流

4、的实际方向一致，元件实际吸取功率。（2）电压U和电流I的实际方向相反，元件实际发出功率。例1：方框代表电源或负载,电流和电压的参照方向如图所示。通过测量可知：。（1） 标出各电流的实际方向和极性。(2）判断哪几种方框是电源，哪几种方框是负载。()检查其功率与否平衡？解:（1）如图所示。 （2）1、4为电源，2、为负载。(3), 经检查，功率平衡。注：对一完整的电路，发出的功率=消耗的功率二、能量单位: 第4节 电阻元件 一、电阻元件1、电路符号: 2、 之间的约束关系：满足欧姆定律：即 （、取关联参照方向） 伏安特性R 称为电阻,单位： (欧) 称为电导,单位： S（西门子) 注：若、取非关联

5、参照方向， 则有: 二、功率和能量1、功率 吸取功率注:上述成果阐明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。2、能量从到电阻消耗的能量:三、 电阻的开路与短路1、短路 伏安特性2、开路 伏安特性三、 非线性电阻元件 伏安特性第6节电压源和电流源一、电压源1、定义：其端电压总能保持定值或一定的时间函数关系的元件。2、电路符号： 3、电压源的电压、电流关系(）电源两端的电压由电源自身决定；与外电路无关,与流经它的电流小无关。（2）通过电压源的电流由外电路决定。 注意:电压源不能短路。4、电压源的功率电压、电流的参照方向非关联时,电压源发出的功率为： 二、电流源1、定义：其输出电流总能保持定值或一定的时间

6、函数关系的元件。2、电路符号： 3、电流源的电压、电流关系()电流源的输出电流由电源自身决定；与外电路无关，与它两端电压无关。 (2)电流源的电压由外电路决定。 注意:电流源不能开路！4、电流源的功率电压、电流的参照方向非关联时,电流源发出的功率为: 例:电路如图所示。求:（1）电流源的端电压u和电压源的电流。（2)求两电源的功率。 第8节受控电源定义：其大小和方向不是给定的，而是受电路中某个电压或电流控制的元件。一、电路符号 受控电压源 受控电流源二、 分类 根据控制量是电压或电流i ,受控源可分四种类型： 1、电压控制的电压源（C) 、电流控制的电压源 （CCVS) 3、电压控制的电流源(

7、VCS) 、电流控制的电流源 (CCS) 三、受控源与独立源的比较、独立源的大小和方向由电源自身决定,与电路中其他电压、电流无关，而受控源则由控制量决定。2、分析含受控源的电路时,可以把受控源作为独立源解决,但必须注意受控源的大小是取决于控制量的。例1：已知，求电流。 例:已知,求 解:, 解:，第9节 基尔霍夫定律一、基本概念支路:电路中的每一分支（通过同一电流的分支）。支路电流：一条支路流过一种电流。结点：电路中两条以上支路的连接点。回路：由支路构成的闭合途径。 图1 图2该电路:条支路， 4个节点, 7个回路。二、 基尔霍夫电流定律（KCL)1、在集总参数电路中，任意时刻，流出任一结点的

8、支路电流等于流入该结点的支路电流。 即: 例：在图1中，则有 (1)由（1）得 2、在集总参数电路中,任意时刻，通过任一结点的电流的代数和等于零。 即： 核心：“+”、“”号的选用：若流出结点的电流前面取“+”号; 则流入结点的电流前面取“-”号。例: 对“1” （1)若:。求 对“” （)解：=2（-)-(-2)=-4A 对“3” （3) （1）+（2)+(3)得：、推广的基尔霍夫定律:在任意时刻,通过一种闭合面的支路电流的代数和等于零。 即： 注意:（1)CL是对支路电流间的约束,与支路上是什么元件无关。 (2）KL方程是按电流参照方向列写，与电流实际方向无关；故列写方程时应先选参照方向。

9、三、基尔霍夫电压定律(KV) 1、在集总电路中，任何时刻,沿任一回路，所有支路电压的代数和等于零。 即: 核心:前“+”“-”的选用:若支路电压的参照方向与回路的绕行方向一致,前取“”；若支路电压的参照方向与回路的绕行方向相反，前取“”。例： 图 图4 图5对该回路，则有: ，上式仍成立。列写KVL方程时，应先： （）标定各元件电压参照方向 （2）选定回路绕行方向，顺时针或逆时针.2、扩展的基尔霍夫电压定律 KL既可用于任何闭合回路,也可用于其他任何不闭合途径（广义回路)。注意：（1）KVL是对回路电压间的约束,与回路各支路上接的是什么元件无关 （2）KVL方程是按电压参照方向列写，与电压实际

10、方向无关。例1:图任意元件构成的回路。已知，求和。 图 图6解：由KVL知: 故：=-5-（-4)-（-）=2V 应用扩展的K知: 故：例2:图6所示电路中，电阻。求。解：由KVL得:， 由得: 解得:例3:图电路中，已知，。求。 图7 图8 解：对结点列写KC得: 即：对回路列写KVL得： 即: 解得: 例4:电路如图所示，已知:,求U。解：对左回路由KVL知： 且 解得： 对右回路由扩展的K知:1-11电路如图所示，其中。求：（1）A电流源和10电压源的功率; (2)如果规定2A电流源的功率为零，在B线段内应插入何种元件？分析此时各元件的功率； ()如果规定1V电压源的功率为零,则应在BC

11、间并联何种元件?分析此时元件的功率。解:（) （2）在B段内串联一大小为0的电源。 此时,两端的电压为0; （)在BC段内并联一大小为A的电流源或并联一大小为的电阻；此时，流过 的电流为0 1-1().求图示电路中每个元件的功率。 解:吸取功率 吸取功率，发出功率14电路如图所示,试求:(1)电流和（）电压 (a） （b）解:（1） (） 对a点,由KL知： -1(2)：已知求。 解：,1-2试求及。解:,， (1)i5A （）u=-520+10=-5V () =3 (4)u=2V (5) =3A; （) U=10V; (7) (） 4 , 吸取功率 (9) (0） U-V ， （11）求图示电路中的电压U和电流I，并求受控源吸取的功率。 解：,