电路基础电子教案教学课件作者胡翔骏jan1-5课件.PPT

§1－5 独立电压源和独立电流源 * 电路中的耗能器件或装置有电流流动时，会不断消耗能量，电路中必须有提供能量的器件或装置——电源。常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源和直流稳流电源等。常用的交流电源有电力系统提供的正弦交流电源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信号发生器等。为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理想的电路元件——独立电压源和独立电流源。 常用的干电池和可充电电池 实验室使用的直流稳压电源 用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。 示波器 稳压电源 一、独立电压源 如果一个二端元件的电流无论为何值，其电压保持常量US或按给定的时间函数uS(t)变化，则此二端元件称为独立电压源，简称为电压源。电压源的符号如图(a)所示，图中“ + ” ， “ - ”号表示电压源电压的参考极性。 电压保持常量的电压源，称为恒定电压源或直流电压源。电压随时间变化的电压源，称为时变电压源。电压随时间周期性变化且平均值为零的时变电压源，称为交流电压源。 电压源的电压与电流采用关联参考方向时，其吸收功率为 p=ui 当p0，即电压源工作在i-u平面的一、三象限时，电压源实际吸收功率。 当p0，即电压源工作在i-u平面的二、四象限时，电压源实际发出功率。 P0 P0 p=ui 电压源的电压与电流采用关联参考方向时，其吸收功率为 独立电压源的特点是其端电压由其特性确定，与电压源在电路中的位置无关。 独立电压源的电流则与其连接的外电路有关。由其电压和外电路共同确定。 也就是说，随着电压源工作状态的不同，它既可发出功率，也可吸收功率。 0.5 20 0.1 100 P /W 0 1 5 10 i / A ? 10 2 1 R / ? 0 1 5 10 50 100 P /W 例如图示电路中电阻值变化时，电压源的电流 i 和发出功率 p 会发生变化。 例 l-3 电路如图所示。已知uab=6V, uS1(t)=4V, uS2(t)=10V, R1=2?和R2=8?。 求电流i和各电压源发出的功率。 两个电压源的吸收功率分别为 解： 例l－4 电路如图所示。已知uS1(t) =24V, uS2(t)=4V, uS3(t) =6V, R1=1?, R2=2?和R3=4?。 求电流i (t)和电压uab (t) 。 沿右边路径求电压uab得到 也可由左边路径求电压uab得到 解： 例 l-5 电路如图所示。试求开关 S 断开后，电流i和 b点的 电位。 解:图(a)是电子电路的习惯画法，不画出电压源的符号，只 标出极性和对参考点的电压值，即电位值。 再根据KVL求得 b点的电位 我们可以用相应电压源来代替电位，画出图(b)电路，由此可求得开关 S断开时的电流 I 二、独立电流源 独立电流源是从实际电源抽象出来的另一种电路元件。如果一个二端元件的电压无论为何值，其电流保持常量IS或按给定时间函数iS(t)变化，则此二端元件称为独立电流源，简称电流源。 电流源的符号如图 (a)所示，图中箭头表示电流源电流的参考方向。 电流保持常量的电流源，称为恒定电流源或直流电流源。 电流随时间变化的电流源，称为时变电流源。 电流随时间周期变化且平均值为零的时变电流源，称为交流电流源。 电流源的电压与电流采用关联参考方向时，其吸收功率为 p=ui 当p0，即电流源工作在u-i平面的一、三象限时，电流源实际吸收功率； 当p0，即电流源工作在u-i平面的二、四象限时，电流源实际发出功率。 独立电流源的特点是其电流由其特性确定，与电流源在电路中的位置无关。 独立电流源的电压则与其连接的外电路有关。由其电流和外电路共同确定。 也就是说随着电流源工作状态的不同，它既可发出功率，也可吸收功率。 40 20 200 100 0 20 4 2 u / V