电工学第一章.pptVIP

*高等教育出版社理想电路元件理想电路元件理想有源元件理想无源元件电压源电流源电阻元件电容元件电感元件一个二端元件，在任一时刻t的u(t)和i(t)之间的关系称为元件的伏安关系，简记为VAR。可由ui平面上的一条曲线来表征，该曲线称为它的伏安特性曲线。uiO根据其VAR的不同，电阻元件可分为：线性电阻、非线性电阻、非时变（定常）电阻、时变电阻。本课程出现的电阻元件是线性定常电阻1)电阻的伏安关系（VAR）线性电阻元件的伏安特性曲线为通过坐标原点的直线，如图(a)uiO(a)即元件的二端电压与电流成正比，这个关系称为欧姆定律。(R为元件的电阻，其阻值为一常数)R的单位为欧[姆]Ω，辅助单位有kΩ、MΩ等应当注意：(1)欧姆定律只适用于线性电阻;(2)如果电阻R上的电流电压参考方向不关联,则欧姆定律公式中应冠以负号。（）线性电阻元件也可用另一套参数──电导来表征从物理概念看，电导是反映电阻元件导电能力强弱的参数电导符号为G，其定义为,电导的主单位为西[门子]，S则欧姆定律表示为注意：当u、i取非关联方向时，上述VAR表达式应变为：iuO(b)2)电阻特例R＝0有i而无u，即电流为有限值时，u=0，“短路”R＝∞有u而无i，即电压是有限值时，i=0，“开路”3)线性电阻元件吸收（消耗）的功率R为耗能元件，无源元件，不对外提供能量。因发热，它在(t0,t)时间内产生的热量为：直流：（*）实际电阻的u、i及P都有额定值，若使用时超过额定值，轻者会使阻值变化或使其工作到非线性区，重者烧焦、烧断。上两式称为焦耳定律，能量的国际单位为焦[耳]，用字母J表示，1J＝0.24卡（热量实用单位）,1kwh(度)=J3.理想电压源1)定义及符号理想电压源是一个理想二端元件，在任一时刻t，元件的端电压与通过它的电流无关，保持为规定值。理想电压源两个特点：(1)它的端电压是定值US，或者是一定的时间函数uS(t)，不会随它外接电路的不同而改变;(2)元件中电流的大小与外接电路有关。理想电压源在电路中的图形符号如图(a)所示，图(b)是直流电压源。图(c)是直流电压源的伏安特性曲线+uS(t)_i(a)+US_I(b)+U_UIUSO(c)Otu正弦电压源Otu方波信号源2)性质(1)理想电压源元件的电压不会随外接的电路不同而改变；(2)理想电压源元件中的电流大小、方向取决于所接外电路；例如：I=-5A10V＋5V－＋－1Ω(a)I=0+5V_(b)开路5V电压源实际起负载作用吸收功率不发出，也不吸收功率(3)电压源外电路不得短路。＋U－＋US－RI若R→0，U→0，I=US/R→∞4．理想电流源1)定义及符号这一理想二端元件的电流为与其端电压无关的规定值。iS(t)i=iS(t)+u_(a)ISI=IS+U_(b)UIISO(c)理想电流源在电路中的图形符号如图(a)所示，图(b)是直流电流源。图(c)是直流电流源的伏安特性曲线。UIO外特性(b)2)性质(1)理想电流源的电流iS(t)与外接电路无关；(2)理想电流源的端电压与外接电路有关。其端电压可以有不同的极性，故电流源既可以对外电路提供能量，也可以从外电路接受能量。(3)理想电流源外电路不得开路。二、实际电源的两种电路模型1)实际电源的串联模型（电压源模型）一般情况下，实际电压源的端电压常随输出电流而变。实际电压源在一定范围内可用电压源串联电阻作为模型。+US-+U-IIRSRL(a)uSIU=US-RSIRSI1对(a)和(b)图，可写出：或+US-+UOC-RSI当实际电源不接负载时，它处于开路状态，因为I＝0，所以它的端电压等于定值电压US,这时的端电压称为开路电压，用UOC表示上面公式中：US（或E）为电源的开路电压，RS为电源内阻。+US-+U=0-RSISC若负载短路，实际电源处于短路状态，短路电流ISC＝