電路元件和電路定律-文庫吧
2025-04-18 08:40 本頁面
【正文】 , i 取 關(guān)聯(lián)參考方向 P=ui 表 示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (實際吸收 ) P0 吸收負功率 (實際發(fā)出 ) p = ui 表示元件發(fā)出的功率 P0 發(fā)出正功率 (實際發(fā)出 ) P0 發(fā)出負功率 (實際吸收 ) ? u, i 取非 關(guān)聯(lián)參考方向 + i u + i u 例 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + － － － － － U6 U5 U4 U3 U2 U1 求圖示電路中各方框所代表的元件消耗或產(chǎn)生的功率。已知： U1=1V, U2= 3V, U3=8V, U4= 4V, U5=7V, U6= 3V I1=2A, I2=1A, I3= 1A 解 （發(fā)出）WIUP 221111 ????（發(fā)出）WIUP 62)3(122 ??????（消耗）WIUP 1628133 ???? （消耗）WIUP 3)1()3(366 ??????（發(fā)出）WIUP 7)1(7355 ??????（發(fā)出）WIUP 41)4(244 ??????注 對一完整的電路，發(fā)出的功率＝消耗的功率 電阻元件 (resistor) 2. 線性定常電阻元件 ? 電路符號 R 電阻元件 對電流呈現(xiàn)阻力的元件。其伏安關(guān)系用 u～ i平面的一條曲線來描述： 0?),( iuf i u 任何時刻端電壓與其電流成正比的電阻元件。 1. 定義 伏安 特性 ? u～ i 關(guān)系 R 稱為電阻，單位： ? (歐 ) (Ohm，歐姆 ) 滿足歐姆定律 (Ohm’s Law) GuRui ??iuR ?u i ? 單位 G 稱為電導(dǎo)，單位： S(西門子 ) (Siemens，西門子 ) u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 R u i + － 伏安特性為一條過原點的直線 Riu ?(2) 如電阻上的電壓與電流參考方向非關(guān)聯(lián) 公式中應(yīng)冠以負號 注 (3) 說明線性電阻是無記憶、雙向性的元件 歐姆定律 (1) 只適用于線性電阻， ( R 為常數(shù)） 則歐姆定律寫為 u ? –R i i ? –G u 公式和參考方向必須配套使用！ R u i + 3. 功率和能量 上述結(jié)果說明電阻元件在任何時刻總是消耗功率的。 p ? –u i? –(–R i) i? i2 R ? –u(–u/ R) ? u2/ R p ? u i? i2R ?u2 / R 功率： R u i + R u i + 可用功表示。從 t 到 t0電阻消耗的能量： ???? ttttR uipW 00 dd ξξR i u + – 4. 電阻的開路與短路 能量： ? 短路 00 ?? ui ??? G o r R 0? 開路 00 ?? ui 0??? G o r Ru i 電容元件 (capacitor) 電容器 _ q+ q ? 在外電源作用下， 兩極板上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，板上電荷仍可長久地集聚下去，是一種儲存電能的部件。 1。定義 電容元件 儲存電能的元件。其特性可用 u～ q 平面上的一條曲線來描述 0?),( qufq u 任何時刻 ， 電容元件極板上的電荷 q與電壓 u 成正比 。 q ~ u 特性是過原點的直線 ? 電路符號 2. 線性定常電容元件 C ＋ － u +q q ?t a n ??? uqCorCuq C 稱為電容器的電容 , 單位： F (法 ) (Farad，法拉 ), 常用 ?F， p F等表示。 q u O ? ? 單位 tuCtqidddd ??? 線性電容的電壓、電流關(guān)系 C ＋ － u i u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 電容元件 VCR的微分關(guān)系 表明： （ 1） i 的大小取決于 u 的變化率 , 與 u 的大小無關(guān)， 電容是動態(tài)元件； (2) 當 u 為常數(shù) (直流 )時， i =0。電容相當于開路，電容 有隔斷直流作用； (3)實際電路中通過電容的電流 i為有限值，則電容電壓 u 必定是時間的連續(xù)函數(shù) . 電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件 （ 1） 當 u， i為非關(guān)聯(lián)方向時 ， 上述微分和積分表達式前要冠以負號 。 （ 2） 上式中 u(t0)稱為電容電壓的初始值 ， 它反映電容初始時刻的儲能狀況 ， 也稱為初始狀態(tài) 。 )( ddd )( ????? ???? ????ttttttξiCuid ξCξiCξiCtut00001111電容元件 VCR的積分關(guān)系 表明 注 3. 電容的功率和儲能 tuCuuipdd???(1)當電容充電， u0， d u/d t0，則 i0， q ?， p0, 電容吸收功率。 (2)當電容放電， u0， d u/d t0，則 i0， q ?，p0, 電容發(fā)出功率 . ? 功率 表明 電容能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。 u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 （ 1）電容的儲能只與當時的電壓值有關(guān)，電容 電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變； （ 2）電容儲存的能量一定大于或等于零。 從 t0到 t 電容儲能的變化量： )(2 1)(2 1)(21)(21 022022 tqCtqCtCutCuW C ????021212121ξ21220222????????????
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