電路元件和電路定律-文庫(kù)吧
2025-04-18 08:40 本頁(yè)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(shí)際吸收 ) P0 吸收負(fù)功率 (實(shí)際發(fā)出 ) p = ui 表示元件發(fā)出的功率 P0 發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出 ) P0 發(fā)出負(fù)功率 (實(shí)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(duì)一完整的電路，發(fā)出的功率＝消耗的功率 電阻元件 (resistor) 2. 線(xiàn)性定常電阻元件 ? 電路符號(hào) R 電阻元件 對(duì)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(xiàn)來(lái)描述： 0?),( iuf i u 任何時(shí)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(chēng)為電阻，單位： ? (歐 ) (Ohm，歐姆 ) 滿(mǎn)足歐姆定律 (Ohm’s Law) GuRui ??iuR ?u i ? 單位 G 稱(chēng)為電導(dǎo)，單位： S(西門(mén)子 ) (Siemens，西門(mén)子 ) u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 R u i + － 伏安特性為一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn) 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(fù)號(hào) 注 (3) 說(shuō)明線(xiàn)性電阻是無(wú)記憶、雙向性的元件 歐姆定律 (1) 只適用于線(xiàn)性電阻， ( R 為常數(shù)） 則歐姆定律寫(xiě)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(shuō)明電阻元件在任何時(shí)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(kāi)路與短路 能量： ? 短路 00 ?? ui ??? G o r R 0? 開(kāi)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(hào)電荷，撤去電源，板上電荷仍可長(zhǎng)久地集聚下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。 1。定義 電容元件 儲(chǔ)存電能的元件。其特性可用 u～ q 平面上的一條曲線(xiàn)來(lái)描述 0?),( qufq u 任何時(shí)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(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn) ? 電路符號(hào) 2. 線(xiàn)性定常電容元件 C ＋ － u +q q ?t a n ??? uqCorCuq C 稱(chēng)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(xiàn)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(wú)關(guān)， 電容是動(dòng)態(tài)元件； (2) 當(dāng) u 為常數(shù) (直流 )時(shí)， i =0。電容相當(dāng)于開(kāi)路，電容 有隔斷直流作用； (3)實(shí)際電路中通過(guò)電容的電流 i為有限值，則電容電壓 u 必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù) . 電容元件有記憶電流的作用，故稱(chēng)電容為記憶元件 （ 1） 當(dāng) u， i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí) ， 上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào) 。 （ 2） 上式中 u(t0)稱(chēng)為電容電壓的初始值 ， 它反映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況 ， 也稱(chēng)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(chǔ)能 tuCuuipdd???(1)當(dāng)電容充電， u0， d u/d t0，則 i0， q ?， p0, 電容吸收功率。 (2)當(dāng)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(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)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(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電壓值有關(guān)，電容 電壓不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變； （ 2）電容儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。 從 t0到 t 電容儲(chǔ)能的變化量： )(2 1)(2 1)(21)(21 022022 tqCtqCtCutCuW C ????021212121ξ21220222????????????
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