電路元件和電路定律-wenkub
2023-05-18 08:40:42 本頁面
【正文】 示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件 注 ? 具有相同的主要電磁性能的實際電路部件， 在一定條件下可用同一模型表示； ? 同一實際電路部件在不同的應(yīng)用條件下，其 模型可以有不同的形式 例 3. 集總參數(shù)電路 由集總元件構(gòu)成的電路 集總元件 假定發(fā)生的電磁過程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行 集總條件 ???d注 集總參數(shù)電路中 u、 i可以是時間的函數(shù)，但與空間坐標(biāo)無關(guān) 電流和電壓的參考方向 (reference direction) 電路中的主要物理量有電壓 、 電流 、 電荷 、 磁鏈 、 能量 、 電功率等 。1. 電壓、電流的參考方向 3. 基爾霍夫定律 ? 重點 ： 第 1章 電路元件和電路定律 (circuit elements) (circuit laws) 2. 電路元件特性 電路和電路模型（ model) 1. 實際 電路 功能 a 能量的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換； b 信息的傳遞與處理。 在線性電路分析中人們主要關(guān)心的物理量是電流 、 電壓和功率 。 i A B iAB A B ? 電壓 U dqdWUd e f?? 單位： V (伏 )、 kV、 mV、 ?V 2. 電壓的參考方向 (voltage reference direction) 單位正電荷 q 從電路中一點移至另一點時電場力做功 （ W） 的大小 ? 電位 ? 單位正電荷 q 從電路中一點移至參考點（ ?＝ 0） 時電場力做功的大小 ? 實際電壓方向 電位真正降低的方向 例 已知： 4C正電荷由 a點均勻移動至 b點電場力做功 8J，由 b點移動到 c點電場力做功為 12J， (1) 若以 b點為參考點，求 a、 b、 c點的電位和電壓 Uab、 U bc。 反之，稱為 非關(guān)聯(lián)參考方向 。 A B i 例 ＋ － U 電壓電流參考方向如圖中所標(biāo)，問：對 A、 B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？ 答： A 電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)； B 電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。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。 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(dāng) u 為常數(shù) (直流 )時， i =0。 (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。其特性可用 ?～ i 平面上的一條曲線來描述 0?),( if ?i ? 任何時刻 ， 通過電感元件的電流 i與其磁鏈 ? 成正比 。 （ 2） 上式中 i(t0)稱為電感電流的初始值 ， 它反映電感初始時刻的儲能狀況 ， 也稱為初始狀態(tài) 。 u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 （ 1）電感的儲能只與當(dāng)時的電流值有關(guān)，電感 電流不能躍變，反映了儲能不能躍變； （ 2）電感儲存的能量一定大于或等于零。 (2) 通過電壓源的電流由電源及外 電路共同決定。 解 Vu R 5510 ??? )(ARui R 155 ???WRiP R 5152 ????WiuP SV 1011010 ????WiuP SV 5155 ?????? )(發(fā)出 發(fā)出 吸收 滿足 ： P（發(fā)）＝ P（吸） 實際電壓源也不允許短路 。 SRiu ??電流源的功率 （ 1） 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)； SuiP ?發(fā)出功率，起電源作用 （ 2） 電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)； 吸收功率，充當(dāng)負(fù)載 uiP S－?或： 發(fā)出負(fù)功 u + _ Si SuiP ?SuiP ?u + _ Si例 計算圖示電路各元件的功率。 ? 電路符號 + – 受控電壓源 1. 定義 受控電流源 (1) 電流控制的電流源 ( CCCS ) ? : 電流放大倍數(shù) 根據(jù)控制量和被控制量是電壓 u 或電流 i ， 受控源可分 四種類型： 當(dāng)被控制量是電壓時 ， 用受控電壓源表示；當(dāng)被 控制量是電流時 ， 用受控電流源表示 。 解 5i1 + _ u2 _ u1=6V i1 + + 3? Ai 2361 ??Viu461065 12???????? 基爾霍夫定律 ( Kirchhoff’s Laws ) 基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律 ( KCL )和基爾霍夫電壓定律 ( KVL )。 (b) 三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。 對 平面電路 ，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。 ???mktu10)( ? 升降＝ uuor I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ U3 U1 U2 U4 （ 1） 標(biāo)定各元件電壓參考方向 U2+U3+U4+US4=U1+US1 或： –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 例 KVL也適用于電路中任一假想的回路 a Us b + + + U2 U1 Sab UUUU ??? 21明確 （ 1） KVL的實質(zhì)反映了電路遵 從能量守恒定律 。 (3) KCL表明在每一節(jié)點上電荷是守恒的； KVL是 能量守恒 的具體體現(xiàn) (電壓與路徑無關(guān) )。 + + 4V 5V i =? 3. + + 4V 5V 1A + u =? 4. Aii3543??? Vu 127
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