第2講基爾霍夫定律和電路元件

1、第一章第一章 基爾霍夫定律和電阻元件基爾霍夫定律和電阻元件基本理論與內容基本理論與內容1. 1. 電路與電路模型電路與電路模型 2. 2. 電流與電壓的參考方向電流與電壓的參考方向 3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 4. 4. 電阻元件電阻元件 5. 5. 獨立源獨立源 6. 6. 受控源受控源 7. 7. 運算放大器運算放大器 uSui0us(t )1(2)(2)電壓源本身不能確定自身的電流，電壓源本身不能確定自身的電流， 電壓源中電流的大小由外電路決定電壓源中電流的大小由外電路決定ui0UsuSiui0us(t )1)(2tus(1)(1)電壓源輸出電壓是一個固定值電壓源輸出電壓是一個

2、固定值UsUs(c)(c)一般理想電壓源一般理想電壓源Us(t)Us(t)在在 某個瞬間某個瞬間t t1 1的伏安特性的伏安特性 電壓源可以發(fā)出電壓源可以發(fā)出( i( i為正為正) ) 或吸收或吸收( i( i為負為負) )任意任意 大功率，具有無限大的承載能力。大功率，具有無限大的承載能力。AARUIS515UsRIUAARUIS5 . 225is(2)(2)電流源本身不能確定自身的端電壓，電流源本身不能確定自身的端電壓， 電流源的端電壓由外電路決定電流源的端電壓由外電路決定uiIs電流源的主要性質：電流源的主要性質：isuui1( )situi1( )sit2( )sit(c)(c)一般理

3、想電流源一般理想電流源Is(t)Is(t)在在 某個瞬間某個瞬間t t1 1的伏安特性的伏安特性(1)(1)電流源輸出電流是一個固定值電流源輸出電流是一個固定值IsIs不管串聯多少電阻，不管串聯多少電阻，I I總為總為5A5A RIUIs=5A電流源的主要性質：電流源的主要性質：U sIU11VURIs=1A解：解：（1 1）電流源和電壓源的功率？）電流源和電壓源的功率？（2 2）若使電流源功率為零，在）若使電流源功率為零，在ABAB間應串入何種元件？間應串入何種元件？ 此時各元件的功率各是多少？此時各元件的功率各是多少？（3 3）若使電壓源功率為零，在）若使電壓源功率為零，在BCBC間應并入

4、何種元件？間應并入何種元件？此時各元件的功率各是多少？此時各元件的功率各是多少？iusuSiuisiSBA3.3.電源間的聯接電源間的聯接例：例：已知如圖電路中已知如圖電路中i is=2A,s=2A,u us=10Vs=10V，求，求: :解解: :(1)(1)標出每個元件的電壓和電流（關聯方向）標出每個元件的電壓和電流（關聯方向） pis = uis iS = (- us ) iS = -20W 0 (吸收吸收)(3)(3)標出每個元件的電壓和電流（關聯方向）標出每個元件的電壓和電流（關聯方向） 要使要使: : pus = usiuS = 0， US 0， ius = 0由由KCLKCL：-

5、iis + i + ius = 0 得：得：i = iis = 2A BC BC間應并入一理想電流源。間應并入一理想電流源。iusuSuisiSBAiuC解：解：(2)(2)標出每個元件的電壓和電流標出每個元件的電壓和電流( (關聯方向關聯方向) ) 要使要使: : pis = uisiS = 0， iS 0， uis = 0由由KVLKVL：uis + u + us = 0 得：得：u = - us = -10V AB AB間應串入一理想電壓源。間應串入一理想電壓源。 pu = u i = (- us ) iS = -20W pus = us ius = us iS = 20W iusuSi

6、uisiSBA+ U -4.4.理想電源的串并聯理想電源的串并聯n理想電壓源的串并聯理想電壓源的串并聯 （1 1）當）當n n個理想電壓源串聯時，對外電路而言可用一個個理想電壓源串聯時，對外電路而言可用一個理想電壓源代替，且有理想電壓源代替，且有 u us su usisi 注意：注意：u uSjSj的參考方向與的參考方向與u us s的參考方向相對應。的參考方向相對應。 （2 2）只有多個理想電壓源的電壓相等及極性一致時才）只有多個理想電壓源的電壓相等及極性一致時才能夠并聯，且可用其中之一等效。（能夠并聯，且可用其中之一等效。（KVLKVL）n理想電流源的串并聯理想電流源的串并聯 （1 1）

7、當）當n n個理想電流源并聯時，對外電路而言可用一個個理想電流源并聯時，對外電路而言可用一個理想電流源代替，且有理想電流源代替，且有 i is si isisi 注意：注意：i iSjSj的參考方向與的參考方向與i is s的參考方向相對應。的參考方向相對應。 （2 2）只有多個理想電流源的電流相等且方向一致時才）只有多個理想電流源的電流相等且方向一致時才能夠串聯，且可用其中之一等效。能夠串聯，且可用其中之一等效。 受控于電路中某一電流受控于電路中某一電流 的電壓源的電壓源 i ri u1u1受控源受控制支路的電壓或電流的激勵和控制受控源受控制支路的電壓或電流的激勵和控制只要控制支路存在，受控

8、源就存在于電路中只要控制支路存在，受控源就存在于電路中如果控制支路不存在，受控源則不存在于電路中如果控制支路不存在，受控源則不存在于電路中ugu i ib bi i解解:（1 1） 由由KVLKVL知知: : uS-Rsi- u1 = 0 又又: : i1=0 ( (為什么為什么?)?) 故故: :u1= uS 而而: : u1- u0 = 0 u0 = uS可看出若可看出若 1，則有則有u0 uS （2 2）p = ( u1) (-i2) = uS (-iL) = uS (- u0 /RL) = - ( u1)2 /RL 0 （輸出功率）（輸出功率）uS(t)i 1i 2iLRS u1u1u

9、oRL例：例：求（求（1 1）u u0 0和和u uS S的關系；（的關系；（2 2）受控源的功率）受控源的功率A= uA= uo o / u/ ud d ：開環(huán)電壓增益：開環(huán)電壓增益 （放大倍數）（放大倍數）1-7 1-7 運算放大器運算放大器A接地端iiuuuud+_o倒向輸入端輸出端非倒向輸入端(A =)Au =-Au d1u0uu1d理想運放的等效電路理想運放的等效電路1-7 1-7 運算放大器運算放大器注意：注意：ud d的參考方向的參考方向2.2.實際運算放大器模型實際運算放大器模型(A)(2)(2) uo Aud0（ ud0 ，A有限）有限）RbaiA1R2u2u1RbaiA1R

10、2u2u1u1u11-7 1-7 運算放大器運算放大器i1u2ri1Rbai12u2iRbai12u2i1-7 1-7 運算放大器運算放大器 u1=R i1=R i2 i2=u1/ Ru1gRLu1baAuRRi2L1i1(3)(3)電壓控制電流源電壓控制電流源VCCSVCCS1-7 1-7 運算放大器運算放大器 電流控制電流源電流控制電流源CCCSCCCSi1RLi1ii 1) 1( ) 1( 211211121112RRiRRiiRiRiiiL2112RiRi)1 (21RRRabii1ARLR21ii2L1-7 1-7 運算放大器運算放大器第一章第一章 基本要求基本要求1.1.牢固掌握理想元件、電路模型、參考方向及關聯牢固掌握理想元件、電路模型、參考方向及關聯 參考方向等概念。參考方向等概念。2.2.深刻理解電壓、電流、功率等物理量的意義和各深刻理解電壓、電流、功率等物理量的意義和各 量之間的關系。量之間的關系。3.3.牢固掌握和熟練應用電阻、獨立源的伏安特性牢固掌握和熟練應用電阻、獨立源的伏安特性 掌握受控源、運放的特性。掌握受控源、運放的特性。4.4.牢固掌握和熟練應用基爾霍夫電壓定律及電流定牢固掌握和熟練應用基爾霍夫電壓定律及電流定 律。律。5.5