電路理論-電路的基本概念和基本定律

電路理論__電路的基本概念和基本定律第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/12基本要求電路模型電路參數(shù)--電壓、電流及其參考方向的概念牢固掌握基爾霍夫定律理想電路元件-電阻、獨立電壓源、獨立電流源、受控源熟練運用基爾霍夫定律分析簡單電路正確計算電路元件的功率

第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/13提綱1.1電路及電路模型1.2電路變量1.3基爾霍夫定律1.4電阻元件及歐姆定律1.5獨立電源元件1.6含源支路的歐姆定律1.7受控源第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/141.1電路及電路模型電路：在電子工程中，為了把能量或信息從一點傳遞到另一點，必須通過一些相互連接的電氣設(shè)備才能實現(xiàn)，按照一定方式相互連接起來的若干電氣設(shè)備或器件構(gòu)成了電路。(電路又稱為網(wǎng)絡(luò)，兩個詞有時混用。)收音機計算機主板第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/15電路的作用通信系統(tǒng)：傳送信號，如電視、電話、發(fā)報機、接收機、雷達系統(tǒng)等；計算機系統(tǒng)：數(shù)學(xué)運算、文字、圖像信息處理以及信號存儲；電力系統(tǒng)：該類系統(tǒng)包括發(fā)電、輸變電和用電等環(huán)節(jié)；第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/16電路模型電路模型：由若干理想電路元件構(gòu)成的模型去模擬一個實際電路，使得模型中出現(xiàn)的電磁現(xiàn)象與實際電路反映出來的現(xiàn)象十分相似，這個由理想電路元件組成的電路稱為電路模型，這種電路模型又稱為集總參數(shù)電路。簡單實際電路RL+-UsK對應(yīng)的電路圖兩個圖的差別根本差別：電路圖用于電路設(shè)計、電路分析計算。實際元件：電池、小燈泡、開關(guān)和導(dǎo)線；等效元件：電源、開關(guān)、電阻；特性：由電路模型所得的計算結(jié)果是對實際電路的一種近似，但必須能夠反映實際電路的主要物理性質(zhì)。電路模型理想電路元件為了電路的分析計算：理想電路元件的數(shù)學(xué)表達式？第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/17電路元件電路元件：構(gòu)成電路的電氣設(shè)備或器件被稱為電路元件。其中，提供能量的設(shè)備稱為電源；吸收電能的設(shè)備稱為負載。實際元件：具有多種物理特性的元件，有主、次之分；理想元件：具有單一電磁特性的元件；電阻電容三極管電池第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/18理想元件理想元件：只具有某種確定性質(zhì)的假想元件，它是一種具有嚴格數(shù)學(xué)定義的理想化的元件模型。

y=f(x)注：為了用數(shù)學(xué)的方法從理論上判斷電路的主要性能，必須將實際電路器件在一定條件下按其主要性質(zhì)加以理想化，每一種理想電路元件只體現(xiàn)單一的電磁現(xiàn)象，從而得到一系列理想化元件。理想的電路元件有：理想的負載元件：電阻元件、電容元件、電感元件；理想的電源元件：獨立電壓源、獨立電流源；理想的耦合元件：包括受控源、耦合電感、變壓器和回轉(zhuǎn)器；元件模型：

y=f(x)

；第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/19本課程的任務(wù)掌握基本電路定律和定理，掌握電路的基本概念，學(xué)會應(yīng)用各種電路分析方法分析各種類型的電路，為后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程奠定必要的電路基礎(chǔ)知識。由于電路分析的理論性強、思辨性強，因此，在學(xué)習(xí)本課程時，要始終注意對抽象思維能力、發(fā)散思維能力、分析計算能力、理論聯(lián)系實際能力、多方案的評估與選擇能力、歸納總結(jié)等能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1101.2電路變量四個基本物理量：電流i、電壓u、電荷q、磁通

。能量傳遞物理量：功率p

、能量w

。AC-DC電源AC輸入DC輸出描述電路的電特性？描述電路的電磁現(xiàn)象？在電路分析中最常用到的三個基本變量是：

電流

I、電壓U、功率p第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/111(1)電路變量——電流

電流來源：電荷(charge)是雙極性的，有正電荷和負電荷之分。電荷量是離散量，是電子電荷量1.6022×10-19C的整數(shù)倍。電荷的定向移動形成電流，所以，電流是既有大小又有方向的物理量。①定義：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，即其中，電流i(t)的單位為安培（A）；電荷q(t)的單位為庫侖（C）。②實際方向：規(guī)定正電荷運動的方向為電流的實際方向。③單位：安培，1A=103mA=106μA④直流電流：電流的大小恒定，方向不變。第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月12V+4

8

2023/9/112電路變量——電流⑤參考方向：電流的參考方向就是假定的正電荷運動方向，用箭頭標(biāo)注在電路圖上。方法：(1)在分析電路之前，任意假定電流的方向，即參考方向；(2)在這些假定方向下求電流的大?。?/p>

(3)若電流大小為正值，實際方向與電流參考方向相同；

若電流大小為負值，實際方向與電流參考方向相反。12V+3A2

6

3

8

求3Ω電阻的電流？II若I>0，猜對；若I<0，反了；總之，電路分析前必須指定電路中所有電流的參考方向，參考方向的指定是任意的；一旦指定了參考方向，在計算過程中就不能隨意更改。第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/113(2)電路變量——電壓

或者電壓的概念涉及到功。電荷能夠在阻力作用下流動，必然受到電場力做功。①定義：電路中，任意兩點之間的電位差稱為兩點之間的電壓。電壓是相對的，即任選電路中的一點為零參考點，電路中某點與參考點之間的電壓稱為該點的電位。一般選大地為參考點。②實際方向：規(guī)定電位降低的方向為電壓的實際方向，所以電壓又可叫做電壓降、電位降。③物理意義：電場力將單位正電荷由a點移動到b點所做的功。其中，電壓Uab的單位為伏特(V)；功W

的單位為焦耳(J)，E為庫侖電場強度，l為由a到b的路徑。④單位：伏特，1V=103mV=106μV第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/114電路變量——電壓⑤參考方向：電壓參考方向就是假設(shè)的電位降低的方向，用一對“+、－”號表示?！埃北硎炯僭O(shè)的高電位，“－”表示假設(shè)的低電位，如圖1-6所示。圖1-6(a)中，假設(shè)a點為高電位、b點低電位，則U＝5－3＝2V＞０，說明電壓的實際方向與參考方向相同；圖1-6(b)中，假設(shè)a點低電位、b點高電位，則U＝3－5＝－2V＜０，說明電壓的實際方向與參考方向相反。結(jié)論：雖然所設(shè)參考方向不同，但是得出的電壓大小都是2V、實際電壓方向都是由a指向b。因此，根據(jù)所設(shè)電壓的參考方向和求得數(shù)值的正、負，電壓的大小和實際方向就唯一確定了。注：兩點之間的電壓只與兩點之間的位置有關(guān)，與路徑無關(guān)。圖1-6電壓的參考方向5Vb(a)3Va+-U=2V5Vb(b)3Va+-U=-2V第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/115電壓和電流的分類與測量

電壓和電流都是可以用儀表測量的，測量時要同時注意電壓和電流的大小和方向。如果電壓和電流的大小和方向均不隨時間變化，則稱為“直流電壓”和“直流電流”，如圖1-7（a），習(xí)慣上用大寫字母U和I表示；如果電壓和電流的大小隨時間變化或方向隨時間變化，則稱為“時變電壓”和“時變電流”，如圖1-7（b）和（c）所示，時變電壓和電流的瞬時波形只能用示波器等儀器觀測，注意所測電壓或電流的方向也是按示波器的接線端子規(guī)定的方向。圖1-7直流電壓、電流和時變電壓、電流第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/116關(guān)聯(lián)參考方向問題：設(shè)定電流和電壓的參考方向，u

和i

，則對同一回路的不同元件而言，描述的效果不同。關(guān)聯(lián)參考方向：設(shè)電流從電壓“+”極性端流入該元件而從電壓“－”極性端流出,這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向(passivesignconvention)。注意：談到關(guān)聯(lián)參考方向時，一定要弄清楚是關(guān)于哪部分電路關(guān)聯(lián)。在圖中，u、i關(guān)于3V電壓源是非關(guān)聯(lián)參考方向，關(guān)于電阻R是關(guān)聯(lián)參考方向。1KΩ3VRi+-u非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/117(3)電路物理量——功率

背景：各種電氣設(shè)備都有一定的電流限額、電壓限額和功率限額，在使用時不能超過這些額定值，否則會損壞設(shè)備。所以，在電路分析和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中僅計算電壓和電流是不夠的，功率計算也是非常重要的。定義：單位時間內(nèi)吸收或產(chǎn)生的電能量。其中，功率p(t)的單位為瓦特（W）；能量w(t)的單位為焦耳（J）；時間t的單位為秒（s）。在中，N為一個元件，u和i關(guān)聯(lián)方向，根據(jù)式電流、電壓定義，可以得到N消耗的功率為：(a)u(t)+-i(t)N第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/118電路物理量——功率

圖1-10功率計算示意圖上式表示電路元件消耗的功率等于該元件兩端的電壓與流過的電流的乘積。在圖1-10(b)中，N的u和i非關(guān)聯(lián)方向，則N消耗的功率為：(a)u(t)+-(b)Na+-u(t)i(t)i(t)N結(jié)論：在關(guān)聯(lián)參考方向下，

若p>0，則元件吸收功率；

若p<0，則元件發(fā)出功率。第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/119例1-1電路各元件電壓和電流的參考方向如圖1-11所示。已知U1＝U4＝10V，U2＝－12V，I1＝1A，I2＝I3＝1.5A。計算各個元件的功率，并驗證是否符合能量守恒定律。注：電路消耗的功率＝10＋18＋5＝33W，電路產(chǎn)生的功率＝33W，消耗的功率等于產(chǎn)生的功率，所以，電路中的功率是平衡的，符合能量守恒定律。解：根據(jù)兩點之間電壓與路徑無關(guān)，有U3=U4+-+-4123U1+-U3+-U2I4I1I2I3U1－U2=22VI1-I2=1-1.5=-0.5A元件1的功率：P1=I4=U1I1=10×1=10W(消耗)元件2的功率：P2=-U2I2=-(-12×1.5)=18W(消耗)元件3的功率：P3=-U3I3=-22×1.5=-33W(產(chǎn)生)元件4的功率：P4=-U4I4=-10×(-0.5)=5W(消耗)第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1201.3基爾霍夫定律電路結(jié)構(gòu)：電路元件相互連接組成具有一定結(jié)構(gòu)的電路，電路結(jié)構(gòu)用支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔等術(shù)語來表述。(1)名詞①支路(branch)：流過同一個電流的一段電路；②節(jié)點(node)：二個或二個以上支路的連接點；③平面電路：電路圖可以畫在一個平面上、除節(jié)點之外無任何支路相交叉的電路。否則稱為非平面電路；④回路(loop)：由支路組成的任意閉合路徑；⑤網(wǎng)孔(mesh)：平面電路中內(nèi)部不包含支路的回路；u2+-+-231+-u1+-u4i24567i1i3i5i6u3+-u5+-u7+-u6abcdm第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/121基爾霍夫定律(2)支路特性①支路本身元件的電壓/電流約束；②電路元件的連接對各元件端電壓和電流之間必然產(chǎn)生約束。u2+-+-231+-u1+-u4i24567i1i3i5i6u3+-u5+-u7+-u6abcdm第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/122基爾霍夫電流定律(KCL)

①定義：在集總參數(shù)電路中，在任一時刻，流出或流入任一節(jié)點或封閉面的各支路電流的代數(shù)和為零（習(xí)慣上流出的電流為正，流入的電流為負），即另一種表述：在集總參數(shù)電路中，在任一時刻，按參考方向“流出”該節(jié)點的所有支路電流之和恒等于“流入”該節(jié)點的各支路電流之和。對圖1-12中部分節(jié)點和封閉面列寫KCL方程如下：－i1＋i3＋i5＋i6＝0對封閉面S2（包圍節(jié)點b和c）：－i3－i4－i5＝0對封閉面S1（僅包圍節(jié)點d）：－i2＋i5+i6＝0對節(jié)點c：i1＋i4－i6＝0對節(jié)點a：u2+-+-231+-u1+-u4i24567i1i3i5i6u3+-u5+-u7+-u6abcdm第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/123基爾霍夫電流定律(KCL)②特點：KCL僅是對支路電流的約束關(guān)系，它與電路元件性質(zhì)無關(guān)，因此不管是線性電路還是非線性電路、時變電路還是非時變電路、含源電路還是無源電路，KCL皆適用。對于封閉面應(yīng)用KCL稱為廣義KCL。③特性：基爾霍夫電流定律是電荷守恒原理的體現(xiàn)。具體說，到達電路任一節(jié)點的電荷既不可能增生，也不可能消滅，流入的電荷必須等于流出的電荷，電流是連續(xù)流動的。第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/124基爾霍夫電壓定律（KVL）列寫KVL方程的具體方法是：標(biāo)出各回路的參考方向，可以順時針方向，也可以逆時針方向；與參考方向一致的支路電壓為正；反之為負。若遇元件只標(biāo)出了電流參考方向，當(dāng)巡行方向與電流方向一致時，支路電壓取正號，反之取負號。另一種表述：在集總參數(shù)電路中，在任一時刻，沿任一回路指定的回路參考方向巡行一周，一部分元件上電壓降的代數(shù)和等于另一部分元件上電位升的代數(shù)和。①定義：在集總參數(shù)電路中，在任一時刻，沿任一回路指定的回路參考方向巡行一周，各元件上電壓降的代數(shù)和為零。即－u5+u7+umd＝0對廣義回路dcmd：u4－u5+u6+u7＝0對回路Ⅱ(adcma)：u1＋u3－u4＝0對回路I(abda)：u2+-+-231+-u1+-u4i24567i1i3i5i6u3+-u5+-u7+-u6abcdmIIIIII+-umd第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/125基爾霍夫電壓定律（KVL）②特性：基爾霍夫電壓定律實質(zhì)上是能量守恒定律在集總參數(shù)電路中的體現(xiàn)，反映了庫侖電場力做功與路徑無關(guān)的物理性質(zhì)，即單位正電荷在任一回路中移動一周，電場力做功的代數(shù)和等于零。③特點：KVL僅是對支路電壓的約束，與KCL一樣，它與電路元件性質(zhì)也無關(guān)，因此適合于任何集總參數(shù)電路。第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/126結(jié)論KCL：節(jié)點處電流的約束；KVL：回路內(nèi)電壓的約束；與構(gòu)成支路的元件性質(zhì)無關(guān)，所以這種約束關(guān)系稱為拓撲關(guān)系。第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/127例1-2某電路的一部分如圖1-13所示，求電流i1和i2。圖1-13考察KCL應(yīng)用的電路[知識點]i1為理想導(dǎo)線中的電流，只能應(yīng)用KCL求解。i2所在支路的電路元件未知，也只能應(yīng)用KCL求解。7A2tA4A10sintAi1i2abS1S2S3解：(1)對節(jié)點a或封閉面S1列寫KCL方程，即

(2)對節(jié)點b或封閉面S2列寫KCL方程，即

(3)對封閉面S3列寫KCL方程，即

結(jié)論：由本例可以看出，KCL與電路元件無關(guān)，僅已知電路結(jié)構(gòu)就可以求解；得：i1＝－3A－7＋4－i1＝0得：i2＝10sint+2t+3Ai1＋i2－10sint－2t＝0得：i2＝10sint+2t+3A-7+4＋i2－10sint－2t＝0第27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/128解：對回路1列寫KVL方程，即

例1-3求圖1-14中的電壓U1、U2和U3。圖1-14考察KVL應(yīng)用的電路[分析]本例電路元件未知，只能直接利用KVL求各電壓。求解關(guān)鍵是正確選擇回路，一般選支路電壓容易計算、甚至不用計算的回路。U2+-+-2V+-U3+-U16V-+12V+-132評注：求解U2和U3還可以選擇其它回路，如：得U3＝18V－6－12+U3＝0對回路3列寫KVL方程，即得U2＝－10V－U2－12+2＝0對回路2列寫KVL方程，即得U1＝8V6－U1＋2＝0U1－U3+12－2＝0U2+12＋6－U1＝0

第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1291.4電阻元件及歐姆定律

i

i

+

u

－

(a)二端電阻元件(b)線性定常電阻u-i曲線(c)非線性電阻u-i曲線

u

0

a=常數(shù)

i

u

0

電阻器（Resistor）是用電阻率較高的材料制成的一種實際電路裝置，流過電流時對電流呈現(xiàn)阻力，會同時顯示出熱效應(yīng)、磁效應(yīng)與電場效應(yīng)，其中最主要的是熱效應(yīng)。電阻元件是電路的基本元件之一，是用來表征電磁能量轉(zhuǎn)化為其他形式能量而抽象出來的理想模型。電阻分類：線性定常電阻、線性時變電阻、非線性定常電阻和非線性時變電阻。電阻電阻定義：在任意時刻t，其特性可由u～i平面中的一條曲線所表征的二端元件稱為電阻元件，如圖所示。第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/130(1)線性電阻元件及歐姆定律定義：線性的理想電阻元件，它的伏安特性曲線是一條過原點、斜率為常數(shù)的直線；符號：u+_RiR表達式：用R表示電阻的阻值（Resistance）。電壓、電流的基本關(guān)系式是一個線性方程，這就是歐姆定律。若u與i為關(guān)聯(lián)方向，則：u=Ri若u與i非關(guān)聯(lián)方向，則：u=－Ri其中，u：元件的電壓(V)；i：元件的電流(A)；

R：元件的電阻值，為實常數(shù)，單位為歐姆(

)；u+_i電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)(conductance)，電路符號為G，即電導(dǎo)G的單位為西門子(S)，如R=10

，G=0.1S。i

線性定常電阻u-i曲線u

0

a=常數(shù)

第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/131(1)線性電阻元件及歐姆定律線性電阻元件的特性①無記憶元件，只與瞬時的電壓電流相關(guān)；②伏安特性：u=Ri，是一條過原點、斜率為常數(shù)的直線；③負電阻：線性負電阻的u～i特性是一條過原點、斜率為負值的直線，位于第2，4象限。負電阻將發(fā)出功率，可以理解為某些對外提供能量的電子裝置的一種理想模型。④吸收功率：電阻R的端電壓u與電流i為關(guān)聯(lián)方向則：由上式可見，若R＞0，則電阻消耗功率；

若R＜0，則電阻產(chǎn)生功率。實際上，正電阻總是消耗功率的，

負電阻上總是產(chǎn)生功率的。第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/132(1)線性電阻元件及歐姆定律⑤兩種特例：短路：u=0，R=0，這種電阻稱為短路；“短路”的電壓、電流關(guān)系為：u≡0，i=任意值；開路：i=0，R=∞，這種電阻稱為開路；“開路”的電壓、電流關(guān)系為：i≡0，u=任意值；Riu+_R=∞

R=0

Riu+_Riu+_第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1331.5獨立電源元件(1)電源：能將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備稱為電源；如：發(fā)電機、干電池、光電池.特點：電源的參數(shù)都由電源本身的因素所確定，不因電路的其它因素而變化，所以叫獨立電源。電池本質(zhì)：在一定負載的變化范圍內(nèi)，實際電源轉(zhuǎn)變成理想電源。分類：根據(jù)獨立電源的性質(zhì)不同：獨立電壓源獨立電流源第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/134理想電壓源uS(t)+_定義：如果一個二端元件接到任意電路后，該元件兩端的電壓始終保持規(guī)定值，與流過它的電流無關(guān)，則此二端元件稱為理想電壓源。符號：電壓源波形：直流電壓源、脈沖電壓源、正弦電壓源；可以提供無窮大的電流。第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/135理想電壓源特點：電壓源接負載a：us(t)函數(shù)固定不變，不隨外電路參數(shù)變化；b：us(t)的電流則隨外電路的不同而變化；c：電壓源的電流可正可負，依外電路而變化；一般取其為非關(guān)聯(lián)參考方向；d：特例：負載開路：R=∞，u(t)=us(t)；負載短路：R=0，嚴格禁止；Ri(t)+-u(t)+-uS(t)保持不變；負載可變；跟隨變化；電池充電；i(t)+-u(t)+-uS(t)違反KVL；第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/136理想電流源定義：如果一個二端元件接到任意電路后，該元件提供的電流始終保持規(guī)定值，與它兩端的電壓無關(guān)，則此二端元件稱為理想電流源。符號：iS(t)d：特例：電流源波形：a：is(t)函數(shù)固定不變，不隨外電路參數(shù)變化；b：is(t)的電壓則隨外電路的不同而變化；c：電流源的電壓可正可負，依外電路而變化；特點：電流源接負載負載開路：R=∞，嚴格禁止；負載短路：R=0，i(t)=is(t)；Ri(t)+-u(t)iS(t)可以提供無窮大的電壓。違反KCL；第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/137電壓源與電流源置零

用途：在后面的電路分析中，有時需要電壓源和電流源不起激勵作用，這時就要把它們置零。電壓源置零：如圖所示，可以看出：us=0的電壓源與短路（R=0）是等效的。電流源置零：如圖所示，可以看出：is=0的電流源與開路（R=∞）是等效的。uS(t)+_uS(t)=0+_iS(t)iS(t)=0電壓源電壓源置零電流源電流源置零第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/138實際電壓源實驗：實際電源聯(lián)接負載RL。所以用一塊電壓表和一塊電流表分別測量端口電壓u和端口電流i。問題：理想電壓源兩端的電壓、理想電流源提供的電流不隨負載（load）變化而變化，但是實際電壓源是這樣么？RLi+-u實際電源AV結(jié)果：電壓u隨著輸出電流i的增大（RL由大到?。徛陆?。曲線的伏安關(guān)系為；

u=us－Rs

i結(jié)論：實際電壓源的等效電路可以表示為理想電壓源us和電源內(nèi)電阻Rs的串聯(lián)，如圖所示。RLi+-u+-uSRSui0uS實際電壓源由于存在內(nèi)阻，電壓源的電壓與負載有關(guān)，可以用理想電壓源和內(nèi)阻的串聯(lián)來等效。實際電壓源第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/139實際電流源實際直流電流源的輸出電流i隨端電壓u的增大（RL由小到大）略有下降，端電壓u也不能超過額定值，如圖所示。圖中直線部分的伏安關(guān)系為：RLi+-u實際電源AV其中iS為負載短路（RL＝0，u＝0）時的端口電流；

GS為i~u直線的斜率。結(jié)論：等效電路為理想電流源is與電導(dǎo)GS(電阻Rs)

并聯(lián)，如圖所示。Gs即為電源的內(nèi)電導(dǎo)，或者說電源的內(nèi)電阻為Rs。ui0iSRLi+-uiSRS結(jié)論：實際電壓源的電路模型是理想電壓源和內(nèi)電阻串聯(lián)，實際電流源的電路模型是理想電流源和內(nèi)電阻并聯(lián)。實際電壓源的內(nèi)阻一般較小，越小越接近理想電壓源；實際電流源的內(nèi)阻一般較大，越大越接近理想電流源。實際電流源第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/140例1-4圖所示電路中，求電壓源的電流I3和電流源的電壓U3。如果4

電阻和8電阻對換位置，再重新求I3和U3。解：由電流源和電壓源的特點可知，

結(jié)論：由于電路的變化，電壓源的電流I3和電流源的電壓U3發(fā)生了變化。U1不變，可以從兩方面來理解。第一，獨立電壓源無論接什么電路，端電壓的大小和方向都不變；第二，根據(jù)KVL，兩個并聯(lián)元件的端電壓必須相等。I2不變是由獨立電流源的特性和KCL共同決定的。U3=I3=

4電阻和8電阻對換位置，電路參數(shù)發(fā)生變化，但是U1不變、I2不變。對回路I應(yīng)用KVL，對節(jié)點a應(yīng)用KCL，I1=由歐姆定律：I2=1.5A，U1=10VU2=U1/4=2.5A8I2=12VI3=I1－1.5=1AU3=U1＋U2＝10＋12＝22VU1/8－1.5=10/8－1.5＝－0.25AU1＋4I2=10＋41.5=16VIU2I3+-10V1.5AU1+-+-U3I2-+I14

8

a第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1411.6含源支路的歐姆定律含源支路：至少含有一個獨立電源的支路；電路組成：電路元件：電阻、獨立電壓源、獨立電流源；電路結(jié)構(gòu)：支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔；I+-uSRS+-UIiSRS+-U(1)電壓源支路：理想電壓源與電阻相串聯(lián)；支路：流過同一個電流的一段電路；可以由多個元件組成。(2)電流源支路：理想電流源與電阻相并聯(lián)；實際電壓源實際電流源第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/142含源支路的歐姆定律U＝Us-RSIU＝RS(IS-I)I+-uSRS+-UIiSRS+-U含源支路的歐姆定律：U=f(I)；(1)電壓源支路：(2)電流源支路：總結(jié)：電路分析的根據(jù)

支路(元件)伏安關(guān)系基爾霍夫電壓定律(KVL)基爾霍夫電流定律(KCL)支路的伏安關(guān)系第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/143例1-5圖示電路，已知I1＝5mA，Ubc＝5V，求Uad。解：ab之間、bc之間都是含源支路，求出I3后即可求I2和Uad，要應(yīng)用含源支路歐姆定律。對節(jié)點b應(yīng)用KCL：則：Uad+-7Vabc+-10VI12K

5K

dI3I2e1K

I2＝I1+I3＝5+3＝8mA＝Uab+Ubd＝－2000I1+7－1000I2＝－2×5+7－1×8＝－11V第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/1441.7受控源實例1：理想變壓器的副邊電壓u2受原邊電壓u1控制；實例2：晶體管的集電極電流ic受基極電流ib控制，并且ic在數(shù)值上要比ib大許多倍。理想變壓器三極管響應(yīng)激勵控制支路：參數(shù)由自身決定受控支路：參數(shù)由控制支路決定背景：受控源是從存在控制與被控制關(guān)系的實際電路元件抽象出來的理想電路模型。第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/145受控源定義：受控源的電壓(電流)都不是給定時間的函數(shù)，而是受電路中某部分的電壓(電流)控制的，又稱為非獨立源。分類：理想受控源為四端元件，包含控制支路和被控制支路，其中，被控制支路不是電壓源就是電流源，并且被控制支路中的電源的大小與方向均受到控制支路中的電流或電壓的控制。依據(jù)控制量和被控制量的不同，受控源分為四類。電壓控制電壓源（VCVS），

為電壓比，無量綱；電壓控制電流源（VCCS），g

為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，單位為西門子；電流控制電壓源（CCVS），

為轉(zhuǎn)移電阻，單位為歐姆；電流控制電流源（CCCS），

為電流比，無量綱。第45頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/146

，g，

，

統(tǒng)稱為控制系數(shù)，其值為常數(shù)。理想的受控源是線性定常元件。本書中將理想線性定常受控源