《電路分析》課件1.4

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本教材理論推導(dǎo)從簡(jiǎn)，計(jì)算思路交待詳細(xì)，概念述明來龍去脈，增加例題數(shù)量和難度檔次，章節(jié)分“重計(jì)算”及“重概念”兩類區(qū)別對(duì)待，編排講究逐步引深的遞進(jìn)關(guān)系，聯(lián)系工程實(shí)際，訓(xùn)練動(dòng)手能力，盡力為后續(xù)課程鋪墊。借助類比及對(duì)偶手法，語言樸實(shí)簡(jiǎn)練，圖文印刷結(jié)合緊密，便于自學(xué)與記憶，便于節(jié)省理論教學(xué)時(shí)數(shù)。適用于應(yīng)用型本科及高職高專電力類、自動(dòng)化類、機(jī)電類、電器類、儀器儀表類、電子類及測(cè)控技術(shù)類專業(yè)。

第1章電路的基本概念和定律

1.1電路與電路模型1.2電流、電壓及其參考方向1.3基爾霍夫定律1.4歐姆定律及有源二端網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系式

1.4歐姆定律及有源二端網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系式1.4歐姆定律及有源二端網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系式

1.4.1線性電阻元件的伏安關(guān)系式線性電阻元件的電壓與電流之間的關(guān)系簡(jiǎn)稱為伏安關(guān)系（英文縮寫VCR），可以用U－I平面上一條過原點(diǎn)的直線來描述，這條直線稱為伏安關(guān)系曲線。關(guān)聯(lián)參考方向下，線性電阻元件及伏安關(guān)系曲線如圖1—18（a）所示，而歐姆定律就是線性電阻元件的伏安關(guān)系式（VCR式），即線性電阻元件的電壓與電流的比值是一個(gè)常數(shù)，等于它的電阻值R，R值越大，加相同電壓時(shí)通過的電流越小。非線性電阻元件其電壓與電流的比值不是常數(shù)，在不同電流、電壓下電阻值R會(huì)發(fā)生變化，其VCR曲線也不是過原點(diǎn)的直線，不符合歐姆定律，其計(jì)算方法在第十章學(xué)習(xí)。非關(guān)聯(lián)參考方向下，為了保證線性電阻元件的電阻值R恒為正值，歐姆定律的表達(dá)形式有所變化，為這是因?yàn)殡娮柙偸俏展β实模潆娏?、電壓的?shí)際方向總是相同的，因此在非關(guān)聯(lián)參考方向下，電阻元件的電流、電壓值會(huì)一正一負(fù)，其伏安關(guān)系曲線如圖1—18（b）所示。電阻在電路中阻礙電流通過的特性反映在電阻值R中，電阻值越大阻礙電流的能力越強(qiáng)；另一側(cè)面，電阻也有導(dǎo)通電流的特性，沒有電阻在電路的兩點(diǎn)之間“搭橋”，電流就流不過去，電阻導(dǎo)通電流的特性反映在電導(dǎo)值中，電導(dǎo)用字母G表示，關(guān)聯(lián)參考方向下用電導(dǎo)表示的歐姆定律為電導(dǎo)的單位為西門子（S，），電導(dǎo)值越大導(dǎo)通電流的能力越強(qiáng)。一根導(dǎo)線在電路中往往看成理想導(dǎo)線，忽略其電阻。但也在某些特定場(chǎng)合要考慮其電阻值，導(dǎo)線的電阻為其中L為導(dǎo)線長(zhǎng)度，S為導(dǎo)線橫截面積，ρ為電阻率，σ為電導(dǎo)率，電導(dǎo)率是表示導(dǎo)線材料導(dǎo)通電流能力的物理量，與電阻率互為倒數(shù)。電阻的常用單位是歐姆（Ω），它與其十進(jìn)制倍數(shù)單位和分?jǐn)?shù)單位的換算關(guān)系如下：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω，1Ω=1000mΩ=106μΩ電阻原件的功率計(jì)算如下：上式表明電阻元件的功率與其電流或電壓的平方成正比，恒為正值，線性電阻元件始終吸收功率。電阻元件在工作中有兩種特殊狀態(tài)，應(yīng)該引起注意：(1)開路狀態(tài)(R=∞)，此時(shí)無論電壓U為何值，電流I=0；(2)短路狀態(tài)(R=0)，此時(shí)無論電流I為何值，電壓U=0。在運(yùn)用歐姆定律時(shí)要注意單位的統(tǒng)一，下面兩種形式最常見：1.4.2有源二端網(wǎng)絡(luò)的伏安關(guān)系式有源二端網(wǎng)絡(luò)，是完整電路的一部分，其中有電源，兩個(gè)輸出端子（也稱為一對(duì)輸出端口）與外部的其它電路相連。圖（a）、（b）是理想電壓源與電阻的串聯(lián)組合，VCR式寫成電壓表達(dá)式更方便，此時(shí)的VCR式就是KVL式。必須看清端口電流、電壓間參考方向是否關(guān)聯(lián)，寫電壓表達(dá)式時(shí)從其正極出發(fā)逐個(gè)元件寫到負(fù)極，途經(jīng)電阻逆著I的方向通過時(shí)，電位升高了，其電壓項(xiàng)前面加負(fù)號(hào)；順著I的方向通過時(shí)，電位降低了，其電壓項(xiàng)前面加正號(hào)。圖（a）、（b）的VCR式分別為圖（c）、（d）是理想電流源與電阻的并聯(lián)組合，VCR式寫成電流表達(dá)式更方便，此時(shí)的VCR式就是KCL式圖（c）、（d）也可以寫電壓表達(dá)式P14

[例1—6]解要列寫VCR式，最好將每條支路的電流先用端子電流或端子電壓表示出來。列c點(diǎn)的KCL方程，有該有源二端網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以串聯(lián)為主，串中有并，列寫這種結(jié)構(gòu)的VCR式以電流為自變量、電壓為因變量，列寫電壓的表達(dá)式更方便，得P14

[例1—7]解該有源二端網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以并聯(lián)為主，并中有串，列寫這種結(jié)構(gòu)的VCR式以電壓為自變量、電流為因變量，列寫電流的表達(dá)式更方便。也需將每條支路的電流先用端子電流或端子電壓表示出來。P15

[例1—8]解先按順時(shí)針繞向列寫KVL方程電壓源US1通過電阻向另一個(gè)電壓源US2充電，正電荷從US2的正極流入，US2處于負(fù)載地位（受電地位）。P15

[例1—9]解該電路所有支路并聯(lián)在一起，a、b間短路，Uab=0，若能設(shè)法先求得左邊四條支路的電流，則根據(jù)KCL可求出I。P16

[例1—10