电子电路第1章

在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方 向，电流如何求解？
电流方向 ab？ a IR b Is
电流方向 ba？

Us
R
9
Chapter 1
Chapter 1
电流的参考方向——假定的电流正方向
参考 方向
真实 方向
i
a b
i >0
如果求出的电流值为正即i >0 ，说明参考方向与 实际方向一致，若i <0则说明参考方向与实际方向 相反。
p>0
Chapter 1
p<0
16
Chapter 1
例1.2 已知i =1A，u1=3V，u2=7V，u3=10V， 求ab、bc、ca三部分电路的功率P1、P2、P3。 解： u1 （实际吸收） （实际吸收）
u3
i
u2 _
（实际提供） 功率平衡
17
Chapter 1
Chapter 1
23
Chapter 1
Chapter 1
伏安关系 1 t 1 t di i uL d i I 0 0 uL d u L L L dt I(0)为初始时刻t＝0时电感上的初始电流，反映t＝0 前电感积累的能量——电感对它的电流具有记忆能 力。 电感元件中的磁场能量
t u( t )
1 2 Cudu Cu 2
电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压 数值有关。 电容串并联的等效计算
22
Chapter 1
Chapter 1
3、电感元件（Inductor）（镇流器） Ψ 电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。 i L i Ψ为磁链是磁通与匝数的乘积 L为电感参数 单位：亨利 (H) di 伏安关系 u L dt 电路符号 只有电感上的电流变化时，电 i L 感两端才有电压。在直流电路 中，电感上即使有电流通过， uL + 但 u = 0，相当于短路。
可见，恒流源两端电压由外电路决定。
29
Chapter 1
Chapter 1
实际电流源模型:由理想电流源并联一个电阻组成
I Is
Rs
U
RL
I = I s – U / Rs
当内阻Rs = 时，实际电流源模型就变成恒流源 模型。
30
Chapter 1
Chapter 1
例1.5 （1）求图示电路中电流源 两端的电压。 （2）当电压源的电压或电 阻的阻值变化时，电流源 的输出电流是否变化？电 流源的电压是否变化？ 解:
26
Chapter 1
Chapter 1
实际电压源模型:由理想电压源串联一个电阻组成 I + − Rs
U Us
理想电压源 实际电压源
Us
U
RL
0
I
电源内阻，表 示内部损耗 U = Us – IRs
Rs越大 斜率越大
当Rs = 0 时，实际电压源模型就变成恒压源模型。
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Chapter 1
Chapter 1
1A
+ U − 10V 10Ω + −
（1） U=10×1−10=0
（2） 不变化; 变化。
31
Chapter 1
Chapter 1
恒压源与恒流源特性比较 恒压源 恒流源
不 变 量 I + U − s a
Uab b Uab = Us （常数）
I
Is
a
Uab
I = Is （常数）
b
Uab的大小、方向均为恒定， I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 Uab 无影响。 外电路负载对 I 无影响。 输出电流 I 可变 ----I 的大小、方向均 由外电路决定
Chapter 1
Chapter 1
三、电路中的功率
定义：单位时间内电场力所做的功。 dw p 在电路中为：p = ui 数学表达式： dt p= -ui 单位：瓦特 W 方向：在电压、电流取关联参考方向下，p=ui 表 示的是该元件“消耗”（吸收）的电功率的大小。 即为：
i w + u w + u i
W L uidt
t i(t )
1 2 Lidi Li 2
电感在某一时刻所储存的磁场能量只与该时刻电流 的瞬时值有关。 电感串并联的等效计算
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Chapter 1
Chapter 1
4、电源元件（ source ） 两种电源：电压源和电流源
1）理想电压源（恒压源） I
+ a
+
常态：手电筒电路正常工作的状态； – 开路：开关断开的状态； 短路：电源电极直接用导线相连的状态，可能会烧 毁电源或设备。
5
R
Chapter 1
电路的主要功能： 1、能量的转换、传输和分配
6
Chapter 1
2、信号的传递、存储和处理
7
Chapter 1
Chapter 1
二、 电流、电压及参考方向
Uab
Uab Us I
Us
−
b
特点（ 1）无论负载电阻如何变化，输出电压不变。 （ 2）电源中的电流由外电路决定，输出功率 可以无穷大。
25
Chapter 1
Chapter 1
例1.3
I a
+
Us
− b
Uab R1
2
R2
2
设: Us=10V 当R1接入时: I=5A 当R1 、R2 同时接入时: I=10A 可见，恒压源中的电流由外电路决定。
14
Chapter 1
例
在图（a）电路中，Uab= –5V，问a、b两点 哪点，U2= 4V，问Uab＝？
解： 在图（a）电路中 Ua<Ub 在图（b）电路中 Uab= U1 – U2 = −10V
b
（a）
a
a
+
uab
−
+ u1 − − u2 +
b （b）
15
Chapter 1
注意
① 变换关系 数值关系
方向
② 等效是对外部电路等效， 对内部电路是不等效的。
示例
例1 试求图中电流 i＝？ +
15V
5A
3
i ?
_
i ?
+
7V
i ?
_
3
_
7
7
8V
14
i 7 0.5 A 14
2A
4
+
4
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Chapter 1
例2 试求图中电压 u＝？
10
Chapter 1
Chapter 1
2、电压（U，u）（ Voltage） 定义：单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功。
dw ua ub 数学表达式： uab dq
电场失去dw 电场得到dw
dq
a b
dq
a
－ u u － 正电荷由a移到b，若失去能量(电势能)，则uaub， 即a端为正b端为负；若得到能量，则ua<ub 。
b
uab
Chapter 1
3、关联参考方向 对一个元件，电流参考方向和电压参考方向 可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常 常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非 关联方向。 i
a
i
+
u

b
a
−
u
+
b
(a)关联方向
(b)非关联方向
如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。 如果采用非关联方向，则必须全部标示。
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Chapter 1
Chapter 1
电路符号:
i
欧姆定律： 关联方向时： u =Ri 或 i =Gu
R:电阻参数，表征阻碍电 流流过的能力,单位Ω。 − + u G:电导参数，单位 S。 1 G R 非关联方向时： u ＝−Ri
R
线性电阻的伏安特性曲线 u2 功率： p ui Ri 2 R
Chapter 1
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Chapter 1
伏安关系 1 t 1 t uC i d U C 0 i d C 0 C UC(0)为初始时刻t＝0时电容的初始电压，反映t＝0前 电容上积累的能量——电容对它的电压具有记忆能 力。
电容元件中的电场能量
Wc uidt
Chapter 1
电路的基本概念及基本定律
Chapter 1
主要学习内容
•电路的基本概念 •电路的基本元件 •基尔霍夫定律 •电压源和电流源
2
Chapter 1
§1.1 电路的基本概念
一、电路与电路模型 电路：由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起 来的电流的通路。 开关：控制电路工作 负载：消耗能量 电源：提供能量
u
Chapter 1
Chapter 1
(3) 恒压源和恒流源不能等效互换 I
+ a
I
Uab Is
a
Us
− b
Uab
b
(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流源并电 阻两者之间均可等效变换。Rs和 R‘s不一定特指电 源内阻。 注意：恒压源并电阻和恒流源串电阻两者之间不可 等效变换。
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Chapter 1
b
方向：由高电位指向低电位。(实际电压方向) 单位：伏特 V（mV μV ）
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Chapter 1
Chapter 1
电压的参考方向（极性）——假定的电压正方向
参考 方向 真实 方向
a + u + u>0

b
电压参考方向的标注方式：