1、1. 1. 電壓、電流的參考方向電壓、電流的參考方向3. 3. 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 重點(diǎn)：重點(diǎn)：第第1 1章章 電路元件和電路定律電路元件和電路定律(circuit elements) (circuit laws) 2. 2. 電路元件特性電路元件特性1.1 1.1 電路和電路模型電路和電路模型1.2 1.2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向1.3 1.3 電路元件的功率電路元件的功率1.4 1.4 電阻元件電阻元件1.5 1.5 電感元件電感元件1.6 1.6 電容元件電容元件1.7 1.7 電源元件電源元件 1.8 1.8 受控電源受控電源1.9 1.9 基爾霍夫定律基爾霍夫

2、定律1.1 電路和電路模型（電路和電路模型（model)一、一、 電路電路2、電路的組成：主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。、電路的組成：主要由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。電源電源(source)：提供能量或信號(hào)：提供能量或信號(hào).負(fù)載負(fù)載(load)：將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，或?qū)Γ簩㈦娔苻D(zhuǎn)化為其它形式的能量，或?qū)?信號(hào)進(jìn)行處理信號(hào)進(jìn)行處理.導(dǎo)線導(dǎo)線(line)、開(kāi)關(guān)（、開(kāi)關(guān)（switch)等：將電源與負(fù)載接成通路等：將電源與負(fù)載接成通路.1、電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流的流通提供路徑。、電工設(shè)備構(gòu)成的整體，它為電流的流通提供路徑。二、電路模型二、電路模型 (circuit mo

3、del)1. 理想電路元件理想電路元件：根據(jù)實(shí)際電路元件所具備的電磁性質(zhì)：根據(jù)實(shí)際電路元件所具備的電磁性質(zhì)所假想的具有某種單一電磁性質(zhì)的元件，其所假想的具有某種單一電磁性質(zhì)的元件，其u，i 關(guān)系關(guān)系可用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)式子嚴(yán)格表示。可用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)式子嚴(yán)格表示。幾種基本（理想）的電路元件：幾種基本（理想）的電路元件：電阻元件電阻元件：表示消耗電能的元件：表示消耗電能的元件電感元件電感元件：表示各種電感線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存能量的作用：表示各種電感線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存能量的作用電容元件電容元件：表示各種電容器產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存能量的作用：表示各種電容器產(chǎn)生電場(chǎng)，儲(chǔ)存能量的作用電源元件電源元件：表示各種將其它形式的

4、能量轉(zhuǎn)變成電能的元件：表示各種將其它形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的元件2. 電路模型電路模型：由理想元件及其組合代表實(shí)際電路元件，與：由理想元件及其組合代表實(shí)際電路元件，與實(shí)際電路具有基本相同的電磁性質(zhì)，稱其為電路模型。實(shí)際電路具有基本相同的電磁性質(zhì)，稱其為電路模型。* 電路模型是由理想電路元件構(gòu)成的。電路模型是由理想電路元件構(gòu)成的。10BASE-T wall plate導(dǎo)線導(dǎo)線電池電池開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)燈泡燈泡例例 .iRSUfR三三. 集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路集總參數(shù)元件與集總參數(shù)電路集總參數(shù)元件集總參數(shù)元件：每一個(gè)具有兩個(gè)端鈕的元件中有確：每一個(gè)具有兩個(gè)端鈕的元件中有確 定的電流，端鈕間有確定的電壓。定

5、的電流，端鈕間有確定的電壓。集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。：由集總參數(shù)元件構(gòu)成的電路。一個(gè)實(shí)際電路要能用集總參數(shù)電路近似，一個(gè)實(shí)際電路要能用集總參數(shù)電路近似，須滿足如下條件：即須滿足如下條件：即實(shí)際電路的尺寸必須遠(yuǎn)小實(shí)際電路的尺寸必須遠(yuǎn)小于電路工作頻率下的電磁波的波長(zhǎng)于電路工作頻率下的電磁波的波長(zhǎng)。1.2 電壓和電流的參考方向電壓和電流的參考方向 (reference direction)一、電路中的主要物理量一、電路中的主要物理量 主要有電壓、電流、電荷、磁鏈等。在線性電路分析中主要有電壓、電流、電荷、磁鏈等。在線性電路分析中常用電流、電壓、電位等。常用電流、電壓、電位

6、等。1. 電流電流 (current)：電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。：電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。電流的大小用電流的大小用電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度表示：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截表示：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電量。面的電量。單位：?jiǎn)挝唬篈 (安安) (Ampere，安培，安培)當(dāng)數(shù)值過(guò)大或過(guò)小時(shí)，常用十進(jìn)制的倍數(shù)表示。當(dāng)數(shù)值過(guò)大或過(guò)小時(shí)，常用十進(jìn)制的倍數(shù)表示。SI制中，一些常用的十進(jìn)制倍數(shù)的表示法：制中，一些常用的十進(jìn)制倍數(shù)的表示法：符號(hào)符號(hào) T G M k c m n p中文中文 太太 吉吉 兆兆 千千 厘厘 毫毫 微微 納納 皮皮數(shù)量數(shù)量 1012 109 106 103 102 103 106 109 101

7、2 2. 電壓電壓 (voltage)：電場(chǎng)中某兩點(diǎn)：電場(chǎng)中某兩點(diǎn)A、B間的電壓間的電壓(降降)UAB 等于將點(diǎn)電荷等于將點(diǎn)電荷q從從A點(diǎn)移至點(diǎn)移至B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功WAB與與該點(diǎn)電荷該點(diǎn)電荷q的比值，即的比值，即單位：?jiǎn)挝唬篤 (伏伏) (Volt，伏特，伏特)當(dāng)把點(diǎn)電荷當(dāng)把點(diǎn)電荷q由由B移至移至A時(shí)，需外力克服電場(chǎng)力做同樣的功時(shí)，需外力克服電場(chǎng)力做同樣的功WAB=WBA，此時(shí)可等效視為電場(chǎng)力做了負(fù)功，此時(shí)可等效視為電場(chǎng)力做了負(fù)功WAB，則，則B到到A的電壓為的電壓為AB3. 電位電位：電路中為分析的方便，常在電路中選某一點(diǎn)為參：電路中為分析的方便，常在電路中選某一點(diǎn)為參考點(diǎn)

8、，把任一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的考點(diǎn)，把任一點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓稱為該點(diǎn)的電位電位。參考點(diǎn)的電位則為參考點(diǎn)的電位則為零零，所以，參考點(diǎn)也稱為零電位點(diǎn)。，所以，參考點(diǎn)也稱為零電位點(diǎn)。電位用電位用V表示，單位與電壓相同，也是表示，單位與電壓相同，也是V(伏伏)。abcd設(shè)設(shè)c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則 Vc=0Va=Uac， Vb=Ubc， Vd=Udc兩點(diǎn)間電壓與電位的關(guān)系：兩點(diǎn)間電壓與電位的關(guān)系：abcd仍設(shè)仍設(shè)c點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，點(diǎn)為電位參考點(diǎn)， Vc=0Uac = Va ， Udc = VdUad= Uac+Ucd =UacUdc= VaVd前例前例結(jié)論結(jié)論：電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等

9、于該兩點(diǎn)間的：電路中任意兩點(diǎn)間的電壓等于該兩點(diǎn)間的電位之差。電位之差。例例 . abc1.5 V1.5 V已知已知 Uab=1.5 V，Ubc=1.5 V(1) 以以a點(diǎn)為參考點(diǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)，Va=0Uab= VaVb Vb = Va Uab= 1.5 VUbc= VbVc Vc = Vb Ubc= 1.51.5= 3 VUac= VaVc = 0 (3)=3 V(2) 以以b點(diǎn)為參考點(diǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)， b=0Uab= VaVb Va = Vb +Uab= 1.5 VUbc= VbVc Vc = Vb Ubc= 1.5 VUac= VaVc = 1.5 (1.5) = 3 V結(jié)論結(jié)論：電路中電位參考

10、點(diǎn)可任意選擇；當(dāng)選擇不同的參：電路中電位參考點(diǎn)可任意選擇；當(dāng)選擇不同的參考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位將改變考點(diǎn)時(shí)，電路中各點(diǎn)電位將改變(電位的相對(duì)性電位的相對(duì)性)，但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變（電壓的絕對(duì)性）。但任意兩點(diǎn)間電壓保持不變（電壓的絕對(duì)性）。二、電壓、電流的參考方向二、電壓、電流的參考方向 (reference direction)1. 電流的參考方向電流的參考方向元件元件(導(dǎo)線導(dǎo)線)中電流流動(dòng)的實(shí)際方向有兩種可能中電流流動(dòng)的實(shí)際方向有兩種可能: 實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向：任意選定一個(gè)電流的正方向：任意選定一個(gè)電流的正方向 即為電流的參考方向。即為電流的參考方向。大小大

11、小方向方向電流電流(代數(shù)量代數(shù)量)i 參考方向參考方向AB 電流參考方向的兩種表示電流參考方向的兩種表示： 用箭頭表示：箭頭的指向?yàn)橛眉^表示：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较颉ｋ娏鞯膮⒖挤较颉?用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 iAB , 電流的參考方向由電流的參考方向由A指向指向B。i 參考方向參考方向i 參考方向參考方向i 0i 0實(shí)際方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向?qū)嶋H方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：注意：引入?yún)⒖挤较蚝螅窈笥?jì)算出的電流注意：引入?yún)⒖挤较蚝螅窈笥?jì)算出的電流將是帶有正負(fù)號(hào)的代數(shù)量將是帶有正負(fù)號(hào)的代數(shù)量2. 電壓電壓(降降)的參考方向的參考方向+U 0

12、參考方向參考方向U+實(shí)際方向?qū)嶋H方向+實(shí)際方向?qū)嶋H方向參考方向參考方向U+U電壓參考方向電壓參考方向1、定義：任意假定一個(gè)電壓的正方向?yàn)榇朔较蚨x：任意假定一個(gè)電壓的正方向?yàn)榇朔较蚣礊殡妷旱膮⒖挤较颉＜礊殡妷旱膮⒖挤较颉?、參考方向的表示方法：、參考方向的表示方法：a:用正負(fù)極性法表示用正負(fù)極性法表示b:用箭頭表示用箭頭表示c:用雙下標(biāo)表示用雙下標(biāo)表示3 3、電壓參考方向的物理意義：、電壓參考方向的物理意義：引入?yún)⒖挤较蚝螅窈笥?jì)算出的電壓將是帶有正負(fù)號(hào)引入?yún)⒖挤较蚝螅窈笥?jì)算出的電壓將是帶有正負(fù)號(hào)的代數(shù)量的代數(shù)量電壓參考方向的三種表示方式電壓參考方向的三種表示方式：(1) 用箭頭表示：箭頭指

13、向?yàn)殡妷海ń担┑膮⒖挤较蛴眉^表示：箭頭指向?yàn)殡妷海ń担┑膮⒖挤较?2) 用正負(fù)極性表示：由正極指向負(fù)極的方向?yàn)殡妷河谜?fù)極性表示：由正極指向負(fù)極的方向?yàn)殡妷?(降低降低)的參考方向的參考方向(3) 用雙下標(biāo)表示：如用雙下標(biāo)表示：如 UAB , 由由A指向指向B的方向?yàn)殡妷旱姆较驗(yàn)殡妷?(降降)的參考方向的參考方向UU+ABUAB小結(jié)：小結(jié)：(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號(hào)符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。），在計(jì)算過(guò)程中不得

14、任意改變。+Riuu = Rii+Ruu = Ri（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式符號(hào)也不同，但實(shí)際參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式符號(hào)也不同，但實(shí)際 方向不變。方向不變。(2) 參考方向也稱為假定方向、正方向，以后討論參考方向也稱為假定方向、正方向，以后討論均在參考方向下進(jìn)行均在參考方向下進(jìn)行。（1） 元件或支路的元件或支路的u，i 通常采用相同的參考方向通常采用相同的參考方向以減少公式中的負(fù)號(hào)，稱之為以減少公式中的負(fù)號(hào)，稱之為關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向。反之，稱為反之，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向。+iu關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向i+u非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向三三. 關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)與非

15、關(guān)聯(lián)參考方向例例iABABU電壓電流參考方向如圖中所示，問(wèn)：對(duì)電壓電流參考方向如圖中所示，問(wèn)：對(duì)A、B兩部分電路電壓電流參考方向關(guān)聯(lián)否？?jī)刹糠蛛娐冯妷弘娏鲄⒖挤较蜿P(guān)聯(lián)否？ A 電壓、電流參考方向非關(guān)聯(lián)；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)。電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)。注注(1) 分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。(2) 參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注參考方向一經(jīng)選定，必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注 (包包括方向和括方向和符號(hào)符號(hào)），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。），在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。（3）參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)

16、際參考方向不同時(shí)，其表達(dá)式相差一負(fù)號(hào)，但實(shí)際 方向不變。方向不變。1.3 電路元件的功率電路元件的功率 (power)一、一、 電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。功率的單位：功率的單位：W (瓦瓦) (Watt，瓦特，瓦特)能量的單位：能量的單位： J (焦焦) (Joule，焦耳，焦耳)二、電壓、電流采用參考方向時(shí)功率的計(jì)算和判斷二、電壓、電流采用參考方向時(shí)功率的計(jì)算和判斷1. u, i 關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向p = ui 表示元件的功率表示元件的功率P0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收)P0 吸收正功率吸收正功率 (實(shí)際吸收實(shí)際吸收)P0有源元

17、件：有源元件：w(t)0，du/dt0，則，則i0，q ，正向充電，正向充電 (電流流向正極板電流流向正極板)；(2) u0，du/dt0，則，則i0，q ，正向放電，正向放電 (電流由正極板流出電流由正極板流出)；(3) u0，du/dt0，則，則i0，q ，反向充電，反向充電 (電流流向負(fù)極板電流流向負(fù)極板)；(4) u0，則，則i0，q ，反向放電，反向放電 (電流由負(fù)極板流出電流由負(fù)極板流出)； 電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件（1）當(dāng)）當(dāng) u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào)式

18、前要冠以負(fù)號(hào) ;（2）上式中）上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反映電稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。 )(0000d11d1d 1)( ttttttiCuidCiCiCtuttuCtqidddd由于討論討論：(1) i的大小取決與的大小取決與 u 的變化率，與的變化率，與 u 的大小無(wú)關(guān)；的大小無(wú)關(guān)； (微分形式微分形式)(2) 電容元件是一種記憶元件；電容元件是一種記憶元件；(積分形式積分形式)(3) 當(dāng)當(dāng) u 為常數(shù)為常數(shù)(直流直流)時(shí)，時(shí)，du/dt =0 i=0。電容在。電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，電容有

19、隔直作用；直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔直作用；(4) 表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)與表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)與u，i 的參考方向有關(guān)。當(dāng)?shù)膮⒖挤较蛴嘘P(guān)。當(dāng) u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=C du/dt； u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i= C du/dt 。2. 電容的儲(chǔ)能電容的儲(chǔ)能由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。從從t0到到 t 電容儲(chǔ)能的變化量：電容儲(chǔ)能的變化量：)(21)(21)(21)(21022022tqCtqCtCutCuWC tuCuuipdd 吸吸0)(21)(21)(21)(21) (21ddd220)(222

20、tqCtCuCutCuCuuCuWuttC若1.7 電感元件電感元件 (inductor)+-u (t) (t)N (t)i(t)實(shí)際電感器是由在不同材料的實(shí)際電感器是由在不同材料的芯子上繞以導(dǎo)線構(gòu)成不同形狀芯子上繞以導(dǎo)線構(gòu)成不同形狀的線圈。的線圈。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，將產(chǎn)生磁當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，將產(chǎn)生磁通，是一種儲(chǔ)存磁能的部件通，是一種儲(chǔ)存磁能的部件是是一個(gè)能建立磁場(chǎng)、儲(chǔ)存磁場(chǎng)能一個(gè)能建立磁場(chǎng)、儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的元件。的元件。u(t)=d (t)/dt法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律電感元件電感元件儲(chǔ)存磁能的元件。其儲(chǔ)存磁能的元件。其特性可用特性可用 i i 平面上平面上的一條曲線來(lái)描述。的一條曲

21、線來(lái)描述。i 韋安韋安特性特性f(,i)=0線性電感元件線性電感元件:任何時(shí)刻，通過(guò)電感元件的電流任何時(shí)刻，通過(guò)電感元件的電流i與其磁鏈與其磁鏈 成正成正比。比。 i 特性是過(guò)原點(diǎn)的直線。特性是過(guò)原點(diǎn)的直線。 tan )()( iLortLit iO 韋安韋安特性特性自感系數(shù)或自感系數(shù)或電感電感單位：?jiǎn)挝唬篐(Henry,亨利亨利)， H，m H電路符號(hào)電路符號(hào)+-u (t)iL線性電感的電壓、電流關(guān)系線性電感的電壓、電流關(guān)系(VCR)tdtdiLtddtu )( )( (1) 電感電壓電感電壓u 的大小取決于的大小取決于i 的變化率的變化率, 與與i 的大小無(wú)的大小無(wú)關(guān)，電感是動(dòng)態(tài)元件。關(guān)，

22、電感是動(dòng)態(tài)元件。(2) 當(dāng)當(dāng)i為常數(shù)為常數(shù)(直流直流)時(shí)，時(shí)，u =0。電感相當(dāng)于短路。電感相當(dāng)于短路。(3)實(shí)際電路中電感的電壓實(shí)際電路中電感的電壓 u為有限值，則電感電流為有限值，則電感電流i不能不能躍變，必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)躍變，必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù). 電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件。電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件。（1）當(dāng)）當(dāng) u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào)式前要冠以負(fù)號(hào) ;（2）上式中）上式中i(t0)稱為電感電流的初始值，它反映電稱為電感電流的初始值，它反映電感初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。

23、感初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。 )(dddd )( ttttttuLiuLuLuLtit00001111電感的功率和儲(chǔ)能電感的功率和儲(chǔ)能itiLuip dd(1)當(dāng)電流當(dāng)電流增大，增大，i0，d i/d t0，則，則u0， ， p0, 電感吸收功率。電感吸收功率。(2)當(dāng)電流減小，當(dāng)電流減小，i0，d i/d t0，則，則u0， ，p00則充當(dāng)負(fù)載則充當(dāng)負(fù)載00則充當(dāng)負(fù)載則充當(dāng)負(fù)載00則充當(dāng)負(fù)載則充當(dāng)負(fù)載0則充當(dāng)電源則充當(dāng)電源例例10V 5R+_i+_Ru+_5V計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解VuR5510 )(ARuiR155 WRiPR5152 WiuPS

24、V1011010 WiuPSV5155 )(發(fā)出發(fā)出發(fā)出發(fā)出吸收吸收滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸）例例計(jì)算圖示電路各元件的功率。計(jì)算圖示電路各元件的功率。解解Ai2WuiPSA10522 WiuPSV10255 )(發(fā)出發(fā)出發(fā)出發(fā)出滿足滿足：P（發(fā)）（發(fā)）P（吸）（吸）i+_u+_2A5VVu51.9 受控電源受控電源 (非獨(dú)立源非獨(dú)立源)(controlled source or dependent source)1. 定義定義：簡(jiǎn)稱為受控源，它發(fā)出的電壓或電流不是給定：簡(jiǎn)稱為受控源，它發(fā)出的電壓或電流不是給定的時(shí)間函數(shù)，或是確定的數(shù)值，而是受電路中的時(shí)間函數(shù)，或是確定的數(shù)值，而是受

25、電路中某個(gè)支路的電壓某個(gè)支路的電壓(或電流或電流)的控制產(chǎn)生的。的控制產(chǎn)生的。電路符號(hào)電路符號(hào)+受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源(a) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source ) : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 i2= i1u2=ri1CCCS i1+_u2i2+_u1i12. 分類(lèi)：根據(jù)控制量和被控制量是電壓分類(lèi)：根據(jù)控制量和被控制量是電壓u或電流或電流i ，受控源可分為，受控源可分為四種類(lèi)型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)四種類(lèi)型：當(dāng)被控制量是電壓時(shí)，用受控電壓源表示；當(dāng)被控制量是

26、電流時(shí)，用受控電流源表示。被控制量是電流時(shí)，用受控電流源表示。(b) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( Current Controlled Voltage Source )+u1i1_u2i2CCVS+_+_i1r i1+i2CCVS+_g : 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)i2=gu1u2= u1VCCSgu1+_u2i2+_u1i1(c) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( Voltage Controlled Current Source )+_u1i1 u1+_u2i2VCVS+_(d) 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( Voltage Controlled

27、 Voltage Source )3. 受控源與獨(dú)立源的受控源與獨(dú)立源的比較比較(1) 獨(dú)立源電壓獨(dú)立源電壓(或電流或電流)由電源本身決定，與電路中其它由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓(或電流或電流)直接由控制直接由控制量決定。量決定。(2) 獨(dú)立源在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反獨(dú)立源在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的關(guān)系，在電路中不能作為映輸出端與輸入端的關(guān)系，在電路中不能作為“激勵(lì)激勵(lì)”(3) 獨(dú)立源與受控源表示的電路符號(hào)不同，另外受控源獨(dú)立源與受控源表示的電路符號(hào)不同，另外受控源的的4個(gè)控制系數(shù)個(gè)控制系數(shù),

28、無(wú)量綱，無(wú)量綱，g，r分別具有電導(dǎo)和電阻分別具有電導(dǎo)和電阻的單位，但它們絕不是電導(dǎo)和電阻。的單位，但它們絕不是電導(dǎo)和電阻。例例求：電壓求：電壓u2。解解5i1u2+_u1=6Vi1+-3 Ai2361Viu461065121.9 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 ( Kirchhoffs Laws )基 爾 霍 夫 定 律 包 括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律基 爾 霍 夫 定 律 包 括 基 爾 霍 夫 電 流 定 律(Kirchhoffs Current LawKCL )和基爾霍夫電和基爾霍夫電壓定律壓定律(Kirchhoffs Voltage LawKVL )。它反。它反映了電路中所有支路電壓

29、和電流的約束關(guān)系，是分析映了電路中所有支路電壓和電流的約束關(guān)系，是分析集總參數(shù)電路的基本定律集總參數(shù)電路的基本定律,它只與電路的連接有關(guān)它只與電路的連接有關(guān),與具與具體的元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了體的元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。基爾霍夫定律與元件特性構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ)。為此先介紹一些與電路連接有關(guān)的電路分析的基礎(chǔ)。為此先介紹一些與電路連接有關(guān)的一些概念一些概念.一一 、 幾個(gè)名詞：幾個(gè)名詞：(定義定義)1. 支路支路 (branch)：電路中每一個(gè)兩端元件就叫一條支路電路中每一個(gè)兩端元件就叫一條支路。 電路中通過(guò)同一電流的串聯(lián)元件當(dāng)作一條支路。電路中通過(guò)同一電流的串聯(lián)元件當(dāng)作一條支路。2.

30、 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) (node): 三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。( n )4. 回路回路(loop)：由支路組成的閉合路徑。：由支路組成的閉合路徑。( l )b=33. 路徑路徑(path)：兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成。：兩節(jié)點(diǎn)間的一條通路。路徑由支路構(gòu)成。5. 網(wǎng)孔網(wǎng)孔(mesh)：對(duì)平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。對(duì)平面電路，其內(nèi)部不含任何支路的回路稱網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。網(wǎng)孔是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。abn=2123+_R1uS1+_uS2R2R3l=3123二、二、基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL)：在任

31、何：在任何集總參數(shù)電路中，在任一集總參數(shù)電路中，在任一時(shí)刻，流出時(shí)刻，流出(流入流入)任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和為零。任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和為零。 即即物理基礎(chǔ)物理基礎(chǔ):電荷守恒，電流連續(xù)性。電荷守恒，電流連續(xù)性。i1i4i2i30 (t)i令流出為令流出為“+”(支路電流背離節(jié)點(diǎn)支路電流背離節(jié)點(diǎn))i1+i2i3+i4=0i1+i3=i2+i4 出出入入即即ii 7A4Ai110A-12Ai2i1+i210(12)=0 i2=1A 例例: 47i1= 0 i1= 3A 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 (KCL)令流出為令流出為“+”，有：，有：例例5i1i2i3i4i054321ii

32、iii54321iiiii(1) 電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系；電流實(shí)際方向和參考方向之間關(guān)系；(2) 流入流入 、流出節(jié)點(diǎn)。、流出節(jié)點(diǎn)。KCL可推廣到一個(gè)封閉面：可推廣到一個(gè)封閉面：兩種符號(hào)兩種符號(hào):i1i2i3-i1-i2-i3=0 i1+i2+i3=0(其中必有負(fù)的電流其中必有負(fù)的電流)？例例三式相加得：三式相加得：表明表明KCL可推廣應(yīng)用于電路中包可推廣應(yīng)用于電路中包圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面圍多個(gè)結(jié)點(diǎn)的任一閉合面（1） KCL是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任是電荷守恒和電流連續(xù)性原理在電路中任 意結(jié)點(diǎn)處的反映；意結(jié)點(diǎn)處的反映；（2） KCL是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是是對(duì)支路電流加的約束，與支路上接的是 什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；什么元件無(wú)關(guān)，與電路是線性還是非線性無(wú)關(guān)；（3）KCL方程是按電流參考方向列寫(xiě)，與電流實(shí)際方程是按電流參考方向列寫(xiě)，與電流實(shí)際 方向無(wú)關(guān)。方向無(wú)關(guān)。0641iii0542iii0653iii0321iii1 3 25i6i4i1i3i2i0)( tu首先考慮（選定一個(gè)首先考慮（選定一個(gè))繞行方向繞行方向:順時(shí)針或逆時(shí)針順時(shí)針或逆時(shí)針.R1I