1、1第第1章章 電路分析電路分析的的基本基本概念概念 21.1 電路和電路模型電路和電路模型 1.1.1 電路電路 這里所說的電路是指實際電路。它是由電氣設備和元器件按照一定的這里所說的電路是指實際電路。它是由電氣設備和元器件按照一定的方式連接起來，為電流的流通提供路徑的總體，也稱網絡。電路中提供方式連接起來，為電流的流通提供路徑的總體，也稱網絡。電路中提供電能的設備或元器件稱為電源，電路中使用電能的設備或元器件稱為負電能的設備或元器件稱為電源，電路中使用電能的設備或元器件稱為負載。手電筒電路就是一個最簡單的實用電路。這個電路是由一個電源載。手電筒電路就是一個最簡單的實用電路。這個電路是由一個電

2、源（干電池）、一個負載（小燈泡）、一個開關和連接導線組成。如圖（干電池）、一個負載（小燈泡）、一個開關和連接導線組成。如圖1-11-1所示。所示。 圖圖1-1 簡單實際電路及其電路模型簡單實際電路及其電路模型3 1.1.2 電路模型電路模型n為了便于對電路進行分析和計算，我們常采用為了便于對電路進行分析和計算，我們常采用“理想化理想化”的科學抽象方法，將實際的元件加以近似化、理想化，忽的科學抽象方法，將實際的元件加以近似化、理想化，忽略其次要性質，用能反映其主要電磁性質的略其次要性質，用能反映其主要電磁性質的“模型模型”來表來表示，即用理想元件來表示。例如我們用電阻元件來反映消示，即用理想元件

3、來表示。例如我們用電阻元件來反映消耗電能的特征，那么在電源頻率不十分高的電路中，所有耗電能的特征，那么在電源頻率不十分高的電路中，所有電阻器、電爐、電燈等實際電路元器件，都可以用電阻元電阻器、電爐、電燈等實際電路元器件，都可以用電阻元件這個模型來近似表示。同樣，在一定條件下，電感線圈件這個模型來近似表示。同樣，在一定條件下，電感線圈忽略其電阻，就可以用電感元件近似地表示，電容器忽略忽略其電阻，就可以用電感元件近似地表示，電容器忽略漏電，就可以用電容元件近似地表示。此外還有電壓源、漏電，就可以用電容元件近似地表示。此外還有電壓源、電流源兩種理想電源元件。這些元件都具有兩個端鈕，稱電流源兩種理想電

4、源元件。這些元件都具有兩個端鈕，稱為二端元件。為二端元件。n 由理想元件組成的電路就稱為實際電路的電路模型。圖由理想元件組成的電路就稱為實際電路的電路模型。圖1-1-1(b)1(b)即為圖即為圖1-1(a)1-1(a)的電路模型。今后如未加特殊說明，我的電路模型。今后如未加特殊說明，我們所說的電路均指電路模型。們所說的電路均指電路模型。41.2 電路的基本物理量電路的基本物理量 n 電路的基本物理量有電流、電壓和功率。電路的基本物理量有電流、電壓和功率。電路分析的基本任務就是要計算電路中的電路分析的基本任務就是要計算電路中的電流、電壓和功率。電流、電壓和功率。5 1.2.1 電流電流n 電荷的

5、定向運動形成電流。電流的實際方向習慣上指正電荷運電荷的定向運動形成電流。電流的實際方向習慣上指正電荷運動的方向。電流的大小用電流強度來衡量，電流強度簡稱電流，動的方向。電流的大小用電流強度來衡量，電流強度簡稱電流，其數學表達式為其數學表達式為 (1.1)(1.1) 電流的電流的“國際單位制國際單位制”（S SI I制）單位是安培，簡稱安（制）單位是安培，簡稱安（A A）。）。n 按照電流的大小和方向是否隨時間變化，分為恒定電流按照電流的大小和方向是否隨時間變化，分為恒定電流（簡稱直流（簡稱直流DCDC）和時變電流，分別用符號）和時變電流，分別用符號I I和和i i表示。我們平時表示。我們平時所

6、說的交流（所說的交流（ACAC）是時變）是時變電流的特例。電流的特例。 n 在分析電路時往往不能事先確定電流的實際方向，而且時變在分析電路時往往不能事先確定電流的實際方向，而且時變電流的實際方向又隨時間不斷變化。因此在電路中很難標明電電流的實際方向又隨時間不斷變化。因此在電路中很難標明電流的實際方向。為此，我們引入了電流參考方向這一概念。流的實際方向。為此，我們引入了電流參考方向這一概念。n 參考方向的選擇具有任意性。在電路中通常用實線箭頭或雙參考方向的選擇具有任意性。在電路中通常用實線箭頭或雙下標表示。而且規定：若電流的實際方向與所選的參考方向一下標表示。而且規定：若電流的實際方向與所選的參

7、考方向一致，則電流為正值，即致，則電流為正值，即i i0 0；若電流的實際方向與所選的參考；若電流的實際方向與所選的參考方向相反，則電流為負值，即方向相反，則電流為負值，即i i0 0。如圖。如圖1.31.3所示。這樣以來，所示。這樣以來，電流就成為一個具有正負的代數量電流就成為一個具有正負的代數量。 t qtidd)( 6 圖圖1.31.3（a a）中電流參考方向為從）中電流參考方向為從a a到到b b，用雙下標法表，用雙下標法表示為示為i iabab ；（；（b b）中為從）中為從b b到到a a，表示為，表示為i ibaba 。可見，對于。可見，對于同一電流，參考方向選則不同，其數值互為

8、相反數，即同一電流，參考方向選則不同，其數值互為相反數，即 iabab = = ibaba1.2.2 電壓電壓n 電路中任意電路中任意a a、b b兩點之間的電壓從量值上等于電場力兩點之間的電壓從量值上等于電場力由由a a點移動單位正電荷到點移動單位正電荷到b b點所作的功。即點所作的功。即 （1.21.2） qWtuUdd)(ab7 式中式中d dW W是電場力所作的功，單位是焦耳（是電場力所作的功，單位是焦耳（J J）；）；d dq q為電荷量，單為電荷量，單位是位是C C）；電壓）；電壓U 的單位是伏特，簡稱伏（的單位是伏特，簡稱伏（V V）。電壓也有恒定電）。電壓也有恒定電壓和和時變電

9、壓之分，分別用符號壓和和時變電壓之分，分別用符號U和和 u u 表示（表示（直流量有時不直流量有時不分大小寫分大小寫）。）。 圖圖1-4 電壓參考方向電壓參考方向 電壓參考方向（參考極性）電壓參考方向（參考極性）的選擇同樣具有任意性，通常在的選擇同樣具有任意性，通常在電路圖上電路圖上用用“+”表示參考方向的高電位端，表示參考方向的高電位端，“-”表示參考方向表示參考方向的低電位端，的低電位端，如圖如圖1-4所示。或用雙下標表示電壓的參考方向，所示。或用雙下標表示電壓的參考方向，如如uab 表示電壓參考方向從表示電壓參考方向從a點指向點指向b點。電壓實際方向的判定點。電壓實際方向的判定與電流的類

10、似。與電流的類似。 8 U U、I I間關聯參考方向間關聯參考方向: :今后在求電壓電流時，必須事今后在求電壓電流時，必須事先規定好參考方向，否則求出的值無意義。而且為了先規定好參考方向，否則求出的值無意義。而且為了分析方便，通常將某元件上分析方便，通常將某元件上電壓電流參考方向電壓電流參考方向選為選為一一致致，即電流的參考方向由電壓的，即電流的參考方向由電壓的“+”+”指向指向“-”-”，這，這樣選定的參考方向稱為樣選定的參考方向稱為關聯參考方向關聯參考方向，簡稱關聯方向。，簡稱關聯方向。電位的概念及計算電位的概念及計算： 將電路中任一點作為參考點，將電路中任一點作為參考點，把把a點到參考點

11、的電壓稱為點到參考點的電壓稱為a點電位，用符號點電位，用符號Va(或或Ua)表示。電路中表示。電路中a、b兩點間的電壓與該兩點電位有以兩點間的電壓與該兩點電位有以下關系：下關系： Uab = Va - Vb （1.3） 今后如未說明，通常選接地點作參考點，并且今后如未說明，通常選接地點作參考點，并且參參考點電位為零考點電位為零。引入電位概念后，兩點間電壓的。引入電位概念后，兩點間電壓的實實際方向際方向即由高電位指向低電位。即由高電位指向低電位。9n 在電路分析中引入了電位，可以簡化分析，方便計算。如圖在電路分析中引入了電位，可以簡化分析，方便計算。如圖1-5（a）所示）所示電路，為求各電阻元件

12、的電壓，當選電路，為求各電阻元件的電壓，當選d為參考點時，只需以為參考點時，只需以b點電位為變點電位為變量，列出有關電路方程求得該電位，各電阻電壓即為電阻兩端電位之差。量，列出有關電路方程求得該電位，各電阻電壓即為電阻兩端電位之差。n 對于電路圖的表示形式，對如圖對于電路圖的表示形式，對如圖1-5（a）所示用電位表示的電路圖，還）所示用電位表示的電路圖，還可將其改畫成用電位的極性代替電壓源的形式，如圖可將其改畫成用電位的極性代替電壓源的形式，如圖1-5（b）所示。在電）所示。在電子電路課程中，把這種畫法稱為子電路課程中，把這種畫法稱為“習慣畫法習慣畫法”。 顯然，沒有參考點，談論電位數值的大小

13、是沒有意義的。顯然，沒有參考點，談論電位數值的大小是沒有意義的。圖圖1-5 電路圖的表示形式電路圖的表示形式101.2.3 電功率電功率n 電能對時間的變化率即電功率，簡稱功率。用電能對時間的變化率即電功率，簡稱功率。用p p 或或 P P表示，單位是瓦（表示，單位是瓦（W W）。功率的表達式為：）。功率的表達式為：tqqWtWpddddddui （1.4）式中，功的單位是焦式中，功的單位是焦耳耳（J），時間的單位是秒（），時間的單位是秒（s），），功率的單位是瓦功率的單位是瓦特特（W )。 應用（應用（1.4）式計算元件功率時，首先需要判斷）式計算元件功率時，首先需要判斷u、I 的的參考方向

14、是否為關聯方向，若為參考方向是否為關聯方向，若為關聯關聯，則，則p = ui；否則否則 p = - ui。計算結果若。計算結果若p0，表明元件實際，表明元件實際消耗功率消耗功率（或吸（或吸收功率收功率 ）；若）；若p0，表明元件實際，表明元件實際發出功率發出功率（或產生功（或產生功率）率） 。 1.2計算電功率例題計算電功率例題111.3 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 電路是由多個元件互聯而成的整體，在這個整體當中，元件電路是由多個元件互聯而成的整體，在這個整體當中，元件除了要遵循自身的電壓電流關系（即元件自身的除了要遵循自身的電壓電流關系（即元件自身的VCRVCR）外，同）外，同時還必須要服從電

15、路整體上的電壓電流關系，即電路的互聯規時還必須要服從電路整體上的電壓電流關系，即電路的互聯規律。基爾霍夫定律就是研究這一規律的。它是任何集總參數電律。基爾霍夫定律就是研究這一規律的。它是任何集總參數電路都適用的基本定律。該定律包括路都適用的基本定律。該定律包括電流定律和電壓定律電流定律和電壓定律。前者。前者描述電路中各電流之間的約束關系，后者描述電路中各電壓之描述電路中各電流之間的約束關系，后者描述電路中各電壓之間的約束關系。間的約束關系。n 為了便于介紹基爾霍夫定律，首先學習互聯電路中的為了便于介紹基爾霍夫定律，首先學習互聯電路中的幾個名幾個名詞。詞。 （1 1）支路：電路中具有兩個端鈕且通

16、過同一電流的每個分）支路：電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的每個分支（至少包含一個元件）叫做支路。支（至少包含一個元件）叫做支路。 （2 2）結（節）點：三條或三條以上支路的聯接點叫結點。）結（節）點：三條或三條以上支路的聯接點叫結點。 （3 3）回路：電路中任一條閉合路徑叫做回路。）回路：電路中任一條閉合路徑叫做回路。 （4 4）網孔：內部不含支路的回路叫網孔。）網孔：內部不含支路的回路叫網孔。 （5 5）網絡：把包含元件數較多的電路稱為網絡。實際上電）網絡：把包含元件數較多的電路稱為網絡。實際上電路和網絡兩個名詞可以通用。路和網絡兩個名詞可以通用。 121.3.1 基爾霍夫電流定律基爾霍夫

17、電流定律n 基爾霍夫基爾霍夫電流定律電流定律（KirchhoffsKirchhoffs Current Law Current Law），簡寫為），簡寫為KCLKCL，它它陳述為陳述為：對于電路中的任一結點，在任一時刻，組成該結點的所有：對于電路中的任一結點，在任一時刻，組成該結點的所有支路電流的代數和恒等于零。其數學表達式為：支路電流的代數和恒等于零。其數學表達式為： 簡寫簡寫 i i = 0= 0 0)(0tinkk（1.6）式中，式中，ik（t）為流入（或流出）節點的第）為流入（或流出）節點的第k條支路的電流，條支路的電流，n為為節點處的支路數。節點處的支路數。 KCL是電流連續性原理的

18、體現，也是電荷守恒的必然反映。是電流連續性原理的體現，也是電荷守恒的必然反映。對電路某結點列寫對電路某結點列寫KCL方程時，可規定流入該結點的支路電流方程時，可規定流入該結點的支路電流前取正號，流出該結點的支路電流前自然取負號（也可做相反前取正號，流出該結點的支路電流前自然取負號（也可做相反規定）。規定）。圖圖1.11電路電路中共有中共有3條支路，條支路，兩個結點，兩個結點，3個回路，兩個個回路，兩個網孔。網孔。13n 解：解： 對于結點對于結點a a ，根據，根據KCLKCL可得可得 I I11I I2 2 I I3 + 3 + I I4 4 I I5 = 0 5 = 0 所以所以 I I4

19、 4 = - = -I I1 1 + + I I2 2 + + I I3 3 + + I I5 5 = -8 + 3 + = -8 + 3 +（-1-1）+ 2 = - 4 A + 2 = - 4 A I I4 4為負值，說明為負值，說明I I4 4的實際方向與參考方向相反，即的實際方向與參考方向相反，即I I4 4實際流出實際流出結點結點a a 。例例1.2 電路如圖電路如圖1.12所示，各支路電流參考方向已標出，所示，各支路電流參考方向已標出，已知已知 I1 = 8 A ，I2 = 3 A ，I3 = -1 A ，I5 = 2 A，求，求I4 。14nKCLKCL不僅適用于結點，也可推廣應

20、用于電路中任一不僅適用于結點，也可推廣應用于電路中任一假想的假想的封閉面封閉面，即通過任一封閉面的所有支路電，即通過任一封閉面的所有支路電流的流的代數和恒等于零代數和恒等于零。圖圖1.131.13（a a）、（）、（b b）、（）、（c c）所示都是所示都是KCLKCL的推廣應用，圖中虛線框可看成一個的推廣應用，圖中虛線框可看成一個封閉面，或者形象稱作一個擴大的結點，則根據封閉面，或者形象稱作一個擴大的結點，則根據KCLKCL，會有圖中所標結論。，會有圖中所標結論。151.3.2 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律n 基爾霍夫電壓定律（基爾霍夫電壓定律（Kirhoffs Voltage Law）

21、，簡寫為），簡寫為KVL，它，它陳述為陳述為：對于電路中的任一閉合回路，在任一時：對于電路中的任一閉合回路，在任一時刻，沿刻，沿該回路內各段電壓該回路內各段電壓的代數和恒等于零。其數學表達的代數和恒等于零。其數學表達式為：式為： nkktu1)(式中式中uk（t）為回路中第）為回路中第k條支路電壓，條支路電壓，n為回路中的支為回路中的支路數。路數。 KVL是電位單值性原理的體現，也是能量守恒的必是電位單值性原理的體現，也是能量守恒的必然反映。對電路中然反映。對電路中某回路列寫某回路列寫KVL方程方程時，若某段時，若某段電電壓的參考方向與回路繞行方向一致壓的參考方向與回路繞行方向一致，則該電壓前

22、取，則該電壓前取正正號號，否則取負號。，否則取負號。 0 簡寫簡寫 u = 0 （1.10）16n例例1.3 圖圖1.14所示電路中共有所示電路中共有3個回路個回路，各段電壓，各段電壓參考方向已給定，若已知參考方向已給定，若已知U1=1 V，U2=2 V，U5 = 5 V，求未知電壓，求未知電壓U3、U4的值。的值。 解：解： 分別選取各回路繞行方向如圖所示，則由分別選取各回路繞行方向如圖所示，則由KVL可得：可得： 大回路：大回路： -U1 + U5 + U3 = 0 代入數據，求得代入數據，求得 U3 = U1 - U5 = 1-5 = - 4 V 右回路：右回路： -U2 + U5 U4

23、 = 0 代入數據，求得代入數據，求得 U4 = -U2 + U5 = -2 + 5 = 3 V 17 KVL不僅適用于不僅適用于電路中電路中任一閉合回路任一閉合回路，還可還可推廣應用于推廣應用于任一任一不閉合不閉合回路回路。但要注意但要注意將開口處的電壓考慮在內將開口處的電壓考慮在內。 圖圖1.15所示所示是某網絡中的部分電路，是某網絡中的部分電路，a、b兩結點兩結點處處沒有閉合沒有閉合，按圖中，按圖中所選繞行方向，據所選繞行方向，據KVL可得可得 Uab - I3R3 + I2R2 - Us2 - I1R1 + Us1 = 0 所以所以 Uab = -Us1 + I1R1 + Us2 -

24、I2R2 + I3R3 這表明電路中任意兩點間的電壓這表明電路中任意兩點間的電壓Uab等于從等于從a點到點到b點的任一路徑上各點的任一路徑上各段電壓的代數和。段電壓的代數和。 綜上所述，基爾霍夫定律揭示了互聯電路中電壓電流滿足的規律。綜上所述，基爾霍夫定律揭示了互聯電路中電壓電流滿足的規律。它它適用于任何集總參數電路適用于任何集總參數電路，與電路元件的性質無關。利用基爾霍夫定，與電路元件的性質無關。利用基爾霍夫定律，以各支路電流為未知量，分別列出律，以各支路電流為未知量，分別列出KCLKCL方程和方程和KVLKVL方程，解方程求出方程，解方程求出各支路電流，繼而求出電路中其它物理量，這種分析電

25、路的方法各支路電流，繼而求出電路中其它物理量，這種分析電路的方法叫做支叫做支路電流法路電流法。應用支路電流法時應注意：對于具有。應用支路電流法時應注意：對于具有 b b 條支路條支路 、n n個結點的個結點的電路，只能列出（電路，只能列出（n n-1-1）個獨立的）個獨立的KCLKCL方程和方程和b b -( -( n n-1)-1)個獨立的個獨立的KVLKVL方程。方程。181.4 電路元件電路元件 這里主要討論電阻元件，電容、電感元件將在第這里主要討論電阻元件，電容、電感元件將在第3章的章的3.1節節中討論。中討論。 1.4.1 定義定義n 電阻元件（電阻元件（Resistor）是從實際電

26、阻器抽象出來的模型，）是從實際電阻器抽象出來的模型，是二端電路元件，如圖是二端電路元件，如圖1-10（a）所示。若二端元件的電壓、）所示。若二端元件的電壓、電流關系描述為由電流關系描述為由ui平面（或平面（或iu平面）上通過坐標原點平面）上通過坐標原點的直線則稱為線性電阻元件，如圖的直線則稱為線性電阻元件，如圖1-10（b）所示；若是一）所示；若是一條曲線則稱為非線性電阻元件，圖條曲線則稱為非線性電阻元件，圖1-10（c）所示。）所示。圖圖 1-10 二端元件二端元件圖圖1-11 線性定常電阻元件線性定常電阻元件 191.4.2 線性電阻元件線性電阻元件n 由由圖圖1-111-11（a a）所

27、示，線性定常電阻元件或稱時不變電阻元件）所示，線性定常電阻元件或稱時不變電阻元件電阻元件電阻元件的伏安關系它有如下特點：的伏安關系它有如下特點： （1 1）直線的斜率即為其電阻值直線的斜率即為其電阻值R R，即，即tantan（）R R，且，且R R值為定值（即不值為定值（即不隨時間而變）。這樣即可用一個定常電阻隨時間而變）。這樣即可用一個定常電阻R R或定常電導或定常電導G G來構成線性定常來構成線性定常電阻元件的電路模型，如圖電阻元件的電路模型，如圖1-111-11（b b）所示，）所示，R R的單位為歐的單位為歐 姆姆 （），），G G的單位為西的單位為西 門子門子 （S S），且有），

28、且有G G1/1/R R或或R R1/1/G G。 （2 2）伏安關系曲線關于坐標原點對稱，即）伏安關系曲線關于坐標原點對稱，即為奇函數為奇函數。這說明線性定常電。這說明線性定常電阻元件對不同方向的電流或不同極性的電壓，其伏安關系是完全相同的。阻元件對不同方向的電流或不同極性的電壓，其伏安關系是完全相同的。這種性質稱為雙向性，也稱可逆性。因此在使用線性定常電阻元件時，這種性質稱為雙向性，也稱可逆性。因此在使用線性定常電阻元件時，它的兩個端鈕是沒有任何區別的，在電路中可以任意連接。它的兩個端鈕是沒有任何區別的，在電路中可以任意連接。 （3 3）伏安關系）伏安關系服從歐姆定律服從歐姆定律。若設。若

29、設u u與與i i之間參考方向如圖之間參考方向如圖1-111-11（b b）所）所示，則有示，則有 u uRiRi （1.141.14） 或或 i iu u/ /R RGun 式（式（1.141.14）即為歐姆定律，它說明電阻元件的電流或電壓，完全由同）即為歐姆定律，它說明電阻元件的電流或電壓，完全由同一時刻的電壓（或電流）決定，而與該時刻以前的電壓（或電流）值無一時刻的電壓（或電流）決定，而與該時刻以前的電壓（或電流）值無關，即電阻元件是無記憶元件。關，即電阻元件是無記憶元件。201.4.3 線性電阻元件吸收（消耗）的功率線性電阻元件吸收（消耗）的功率n R為耗能型無源元件（始終吸收，發熱散

30、失），不對外提供能量。這為耗能型無源元件（始終吸收，發熱散失），不對外提供能量。這是由于是由于 pR吸吸uii2RuGuGu20因發熱，它在（因發熱，它在（t0，t）時間內產生的熱量為）時間內產生的熱量為 wR （1.15） 在直流情況下：在直流情況下： wRP（tt0）PTGu2T （1.16）n 式（式（1.15）、式（）、式（1.16）稱為焦耳定律，能量的國際單位為焦）稱為焦耳定律，能量的國際單位為焦耳耳，用字母用字母J表示（表示（1J0.24卡，卡，“卡卡”為熱量非法定計量單位），為熱量非法定計量單位），1 kWh3.6106 J。n 1.3，1.4求電阻允許的求電阻允許的V、I，功率

31、、熱量例題，功率、熱量例題t pdt0dtRit 02t dtGu02211.5 理想電源理想電源1.5.1 理想理想電壓源電壓源n 理想電壓源（簡稱電壓源）忽略了實際電壓源的內阻，是一種理理想電壓源（簡稱電壓源）忽略了實際電壓源的內阻，是一種理想元件。定義為：想元件。定義為：一個二端電路組件，若它的端電壓在任何情況下都一個二端電路組件，若它的端電壓在任何情況下都能保持為某給定的時間函數能保持為某給定的時間函數us（t），而與通過它的電流無關。），而與通過它的電流無關。n 它滿足兩個特點它滿足兩個特點：（：（1 1）端電壓為恒定值（直流電壓源）或固定的）端電壓為恒定值（直流電壓源）或固定的時間

32、函數（交流電壓源），不隨其端電流的變化而變化；（時間函數（交流電壓源），不隨其端電流的變化而變化；（2 2）通過）通過電壓源的電流則隨外電路的不同而不同。電壓源的電流則隨外電路的不同而不同。n 其端電壓一般用其端電壓一般用Us s或或u us s( (t t) )表示。表示。電壓源的特性是用它的端電壓電壓源的特性是用它的端電壓u與與端電流端電流i的關系來表征，稱為電壓源的伏安關系，也稱外特性。的關系來表征，稱為電壓源的伏安關系，也稱外特性。電路電路符號和外特性如圖符號和外特性如圖1-121-12所示。所示。n 若將理想電壓源的伏安關系用數學方程表示即為：若將理想電壓源的伏安關系用數學方程表示即

33、為： uus i不定值（其值和實際方向由外電路約束）不定值（其值和實際方向由外電路約束） 22圖 1-12 理想電壓源及其外特性 圖 1-13 理想電流源及其外特性 23 1.5.2 理想電流源理想電流源n 與電壓源不同，理想電流源（簡稱電流源）的端電流不與電壓源不同，理想電流源（簡稱電流源）的端電流不變，而端電壓要隨負載的不同而不同。定義為：變，而端電壓要隨負載的不同而不同。定義為：一個二端一個二端電路元件，若通過它的電流在任何情況下都能保持為給定電路元件，若通過它的電流在任何情況下都能保持為給定的時間函數的時間函數is（t），而與它的端電壓無關。），而與它的端電壓無關。n 它也滿足它也滿足

34、兩個特點兩個特點：（：（1 1）端電流為恒定值（直流電壓）端電流為恒定值（直流電壓源）或固定的時間函數（交流電流源），不隨其端電壓的源）或固定的時間函數（交流電流源），不隨其端電壓的變化而變化；（變化而變化；（2 2）通過電流源的電壓則隨外電路的不同）通過電流源的電壓則隨外電路的不同而不同。而不同。n 其端電流一般用其端電流一般用Is s或或is s( (t t) )表示。表示。電流源的特性是用它的電流源的特性是用它的端電流端電流i與端電壓與端電壓u的關系來表征，這種關系稱為電流源的的關系來表征，這種關系稱為電流源的外特性（伏安關系）外特性（伏安關系） 。電路符號和外特性如圖電路符號和外特性如

35、圖1-131-13所示。所示。n 若將理想電流源的伏安關系用數學方程表示即為：若將理想電流源的伏安關系用數學方程表示即為： iis u不定值（其值和實際方向由外電路約束）不定值（其值和實際方向由外電路約束）241.6 受控源受控源n 一般來說，一條支路的電壓或電流受本支路以外的其它因素控制時一般來說，一條支路的電壓或電流受本支路以外的其它因素控制時統稱為受控源。受控源是一種非常有用的電路元件，常用來模擬晶體管、統稱為受控源。受控源是一種非常有用的電路元件，常用來模擬晶體管、運算放大器等多端器件。運算放大器等多端器件。n 受控源與電壓源、電流源（統稱獨立源）在電路中的作用不同。為受控源與電壓源、

36、電流源（統稱獨立源）在電路中的作用不同。為了區別，受控源采用菱形符號表示。受控源一般有兩對端鈕，一對是輸了區別，受控源采用菱形符號表示。受控源一般有兩對端鈕，一對是輸出端（受控端），一對是輸入端（控制端），輸入端是用來控制輸出端出端（受控端），一對是輸入端（控制端），輸入端是用來控制輸出端的。根據控制量是電壓還是電流，受控的是電壓源還是電流源，受控源的。根據控制量是電壓還是電流，受控的是電壓源還是電流源，受控源可分為四種類型：可分為四種類型： 電壓控制電壓源（電壓控制電壓源（VCVSVCVS） 電壓控制電流源（電壓控制電流源（VCCSVCCS） 電流控制電壓源（電流控制電壓源（CCVSCCVS

37、） 電流控制電流源（電流控制電流源（CCCSCCCS） 它們的電路符號如圖它們的電路符號如圖1-141-14所示。所示。25n 圖圖1-14中（中（a）VCVS為電壓控制電壓源，為電壓控制電壓源，u2u1，為轉移為轉移電壓比；（電壓比；（b）CCVS為電流控制電壓源，為電流控制電壓源，u2ri1，r為轉移電為轉移電阻；阻；(c)VCCS為電壓控制電流源，為電壓控制電流源，i2gu1，g為轉移電導；為轉移電導；(d)CCCS為電流控制電流源，為電流控制電流源，i2i1，為轉移電流比。為轉移電流比。n 注意：注意： （1）畫受控源時，有時）畫受控源時，有時不需明顯地表示不需明顯地表示出出控制端口控

38、制端口，但，但控制量、控制量、受控量必須明確標出。受控量必須明確標出。 （2）與獨立源不同，受控源采用菱形符號表示。）與獨立源不同，受控源采用菱形符號表示。 （3）當控制）當控制系數為常數系數為常數時，稱為時，稱為線性受控源線性受控源。本書只考慮線。本書只考慮線性情況。性情況。 （4）受控源與獨立源有所不同，）受控源與獨立源有所不同，獨立源在電路中起著獨立源在電路中起著“激勵激勵”的作用，因為有了它才能在電路中產生電流和電壓（響應）。的作用，因為有了它才能在電路中產生電流和電壓（響應）。而受控源則不同，它的電壓或電流是受電路中其他電壓和電流而受控源則不同，它的電壓或電流是受電路中其他電壓和電流所控制。所控制。若控制量為若控制量為0，則受控源也為，則受控源也為0，受控電壓源相當于短受控電壓源相當于短路，受控電流源相當于開路路，受控電流源相當于開路，受控