1、第一章 电路模型和电路基本定律,基本要求 1.理解电路的组成、电压与电流参考方向的意义； 2.掌握电压源与电流源及其等效变换； 3.掌握电路中所用各种元件的电压电流关系； 4.掌握基尔霍夫电压和电流定律，会计算简单电路的电压和电流； 5.会计算电路中各点的电位。,外特性曲线,U0= Us,IS =,1.4.电路中的电源,一个电源可以用两种模型来表示。用电压的形式 表示称为电压源，用电流的形式表示称为电流源。,一、电压源,U = Us Rs I,理想电压源,电,压,源,理想电压 源电路,当 Rs = 0 时，U = Us ，是一定值，则 I 是任意的，由负载电阻 RL 和 U 确定，这样的电源称
2、为理想电压源或恒压源。,1.实际电压源不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。2.电压源不一定是发出功率的，需视电压源的电压和电流的方向是否关联方向而定。,一个好的电压源要求,注意:,例1-11见第10页,外特性曲线,U0 = IS Rs,IS,二、 电流源,理 想 电 流 源,电,流,源,将式 U = Us Rs I 两边同除以 Rs，则得,当 Rs = 时,I 恒等于 IS 是一定值，而其两端电压 U 是任意的, 由负载电阻 和 IS 确定，这样的电源称 为理想电流源或恒流源。,理想电流源电路,实际电流源不允许开路。因其内阻大，若开路，电压很高，发出的功率也大，可能烧毁电源
3、。,一个好的电流源要求,注意:,例1-12见第11页,三 、实际电源转换,电压源的外特性和电流源的外特性是相同的。 因此两种模型相互间可以等效变换。,Us = IS R0,内阻改并联,内阻改串联,Us = IS Rs,内阻改并联,内阻改串联,电压源与电流源模型的等效变换关系仅 对外电路而言，至于电源内部则是不相等的。,注意,常见的几种电源符号见图1-12（P11）,例1-13见第11页,例 1 用电源等效变换方法求图示电路中电流 I3 。,+,_,+,_,I3,90 V,140 V,20 ,5 ,6 ,20 ,7 A,5 ,18 A,4,11 A,解,4 ,这里所介绍的电压源和电流源称之为独立
4、电源。,电源的串并联(1-6 内容提前）,1.理想电压源的串联和并联,串联,注意参考方向,并联,注意：相同数值的理想电压源才能并联,电源中的电流不确定。,电压源与支路的串、并联等效,对外等效！,2. 理想电流源的串联并联,：相同数值的理想电流源才能串联, 每个电流源的端电压不能确定。,串联,并联,注意参考方向,注意,电流源与支路的串、并联等效,对外等效！,例 2 用电源等效变换的方法求图示电路中电流 I。,+,_,I,25 V,6 A,3 ,5 ,1,+,_,25 V,5 A,I,解,注意事项：, 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。,例：当RL= 时，电压源的内阻
5、 Rs 中不损耗功率，而电流源的内阻 Rs 中则损耗功率。, 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。, 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。, 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路，都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。,例1-24 1-25 1-26 见第20-22页,E,I,U,电源有载工作、开路与短路,电压与电流,Rs,R,a,b,c,d,电源的外特性曲线,当 Rs R 时， 则 U E,表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。,+,_,+,_,U = RI,或 U = E RsI,1.电源有载工作,2. 电源开路,电源开路时的特征,I = 0,U
6、 = U0 = E,P = 0,当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。,U,IS,3. 电源短路,U = 0,IS = E / Rs,P = 0,PE = P = RsIS2,E,Rs,R,b,c,d,+,_,电源短路时的特征,a,当电源两端由于某种原因连在一起时，电源 则被短路。,为防止事故发生，需在电路中接入熔断器或自动断路器，用以保护电路。,U = 0,I 视电路而定,由于某种需要将电路的某一段短路，称为短接。,U,I,E,Rs,R,+,_,R1,四、 受控电源(非独立源),电路符号,受控电压源,1.定义,受控电流源,电压或电流的大小和方向不是给定的时间函数，而是受电路中某个地方的电压(或电流)控制的电源，称受控电源。,根据控制量和被控制量是电压u 或电流i，受控源 可分四种类型：当被控制量是电压时，用受控电压 源表示；当被控制量是电流时，用受控电流源表示。,2.分类,VCVS 电压控制电压源,VCCS 电压控制电流源,CCVS 电流控制电压源,CCCS 电流控制电流源,3.受控源与独立源的比较,独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。,独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压、电流，而受控源是反映电路中某处的电压或电流对另一处的电压或电流的控制关系，在电路中不能作为“激励”。,例1-14见第13页,
