電路的基本概念和基本定律

發(fā)布時(shí)間:2024-02-19
電路:是由若干電路元件按一定的方式相互連接而成的聯(lián)結(jié)體。電路中常見(jiàn)元件有:電壓源、電流源、受控源、電阻、電感和電容。
支路:每一個(gè)二端元件組成一條支路。有時(shí)也將流過(guò)同一個(gè)電流的幾個(gè)“串聯(lián)”元件的組合稱(chēng)為一條路。
節(jié)點(diǎn):電路中元件支路的連接點(diǎn)。
回路:電路中由若干條支路組成的閉合路徑。對(duì)每一個(gè)回路常設(shè)定一個(gè)方向:沿順時(shí)針或逆時(shí)針繞行。
線(xiàn)性非時(shí)變電阻 即電阻值不隨其上的電壓u 、電流i和時(shí)間t 變化的電阻
顯然,線(xiàn)性非時(shí)變電阻的伏安特性曲線(xiàn)是一條經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn)。
如圖1所示,電阻值可由曲線(xiàn)的斜率來(lái)確定。
線(xiàn)性電阻元件 u(t)=ri(t)
電導(dǎo) g=1/r u(t)=i(t)/g
線(xiàn)性電阻元件兩種情況:開(kāi)路和短路
開(kāi)路 短路
電阻元件上吸收的功率與能量
1. r吸收的功率為: p=ui=i2r 對(duì)于正電阻來(lái)說(shuō),吸收的功率總是大于或等于零。
2. 設(shè)在to-t區(qū)間r吸收的能量為w(t)、它等于從t0— t對(duì)它吸收的功率作積分。即: 式中τ是為了區(qū)別積分上限t 而新設(shè)的一個(gè)表示時(shí)間的變量。
受控源是一種四端控制元件,由控制支路和受控支路兩部分組成。
四種類(lèi)型受控源: 電壓控制電壓源(vcvs) 電流控制電流源(ccvs)
電壓控制電流源(vccs) 電流控制電流源(cccs)
如圖:
其中:
b為轉(zhuǎn)移電壓比
r為轉(zhuǎn)移電阻
g為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)
a為轉(zhuǎn)移電流比
(a)vcvs i1=0 u2=bu1 (b)vcvs u1=0 u2=ri1
(c)vccs i1=0 i2=gu1 (d)cccs u1=0 i2=ai
采用關(guān)聯(lián)參考方向,受控源吸收的功率為:p(t)=u2(t)i2(t)
基爾霍夫定律
電路分析中,基爾霍夫定律與元件的伏安關(guān)系相結(jié)合形成對(duì)各種復(fù)雜電路的一般分析方法.基爾霍夫定律僅與電路結(jié)構(gòu)(即組成電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)及電路各支路的國(guó)家連接關(guān)系)有關(guān),而與具體電路元件本身具有何種伏安關(guān)系無(wú)關(guān)。
基爾霍夫定律有兩個(gè)內(nèi)容:電流定律和電壓定律
kcl指出:在電路中的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn),在任何時(shí)刻流入(或流出)該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零,即:∑i=0
kcl源于電荷守恒。
例 i+(-i2)+(-i3)=0
kvl指出:在電路中的任何一個(gè)回路,在任何時(shí)刻,沿該回路繞行一周,該回路上所有支路的電壓降的代數(shù)和為零。即 ∑u=0 kvl源于能量守恒。
例 在圖中,方框代表一般元件,且已知u=3v,u2=-4v,u3=-2v。
利用kvl求支路電壓ux和uy
解 方法一:用kvl
a回路:u2+ux+(-u)=0 得:ux=u-u2=3-(-4)=7v
b回路:u2+ux+u3+uy=0 得:uy=-u2-u3-ux=-1v
方法二:“箭頭首尾相銜接”
ux=-u2+u1=-(-4)+3=7v
uy=-u3-ux-u2 =-(-2)-7-(-4)=-1v
電流源是理想模型,本節(jié)研究恒流源。
is=某恒定值。u由is及外電路共同決定
注意:
1.電流源所吸收的功率為p=-u·is 。
2.當(dāng)is=0時(shí),a,b兩點(diǎn)相當(dāng)于斷路。
基本性質(zhì)
(1)發(fā)出的電流是定值is,或是一定的時(shí)間函數(shù)is(t),與兩端的電壓無(wú)關(guān)。
(2)電流源的迪納流是由它本身確定的,至于它兩端的電壓則是任意的。
電壓源是實(shí)際電源的一種模型。直流電壓源是我們研究的對(duì)象。
us=某恒定值 i由us及外電路共同決定
注意:
1.流過(guò)電壓源電流的真實(shí)方向不一定由a流向b。
2.當(dāng)us=0時(shí),a,b 兩點(diǎn)間相當(dāng)于短路。
基本性質(zhì)
(1)端電壓是定值us或是一定的時(shí)間函數(shù)us(t),與流過(guò)的電流無(wú)關(guān)。
(2)電壓源的電壓是由它本身確定的,至于流過(guò)它的電流則是任意的。
一個(gè)實(shí)際電壓源是由理想電壓源us與一個(gè)內(nèi)阻rs串聯(lián)構(gòu)成的
一個(gè)實(shí)際電流源是由理想電流源is與一個(gè)內(nèi)阻rs并聯(lián)構(gòu)成的
上一個(gè):8700k對(duì)比9700f(8700k與9700f)
下一個(gè):十分鐘快速掌握電線(xiàn)截面積與載流量的關(guān)系

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