受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。
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1.4.1 独立电源
1.理想电源 理想电压源（恒压源）
I + US _ 特点: + U _ RL US O
U
I 外特性曲线
(1) 输出电压是一定值。 (2) 恒压源中的电流由外电路决定。
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电气设备的额定值
额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性； 2. 额定值表示电气设备的使用能力。 例： 灯泡：UN = 220V ，PN = 60W 电阻： RN = 100 ，PN =1 W
第一章
电路的基本概念
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第一章 电路的基本概念
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻、电容和电感元件
1.4 电源元件
1.5 电路的工作状态
1.6 电路的基本定律
1.7 电路中电位的概念及计算
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本章的基本要求：
一、理解电压与电流参考方向的意义
2. 实际电源 I 实际电压源 + + 实际电压源是用理想 US 电压源和内阻串联的电路 RL U R0 模型来表示。 – U 实际电压源模型 理想电压源 U0=US 由上图电路可得: 实际电压源 U = US – IR0 若 R0 = 0 I O US 理想电压源 : U US IS RO 若 R0<< RL ，U US ， 电压源的外特性 可近似认为是理想电压源。
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1.2
电路的基本物理量
1.2.1 电路基本物理量的实际方向 物理中对基本物理量规定的方向 物理量 电流 I 实 际 方 向 正电荷运动的方向 高电位 低电位 (电位降低的方向) 低电位 高电位 (电位升高的方向)
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单
位
kA 、A、mA、 μA kV 、V、mV、 μV kV 、V、mV、 μV
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(3) 实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。 例： a I R + U – a R b b 若 I = 5A，则电流从 a 流向 b； 若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。
若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
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实际电流源 实际电流源是用理 想电流源 和内阻并联的 电路模型表示。
U0=ISR0 U
实际电流源 理 想 电 流 源
I
+ IS R0 U －
RL
实际电流源模型
由上图电路可得: I
U O I IS IS R0 若 R0 = 电流源的外特性 理想电流源 : I IS 若 R0 >>RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。
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理想电路元件
理想电路元件
理想有源元件
理想无源元件
电 压 源
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电 流 源
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电 阻 元 件
电 容 元 件
电 感 元 件
几个概念： 激励：作用于电路上的电源或信号源的电压或电流， 也称为输入。 响应：由激励在电路各部分产生的电压或电流，也称 为输出。 电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，分 析电路的激励与响应之间的关系。
I = 0.28A I = – 0.28A E 3V + + U U´ 2.8V – 2.8V +
R0
电流I的参考方向 与实际方向相同， I=0.28A,由流向, 反之亦然。
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关联参考方向与非关联参考方向
一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向是可以任 意设定的，二者可以一致，也可以不一致。当电流和电压 的参考方向一致时，称为关联参考方向；两者相反时称为 非关联参考方向。
2. 电路的组成
信号源: 提供信息
信号处理： 放大、调谐、检波等 话筒
处 理 器
扬声器
直流电源: 提供能源
负载
直流电源
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电路模型
为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路 模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其 组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路 相对应的电路模型。 手电筒的电路模型 理想电路元件主要有 I S 电阻元件、电感元件、 电容元件和电源元件等。 例：手电筒 手电筒由电池、灯 泡、开关和筒体组成。
(2)实现信号的传递与处理 话筒 扬声器
电灯 电动机 电炉 ...
处 理 器
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2. 电路的组成
组成 电源: 提供 电能的装置
升压 变压器 输电线
负载: 取用 电能的装置
电灯 电动机 电炉 ...
发电机
降压 变压器
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
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I2 + _ U 1 (a)VCVS I2 gU1 + U2
+ U2 -
电 I1 流 控 + 制 U1=0 电 压 源
I2 + _
I1
+ U2 I2
(b)CCVS
+ U2
-
电 I1 流 控 + 制 U1=0 电 流 源
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I1
-
(c) VCCS
(d) CCCS
1.5 电路的工作状态
电压 U
电动势E
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1.2.2 电路基本物理量的参考方向 (1) 参考方向 在分析与计算电路时，对 电量任意假定的方向。 (2) 参考方向的表示方法 电流： 箭 标 I 电压： + a Uab I a R
+ E _
+ U _ b
U–
a
R
Iab
b
正负极性
b
双下标
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双下标
I
U
IS 特点:
+ U _
RL
O
IS 外特性曲线
I
(1) 输出电流是一定值，恒等于电流 IS ； (2) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。
例2：设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。
当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V 当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V 电流恒定，电压随负载变化。
G 称为电导 单位：西门子（S：Siemens）
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2 2 功率： p ui Ri u R
能量： W pdt Ri2 dt t t
0 0
t
t
（耗能元件）
非线性电阻元件：伏安曲线不是通过坐标原点的一条直 线。
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1.3.2 电容元件
i + u + C
若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负 之分。
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例: 电路如图所示。 电动势为E =3V 方向由负极指向正极； 电压U的参考方向与实际 方向相同, U = 2.8V, 方向由 指向； 电压U´的参考方向与实际 方向相反, U´= –2.8V; 即: U = – U´
1H=10-6H 1mH=10-3H
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由电磁感应定律可得，自感电动势为：
d di e L dt dt
端电压： u L
di dt
（直流相当于短路）
磁场能量： W 1 Li 2（储能元件）
2
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1.4 电源元件
独立电源： 能够独立向外电路提供能量的电源称为独立 电源。如蓄电池、发电机、稳压电源和信号源等。 电压源的电压或电流源的电流不受外电路的 控制而独立存在。
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E
+ +
–
U
开关 R
Ro
–
导线 灯泡
电池
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E
+ +
–
U
手电筒的电路模型 I S 开关 R
Ro
–
灯泡 导线 电池 今后分析的都是指电 路模型，简称电路。在 电路图中，各种电路元 件都用规定的图形符号 表示。
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电池是电源元件，其 参数为电动势 E 和内阻 Ro； 灯泡主要具有消耗电能 的性质，是电阻元件，其 参数为电阻R； 筒体用来连接电池和灯 泡，其电阻忽略不计，认 为是无电阻的理想导体。 开关用来控制电路的通 断。
电场能量： W 1 Cu 2 （储能元件） 2 非线性电容元件：库伏特性曲线在u－q平面上不是通 过原点的直线。
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1.3.3 电感元件
+ u i
eL
L 称为电感器的电感
L
对线性电感元件有： Li
线性电感元件：韦安特性曲线在i－平面上为通过 原点的直线。 单位：亨利（H）[微亨H 毫亨mH ]
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E I R0 R
R0
I
电源与负载的判别
1. 根据 U、I 的实际方向判别 电源： U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出， （发出功率）； 负载： U、I 实际方向相同，即电流从“-”端流出。 （吸收功率）。 2. 根据 U、I 的参考方向判别 U、I 参考方向相同，P =UI 0，负载； P = UI 0，电源。 U、I 参考方向不同，P = UI 0，电源； P = UI 0，负载。