第一章第二讲(新)电路

IN
PN 0.1A R
在选用实际电阻器时，不仅要选择合适的阻值，还 应注意额定功率。电阻器在工作时，要求实际工作电压、 电流、功率均应小于其额定值，否则会因过热而烧毁， 造成断路。
1-4
电路中的独立电源
凡是能独立地对外电路提供能量的电源称为独立源。为
有源元件。 一、独立的理想电压源 1.理想电压源 （理想元件） （1）定义：电压源的端电压的大小和方向与流过该元件 的电流无关。（即与外电路无关） 有： u(t ) us (t ) 直流： U U s
解：
2 P 3 4 36W 4
+
10V
3A 4Ω
10V电压源发出的功率
-
P 10V 10 3 30W
作业：1- 4，9，10，11
电阻元件是电阻器的理想元件，特点：对电流呈现阻力 作用，当电流通过时有能量消耗。 一、 一般定义： 在任意时刻，由u-i 平面的一条曲线确定的电压电流关系 的二端元件称为电阻元件。 f（u,i）=0 （V-A 特性）
时不变 线性电阻 时变 二.分类： 电阻元件 时变 非线性电阻 时不变 i i i t1 t1 t2
iS i ＝0
+
uoc ＝0
ps uis
pS 0 pS 0
发出 吸收
-
强调指出的是：理想电流源输出的电压和功率是由外电
路决定，而电流不受外电路影响。
2.实际电源的电流源模型
I I I
实际 直流 电源
+
U
Isc
I sc
U
-
o
UN
U
o
UOC
a) 实际电源
(b) 实际电源的端口V-A特性 (c )理想电源的V-A特性
压为220V，求该电器的功率和电阻值。 解：该电器的功率
W 1.8 10 P =75W t 24
3
该电器的电阻值
U 220 R 645.3 P 75
2
2
例1－4 已知 R 100，额定功率 PN 1W ，问其额定电
压 U N 和额定电流 I N 。
解：
U N RPN 10V
o u
t2
o
u
o
u
非线性时不变电阻 （b）线性时变电阻 （c）非线性时变电阻 （a）
各类电阻的V-A特性
i
三.（线性时不变）电阻元件
R _ u
+
电阻元件为理想电路元件，电路符号 1. 定义：当电压电流取关联参考方向时，电压电流为正比关 系的元件称为线性电阻。V-A 特性： 数学式 u = R i （欧姆定律） R>0
IS GS
+
a
画出电路模型， 其中Gs称为内导。
U＝ oc0
-
b
特例： （1）a，b 短路，U 0 , I ISC IS IS （2）a，b开路， I 0 , U U OC ,不允许出现 (Q U U N ) GS
例1－6 计算图示电路中4 电阻和10V电压源的功率。
_
-
b
(Q ISC I N )
US ,不允许出现。 RS
例1－5 开路时测得直流电源端电压为24V，接外电阻R 后，用电压表测得R两端电压为20V，用电流表测得流经R的 电流i=10A，求电阻R及电源内阻Rs。 解：由题意可知
Rs i a
+ + _
R b u
u 20 R 2 i 10 us u uoc u 24 20 Rs 0.4 i i 10
us
_
二、独立的理想电流源 1.理想电流源 （1）定义：电流源的电流的大小和方向与该元件的 端电压无关。
即：
i(t ) is (t )
i
I IS (直流）
电路符号和直流理想电流源的V-A特性如图示。 iS
+
u
i
IS
-
0
u
（2）特例：a) u 0, i is 短路 b) i 0， u uoc 开路 、(V-A)与u 轴重合。 （3）发出的功率： 电压与电流取非关联 参考方向时，发出的功率为：
u
R 常数
单位：u : V, R : , i : A.
O
3
i
1MΩ = 10 kΩ, 1kΩ = 10 Ω
上式也可表示为： i =G u
3
1 其中 G R
电导: S
讨论：
i u u u R （1）以上二式还可表为 i R ， ， G ， i i G ，条件是 u 、i 取关联参考方向。 u
电路符号：
+ uS _
+ US _
直流理想电压源的V-A特性：
u
0
US i
u us , 开路； （2）特例：a) i 0， b) u 0, i isc ，短路、V-A特性与i 轴重合。
（3）电源的功率： uS与i 取非关联参考方向时
ps)
图（b）为实际电源测出的端口V-A特性，当 U U N
时U 急剧下降。将其直线段部分延长可得到电源在正
常工作时的电路模型， 图（c）的直线方程为：
U I 1 U OC ISC
令
有

ISC I U ISC U OC
ISC GS U OC
IS ISC
＝0 Isc
I GSU IS
2 u p ui Ri 2 R
或
i2 p Gu 2 G
总是吸收功率的电阻元件称为正电阻 ，R>0，其实际
电压电流的方向总是一致的。当R<0时，称为负电阻，其实
际电压电流方向总是相反，它可以向外发出功率。负电阻可
以用运算放大器等构成。
例1－3 某家用电器，一昼夜耗电1.8kWh，工作电
UOC U OC
+
U
US
-
o
IN
I
o
I
Isc
(a) 实际电源
(b) 实际电源V-A特性
(c) 理想电源V-A特性
对实际电源测量其端口V-A特性，有图(b)，当
I IN
时U 急剧下降。将其直线段部分延长可得到电源在正常
工作时的电路模型， 由图(c)得直线方程：
I ISC
令 有
U 1 U OC
1-3 电阻元件及其特性
实际电阻器种类很多，按用途可分固定电阻、可变电阻按
导电材料分绕线电阻、非绕线电阻。采用不同的材料制作的 电 阻，阻值误差不一样。电阻按制造精度不同一般分为三个等 级： Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，误差分别为：±5％、±10％、±20％。 电阻是一种标准元件，国家规定各种精度的标准系列产品。 根据实际电路计算出的电阻值不一定和标准值相符，可以用 多

U OC U I U OC ISC
I＝ sc0
U OC RS ISC
U S = U OC
Rs
+
a
U RS I US
+
US
Uoc ＝0
画出电路模型， 其中Rs 称为内阻。 特例： （1）a，b 开路， U UOC US ，I 0 （2）a，b短接， U 0 , I I SC
（2）若 u 、 i 取非关联参考方向时：u Ri i Gu u （3）两种特殊情况： 与 u 轴重合， R 。 ①电阻元件开路： i
R
0
O
,V-A 特性
i
u
R＝0
O
u 0 ， V-A 特性与 ②短路：
R 0。 i 轴重合，
i
2.电阻元件吸收的功率 电阻元件 u、i 取关联参考方向时，吸收的功率为：
ps usi 0
ps usi 0
表示电源吸收功率
+ _
us
+
u ＝0
uS与i 取关联参考方向时， 表示电源吸收功率 表示电源发出功率
_
ps usi 0
强调指出的是：理想电压源输出的电流和功率是由外电
路决定，而电压则不受影响。
2.实际电源的电压源模型
实际 直流 电源 I U U