基本电路元件与电源

《基本电路元件与电源》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§1-4电路基本元件与电源元件分类线性元件：元件参数不随电流电压变化非线性元件：元件的参数随着电流电压的变化而变化有源元件：向外界提供能量的元件无源元件：不能产生能量，如电阻、电容、电感二端元件：两个与外界相连的端钮多端元件：多个端钮元件分类也可以按照使用性质分类：耗能元件，电阻储能元件，电容（电场能）、电感（磁场能）电源元件，电压源、电流源。实际电源：如电池受控源，如三极管、可控硅一.电阻元件1.定义任意时刻，二端元件的电压u与电流i之间存在代数关系，即为u-i平面上的一条曲线，则称此二端元件为电阻元件。电阻实例：电阻器、灯泡、

2、电路丝电阻特点(2)双向性：连接电阻时，两个端钮可互换位置耗能性：无论何种情况，电阻总是吸收功率，为耗能元件无记忆性：任意时刻的u、i与以前的取值无关金属膜电阻碳质电阻线绕电阻线绕电位器碳膜电位器（u、i为关联参考方向）欧姆定律(Ohm’slaw)电阻元件是实际电阻器的抽象模型，只反映电阻器对电流呈现阻力的性能。线性电阻元件的VCR服从欧姆定律(Ohm’slaw)。单位：欧姆(),k，M电导(conductance)：单位：西门子(S)电阻(resistance)：（u、i非关联参考方向）2.电压电流关系(VCR-Volta

3、geCurrentRelation)（伏安特性）伏安特性曲线：在u-i平面(或i-u平面)上绘出的元件的VCR。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条经过坐标原点的直线。电阻值决定了直线的斜率。电阻元件是一种无记忆元件。线性(linear)，非线性(nonlinear)时变(time-varying)，非时变(time-invariant)非时变:伏安特性曲线不随时间而变化。二极管具有单向导电性二极管3.功率u、i为关联参考方向时或讨论：当R0时，p0，元件吸收能量，消耗功率当R<0时，p<0，元件释放能量，提供功率实际电阻元件是一

4、种耗能元件。无源(passive)元件：对所有t-及所有的u、i组合，当且仅当元件吸收的能量满足时，称该元件为无源元件。否则，为有源(active)元件。一个R在具体电路中使用，要注意它的额定功率，超过它即会被烧毁。二.电容器(capacitor)绝缘介质电容器是一种能够存储电荷乃至电场能量的器件。理想电容器应该只具有存储电荷从而在电容器中建立电场的作用，因而是一种电荷与电压相约束的器件。充电1．定义任意时刻，二端元件的端电压与其储存的电荷，满足平面上的一条曲线，称电容元件。本书研究线性电容单位：法拉（F）微法()，皮法(pF

5、)2.电容铝电解电容纸介电容陶瓷电容云母电容钽铌电解电容玻璃釉电容薄膜电容3.电容元件的VCR:在关联方向下：若非关联参考方向：结论：某一时刻，电容的电流取决于该时刻电容电压的变化率。电容的击穿施加电压超过额定电容的普遍存在任何绝缘导体间存在电容，两个人之间也有u,i频率低时，电容可忽略，高频时应考虑扩展电容麦克风原理：电容发生变化，电流同电容变化率有关（声音震动使得电容片压缩，电容变化4.电容元件的特性动态特性连续性（惯性）记忆特性储能特性(1).动态特性电容在直流电路中相当开路——隔直流作用返回在有界电流条件下，电容电压保持连

6、续性，不能突变,在任意时刻电容电压(2).连续性电容电流波形虽然不连续，但电容电压波形却是连续的。返回(3).记忆特性一般情况下例题例:如图(a)所示，电容与一电流源相接，电流源的波形如图(b)所示，试求电容电压。设u(0)=0。解：(1)先写出电流的函数表达式。(2)根据公式进行分段积分三、电感元件把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过圈时将产生磁通，且符合右手螺旋法则，是一种储存磁能的部件+-u(t)iL符号：Ψ为磁通链，单位：韦伯（Wb）i(t)（t)＝N(t)感生电压导线不产生电压，而电感线圈产生感应电压，

7、起到分压作用，和电阻的作用类似，阻碍电流的变化，因此在交流电路中，电感具有感抗，单位也是欧姆。应用：调音电位器。电感线圈和电阻电位器作用相同1.定义任意时刻，二端元件中流过的电流与其产生的磁链平面上的一条曲线，称电感元件。本书研究线性电感：单位：亨利（H）毫亨(mH)，微亨()2.电感元件的VCR若非关联方向关联参考方向：电压的参考方向与磁链的参考方向符合右手螺旋定则，电流的参考方向与磁链的参考方向符合右手螺旋定则。3.电感元件的特性电感元件的特性与电容特性对偶动态特性、连续性（惯性）记忆特性储能特性(1).动态特性电感元件端电压

8、(2).连续性在有界电压条件下，电感电流保持连续性，不能突变。电感在直流电路中相当短路(3).记忆特性无源元件小结注：关于阻碍性，当外界条件变化时，很多事物都具有阻碍变化的特性，如阻尼等。在化学中，化学平衡移动原理（勒夏特列原理）就描述了：如果改变