电阻电路分析

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1、第一部分电阻电路分析第一章集总电路中电压、电流的约束关系1-1电路及电路模型集总假设1-2电路变量1-3基尔霍夫定律1-4电阻元件1-5电压源1-6电流源1-7分压电路和分流电路1-8受控源1-9两类约束电路KCLKVL方程1-10支路电流法和支路电压法1-11线性电路和叠加定理§1-1电路及电路模型集总假设由电气设备及电气元件构成的电流通路。例1:电力系统:涉及大规模电能的产生传输和转换。一、电路:发电机升压变压器降压变压器电灯电炉电扇输电线(1)实现电能的转换和传输(2)进行信号传递和处理例2:扩音机放大器话

2、筒扬声器(1)电源或信号源：发电机、电池。供应电能设备。2.电路作用:3.电路组成:(2)负载：如灯泡、扬声器。取用电能的设备。(3)中间环节：导线、开关、变压器、放大器等二、电路模型1.元件模型—理想元件突出主要电磁性质，忽略次要性质。实际电路是多种多样，为了便于分析和数学描述，需要将电路在一定条件下理想化。如：电阻元件只表示消耗电能;电感元件只表示以磁场形式储存能量;电容元件只表示以电场形式储存能量。2.连线模型——理想导线导线电阻、电感、电容近似为零。3.电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路，就是实际电

3、路的电路模型，简称电路。例手电筒电路实际电路电气图电路模型RORLUSO例：本课程涉及的理想电路元件共9个R——电阻元件uS——电压源iS——电流源——受控源(四端元件)Au——理想运算放大器(多端元件)L——电感元件C——电容元件M——耦合电感n——理想变压器(四端元件)(二端元件)电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管三、集总假设与集总电路实际电路的最大尺寸为d，与作用于电路工作信号的波长相比小得多，即d<<这就是著名的集总假设。集总假设，在很多情况下是成立的。对工频电路：f=50Hz=6000km对音频

4、电路：f=25kHz例：对微波电路：f=105MHz由集总参数元件组成的电路称为集总参数电路。简称电路。否则，称为分布参数电路。本课程只讨论集总电路，涉及到的电路基本定律、定理等均在这一前提下成立。满足集总假设的理想元件称为集总参数元件，简称元件。1-2电路变量一、电流i1.定义：单位时间内流过导体横截面的电荷量。2.定义式：电流大小方向i说明：（2）大小方向不随时间变化叫直流。DC大小方向都随时间变化叫交流。AC（3）符号意义：大写U、I——表示直流小写u、i——表示交流（1）方向：正电荷移动的方向。3.参考方

5、向4.例i=1Aiii=1Ai=2A则电流的实际方向为：则电流的实际方向为：则电流的实际方向为：从左到右从右到左无法确定任意选定某一方向作为参考方向，或称为正方向。电流的参考方向是假定的电流方向。（1）箭标法：→（2）双下标法：iab表示法：二、电压u1.定义：单位正电荷从电路的一端移到另一端时，所获得或失去的电能量。2.定义式大小：由上式定义。极性：单位正电荷从a移动到b，若获得能量，则b为正极，a为负极。电压也叫电位差或电压降：uab=Ua–Ub3.参考方向（参考极性）ab+u假定的电压方向。（1）箭标法

6、：→（2）双下标法：uab表示法：（3）参考极性法：+、-号4.例AAABBB+u=1V+u=1Vu=2V则电压的实际极性为则电压的实际极性为则电压的实际极性为A高B低B高A低不能确定又例：已知：元件两端的电压为1V，且正电荷从b到a获得能量。问：1）电压的真实极性；2）若元件电压的参考极性如图b，写出电压u1和u2的表达式。ababu1u2解：1）a为正极，b为负极；2）U1＝1v；u2＝－1v。为什麽要定义参考方向？问题：5.关联参考方向：电流的方向与电压降的方向相同。i+u关联的参考方向i+u非关

7、联的参考方向u+或iiu+或为什麽要取关联的参考方向？问题：对电阻元件而言，流过电阻的电流的方向总是与电压降的方向一致；任意元件指定了一个参考方向后，另一个一般取关联的参考方向。三、功率P1.定义：某二端元件单位时间所吸收或产生的能量。2.定义式：3.计算式（u，i为关联方向）：i+u如果U、I的方向不关联怎么办？功率有无正负？问题：①在u、i为关联参考方向，若u、i为非关联参考方向，注意：②P“+”或“-”表示了能量的流向。P“+”表示P＞0吸收（消耗）能量P“-”表示P＜0产生（提供）能量4.功率的方向

8、：能量传输的方向。P四、能量w(t)定义：某二端元件从时间t1到t2所吸收的能量w(t1,t2)：t时刻的能量w(t)：例1：求二端电路的功率。+u=-5Vi=2A(c)u=5V+i=2A(b)u=5V+i=2A(a)(b)p=-ui=-52=10W（产生）(c)p=-ui=-（-5）2=10W（吸收）(a)p=ui=52=10W（吸收）注意这里有两套符号！