02_电功率及电路无源元件

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1、电功率电阻元件电容元件电感元件lecture_02电功率及电路无源元件内容提纲重点难点吸收和释放功率的判别电阻、电容和电感元件的伏安关系作业：1.7，1.12（cha.1-3~cha.1-4-1）Next:cha.1-4-2,cha.1-4-3,cha.2-1-4知识回顾Q1：电流定义是什么？单位是？单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位是安培Q2：电流的参考方向和实际方向关系是？实际方向与参考方向一致，电流值为正值；反之电流值为负值Q3：电压和电位定义，它们之间关系？Q4：什么叫关联参考方向？抢答开始！A1：A2：1电路元件的功率(power)1.电功率单位时间内电场力所做的功。詹姆斯·瓦

2、特（JamesWatt，1736-1819）（英国著名的发明家）功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)W，kW，mW焦耳JamesPrescotJoule(1818-1889)（英国著名物理学家）2.电路吸收或发出功率的判断u,i取关联参考方向P>0吸收功率，如电阻器件P<0释放（发出）功率，如电源P>0吸收功率P<0释放（发出）功率u,i取非关联参考方向+-iu+-iup=uip=-ui例U3求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-

3、1A解注对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率564123I2I3I1++++++－－－－－U6U5U4U2U1－2电阻元件(resistor)电阻元件对电流呈现阻力的元件。其伏安关系VAR（voltampererelation）用u～i平面的一条曲线来描述：1.定义线性定常线性时变非线性定常非线性时变电阻分类线性，非线性，非时变，时变2.线性定常电阻元件电路符号R任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。u～i关系满足欧姆定律(Ohm’sLaw)Ohm’slawstatesthatthevoltageacrossaresistorisdirectlyproportionaltothecurre

4、ntflowingthroughtheresistor.Rui+-ui伏安特性为一条过原点的直线Rui+-u、i取关联参考方向电导（conductance）,用符号G表示，其定义：则欧姆定律写为u–Rii–Gu公式和参考方向必须配套使用！Rui+-电压与电流是非关联，公式中应冠以负号注R称为电阻，单位：(欧)(Ohm，欧姆)单位G称为电导，单位：S(西门子)(Siemens，西门子)GeorgSimonOhm(1787-1845)，欧姆(德国物理学家)(3)如电压与电流是非关联，公式中应冠以负号(2)线性电阻是无记忆、双向性的元件欧姆定律(1)只适用于线性电阻，(R为常数）注Riu+–3

5、.电阻的开路与短路短路开路ui一个二端电阻元件，无论其电流多大，其电压恒为零一个二端电阻元件，无论其电压多大，其电流恒为零4.功率和能量上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。p–ui–(–Ri)ii2R–u(–u/R)u2/Rpuii2Ru2/R功率：Rui+-Rui+-可用功率表示。从t到t0电阻消耗的能量：能量：解：例有一额定值为5W500Ω的绕线电阻，其额定电流为多少？在使用时电压不得超过多大的数值？在使用时电压不得超过3电容元件(capacitor)电容器_q+q在外电源作用下，两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电能

6、的部件。1。定义电容元件储存电能的元件。其特性可用u～q平面上的一条曲线来描述qu库伏特性任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比。q~u特性是过原点的直线电路符号2.线性定常电容元件C＋－u+q-qquOC称为电容器的电容,单位：F(法)(Farad，法拉),常用F，pF等表示。单位MichaelFaraday(1791-1867)，法拉第（英国著名物理学家）线性电容的电压、电流关系C＋－uiu、i取关联参考方向电容元件VAR的微分关系表明：2）i的大小取决于u的变化率,与u的大小无关，电容是动态元件；表明：1）当u为常数(直流)时，i=0。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；(1

7、)uc>0，duc/dt>0，则ic>0，q，正向充电(电流流向正极板)；(2)uc>0，duc/dt<0，则ic<0，q，正向放电(电流由正极板流出)；Cicuc+–+–微分形式VAR积分形式VAR其中：＊t=0，0-，0+的意义0t0-0+即：uc(0+)=uc(0-)可推广到：uc(t0+)=uc(t0-)当充电电流ic(t)为有限大（非无穷大）时，尽管ic(t)在某些时刻不连续，但uc