哈工大电路分析课件-3-4学时.ppt

《哈工大电路分析课件-3-4学时.ppt》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、即：电路中任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路电压的代数和为零。二、基尔霍夫电压定律（KVL，或称基尔霍夫第二定律）物理基础:能量守恒。微分后：依KCL定律：i2=i1+i3得：i1和i3是线性无关的，所以：还可得：使用基尔霍夫电压定理（KVL）强调以下两点：第一：KVL方程是系数为1，-1，0的线性齐次代数方程。它表明一个回路中各个支路电压的线性约束关系。第二：KVL适用于任何集总参数电路，它仅与元件的连接方式有关，与元件的性质无关。列KVL方程时，必须选定回路的绕行方向。支路电压参考方向与回路绕行方向一致的取正号，相反的

2、取负号。+u1---u5u2++-u4u3-++例：或：电压升=电压降u3+u2=u1+u4+u5u1-u2-u3+u4+u5=0KCL，KVL使支路的电流和电压具有约束关系。此约束关系与构成电路的元件无关。因此在研究这些约束关系时，可用定向图（directedgraph）表示。支路节点上面的几何结构称为“图形”，或“图”，用G表示。若G中的任两个节点至少存在一条由支路构成的路径，图G成为连通图(connectedgraph)。否则，称为非连通图。§1-4特勒根定理（Tellegen’sTheorem）定理形式一（功率定理）：设

3、集总电路具有b个元件，n个节点，并设u1,u2…,ub为满足KVL的各个电压，i1,i2,…ib为满足KCL的各个电流，各元件电压和电流为关联参考方向，则：图1-12依据KVL定律：代入前面的公式，得=0所以得：即：各元件吸收功率的代数和为零。定理的形式二（似功率公式）：电路结构完全相同，支路参考方向也一致，但具体元件和参数可不同。证明自学定理的形式二超越了功率守恆的具体范围，在线性、非线性和时变网络等领域有着广泛的应用空间。KCL、KVL是集总电路的两大基本定律特勒根定理是集总电路的重要定理反映电路的连接性质电路A：电路B：试

4、验证特勒根定理。例1-5两相同结构的电路A、B如图所示，各支路均采用关联参考方向，已知：它们中的任何两者可推导出另一个。解：对电路A对电路B另：定理的形式一和形式二得以证明。为电路A的另一种工作状态§1-5电阻元件(resistor)一.线性时不变电阻元件（lineartime-invariantresistor)(1)电压与电流取关联参考方向1.欧姆定律(Ohm’sLaw)uRiR称为电阻单位名称：欧(姆)符号:R+ui令G1/R称为电导(conductance)则欧姆定律表示为：iGu单位名称：西(门子)符号:S(S

5、iemens)它体现了电阻对电流的阻碍作用。当电流流过，要消耗能量，必然沿电流流动方向产生电压降。ui0欧姆定律定义的电阻为一条过原点的直线。(2)电阻的电压和电流的参考方向相反R+ui则欧姆定律写为u–Ri或i–Gu公式必须和参考方向配套使用！(3)线性电阻元件的伏安特性曲线它是由同时刻的电压和电流决定。是无记忆(memoryless)的元件。显然，这种无记忆的特点不只为线性电阻具有。进深一步的电阻定义：任何一个两端元件，如果在任一时刻的电压和电流之间存在：f(u,i)=0即函数关系可以由u-i平面上的一条曲线决定。与

6、电压和电流的波形无关，此两端元件称为电阻元件。对线性时不变电阻：f(u,i)=u-Ri=0或：f(u,i)=i-Gu=01、线性时变电阻(lineartime-variantresistor)二、其它电阻元件2、非线性时不变电阻(non-lineartime-invariantresistor)3、非线性时变电阻(non-lineartime-variantresistor)电子设备中常用的电阻有:碳膜电阻（carbonfilmtype）金属膜电阻（metalfilmtype）碳膜电阻是最早发展出來的电阻种类之一，低成本为其优点

7、，但电气特性较。绕线电阻（wire-woundtype)一般用作功率电阻Preset(openstyle)Presets(closedstyle)Multiturnpreset在温度恆定且电流和电压限定在一定范围内的条件下用线性电阻作为其模型。可变电阻器（Variableresistors):CompositiontypeSliderpot我们再看一实际电子元件---二极管(Diode)从其伏安特性曲线上可将二极管等效为一非线性时不变电阻。不管其内部的结构和物理过程如何。它具有单向性（unilateral），不具有双向性（bil

8、ateral）。通常，电阻是指线性正电阻，后面我们还将涉及到负电阻，它是由有源元件等效而成，对外能提供能量。例1-6一个100、1W的碳膜电阻使用于直流电路，问使用时电压和电流不得超过的数值？解：当电阻工作在大电流下时，应注意选用功率大的电阻。§1-6电源元件