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電路的基本概念和基本定律(1)(編輯修改稿)

2026-06-20 12:39 本頁面

　

【文章內容簡介】 u 歐姆定律： u、 i 關聯參考方向 u=Ri u、 i 非關聯參考方向 u=－ Ri u i 伏安特性開路 R ∞， G 0 短路 R 0 ， G ∞ 167。 R、 L、 C元件 RiRuuip 22???歐姆定律 U、 I 參考方向相同時， U、 I 參考方向相反時， R U + – I R U + – I 表達式中有兩套正負號： ① 式前的正負號由 U、 I 參考方向的關系確定； ② U、 I 值本身的正負則說明實際方向與參考方向之間的關系。通常取 U、 I 參考方向相同。 U = I R U = – IR 解：對圖 (a)有 , U = IR 例：應用歐姆定律對下圖電路列出式子，并求電阻 R。對圖 (b)有 , U = – IR Ω326 : ??? IUR所以Ω326: ?????? IUR所以R U 6V + – 2A R + – U 6V I (a) (b) I –2A 電路端電壓與電流的關系稱為伏安特性。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它表示該段電路電壓與電流的比值為常數。 I/A U/V o 線性電阻的伏安特性線性電阻的概念：常數即： ?? IUR 線性電阻的伏安特性是一條過原點的直線。電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場能量的元件。 Ψ i 電路符號 Ψ=Li L為電感參數（ Inductance）。單位：亨利 (H) L i + ? uL 伏安關系 ? dtdiLu ?只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但 u = 0，相當于短路儲能元件磁化曲線起始段，磁導率較小線性區，磁導率大且不變飽和區 Ψ= L i i Ψ 線圈在鐵磁材料的非飽和狀態下工作 ,L近似不變磁滯現象與磁滯回線 ? 電流強度 i緩慢地循環變化， Ψi曲線是一封閉曲線 :磁滯回線剩磁 Ψr i Ψ Ψr 電容元件（ Capacitor）伏安關系 ? 電路符號： C為電容參數，表征電容儲存電荷的能力。單位是法拉（ F）。電容元件是一種能夠儲存電場能量的元件。 C u i + ? q = Cu dtduCi ? i ? du /dt。只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但 i = 0，相當于開路，即電容具有隔直作用。量）單位時間內通過的電荷( dtdqi ?電解電容器瓷質電容器聚丙烯膜電容器固定電容器實際電容器示例管式空氣可調電容器片式空氣可調電容器可變電容器 ? ? ?? diCu tC ? ??? 1 ? ? ? ? ?? diCU tC ??? 010伏安關系 ? UC(0)為初始時刻 t＝ 0時電容的初始電壓，反映 t＝ 0前“歷史”中電容電流的積累效應 ——電容對它的電流具有記憶能力，電容元件中的電場能量 2)(21 CuC u d uu i d tW t tuc ? ??? ?? ???電容元件儲存的電場能量只和考察時刻它的端電壓數值有關。 dtduCi ?1. 獨立電壓源： + – US I + – uS i 特點：（ 1）任何時刻，電壓源兩端電壓始終不變（大小、方向）（ 2）電壓源的電流隨外電路改變而改變，其大小由電壓源電壓和外電路共同決定理想電壓源 + – US I R + – uS i R 電壓源 i u 理想電壓源伏安特性 US i u 實際電壓源伏安特性 US 167。電壓源及電流源（理想） + – U IS 理想電流源特點：（ 1）任何時刻，電流源的電流始終不變（大小、方向）（ 2）電流源的兩端電壓隨外電路改變而改變，其大小由電流源電流和外電路共同決定 i u 理想電流源伏安特性 IS i u 實際電流源伏安特性 IS + – u i R 電流源 iS 2. 獨立電流源：例、電路如圖所示，其中 is=2A,us=10V (1)求 2A電流源和 10V電壓源的功率 (2)如果要求 2A電流源的功率為零，在 AB線段內應插入何種元件？分析此時各元件的功率 (3)如果要求 10V電壓源的功率為零，在 BC間應插入何種元件？分成此時各元件的功率解： (1)2A電流源發出的功率 Wiupi sss 20210 ????10V電壓源吸收的功率 Wiupu sss 20210 ????(2)若要 2A電流源的功率為零，則需使其端電壓為零，在 AB線段內插入與 us電壓源方向相反數值相等的電壓源 us′ 如圖 a所示，分析此時電壓源的功率 pis＝ 0；插入的電壓源發出的功率pus=20W，原來的電壓源吸收的功率 pus=20w A B C us is A B C us is us′ 圖 A (3)若要 10V電壓源的功率為零，則需要使流經電壓源的電流為零，在 BC間并聯電流源 is′ ，其方向與 is電流源的方向相反，數值相等如圖 b所示。或并聯 R＝ us/is＝ 5Ω 的電阻如圖 c所示 A B C us is 圖 b is′ A B C us iR 圖 C 5? is 在圖 (C)中，流經電阻的電流為 iR=us/R= KCL可知，流經電壓源 us的電流為零，因此， us的功率為零，此時原發

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