第一章(集总参数电路中u-i的约束关系).

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1、是是1-1什么是模型什么是模型 ( (model) )？ 并非陌生的并非陌生的概念。概念。 研究电路问研究电路问题，也可以题，也可以采用模型化采用模型化方法。方法。实际电路看实际电路看作集总电路作集总电路（模型）的（模型）的条件。条件。1-2 物理学中的质点、刚体以及点电荷等都是模型。 质点是小物体的模型，它是具有一定质量而没有大小和形状的物体，实际上并不存在。当实际物体的尺度在所讨论的问题中为很小时，就可以用质点来代替，使问题简化，而所得结果与实际仍能相当符合。利用这种抽象概念，便于研究事物变化的规律，例如牛顿运动定律。1-31-4理想化、抽象化即模型化的过程。理想电阻元件理想电阻元件 （模

2、型）（模型） （a）电路的尺度必须远小于电路最高频率所对应的波长 。 1-5 例如：例如：50H50HZ Z电力供电电力供电kmmHzsmfC600010650/1036810201-6 每单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流每单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流i。（1 1） 电流电流 ( (current):): 1-7dtdqi ababi = - 5Ai =5A 正电荷在电路中运动，涉及能量的变化。正电荷在电路中运动，涉及能量的变化。（2 2） 电压电压u 电压降电压降u ( () )1-8dqdwuV2abuab+=V2uab+ +（3 3） 功率功率p ( () )1-

3、9dtdwp对电路来说：对电路来说：iudtdqdqdwp 若若u=2V，i=1A， P=ui=(2)(1)=2WO， 则元件提供则元件提供(电电)功率，其值为功率，其值为2W。（u =-2V，实际上a为-，b为+，由ab需要外加的能量， 类似于把物体举高。此能量由元件提供。例如由电池的 化学能转化而来的电能。）uab 例题例题 (2) 1-10 (1) a1-11 i2A5A 例如：例如：1-12 由电荷不灭由电荷不灭(KCL)和能量不灭两定律而来。和能量不灭两定律而来。adcb推论：电路中任何两点之间的电压与路径无关。推论：电路中任何两点之间的电压与路径无关。 uabc=uab+ubc=7

4、V3V=4V uadc=uad+udc=u+2V=(2)V+2V=4V以uac为例：例如：例如：KCL是对支路电流的线性约束，是对支路电流的线性约束，KVL是对是对回路电压的线性约束。回路电压的线性约束。KCL、KVL与组成支路的元件性质及参数与组成支路的元件性质及参数无关。无关。KCL表明在每一节点上电荷是守恒的；表明在每一节点上电荷是守恒的；KVL是能量守恒的具体体现是能量守恒的具体体现( (电压与路径无电压与路径无关关) )。 KCL、KVL只适用于集总参数的电路。只适用于集总参数的电路。下 页上 页返 回1-13 电路电路二端元件u电阻电阻元件元件(1)电流源电流源( (元件元件) )

5、(3)(2)电压源电压源( (元件元件) )(4)受控源受控源( (元件元件) )1-14电阻元件电阻元件（resistor） 任何一个元件，如果在任一时刻，u与i之间存在代数关系，亦即这一关系可以由u-i(或i-u)平面上一条曲线所决定，则此元件称为电阻元件。电阻元件具有无记忆性。例ui0R1RiuRiu0/22RuRiuip或或功率功率1-15电阻元件电阻元件（resistor） 理想二极管属非线性电阻 理想二极管起着开关的作用例iu0近似近似u-i曲线曲线iu0 u-i曲线曲线1-16电压源电压源( (元件元件) )（voltage source） uui0Us 或 u(t)(tuUus

6、S或或对所有对所有 i例1-17电流源电流源( (元件元件) )（current source）uiu0Is 或 i(t)(tiIisS或或对所有对所有 u例例例计算图示电路各元件的功率计算图示电路各元件的功率解解V5uW10522uiPSAW10255iuPSV提供提供吸收吸收满足满足：P（发）（发）P（吸）（吸）下 页上 页u2A+_5V-+返 回 u1 u2R12uu1-18受控源受控源( (元件元件) )（controlled source） 放大器u1u2所示所示VCVS，特性曲线如下：，特性曲线如下： u2 u101u1u1u2i201-19+u1+u1VCVS gu1VCCS+u