教案 1-3电压源和电流源 受控源 基尔霍夫定律.doc
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1、 第一章 电路模型和基尔霍夫定律3讲授 板书 1、掌握电压源、电流源的概念、用法及特性; 2、熟悉受控源的用法; 3、掌握基尔霍夫定律的应用。1、电压源、电流源用法及特性2、基尔霍夫定律的应用 受控源的概念及用法1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课 70分钟1)电压源及电流源 25 2)受控源 15 3)基尔霍夫定律 302. 复习旧课 5分钟 电路元件特性4. 巩固新课 5分钟5. 布置作业 5分钟一、 学时:2二、 班级:06电气工程(本)/06数控技术(本)三、 教学内容:讲授新课:第一章 电路模型和电路定律(电压源和电流源的概念及特点 受控源的概念及分类 基尔霍夫定律)18电源元件 (
2、independent source)1. 理想电压源1)定义:其两端电压总能保持定值或一定的时间函数,且电压值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。2)电路符号3)理想电压源的电压、电流关系(1)电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;与流经它的电流方向、大小无关。(2)通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。伏安关系曲线如下图示:实际电流源可由稳流电子设备产生,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。4)电压源的功率 在电压、电流的非关联参考方向下;P = us i物理意义:电流(正电荷 )由低电位向高电位移动,外力克服电场力作功电源发
3、出功率。例13图示电路,当电阻R在0之间变化时,求电流的变化范围和电压源发出的功率的变化。 解:(1)当电阻为R时,流经电压源的电流为: 电源发出的功率为: 表明当电阻由小变大,电流则由大变小,电源发出的功率也由大变小。(2)当,则(3)当 ,则由此例可以看出:理想电压源的电流随外部电路变化。在的极端情况,电流 ,从而电压源产生的功率 ,说明电压源在使用过程中不允许短路。例14计算图示电路各元件的功率。 解:(发出) (发出)(吸收) 满足:P(发)P(吸)由此例可以看出:5V电压源供出的电流为负值,充当了负载的作用,说明理想电压源的电流由外部电路决定。5)实际电压源(1)实际电压源模型考虑实
4、际电压源有损耗,其电路模型用理想电压源和电阻的串联组合表示,这个电阻称为电压源的内阻。 (2)实际电压源的电压、电流关系 实际电压源的端电压在一定范围内随着输出电流的增大而逐渐下降。因此,一个好的电压源的内阻 注:实际电压源也不允许短路。因其内阻小,若短路,电流很大,可能烧毁电源。2. 理想电流源1)定义不管外部电路如何,其输出电流总能保持定值或一定的时间函数,其值与它的两端电压u 无关的元件定义为理想电流源。2) 电路符号3)理想电流源的电压、电流关系(1)电流源的输出电流由电源本身决定,与外电路无关;与它两端电压无关(2)电流源两端的电压由其本身输出电流及外部电路共同决定。伏安关系曲线如右
5、图示实际电流源可由稳流电子设备产生,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。(用图片展示)4)电流源的功率 物理意义:(1)电压、电流的参考方向非关联;表示电流(正电荷)由低电位向高电位移动,外力克服电场力作功,电源发出功率,起电源作用。(2)电压、电流的参考方向关联;表示电流(正电荷)由高电位向低电位移动,电场力作功,电源吸收功率,充当负载。理想电流源两端的电压可以有不同的极性,它可以向外电路提供电能,亦可以从外电路接受电能。例15图示电路,当电阻R在0之间变化时,求电流源端电压U的变化范围和电流源发出功率的变化。 解:(1)当电阻为R时,电流源
6、的电压为:电流源发出的功率为:表明当电阻由小变大,电压也由小变大,电源发出的功率也由小变大。(2)当,则(3)当 ,则由此例可以看出:理想电流源的电压随外部电路变化。在的极端情况,电压 ,从而电流源产生的功率,说明电流源在使用过程中不允许开路。例16计算图示电路各元件的功率。 解: (发出)(发出)满足:P(发)P(吸)5)实际电流源(1)实际电流源模型考虑实际电流源有损耗,其电路模型用理想电流源和电阻的并联组合表示,这个电阻称为电流源的内阻。(2)实际电流源的电压、电流关系 即:实际电流源的输出电流在一定范围内随着端电压的增大而逐渐下降。因此,一个好的电流源的内阻 注:实际电流源也不允许开路
7、路。因其内阻很大,若开路,端电压很大,可能烧毁电源。19受控电源 (非独立源)(controlled source or dependent source)受控源是用来表征在电子器件中所发生的物理现象的一种模型,它反映了电路中某处的电压或电流控制另一处的电压或电流的关系。1定义电压或电流的大小和方向受电路中其他地方的电压(或电流)控制的电源,称受控源。2符号 3分类受控源有两个控制端钮(又称输入端),两个受控端钮(又称输出端),所以受控源也称为四端元件。根据控制量和被控制量是电压u 或电流i ,受控源可分四种类型:当被控制量是电压时,用受控电压源表示;当被控制量是电流时,用受控电流源表示。(1
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