电工技术项目一备课 (2)

模块二 二端网络伏安特性分析

第4堂

电路元件伏安特性基本概念

目的：掌握电阻、电流源、电压源等电路基本元件的伏安特性及功率，理解关联

参考方向，掌握元件的特点 重点：伏安关系

难点：实际电源的伏安特性分析 教法：讲解、演示、练习 内容：

一、电阻元件及其伏安关系 1、伏安关系：

u与i的参考方向关联时：U =RI

u与i的参考方向不关联时： U =－RI

2、电阻R：既表示电阻元件，又表示元件的参数。

单位为Ω、kΩMΩ、等。 3、功率：P=UI=I2R=U2/R

电阻元件总是取用功率，与电压、电流的实际方向无关。故电阻是一种耗能元件，并将电能转化为热能，其热能为Q=I2Rt（J）。

二、电压源伏安特性 1、理想电压源

特点：电压总保持定值或一定的时间函数，与通过它的电流无关。

电压为定值的电压源称为直流电压源。

伏安关系：

2理想电流源

特点：电流总保持定值或一定的时间函数，与其端电压无关。

基本性质：①流过它的电流为定值IS或一定的时间函数is(t),与端电压无关；②电流由其自身决定，而端电压可以是任意的，即端电压不是由电流源自身决定，而是由电流源电流和与之相连接的外电路共同决定。 3、实际电压源

R0越小，电源内压降越小，因负载变动引起的输出电压变动也就越小，即输出电压越稳定。所以，实际电源的内阻越小，就越接近理想电压源。若R0=0，则U=E，即为理想电压源。

，

4、实际电流源

伏安特性曲线也可表示为

Is称为短路电流，是电源两端的导线因某种事故连在一起（即短路）时的输出电流。

R0越小，电源内阻分流越小，因负载变动引起的输出电流变动也就越小，即输出电流越稳定。所以，实际电源的内阻越小，就越接近理想电流源。若R0=∞，则I=Is，即为理想电流源。

5、 电源的等效变换： 条件：

电压源→电流源：Is=E/R0， R0不变

电流源→电压源： E=Is.R0, R0不变 注意事项：

? ①两个二端网络等效是指它们端口的伏安关系完全相同。因此，理想电压源和理想电流源不等效。

? ②等效只是对外电路而言。因此，对电源内部并不等效。

? ③在作电源模型的等效变换时，要注意电源的极性，电动势E的极性和电流源Is的方向对外电路的效果应一致。 小结：

第5堂 电阻的串联与并联

目的：熟悉电阻的串联、并联的电路形式，掌握串联、并联的特点，能利用这些

特点对电路进行分析和计算。 重点：利用特点分析和计算电路 难点：电路分析 教法：讲解、练习 内容：

一、二端网络的概念

一个具有两个端口与外电路相联结的网络，称为二端网络

网络内部不含有独立电源，为无源二端网络；含有的为有源二端网络。 二、电阻的串联

1.电阻串联电路形式：

电路中若干个电阻依次连接，各电阻流过同一电流，这种连接形式称为电阻的串联。

2.串联电阻电路的特点：

（1）通过各个电阻的电流相同，即：I1=I2=I3=I4=?=I

（2）总电压U等于各串联电阻电压的代数和，即:： U?U1?U2???Un（3）串联电阻电路的总电阻（等效电阻）R等于各串联电阻阻值的代数和。 U ? U 1 ? U 2 ? ? ? U n RI= R1I+R2I+?+RnI

R?R1?R2???Rn所以：

（4）串联电阻电路中，各串联电阻电压与它们各自的阻值成正比。

UUU U2=R2I2=R2I=R2 Un=RnIn=RnI=Rn RRR所以： U1:U2:?:Un?R1:R2:?:Rn串联电阻电路的这一特性，称为串联电阻电路的分压特性。串联电阻电路的分压特性在实际电路中得到了广泛应用，如扩展电压表量程等。

（5）串联电阻电路消耗的总功率P等于各串联电阻消耗功率的代数和，

因为：U1=R1I1=R1I=R1因为：P=RI2=(R1+R2+?+Rn) I2= R1I2+R2I2+?+RnI2

所以： P?P1?P2???Pn三、 电阻的并联

1.电阻并联的连接方式：

电路中若干个电阻连接在两个公共点之间，每个电阻承受同一电压，这样的连接形式称为电阻的并联

2.并联电阻电路的特点：

（1）并联电阻电路中，各并联电阻的端电压相同，即

U1=U2=U3=U4=?=Un（Un表示第n个电阻的端电压） （2）流过并联电阻电路的总电流I等于各支路电流的代数和，即 I?I1?I2???In（3）并联电阻电路的总电阻（等效电阻）R的倒数等于各并联电阻倒数之和。 因为： I?I1?I2???In即： UUU1U2?????n RR1R2Rn1111

?????所以： RR1R2Rn（4）并联电阻电路中，流过各并联电阻的电流与它们各自的阻值成反比，

U因为： URI1?1??I R1R1R1 U2UR111I???II1:I2:?:In?::?:2所以： R2R2R2R1R2Rn

UUR In?n??IRRRnnn

并联电阻电路的这一特性，称为并联电阻电路的分流特性。并联电阻电路的分流特性在实际电路中也得到了广泛应用，如扩展电流表量程等。

（5）并联电阻电路消耗的总功率P等于各并联电阻消耗功率的代数和。

22因为： UnU2U2U2U2U12U2P??????????? RR1R2RnR1R2Rn

所以： P?P1?P2???Pn四、 电阻的混联 电路中既有电阻串联，又有电阻并联的连接方式叫做电阻的混联。这一类电路可以用串、并联公式化简。在计算混联电路的等效电阻时，关键在于识别各电阻的串、并联关系。

R2R5练习： a R1R4 R3R6 b

第6堂 电路的欧姆定律

目的：掌握两个欧姆定律，会用定律对电路进行分析计算，熟悉电路的三种工作

状态及其特点。 重点：定律的运用 难点：定律的运用 教法：讲解、练习 内容：

一、欧姆定律： 1 部分电路欧姆定律 在线性电路中，导体中的电流I与加在导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。

UR＝ 或U=RI

I当所加电压U一定时，电阻R越大，则电流I越小，它说明电阻具有对电流起阻碍作用的物理性质。

（1）电流、电压、电阻三个物理量必须属于同一电路，并在同一时刻才有上述关系。

（2）这段电路中不含有电源，否则不能用上式计算。 （3）电阻元件必须是线性电阻

2、 全电路欧姆定律

含有电源和电阻的叫全电路，它的电动势为E，电源内部具有电阻，称内电阻，用RO表示，R是外电路电阻。

在全电路中，电流I与电源电动势E成正比，与外电路电阻和内电阻之和R+RO成反比。

I＝E R+R0E

RO

－UO ＋

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