当前课程知识点：电路原理 > 第一章 电路基础知识与定律 > 2.1 电阻元件 > 2.1 电阻元件
各位同学大家好
在前面部分
我们完成了电路原理课程的第一大节
电路基础知识的学习
从这一讲开始
我们进入第二大节
电路元件的学习
在这部分我们将学习
电阻元件
理想电源元件以及受控源元件
电路元件是电路中最基本的组成单元
其中有5种基本的理想电路元件
他们分别是表示消耗电能的电阻元件
表示产生磁场
储存磁场能量的电感元件
表示产生电场
储存电场能量的电容元件
表示将其他形式的能量转变成电能的电压源和电流源
各种不同的元件
在电路中的作用当然不一样
它们的主要区别在哪里呢
在这一讲
我们会重点研究几种元件电压与电流之间的关系
通常我们把这种关系简称为（VCR）
通过各种不同元件的VCR
大家会领会到各种元件的功能和特点是不一样的
先来看电阻元件
在电子电路中
电阻的种类是非常多的
有碳膜电阻
贴片电阻
水泥电阻
压敏电阻
热敏电阻
电位器等等
他们的外形不一样
使用场合和功能也都有所差异
这些同学们将在后续课程及设计中逐渐接触
首先
我们来研究电阻元件的定义
伏安关系(VCR)
可用u-i平面过坐标原点曲线来描述的二端元件
就是电阻元件
从这个定义
我们可以解读出关于电阻元件的一些关键信息
首先它是个二端元件
其次
元件的电压电流关系可用过原点的一条曲线来描述
在我们原有的认知里
电阻的ui关系应当如图所示为过坐标原点的一条直线啊
为什么定义中用曲线来描述呢
这是因为我们的电阻不仅有左图所示的线性电阻
还有非线性电阻
线性电阻其VCR为过坐标原点的一条直线
而非线性电阻则是过原点的一条曲线
两种电阻的电路符号也有所区别
希望同学们注意
两种电阻中
在这里我们重点介绍线性电阻
由线性电阻的VCR为过坐标原点的一条直线
可以得出线性电阻的主要特点是
任何时刻端电压u与流经其上的电流i成正比
比值U/I就是电阻的阻值R
其电路符号有如图所示的方块和折线两种
单位 (欧姆)
对电阻求倒数
可以得到常用的另一个单位电导G
单位为西门子
完成了电阻元件基础知识的学习
接下来
我们来学习
关于电阻元件知识内容中最为重要的ui关系
关于电阻元件ui关系的第一点基本信息
大家在高中已经学习过
那就是它的ui关系满足欧姆定律
但是电阻元件ui关系的第二点信息
对大家来说是个新知识
当元件电压电流参考方向关联性不同时
欧姆定律公式不一样
我们在前面学习电压电流的参考方向关联性时
曾经说过这么一句话
二端元件上电压电流参考方向为关联还是非关联
对于我们列写电路方程是非常重要的
这句话在现在大家即将会深有体会
情况1
如图所示
电阻元件电压电流采用关联参考方向
此时
列写出的欧姆定律为
u=R i或 i=Gu
这个公式没有问题
大家在高中就已经知道了
关键是我们来看图示情况2
若电压电流为非关联参考方向
这个时候的欧姆定律应该为什么呢
u –Ri或i –Gu
需要加个负号
为什么要加个负号呢
我们从电阻元件的功率角度来理解一下
线性电阻元件作为一种理想电路元件
它是一种用来表示消耗电能的元件
所以随着电流流经电阻元件
能量被消耗
电位一定下降
电阻上实际电压电流应当为关联方向
这意味着
如果电阻元件电压电流为非关联参考方向
这两个变量必定有一个的参考方向与实际方向相反
所以公式前面需要加个负号
在这里
我们再次提醒同学们注意
欧姆定律公式的列写必须根据参考方向
这非常重要
也是同学们在今后使用欧姆定律时
经常容易犯错的地方
接下来我们关注一下
电阻元件在开路和短路两种状态时的基本情况
特殊情况1 开路
当 R = ∞ (G = 0)
视其为开路
此时i = 0
电路的u 由外电路决定
可能为任何值
所以电阻开路时的ui特性曲线为图示与u轴重合红色直线
特殊情况2短路
当 R = 0 (G =∞ )
视其为短路
那么u一定 = 0
而其i 由外电路决定
可能为任何值
所以其ui特性曲线为图示与i轴重合红色直线
最后
我们利用前面功率部分知识分析电阻的功率情况
假如电阻上的电压电流为关联参考方向
根据前面学习知识
它吸收功率计算公式为
这可以确定是个正值
所以他一定吸收功率
假如电阻上的电压电流为非关联参考方向
公式P=ui计算的是元件发出的功率
根据非关联参考方向下的欧姆定律
可以确定计算结果是个负值
所以元件还是吸收功率
上述分析意味着
电阻元件的功率情况为
无论参考方向如何选取
电阻始终消耗电功率
-1.1 电路模型
--1.1 电路模型
-1.2 电路变量
--1.2 电路变量
-1.3 参考方向
--1.3 参考方向
-1.4功率
--1.4功率
-2.1 电阻元件
--2.1 电阻元件
-2.2 理想电源元件
-2.3 受控源元件
-3.1基尔霍夫电流定律
-3.2基尔霍夫电压定律
-3.3基尔霍夫定理综合应用习题
-电路基础知识与定律---本章节练习1（电路基础知识）
-电路基础知识与定律---本章节练习2（电路元件）
-电路基础知识与定律---本章节作业3（基尔霍夫定律）
-4.1 等效基本概念
-4.2 电阻串联及等效变换
-4.3 电阻并联及等效变换
-4.4电阻混联等效变换
-4.5 电阻的∆—Y 变换
-4.6∆—Y等效变换基本总结
-4.7含受控源二端网络的等效变换
-5.1 理想电源等效分析
-5.2 理想电源等效例题分析
-5.3实际电源等效分析
-5.4实际电源等效变换例题讲解
-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习
-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习
-6.1电阻电路的一般分析方法导入
-6.2节点电压法-基础分析
-6.3节点电压方程的标准化
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3
-7.1回路电流法--基本分析
-7.2回路电流法方程的标准化
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2
-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习
-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习
-8.1叠加定理1
--8.1叠加定理1
-8.1叠加定理2
--8.1叠加定理2
-9.1戴维南定理
--9.1戴维南定理
-9.2戴维南定理例题
-9.3诺顿定理
--9.3诺顿定理
-9.4最大功率传输定理
-9.5戴维南定理习题讲解
-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习
-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习
-10.1 电容元件
-10.2电感元件
--10.2电感元件
-10.3电容电感的串并联
-10.4小结
--10.4小结
-11.1 动态电路基础知识
-11.2动态电路方程列写
-第五章 本章节练习1--电容电感元件
-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识
-12.1换路定律
--12.1换路定律
-12.2 初始值计算
-12.2初始值计算例2
-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解
-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析
-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数
-13.4一阶动态电路的三要素法1
-13.4一阶动态电路的三要素法2
-13.5三要素法例题1
-13.5三要素法例题2
-13.6零输入响应和零状态响应
-13.7动态电路小结
-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算
-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法
-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法
-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应
-14.1正弦量基础知识1
-14.1正弦量基础知识2
-14.2相量法的引入1
-14.2相量法的引入2
-14.3相量运算与旋转因子
-15.1（1）元件约束的相量形式
-15.1（2）元件约束的相量模型
-15.2 基尔霍夫定理的相量形式
-15.3相量图
--15.3相量图
-16.1复阻抗与复导纳
-16.2阻抗的串并联连接
-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识
-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式
-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳
-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式
-17.1 正弦稳态电路的相量分析法
-18.1瞬时功率
--18.1瞬时功率
-18.2有功功率和无功功率
-18.3视在功率和功率因数1
-18.3视在功率和功率因数2
-18.4正弦稳态最大功率传输
--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习
-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习
-19.1频率响应与网络函数
-19.2滤波器
--19.2滤波器
-20.1谐振基本知识
-20.2RLC串联电路谐振
-20.3RLC串联谐振的品质因数
-20.4 RLC并联谐振
-第九章 电路的频率响应--章节练习
-21.1互感基础知识
-21.2同名端
--21.2同名端
-21.3耦合电感的电压电流
-22.1互感的去耦等效分析1
-22.1互感的去耦等效分析2
-22.1互感的去耦等效分析3
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2
-24.1空心变压器
-24.2理想变压器
-24.3含理想变压器电路的分析计算
-第十章 互感与变压器--章节练习
-25.1三相电路基本概念1
-25.1三相电路基本概念2
-25.2对称三相电路的相线关系1
-25.2对称三相电路的相线关系2
-25.3对称三相电路的电路分析1
-25.3对称三相电路的电路分析2
-25.4三相对称电路的功率1
-25.4三相对称电路的功率2
-26.1非正弦周期信号的分解
-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率
-26.3非正弦周期电路的稳态分析
-第十一章 本章节练习1--三相电路
-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路
