当前课程知识点：电工技术 > 第1讲 电路的基本概念与分析方法之一 > 1.3 电路元件 > 1.3 Video
下面给大家介绍知识点1.3 电路元件
我们知道电路是由电路元件组成的
根据元件与电路的能量传输关系
可以将元件分成有源元件和无源元件
无源元件是不能为电路提供能量的元件
比如电阻、电感和电容
这些都是无源元件
所谓的有源元件是指
可能为电路提供能量的元件
有源元件也可能消耗能量
比如电压源、电流源
以及需要电源的器件
比如三极管、场效应晶体管、运算放大器
这些都是有源元件
电路元件端口处的电压和电流的关系
决定了元件在电路中的行为
元件端口电压与电流的关系称为
元件的伏安特性
我们可以用一个方程来表示元件的伏安特性
称为元件的伏安特性方程
比如说这么一个电阻
电阻的电压和电流的参考方向都已经规定好了
它们两个是相关联的
那么根据欧姆定律我们可以写出来
这就是电阻的伏安特性方程
我们也可以用曲线去表示伏安特性
称为元件的伏安特性曲线
比如说这是一个二极管
二极管的电压和电流参考方向也是相关联的
那么二极管的电压和电流的关系
可以用一个曲线去表示
那么这个图
这个曲线就是二极管的伏安特性曲线
当然，根据欧姆定律
我们可以画出来电阻的伏安特性曲线
它是一个直线
当然，二极管的伏安特性曲线是一个曲线
它不是一个直线
首先给大家介绍电阻元件
大家知道电阻的伏安特性曲线是一个直线
所以我们把电阻称为线性电阻
如果伏安特性曲线不是一个直线
这种电阻叫作非线性电阻
比如说二极管
二极管就是一个典型的非线性电阻
当然我们以后谈到电阻
指的都是线性电阻
电阻消耗的功率
它所消耗的能量是功率的积分
电阻所消耗的功率总是大于等于0的
它所消耗的能量也是大于等于0的
欧姆定律
如果一个电阻上的电压和电流
它的参考方向是相关联的
那么满足欧姆定律u=Ri
如果一个电阻上电压和电流参考方向是相反的
比如说这种情况
那么u=-Ri
像这种情况也是u=-Ri
所以如果电阻上的电压和电流
它们的参考方向不一致
也就是不相关联
那么在使用欧姆定律的时候
一定要注意加一个负号
电感元件
电感的符号是这种符号
我们假设它的电压和电流参考方向是一致的
是相关联的
我们知道电感上有感生电动势
这个感生电动势的参考方向
和电压的参考方向是正好相反的
根据电磁感应定律
电感上的电压和电流的关系
我们可以写成
电感所消耗的功率是p=ui
它所消耗的能量也是功率的积分
也就是把这个电压的式子代到能量的公式里面
可以推出来
下面介绍电容元件
我们规定电容上的电压和电流的参考方向也是一致的
电压与电流的关系是
u是电容上的电压
电容所消耗的功率是p=ui
它所消耗的能量仍然是功率的积分
然后如果把电流代入进这个式子里面就可以得到
理想的电压源
所谓理想的电压源，也称为恒压源
是能够提供一个恒定的电压输出的元件
它的输出电压与外电路无关
这个理想的电压源符号是这个符号
它两端的电压比如说是U
如果加一个负载
我们可以把这个U和I的关系画出来
所以它的伏安特性是这样的
因为它的电压是恒定的，U=E
这个就是它的伏安特性方程
然后我们画出来它的伏安特性曲线
实际上这个曲线是这样的
它是与电流轴平行的这么一个直线
也就是说实际上它的电压总是恒定的等于E
所以这个恒压源的输出电压是不变的
与外电路无关
流过恒压源的电流的大小与方向
由外电路和恒压源共同决定
也就是说实际上这个电流的方向
有可能是相反也可能相同
与这个电动势的方向
可能是相反也可能是相同
那么恒压源可以向外电路提供能量
当然它也可能消耗能量
比如在这个第一象限
电压和电流是同方向的
这个时候它是提供能量
那么在这里，它是消耗能量的
理想电流源
所谓的理想电流源也叫恒流源
它能够提供一个恒定的电流输出
它的输出电流与外电路是没有关系的
这是恒流源的符号
那么我们后面给它加一个负载
它的输出电压是U，输出电流是I
那么U和I的关系就是这个恒流源的伏安特性
所以它的伏安特性方程就是
我们可以把这个伏安特性曲线画出来
那么这个伏安特性曲线是
垂直于电流轴的直线
恒流源的输出电流是不变的
与外电路是没有关系的
恒流源两端电压的大小与方向
由外电路与恒流源共同决定
所以这个是会有变化的
恒流源可以向电路提供能量
也可能消耗能量
比如在第一象限是提供能量的
在第四象限它是消耗能量的
那么一个实际电源是这样的
我们可以给它加一个负载
然后改变负载的大小
我们可以测量电压和电流的关系
可以把这个伏安特性给它画出来
一个实际电源它的伏安特性
实际上它不能够输出一个恒定的电压
当电流增加的时候
它的输出电压是会变化的
所以它的伏安特性曲线是一个斜线
它与U相交于E
那么与I轴相交于E/R0
我们看，对于一个恒流源串一个电阻来讲
它的伏安特性曲线就是这么一个斜线
这是它的伏安特性方程
同样，一个恒流源并联一个电阻
它的伏安特性曲线也是一个斜线
于是一个实际电源实际上
就可以用一个电压源模型去等效
也可以用一个电流源模型去等效
因为电压源模型和电流源模型
它们的伏安特性曲线都是斜线
而实际电源的伏安特性曲线也是斜线
那么R0是电源的内阻
E是电源的开路电压
也就是没有带负载的时候它的输出电压
Is是电源的短路电流
也就是负载短路
这个时候它的输出电流
大家看这个例子
左边这个电路是一个恒流源
它的负载是一个电阻R
大家请看，Is=1A
当R=10Ω的时候
恒流源上的电压是10V
实际上它等于电阻上的电压
当R=50Ω的时候
它的输出电压是50V
也就是恒流源上的电压是50V
这就说明当外电路变化的时候
实际上恒流源的输出电压是会变化的
唯一不变的就是它的输出电流
大家看这个电路
电压源中的电流是等于Is
恒流源两端的电压，我们可以写出来
因为E的方向是下面正、上面负
-1.1 电路变量及方向
--作业
-1.2 基尔霍夫定律
--作业
-1.3 电路元件
--作业
-1.4 两种电源的等效互换
--作业
-1.5 支路电流法
--作业
-1.6 节点电位法
--作业
-2.1 叠加定理
--作业
-2.2 等效电源定理之戴维宁定理
--作业
-2.3 等效电源定理之诺顿定理
--作业
-2.4 含受控源电路的分析方法
--作业
-3.1 SPICE电路文件
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.1 SPICE电路文件
-3.2 元件语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.2 元件语句
-3.3 直流分析与输出语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.3 直流分析与输出语句
-3.4 子电路与模型语句
-3.5 Aim-spice使用方法
-4.1 正弦交流电路的概念
-第4讲 正弦交流电路基础--4.1 正弦交流电路的概念
-4.2 正弦量的相量表示法
-第4讲 正弦交流电路基础--4.2 正弦量的相量表示法
-4.3 纯电阻交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.3 纯电阻交流电路
-4.4 纯电感交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.4 纯电感交流电路
-4.5 纯电容交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.5 纯电容交流电路
-5.1 RLC串联的交流电路
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.1RLC串联的交流电路
-5.2 交流电路的一般分析方法
-第5讲正弦交流电路的分析方法--5.2交流电路的一般分析方法
-5.3 功率因数的提高
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.3 功率因数的提高
-5.4正弦信号源与.tran分析语句
-第5讲--5.4正弦信号源与.tran分析语句
-6.1 串联谐振
--作业
-6.2 并联谐振
--作业
-6.3 电路的频率特性
--作业
-6.4 ac交流扫描分析语句及其应用
--作业
-6.5 RLC电路的串联谐振实验
--6.5Video
-7.1 三相交流电源
-第7讲 三相交流电路--7.1 三相交流电源
-7.2 负载星形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.2 负载星形连接的三相电路分析
-7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-7.4 三相电路功率
-第7讲 三相交流电路--7.4 三相电路功率
-7.5 安全用电常识
-7.6 用SPICE分析三相电路
-第7讲 三相交流电路--7.6 用SPICE分析三相电路
-7.7 三相电路实验
--Video
-8.1 非正弦周期交流信号的分解
--作业
-8.2 非正弦周期交流电路的分析计算
--作业
-8.3 有效值和平均功率
--作业
-8.4 用Spice分析非正弦交流电路
--作业
-9.1 换路定理与初始值的确定
--作业
-9.2 过渡过程的经典分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.2 过渡过程的经典分析方法
-9.3过渡过程的三要素分析法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.3过渡过程的三要素分析法
-9.4 过渡过程的叠加分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.4 过渡过程的叠加分析方法
-10.1 微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-第10讲--10.1微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-10.2 含有多个储能元件的一阶电路
-第10讲--10.2含有多个储能元件的一阶电路
-10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-第10讲 --10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-10.5 RC电路的过渡过程
--Video
-11.1 磁场的物理量与磁性材料
-第11讲 磁路与变压器--11.1 磁场的物理量与磁性材料
-11.2 安培环路定律和磁路的欧姆定律
-第11讲磁路与变压器--11.2安培环路定律和磁路的欧姆定律
-11.3 交流铁芯线圈
-第11讲 磁路与变压器--11.3 交流铁芯线圈
-11.4 变压器的结果与工作原理
-第11讲 磁路与变压器--11.4 变压器的结果与工作原理
-11.5 变压器的额定值及特殊变压器
-第11讲 磁路与变压器--11.5变压器的额定值及特殊变压器
-11.6 用SPICE分析变压器电路
-第11讲 磁路与变压器--11.6用SPICE分析变压器电路
-12.1 Multisim主要窗口组件
-第12讲--12.1 Multisim主要窗口组件
-12.2 电路图的编辑与测试
-第12讲 --12.2电路图的编辑与测试
-12.3 元件库
--12.3
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.3 元件库
-12.4 测试仪表
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.4 测试仪表
-12.5 Multisim的分析功能
-第12讲 --12.5 Multisim的分析功能
-12.6 用Multisim分析电路举例
-13.1 预备知识
-第13讲 电动机--13.1 预备知识
-13.2 异步电动机的转动原理
-第13讲 电动机--13.2 异步电动机的转动原理
-13.3 三相异步电动机的结构和工作原理
--作业
-13.4 三相异步电动机的机械特性
-第13讲 电动机--13.4 三相异步电动机的机械特性
-13.5 三相异步电动机的使用
-第13讲 电动机--13.5 三相异步电动机的使用
-13.6 单相异步电动机简介
-14.1 常用低压电器
-14.2 电动机的启-保-停控制及电机的保护
--作业
-14.3 基本控制环节
--作业
-14.4 综合举例
--Video
-14.5 继电器-接触器控制系统实验
--Video
-15.1 可编程控制器的组成与工作原理
--作业
-15.2 S7-200 PLC程序设计基础
--作业
-15.3 位逻辑指令
--作业
-15.4 定时器指令与计数器指令
--作业
--第十五讲讲义
-16.1 小型PLC控制系统的设计方法
-第16讲--16.1小型PLC控制系统的设计方法
-16.2 顺序功能图
-第16讲 可编程控制器之二--16.2 顺序功能图
-16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-第16讲--16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-16.4 Step7-Microwin的窗口组成
-16.5 Step7-Microwin使用举例
-期末考试--电工技术期末考试
