现代电工电子技术 教学课件 作者 申永山 李忠波 01第一章 电路基本概念.ppt

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1、第1章电路的基本概念与定律介绍概念:什么是电路?电路元件?电路模型?电路参数?参考方向?什么是什么是KCL?KVL?第一节电路和电路模型第二节电路变量及其参考方向第四节电压源和电流源第六节基尔霍夫定律第七节电功率和电位的计算第三节电阻、电感和电容HOME什么是电路?电路是由电路器件(例如晶体管)和电路元件(例如电容、电感、电阻等）相互连接而成，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。最简单的电路是由电源、负载、中间环节构成的。下面的就是这个简单电路和电路模型：可以看到电流的通路：电压源中间环节负载电池中间环节负载实际电路电路模型HOME

2、1.1电路和电路模型实际的电路是很复杂的，本书只讨论电路模型而非实际电路本身。比如上图的电池等效成了电压源；而灯泡等效成了电阻。电容电感电压源电流源它从复杂实际电路等效而来,是由电路元件构成的。电阻何为电路模型？何为电路元件？无源电路元件有源电路元件HOME1、电流：在导体中，自由电子在电场力的作用下做有规则的移动形成电流。正电荷移动的方向为电流的实际方向规定：电路理论中涉及的电路变量通常有：电流、电压、电功率I直流电流电流的单位是安培！1A=1000mA1mA=1000μAi交流电流HOME1.2电路变量及其参考方向2、电压：UABABI电场

3、力把单位正电荷由A搬到B所做的功表示为UAB也叫电压降或电位差单位伏特V1V=1000mV,1mV=1000μV与电压代表的意义相同，可以说电位是电压的一种特例。定义：A点的电位是A点与参考点间的电压，记做UA方向为从A至B电场力将电位正电荷从电源的低电位点移到高电位点所做的功。电动势用E表示，实际方向为电位升的方向，与电压方向相反。电压？电位？电动势？电压？电位？电动势？HOME电压、电压降、电位差、电位、电动势它们的相同点它们的区别单位相同都是伏特（V）仅电动势的方向与其它的相反3.电功率注意电压的名称电功率与电压和电流密切相关。当正电荷从

4、元件上电压的“+”极经元件移至“-”极时，电场力要对电荷作功，这时，元件吸收能量；反之，正电荷从“-”极到“+”极时，电场力作负功，元件向外释放能量。功率用p来表示p(t)=u(t)i(t)单位为W、mW、kW定义HOME电压、电流均是直流量，所以应有P=UI在直流电路中记住喽！4.参考方向电路变量的参考方向原则上是可以任意假定的,有了参考方向,电流的正负才意义。一般地，无源电路元件的电流参考方向一旦确定,则电压的参考方向也随之而定,即取与电流相关联的参考方向。如：电流参考方向I如此确定电流才有如此的电压IUABUAB电阻元件始终消耗功率电感和

5、电容元件不消耗功率电压源和电流源有时发出功率，也有时消耗功率，需要看I和U的方向。HOME电压降是有方向的abab从a到b从b到a有源元件上自有方向+UIs电压源电流源在这一节里要弄懂电路变量和变量的参考方向。HOME无源电路元件：电阻R、电感L、电容C这里介绍1.电阻文字符号：R图形符号：（灯泡、电炉等均可视为电阻）当电压和电流取关联参考方向时，任何时刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律u=Ri{伏安关系：功率情况：p=ui直流电路中：永远消耗功率2.电容{文字符号：图形符号：伏安关系：功率情况：Cp=ui电流和电压的变化率成正比在直流电路中

6、P=0电容是储能元件,不消耗有功功率3.电感文字符号：图形符号：伏安关系：功率情况：Lp=ui电压和电流的变化率成正比在直流电路中P=0电感是储能元件,不消耗有功功率{1.3电路元件HOME无内阻的电压源即是理想电压源输出电压恒定,即特点外特性uULi特点有内阻的电压源即是实际电压源输出电压不再恒定！外特性iuUL1.4电压源和电流源1.电压源理想电压源实际电压源输出电流任意（随RL而定）HOME无内阻的电流源即理想电流源特点输出电流恒定输出电压随RL而定有内阻的电流源即实际电流源特点输出电压和电流均随RL而定2.电流源理想电流源实际电流源HO

7、ME实际电压源与实际电流源的端口处具有相同的伏安特性:对外电路来说,电压源和电流源可以互相等效两种实际电源间的等效变换电流源电压源开路时短路时开路时短路时HOME开路电压对等短路电流对等即即对外电路来说,电压源和电流源可以互相等效等效互换的条件HOME将下图中的电压源等效为电流源,并求两种情况下负载的I、U、P.解：仍然有I=2AU=2VP=4WI=6/3=2AU=2VP=2*2=4W解得等效为求图示电路的开路电压与短路电流。例1-1例1-2HOME与理想电压源并联的所有电路元件失效（对外电路来说）与理想电流源串联的所有电路元件失效（对外电路来

8、说）化简如下电路：（a）（b）切记例1-3（c）HOME支路（Branch）：电路中的每一条分支。节点（Node）：三条以上支路的汇节点。回路（Loo