电路分析基础知识.doc

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1、电路分析的基础知识【内容提要】电路理论一门是研究由理想元件构成的电路模型分析方法的理论。本章主要介绍：第15页共16页1、电路的组成及电路分析的概念；2、电路中常用的基本物理量；3、电路的基本元件；4、基尔霍夫定律；5、简单电阻电路的分析方法6、简单电路的过渡过程第15页共16页本章重点：简单直流电路的分析方法。第一节电路的组成及电路分析的概念一、电路及其作用1、电路：电路是为了某种需要，将各种电气元件和设备按一定的方式连接起来的电流通路。2、电路的作用：电路的基本功能可分为两大类：①是实现对信号

2、的传递和处理。话筒→放大器→喇叭。②是实现能量的传输和转换。发电机→升压变压器→导线→降压变压器→用电设备。3、电路的组成：显然，任何一个电路都离不开提供能量的电源（或信号源）、消耗能量的负载（灯泡、喇叭）以及中间环节（连接二者之间的各种装置和线路）。电源、中间环节和负载是构成电路的三个基本组成部分。二、电路分析和设计①电路分析：在已知电路结构和元件参数的条件下，求解电路待求电量的过程。②电路设计：在设定输入信号或功率的条件下，求解电路应有结构及参数的过程。三、电路模型1、电路元件①电路元件：在一

3、定的条件下，忽略某些实际电器器件的次要因数，近似地将其理想化后所得到的只有单一电磁性能的元件----理想元件。②理想元件有：电阻元件、电容元件、电感元件、电源。2、电路模型：电路是由具体的电子设备和电子器件联接组成的。为了便于分析，通常将这些设备和器件理想化，并用规定的图形符号来表示这些元件，由此所得到的能反映实际电路联接方式的图形符号（电路图）称为电路模型，简称电路。电路模型是电路分析的基础。我们通过一个手电筒的实际电路来理解电路模型的建立过程。（1）手电筒电路由电池、筒体、开关和灯泡组成；第1

4、5页共16页（2）将组成部件理想化：即将电池视为内阻为，电源电动势为；忽略筒体的电阻，筒体开关视为理想开关；将小灯泡视为阻值为的负载电阻；（3）筒体是电池、开关和灯泡的联接体，用规定的图形符号画出各理想部件的联接关系；（4）在图中标出电源电动势、电压和电流的方向便得到手电筒电路模型如图。四、电路的常用术语①支路：将两个或两个以上的二端元件（只有两个端钮的元件）依次连接称为串联。单个电路元件或若干个电路元件的串联构成电路的一个分支，一个分支上所通过的电流大小是相等的。电路中的每个分支都称作支路。如下

5、图中、、、、、都是支路，其中是由三个元件串联构成的支路，是由两个元件串联构成的支路，其余4个都是由单个元件构成的支路。②节点：电路中条及以上条支路的连接点称为节点。如上图中、、、都是节点。③回路：电路中的任一闭合路径称为回路。如上图中、、、、等都是回路。④网孔：回路内部不包含其它任何支路，这样的回路称为网孔。如上图中的回路、、都是网孔。因此，网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。第二节电路中的主要的物理量及参考方向电路中的主要物理量：电流、电压和电功率。一、电流及其参考方向1、电流的大小电流的定义：

6、在单位时间内通过导体横截面的电荷量。衡量电流大小的物理量叫电流强度（简称电流），用符号表示。则：式中，为时间内通过导线某一横截面的电荷量。电流的基本单位是安培（简称安），用符号表示。当电流很大或很小时，常用单位为千安或毫安、微安来表示。它们之间的换算关系为：；；第15页共16页2、电流的方向电流是一个有大小和方向的基本物理量，当大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，简称直流电流，用大写字母表示，则：3、电流的参考方向在简单电路中，可以直接判断电流的方向，如图所示。但在如图所示的较为复杂的电路

7、中，流过电阻上电流的实际方向有时难以判定。为了方便对电路进行分析和计算，有必要先假设一个电流流动的方向，这个假设的方向叫电流的参考方向。4、几点注意问题①参考方向一但设定，不得随意更改。②电流是一个有大小和方向的基本物理量，只有在选定了参考方向以后，讨论电流的正、负才具有实际意义。③电流的实际方向体现在计算结果中，当电流的参考方向与实际方向相同时，电流为正值；若电流的参考方向与实际方向相反，则电流为负值。④电流的参考方向一般有如图所示的几种表示方法。其中，表示电流的参考方向是由点指向点。⑤测量电流

8、时，必须将电流表串联在被测电路中。二、电压的大小和极性1、电压电压又叫电位差，是衡量电场力做功能力大小的物理量。其定义为：将单位正电荷从电路中的点移到点时，电场力所做的功为，则与的比值就称为，两点之间的电压，用符号表示，第15页共16页式中，为电场力把正电荷从电路中点移到点时所做的功。并规定：电压的方向为电场力做功使正电荷移动的方向。电压的基本单位是伏特（简称伏），用符号表示。当电压很大或很小时，常用单位为千伏或毫伏、微伏来表示。它们之间的换算关系为：；；2、电压的方向大小和方向都