CH01 电路的基本概念与基本定律ppt课件.ppt

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1、河北工业大学电工学教研室第1章电路的基本概念与基本定律基本要求了解电路模型及理想电路元件的意义；理解电压、电流的参考方向的意义；理解电路基本定律并能正确应用；了解电路的有载工作状态、开路、短路状态；理解额定值及电功率的意义；理解电位的概念及其计算。1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型※1.3电压和电流的参考方向※1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路※1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算目录1.1电路的作用与组成部分电路—若干电气设备或元件按照一定方式组合起来的电流的通路。1.1电路的作用与

2、组成部分电路的组成（1）电源（2）负载（3）中间环节电路的作用（1）能量的传输和转换（2）信号的传递和处理（3）测量电量（4）存储信息能量的传输和转换电力系统电路示意图发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉…输电线电源负载中间环节信号的传递和处理中间环节负载扩音机电路示意图信号源放大器几个概念激励电路分析与电路综合激励与响应电路结构元件参数响应激励与响应的关系电路分析电路综合—电源或电信号的电压或电流。—由激励在电路各部分产生的电压或电流。电路元件的理想化在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它

3、近似地看作理想电路元件。为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化）。1.2电路模型电流、电压电荷、磁通电路与电路模型UISE＋－R0R导线开关电池灯泡常用理想元件符号电阻元件电容元件电感元件电流源电压源IS-+USLCR为什么要规定电压和电流的参考方向？参考方向是在分析计算时人为规定的方向。1.3电压和电流的参考方向规定参考方向的必要性和任意性概念:电荷有规则的定向运动。方向:正电荷移动的方向。abSIabi=dq/dtI=q/t(DC)电流电路的基本物理量大小:单

4、位时间通过导体横截面的电荷量。单位:安培(A)毫安(mA)微安(A)电流的实际方向习惯上规定正电荷的运动方向(或负电荷运动的相反方向)为电流的正方向。电流的正方向是客观存在！在分析问题前，有时无法预知电流的实际方向；而交流电路的电流方向又时刻发生变化，也无法指定其电流方向。电流的参考方向在分析电路时，一般先选定某一方向作为电流的正方向——称为参考方向。当所选电流正方向与实际电流正方向一致时，所得电流的数值为正，反之为负。参考方向实际方向i>0i<0i电压概念：电荷在导体中作定向运动时，一定要受到力的作用。如果这

5、个力源是电场，则电荷运动就要消耗电场能量，或者说电场力对电荷作了功。为衡量电场力对电荷作功的能力，引入一新的物理量——电压。大小：a、b两点间电压Uab在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b点所作的功。也就是单位正电荷在移动过程中所失去的电能。单位：伏特(V)千伏(kV)毫伏(mV)电路的基本物理量实际方向：由高电位指向低电位，即电位降的方向。电压的实际方向与参考方向Uab+－ab在分析电路之前，可以任意选择某一方向为电压的参考方向。当实际电压方向与参考方向一致时，电压值为正，反之为负。参考方向的表示方法（三

6、种）：如图电压和电流为关联参考方向如果指定的通过元件的电流的参考方向是从标有电压“+”极性一端指向电压“-”极性一端，则称电流和电压参考方向一致，即关联。关联参考方向IU+-ababIU-+电动势正电荷从高电位a向低电位b移动，a端的正电荷逐渐减少会使其电位逐渐降低。为维持导体中的电流能够连续不断地流过，且应使得导体a、b两端的电压不致丧失，就要将b端的正电荷移至a端。但电场力的作用方向恰好与此相反，因此就必须要有另一种力去克服电场而使b端的正电荷移至a端。电源中必具有这种力——电源力。IEabUab+_ab电源

7、力电路的基本物理量电动势大小：电源电动势Eab的数值等于电源力把单位正电荷从电源的低电位b端经电源内部移到电源高电位a端所作的功，也就是单位正电荷从电源低电位端移到高电位端所获得的能量。方向：电动势的实际方向是由电源低电位端指向电源高电位端，即电位升。单位：与电压的单位相同:伏特(V)标量性：电动势、电压和电流都是标量。+R0U=2.8VU=-2.8VI=0.28AI=-0.28A如图所示E=3V电动势为E=3V方向由负极“-”指向正极“+”电压为U=2.8V由指向电流为I=0.28A由流向其参考方向为关

8、联方向。U与I的参考方向选择亦为关联方向的定义方式。e.g.1.1电流、电动势、电压的实际方向物理量单位实际方向电流IA、kA、mA、μA正电荷移动的方向电动势EV、kV、mV、μV电源驱动正电荷的方向，即电位升电压UV、kV、mV、μV电位降低的方向在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，如何解决？(1)在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；(3)根据计算