电工电子技术电子教案 第章 电路的基本概念与基本定律

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1、电工电子技术电子教案第1章电路的基本概念与基本定律第1章电路的基本概念与基本定律教学目的：1．了解电路模型及理想电路元件的意义；2．理解电压与电流参考方向的意义；3．掌握电路的基本定律并能正确应用；4．了解电源的三种状态，理解电功率和额定值的意义；5．掌握分析与计算电路中各点电位的方法。教学重点：1．关联方向与非关联方向；2．电位的计算；3．基尔霍夫定律教学难点：1．使用关联方向，判定电源与负载；2．基尔霍夫电压方程的列写；教学课时：4课时1.1电路与电路模型1．电路的定义电路：电路是由若干电气设备或元器件，按一定方式用导线连

2、接而成的电流通路，通常由电源、负载及中间环节三个部分组成。2．电路的作用（1）实现电能的传输、分配与转换（2）实现信号的传递与处理3．电路的组成部分电源（或信号源）：在电路中提供电能的器件。负载：将电能转换成光能、热能等非电能，使用电能的设备中间环节：开关、导线。4．理想电路元器件及电路模型为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。手电筒电路模型电池：电源元件，其参数为电动势US；灯泡：主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，

3、其参数为电阻RL；开关：用来控制电路的通断。在本书中分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。下表是常用理想元件及符号1.2电路的基本物理量1.电流：电流是一种物理现象，它表示带电粒子定向移动的强弱。电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。用公式表示为：?qi?t???t式中，?t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，?q电量的国际单位制为库仑(C)。电流(t)的国际单位制为安培(A)。常用的电流单位还有毫安mA、微安?A、千安kA等，它们与安培的换算关

4、系为：1mA=10-3A；1?A=10-6A；1kA=103A电流的方向：正电荷的运动方向电流强度：单位时间内通过道题横截面的电荷量大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。扩展内容：电荷的定向移动形成电流。不同物质在导电时，参与形成电流的带电粒子是不同的。例如，金属导体中自由电子的定向移动、电能液中正负离子沿着相反方向的移动等，都形成电流。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。在电解液中电流的方向与正离子移动的方向相同，与负离子移动的方向相反。在实际计算电路时，如果无法

5、确定电路中电流的真实方向，常常需要先假定一个电流方向，这个方向叫做参考方向。如果计算的结果电流为正值，那么说明电流的真实方向与参考方向一致；如果计算的结果电流为负值，那么说明电流的真实方向与参考方向相反。若不规定电流的参考方向，电流的正负号是没有意义的。2.电压：电压大小：等于电场力将单位正电荷从电路中A点移动到B点所做的功电压的方向：电场力做功使正电荷移动的方向（从高电位指向低点位）补充：(1)文字符号的规定：①电路参数的文字符号用大写斜体字表示，如电阻R；②电路变量的文字符号：直流量：用大写斜体字表示如电压U、电流I；瞬时

6、量和时变量：用小写斜体字母表示，如电压u、电流i；③单位的文字符号：用国际通用的文字符号表示。单字母的单位用大写正体字母表示，如V、A等；复合字母表示的单位，第一个字母正体大写，以后的字母正体小写，如Hz、Wb等。3.关联方向和非关联方向1)参考方向：在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。2)关联参考方向：负载—U、I参考方向相同；电源—I参考方向与E方向相同。3)实际方向与参考方向的关系：实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。U、I参考方向相同时，U=RIU、I参

7、考方向相反时，U=–RI需要注意的是：①式前的正负号由U、I参考方向的关系确定；②U、I值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。为了方便计算，通常取U、I参考方向相同，即关联参考方向。4.电功率与电能功率：单位时间内电场力所做的功为描述电流做功的快慢程度，引入电功率这个物理量。电流在单位时间由所做的功叫做电功率。P=±UI关联方向取+号，非关联方向取-号当P>0时，元件吸收功率，视为负载当P<0时，元件释放功率，视为电源1.3电压源与电流源理想电压源简称电压源，其端电压恒定不变或者按照某一固有的函数规律随时

8、间变化。实际电压源可以用理想电压源与一个电阻串联的电路模型。U=US–rI、其中：r为内阻，r的阻值越接近0，U越接近US，越近似于理想电压源。理想电流源，其输出电流恒定不变或者按照某一固有的函数规律随时间变化，与其端电压无关。实际电流源可看做一个理想电流源与一个内阻的并联。