[工学]电路教案第1章电路模型和电路定理

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1、重点：1.电压、电流的参考方向2.电阻元件和电源元件的特性3.基尔霍夫定律1.1电路和电路模型1.实际电路由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。功能：a能量的传输、分配与转换；b信息的传递、控制与处理。共性：建立在同一电路理论基础上。2.电路模型电路模型：反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。理想电路元件：有某种确定的电磁性能的理想元件。5种基本的理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。注意：1.5种基本理想电路

2、元件有三个特征：（a）只有两个端子；（b）可以用电压或电流按数学方式描述；（c）不能被分解为其他元件。2.具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一电路模型表示；3.同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。101.2电流和电压的参考方向电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。1.电流的参考方向电流：带电粒子有规则的定向运动电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位：A（安培）、kA、mA、mA。方向：规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。元件(导线)中电流流动

3、的实际方向只有两种可能:与假设方向相同、与假设方向相反。（作图示意）对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。参考方向：任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。表明（将电流量看成）：电流(代数量)，大小、方向(正负）电流参考方向的两种表示：l用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。l用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A指向B。2.电压的参考方向电位j：单位正电荷q从电路中一点移至参考点（j＝0）时电场力做功的大小。电压U：单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小。实际电压方向：电位真正降低的方向。单位：V(伏)、kV、

4、mV、mV例：已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J，①若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、Ubc;②若以c点为参考点，再求以上各值。解：1.，，，2.，，10，结论：电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。电压(降)的参考方向：假设高电位指向低电位的方向。（阐述同电流）电压参考方向的三种表示方式：用箭头表示、用正负极性

5、表示、用双下标UAB表示3.关联参考方向元件或支路的u，i采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。(作图示意)例：电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？答：A：电压、电流参考方向非关联；B：电压、电流参考方向关联。注意：分析电路前必须选定电压和电流的参考方向参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号)，在计算过程中不得任意改变参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。1.3电功率和能量1.电功率单位时间内电场力所做的功。定义：。由此可推得：功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)；能量的

6、单位：J(焦)(Joule，焦耳)2.电路吸收或发出功率的判断lu,i取关联参考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(实际吸收)P<0吸收负功率(实际发出)lu,i取非关联参考方向P=ui表示元件发出的功率P>0发出正功率(实际发出)P<0发出负功率(实际吸收)10例：求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V，U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V，I1=2A,I2=1A,，I3=-1A解：注意：对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率1.4电路元件1.电路元件——电路中最基本的组成单元。5种基本的理想电路元件：电阻

7、元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。（含受控源）注意：如果表征元件端子特性的数学关系式是线性关系，该元件称为线性元件，否则称为非线性元件。2.集总参数电路——由集总元件构成的电路。集总元件：假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。集总条件：注意：集总参数电路中u、i可以是时间的函数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流入两端元件一个端子的电流等于从另一端子