电路的基本知识

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1、第1章电路的基本知识1.2电路分析中的若干规定1.3电阻、电感和电容1.4电压源和电流源1.5基尔霍夫定律1.6电路中电位的计算1.1电路及其模型1.1电路及其模型1.电路的组成与功能电路就是电流流通的路径，它是由一些元件或设备组成的，是能够传输电能、转换电能或者能够采集电信号、传递和处理电信号的有机整体。图1-1荧光灯电路图系统是由若干互相关联的单元或设备组成，并用来达到某种目的的有机整体。图1-1、图1-2所示的电路可视为系统。图1-2半导体收音机电路的框图图1-3用电桥构成的温度检测系统图1-4系统的框图表示对一

2、个电气系统而言，电源（或信号源）的作用称为激励，由激励引起的结果（如某个元件上的电流、电压）称之为响应。2.电路模型+-US+-IS电阻图1-5电路的基本模型电感电容电压源电流源电路模型是将实际电路中的各种元件按其主要物理性质分别用一些理想电路元件来表示时所构成的电路图。理想电路元件是指只进行某一种能量转换的元件。1.2电路分析中的若干规定1.关于电路参数及变量的文字符号电路的参数影响电路响应的电路结构因素大写斜体字母R、L、C电路分析中的变量恒定直流量大写斜体字母U、I、P时变量小写斜体字母u、i、p数学模型电路参数

3、与变量组成的代数方程或微分方程大写或小写U=RIu=Ri单位单字母大写正体字母A、V复合字母第一字母大写，后续字母小写Hz、Wb2.电流、电压的参考方向a)b)图1-6U、I、E的实际方向与参考方向图图1-6a)中电流、电压、电动势的方向可根据物理学中的定义直接标出。而在图1-6b)中则不能确定电流是否从电源的正极流出，必须做具体的计算。基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、

4、V、mV、μV实际方向：物理学中定义的电流、电压方向。参考方向：人为假设的电流、电压方向。电流：Ubd双下标电压：Ibd双下标箭标bdRI5正负极性+–bdU5(a)参考方向的表示方法(b)参考方向与实际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。若I=-5A，则电流从b流向a；例：abRIabRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。(c)关联参考方向关联参考方向：电流、电压参考方向一致U、I参考

5、方向相同U、I参考方向相反RU+–IRU+–IU=IRU=–IR关联参考方向非关联参考方向通常取U、I参考方向相同。解：对图(a)有,U=IR例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。对图(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2AU、I参考方向不同，（非关联参考方向）P=-UI，p=-ui；3.功率计算的规范化方法U、I参考方向相同，（关联参考方向）P=UI（平均功率），p=ui（瞬时功率）；1).元件功率计算表达式2).电源和负载的判别a）按上式计算，P0，负载；P0，电源。b）

6、根据U、I的实际方向判别电流从元件实际“+”极流入，负载；电流从元件实际“+”极流出，电源；解：（1）选定各电流、电压参考方向标于图中,则例1：已知蓄电池充电电路如图所示，Us=20V，求当蓄电池端电压U2=12V时的充电电流I和各元件功率，设电阻R=2。I（2）由图可知，电压源Us与电流I为非关联参考方向，其余元件为关联参考方向。电源功率Ps=-UsI=-20V×4A=-80W(<0电源)蓄电池功率P2=U2I=12V×4A=48W(>0负载)电阻功率PR=URI=8V×4A=32W(>0负载)例2：电路如图所示，

7、U1=14V，I1=2A，U2=10V，I2=1A，U3=-4V，I4=-1A，求各方框电路中的功率，并说明是吸收功率还是发出功率。U1I11234I4I2U2U3解：各方框电路的功率为：功率平衡方框1发出功率，其余吸收功率1.3电阻、电感和电容伏-安特性：u=Ri（u，i关联）iuRiuui线性电阻非线性电阻电路符号伏-安特性曲线：1.电阻元件无源电路元件单位：（欧）（Ohm，欧姆）当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法：符号TGMkcmnp中文太吉兆千厘毫微纳皮数量10

8、1210910610310–210–310–610–910–12功率关系:说明电阻总是吸收功率，是负载，是耗能元件即时性：电压电流都可以发生跃变额定值：表示电气设备正常工作条件和工作能力的值额定状态：实际值＝额定值。不要过载或欠载itOt0utOt0电路符号uiL电感L的定义：单位电流产生的磁链即为自感系数，简称自感或电感单位为H