电路第1章电路的基本定律

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1、第1章电路的基本概念及基本定律（时间：4次课，8学时）第1章电路的基本概念及其基本定律1.1电路及其组成1.2电路的基本物理量和参考方向1.3电气设备的额定值及电路的工作状态1.4电路的基本定律1.5电路中电位的计算1.6电源1.1电路及其组成1.1.1电路及其组成1.1.2电路的功能1.1.1电路及其组成基本概念：电路：有电流通过的路径。图1.1电路的组成电源：供给电路电能的设备。它把其他形式的能量转换成电能，如发电机把机械能转换为电能。负载：各种用电设备。它是将电能转换成其他形式能量的装置，如电灯把电能转换为光能和热能。中间环节：连接电源和负载的部分。最简单的中间环节就是导线和开关

2、，起到传输和分配电能或对电信号进行传递和处理的作用。电路一般由三部分组成：1.1.2电路的功能按工作任务划分，电路功能有两类。能量的转换、传输和分配．如供电电路用发电机将其他形式的能量转换成电能，再通过变压器和输电线送到负载，将电能转换成其他形式的能量．信号的处理．如电话机、电视机、收音机等。将声音或图像信号转换成电信号经各种处理后，送到负载，负载再将电信号转换成声音或图像信号。图1.2电路的功能基本概念：理想的电路元件是具有某种确定的电或磁性质的假想元件。用理想电路元件构成的电路叫电路模型．用特定的符号代表元件连接成的图形叫电路图．图1.3理想电路元件的符号图1.4电路图1.2电路的

3、基本物理量和参考方向1.2.1电路的基本物理量和参考方向1.2.2元件的伏安关系1.2.1电路的基本物理量和参考方向1、电流和电流的参考方向：基本概念：电荷的定向移动形成电流。规定正电荷的运动方向为电流的方向．表征电流强弱的物理量叫电流强度，简称电流。电流在数值上等于单位时间内通过导体横截面的电荷量．电流的大小和方向均不随时间变化而变化，这种电流称为直流电流。直流电流通常用大写字母　表示．随时间变化的电流一般用小写字母表示。电流的单位为安培（A）。也有KA、mA、uA。电流的参考方向:电路中的电流应该既有电流的大小又要有其方向。电流的参考方向是任意设定的.计算结果为正值，则表示电流的实

4、际方向与参考方向一致；若电流为负值，则表示实际方向与参考方向相反。图1.6电流的实际方向和参考方向的联系２、电压和电压的参考方向:基本概念：把单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功定义为a、b两点间的电压。电场力将单位正电荷从电场内的a点移动至无限远处所做的功，被称为a点的电位。电源力不断克服电场力，使正电荷由负极b移向正极a。电源力对电荷做功的能力用物理量电动势来衡量。电压、电位、电动势的单位均为伏特（V）。电压的参考方向：电压方向规定为由高电位指向低电位，即电位降方向。在电路分析中也可选取电压的参考方向，电压和电流参考方向的选择是独立无关的，但为了方便分析问题，常常把两者的参考方

5、向选择为一致，即选取成关联参考方向。若计算所得电压为正值，实际方向与参考方向一致；反之，则相反。电动势的方向：电动势的方向规定为由低电位指向高电位，即电位升方向，其单位也为V(伏[特])。图1.8电压参考方向的表示法３、电功率电路中，单位时间内电路元件的能量变化用功率表示。元件类型判别：当　、　参考方向一致时，　　　　　　　　　　该元件是负载；当　、　参考方向相反时，　　　　　　　　　　该元件是电源。电能　　　　，单位为Ｊ（焦耳）．也可以用W·s或kW·h作单位.解：电路应遵守能量守恒定律，即由题意可知，元件1发出功率205W，元件2、4、5共吸收功率135W，则元件3吸收功率70W。

6、例1图1.9示电路是5个元件组成的电路，关联方向下，如果，，，，计算元件3是吸收或发出的功率。图1.9例1-1图1.2.2元件的伏安关系1、电阻元件金属导体的电阻：导体的电阻值R与导体的长度l成正比，与导体的横截面积s成反比，并与导体材料的性质有关。电阻率是单位长度单位截面积时导体的电阻值。越大，物质的导电能力就越差。另外，金属导体的电阻率还受温度的影响，一般的金属导体，温度越高，电阻率越大。例1-2一台电动机的线圈由直径为1.13mm的漆包铜线绕成，测得在20℃时电阻为1.64，求共用了多长的导线？解：电阻的伏安关系：图1.10电阻元件的伏安关系关联参考方向非关联参考方向2、电感元件

7、电感系数：在图1.8参考方向下线性电感元件的磁链与电流i成正比，比例系数称为电感系数L。即式中，电感系数L的单位为H(亨[利])；磁链和磁通的单位均为Wb(韦[伯])。图1.12线性电感元件电感元件的伏安关系:即电感两端电压与通过电流的变化率成正比。3、电容元件平板电容器的电容量：式中，为两极板正对面积，为两平行极板间距离，为电介质的介电常数。图1.13平板电容器电容元件的伏安关系：即通过电容的电流与电容两端电压的变化率成正比。图1.14线性电