电路的基本概念和基本定律(1-2)

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1、电工技术一、电能的应用电能应用在工业、农业及国民经济各部门，在日常生活中也是不可缺少的。绪论1.电能的优越性（1）便于转换（2）便于传输（3）便于控制2.不足之处难于储存二、课程的目的和学习方法目的—获得电的基本理论知识，为今后的学习和工程技术研究打下基础。方法—掌握好物理概念（多看参考书）；多做习题。第1章电路的基本概念与基本定律1-1电路的作用与组成部分电路—电流流经的闭合路径（由电工设备和元件组成）。一.电路的组成—•电源（信号源）•中间环节•负载二.电路的作用—传输和转换电能；传递和处理信号。电源：将

2、非电能转换成电能的装置(干电池,蓄电池,发电机)或信号源。中间环结：把电源与负载连接起来的部分(连接导线,开关)负载：将电能转换成非电能的用电设备(电灯,电炉,电动机)一.电路的组成：电池灯泡EIRU+_负载电源电路的组成二.电路的作用1.电能传输和转换发电机升压变压器降压变压器电灯电炉热能,水能,核能转电能传输分配电能电能转换为光能,热能和机械能2.信号的传递和处理放大器话筒扬声器将语音转换为电信号(信号源)信号转换、放大、信号处理(中间环节)接受转换信号的设备(负载)将实际元件理想化，由理想化的电路元件组

3、成的电路。EIRU+_例如：理想化导线理想化元件今后我们分析的都是电路模型，简称电路。1-2电路的模型理想化电源电路模型:由理想元件组成的电路.（一）理想无源元件(线性元件)1.电阻:电路中消耗电能的理想元件2.电容:电路中储存电场能的理想元件3.电感:电路中储存磁场能的理想元件线性电路:由线性元件和电源元件组成的电路.（二）理想电源元件1.理想电压源恒压源2.理想电流源恒流源电路分析—在已知电路结构与元件参数情况下研究电路激励与响应之间的关系。激励—推动电路工作的电源的电压或电流。响应—由于电源或信号源的激

4、励作用，在电路中产生的电压与电流。1-3电压和电流的参考方向I=0+_RUESU0R0ba电路中的箭头方向为电压与电动势和电流的参考方向.电路中物理量的正方向(参考方向)物理量的正方向：实际正方向假设正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，为了解题方便，对物理量任意假设的参考方向。物理量的实际正方向一、电流电流方向—正电荷运动的方向（实际方向）。电流参考方向—任选一方向为电流正方向。正值负值Iab=-Iba例：IIaabb二、电压电压方向—由高电位端指向低电位端（实际

5、方向）。电压参考方向—任选一方向位为电压正方向。电压表示方法：U+-UabUabUab=-Uba关联正方向：UI关联正方向UI非关联正方向三、电动势电动势的方向—电位升高的方向（实际方向）。电动势的参考方向—任选一方向为电动势的正方向。电动势的表示方法：a.箭头b.正负号c.双下标电动势和电压的关系：EU电压与电动势规定正方向相反时E=UEU电压与电动势规定正方向相同时E=-U由以上关系可以看出：电压源可由一个大小相等，方向相反的外加电压表示。例：EUU(U=E)电路分析中的假设正方向（参考方向）问题的提出：

6、在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式并计算；例已知：E=2V,R=1Ω求：当Uab分别为3V和1V时，IR=?EIRRURabUab解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：(3)数值计算（实

7、际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）EIRRURabUab(4)为了避免列方程时出错，习惯上把I与U的方向按相同方向假设(关联正方向）。(1)方程式U/I=R仅适用于假设正方向一致的情况。(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.提示IRURab假设:与的方向一致例假设:与的方向相反IRURab关联正方向非关联

8、正方向1-4欧姆定律U和I为关联正方向时：U和I为非关联正方向时：线性电阻：遵循欧姆定律的电阻，其阻值的大小和电流电压无关。RUI注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。RUIRUI例：广义欧姆定律(支路中含有电动势时的欧姆定律)当Uab>E时，I>0表明方向与图中假设方向一致当Uab