第一章 电路的基本概念和定律1

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1、火电厂水电厂核电厂风力发电厂太阳能发电厂潮汐发电厂地热发电厂沼气发电厂垃圾发电厂电路理论基础是电类专业本科生接触的首门技术基础课，电路理论是电类各专业共同的理论基础。通过本课程的学习，掌握电路的基本理论知识、分析计算的基本方法和初步的实验技能,为学习后续有关课程准备必要的电路知识,为进一步学习有关专业课程和日后从事电气工程工作打下基础。电路理论基础是一种能量（energy）形式.应用在工农业生产、科研、军事、交通等领域。一、电（electric）:电能的特点:（1）便于与其它形式的能量相互转换；煤水核风太阳能潮汐沼气垃圾（2）便于传输，经济、方便、迅速；有线无线（3）便于

2、控制，通过具体电路实现。地热二、实际电路电设备构成整体，实现电能的转换、传输或控制，完成能量传输和信号处理任务。例如：（1）电力系统：实现电能的生产、传输、分配与消费。（2）通讯系统：实现电信号的传输、处理和再现。（3）航空电源中各种变换器:AC-DCDC-ACAC-DC-AC（4）计算机主板电路：CPU、接口、总线三、电路理论：复杂电路和简单电路遵循着相同的运动规律，具有基本的共性，电路理论就是研究电路本质、内在的基本规律的学科。四、电路理论基础课程要求（1）基本概念（2）基本定理、定律（3）基本分析方法五、电路理论基础考核方法六、参考文献（1）作业15％（2）抽查测验

3、15％（3）期末考试70％《电路学习指导与习题精解》（4）基本应用第一章电路的基本概念和定律第一节电路(ElectricCircuit)和电路模型(ElectricModel)实际电路是由若干电气器件(Electricdevices)按照一定的方式相互联系而成的整体。实际电路的功能：实现电能（力）的传输与分配；实现电信号的传输和处理。电路元件是电路中某一物理现象集中在一个元件中发生的集总参数(LumpedParamertes)元件。电路模型是由理想电路元件(ElectricElement）相互连接而成，是对实际电路的抽象。第二节电路中基本电气量及特性电流(Current)

4、：单位时间内通过元件的电荷数。电流的实际方向：正电荷移动的方向。电流的参考方向：为指定的方向。电流参考方向，借助电流的代数表达式，才能说明电流的实际方向。电压(Voltage)：电埸力移动单位正电荷所作的功.电压的实际方向：高电位指向低电位。电压的参考方向：为指定的方向。电压参考方向，借助电压的代数表达式，才能说明电压的实际方向。元件ab某一段电路或某一个元件，电流从标以电压“+”极性端流入，从标以“－”极性端流出，电压的参考方向与电流的参考方向一致，称为关联参考方向。关联参考方向电功率(Electric-Power)：电场力做功的速率,也称瞬时功率。若u,i为关联参考方

5、向P吸﹥0,P发﹤0表示元件吸收功率P吸﹤0,P发﹥0表示元件发出功率若u,i为非关联参考方向P吸﹤0,P发﹥0表示元件发出功率P吸﹥0,P发﹤0表示元件吸收功率4.电能量(Electric-Energe)：电功率的积分。关联参考方向下，电路元件在t0到t的时间内吸收的能量为：例：已知u=－30V，i=5mA,求该元件的功率。解：u，i为非关联参考方向第三节电路中基本电气元件一、电阻元件(Resistor)1、定义：载流导体或半导体会因发热而消耗电能，可将其抽象为电阻元件。2、VAR：任一时刻的电压和电流的关系为伏安关系，由u-i平面的一条曲线确定，称作伏安特性曲线。线

6、性电阻：VAR为过原点的一条直线。非线性电阻：VAR特性为u-i平面上的一条曲线。时不变电阻：VAR特性与时间无关。时变电阻：VAR特性与时间有关。线性时不变电阻是我们学习的重点，简称电阻，符号为R，其即表示电阻元件，又表示元件的参数。3、线性电阻的性质：1）欧姆定律：u、i为关联参考方向时，R=0(有i无u)→短路(SC)R→∞(有u无i)→开路(OC)2）电功率：u、i关联参考方向，电阻吸收的功率电阻始终吸能、发热(光)散失，∴R为耗能元件3）电能量：(t0,t)内R所消耗的电能为：u=Ri，i=Gu例题1-1求图示电路中的u、R、i解：据电压、电流的参考方向，由欧姆

7、定律得(1)(2)(3)(4)i=1A10+u－ab(1)i=1AR+u=-10V－ab(2)i2+u=6cost－ab(3)i=-4AG=2s+u－ab(4)解(1)(2)例题1-2（1）图中的电流均为2A,且由a流向b,求两元件吸收或产生的功率。（2）若元件产生的功率为4W，求电流I=?R+U1=1V－ab(a)I=?R－U2=－1V+ab(b)二、电容元件(Capacitor)电容器由两块金属极板隔着介质(空气、云母、电介质）组成。两极板上±q相互吸引而不能中和，留下了电场(及电场能量)。故电容器能够储存电场能量。