[理学]1电路模型和电路定律1

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1、第一章电路模型和电路定律电路和电路模型电流和电压的参考方向电功率和能量电路元件电阻元件电压源和电流源受控电源基尔霍夫定律7/24/20211§1-1电路和电路模型一、基本概念（BASICCONCEPTS）电路：Anelectriccircuitisaninterconnectionofelectricalelements.组成电路的部件：(component)电源(Activeelements)——产生电信号。负载(Passiveelements)——用电设备。激励：电源源(信号源)响应：由激励在电

2、路中产生的电压、电流电路的作用：能量（信号）的转换、传输、分配。7/24/20212二、理想电路元件和电路模型(Idealcircuitelements、circuitmodel)1.(集总)理想电路元件(Idealcircuitelements）定义出来的具有单一的电磁性质和确切的数学模型的理想电路元件。简称——元件。7/24/202132.几种理想电路元件理想元件（Idealload）电阻元件（Resistors）电感元件（Inductors）电容元件（Capacitors）理想电源（Ideal

3、independentsource）独立电压源IdealVoltageSource独立电流源IdealCurrentSource7/24/20214电路元件实际电路中的应用-17/24/20215电路元件实际电路中的应用-27/24/202165.电路模型在一定的工作条件下,按不同的精度要求，用理想电路元件或它们的组合来模拟实际电路器件的主要电磁性能。从而得到实际电路的电路模型。举例——手电筒电路的电路模型：实际电路＋－USR0RL模型一＋－USRL模型二7/24/20217§1-2电流和电压的参考

4、方向1.电流Current电路中常见的电流形式有：直流电流：directcurrent(DC)交流电流：alternativecurrent(AC)Andre-MarieAmpere安培(1775-1836)7/24/20218电流的参考方向电流的实际方向：规定为正电荷移动的方向。电流实际方向用虚线箭头标出。＋－USR1R2R3R4ii1i3i2i4电流方向电流的参考方向：人为选定的一个方向。用实线箭头或双下标表示。R5ab如图中R5支路的电流参考方向选择为由a流向b,也可记为：iab(iab=i5

5、)i57/24/20219引入参考方向后，电流成为代数量。ab(a)i>0ab(b)i<0小结：引入参考方向后，电流绝对值反映了实际量的大小符号反映了实际方向与假定方向的关系参考方向实际方向ii7/24/2021102.电压VoltageofPotentialAlessandroAntonioVolta伏特(1745-1827)电压的实际方向推动正电荷运动的方向电压的参考方向人为假设的一个方向。用实线箭头或双下标或正负极号表示。7/24/202111电流电压参考方向的关联与非关联在同一段电路上，其电

6、流和电压的参考方向如果相同——关联参考方向如果相反——非关联参考方向ab(a)关联参考方向uabiab(b)非关联参考方向uabi7/24/202112§1-3电功率和能量本节介绍电路的复合物理量：电功率、电能量。1.电功率Power---反映了元件做功能力的强弱一般电路中：P=UI直流电路中：JamesWatt瓦特(1736～1819)7/24/2021132.元件吸收与释放功率的判定(a)u,i实际方向相同—元件A消耗电能、吸收（电）功率。(b)u,i实际方向相反—元件A产生电能、发出（电）功率

7、。Au＋○＋q＋－Au＋○＋q＋－7/24/202114在参考方向之下，功率性质的判定。<1>关联参考方向abuiP=ui＞0，吸收功率＜0，发出功率<2>非关联参考方向abuiP=ui计算后，u＞0，i＞0，p>0，说明参考方向与实际方向一直，发出功率计算后，u<0，i<0，p>0，说明参考方向与实际方向一直，吸收功率7/24/202115abAu1＋－3.电能：功率的积分值单位：焦耳（J）JamesPrescortJoule焦耳（1818～1889）如：已知图中电流为2A,方向由a指向b（实际方

8、向），电压u1=1V。求元件A的功率及其性质。i1解：设电流的编号及参考方向如图i1=2A7/24/202116例2：已知图中电压u2=-1V,元件B发出的功率为4W。求其电流。解：设电流的编号及参考方向如图。abBu2＋－i2负号代表图中电流的实际方向由b向a7/24/202117练习∶功率的计算一、计算下面支路的功率、并说明性质。＋AuA－iAuA=1V,iA=-1A＋BuB－iBuB=1V,iB=1A元件A:∵u、i为关联参考方向∴吸收功率PA=uAiA=-1