电工学A1教案第1章

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1、第一章电路的基本概念与基本定律电的应用是通过电路实现的，因此我们首先要对电路及其规律有一个基本的认识。电路理论是电工学的理论基础，着重研究电路的基木规律及其分析方法，要学好这门课，必须把电路的呈础理论学好。§1.1电路的作用与组成部分一.电路定义：电路是电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。二.电路的作用电路的作用主要有两个，一是实现电能的传输、分配与转换，二是实现信号的传递与处理。三.电路的组成无论简单的电路还是复杂的电路，必须具有电源、负载和中间环节。电源是将其它形式的能量转换

2、为电能的装置。负载是将电能转换为其它形式能量的装置。中间环节是连接电源和负载的部分。1.实现电能的传输、分配与转换电路一电力系统电力系统的组成如下图所示，包括电源、负载和中间环节三部分:升压输电线降压变压器变压器电灯电动机电炉英中发电机是电源，将其他形式的能量转换成电能；电灯、电炉和电动机等是负载，将电能转换成其他形式的能量；变压器和输电线是屮间环节，川于传输和分配电能。2.实现信号的传递与处理电路一扩咅机扩音机的组成如下图所示，包括信号源、负载和信号处理（在这电起放人作用）三部分:话筒放大器扬声器其屮话筒是信号

3、源，把声音信号转换成电信号，经由放大器放大后推动扬声器发音，所以扬声器是负载。电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。所谓电路分析，就是在已知电路的结构和元件参数的条件卜-，讨论电路的激励与响应之间的关系。§1.2电路模型实际电路都是由一些起不同作用的实际电路元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、晶体筲以及各种电阻器和电容器等，它们的电磁性质较为复杂，直接对具进行分析实际上是很困难的。因此，为了便于川数学方法分析电路，一般要将实际电路模型化，川足以反映其电磁

4、性质的理想电路元件或其组合來模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型，它是対实际电路电磁性质的科学抽象和概括。想电路元件是在一定的条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要性质而得到的理想元件。由这些理想电路元件组成的电路，就是实际电路的电路模型。今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。下面以手电筒电路为例介绍电路模型的概念。手电筒实际上由电池、灯泡、开关和筒体组成。如果将电池川理想的电源元件代替，其参数为电动势E和内阻&)；灯泡主要具有消耗电能的性质,视为

5、电阻元件，其参数为电阻心筒体用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体；开关用来控制电路的通断；则电路模熨如图所示：§13电压和电流的参考方向在高中物理或大学物理中学过的一些电量，我们要重新认识他们。1.电流：1).形成：电荷的定向移动形成电流.dqi=——dt化的电流/DC2).方向：正电荷定向移动的方向1.)人小：单位时间内通过导体横截面的电荷量4)•分类:直流/恒定电流：大小和方向都不随时间变变动电流：大小或方向随时间变化的电流交流：大小和方向随时间周期性变化,且在一个周期内平均值为零的电流

6、/AC5).单位：uAmAA2.电压1).定义:2)方向:电场中AB两点的电压在数值上为电场力把电位止电荷山A点移动到B点所做的功dw正电荷在电场力作川3).单位：KVVmV4).电位：电场中选定一点作参考点,则电场屮其它点到参考点的电压叫做该点相对于参考点的电位5）.电压与电位的联系与区别：联系：两点的电床等于两点的电位差区别:a.电压是指两点而言的，而电位可指某一点b.电路中两点的电压的数值是绝对的，而电位的数值是相对的，是相对于参考点的6）.电压的方向：由高电位T低电位二.电路基本物理量的实际方向物理学中规

7、定止电荷运动的方向为电流的方向，称为电流的实际方向。同样，规定电床的方向为由高电位端指向低电位端，即为电位降低的方向；规定电动势的方向为在电源内部由低电位端指向高电位端，即为电位升高的方向。在我国，电流和电压的单位采川国际单位制。现将电流、电压与电动势实际方向及单位的规定总结如卜•表所示：物理量实际方向单位电流z正电荷运动的方向kA、A、mA、UA电压U高电位T低电位（电位降低的方向）kV、V、mV、PV电动势E低电位T高电位（电位升高的方向）kV、V、mV、PV三.电路基本物理量的参考方向在进行电路分析时，首先

8、要建立电路模型，列出反映各电量关系的方程，进而求出未知量。但在复杂电路屮，往往不知道这些电童的实际方向，因此人们提出一个新的概念。1.参考方向的概念在分析与计算复杂电路时，难于事先判定电路中某支路中电流的实际方向，为了分析和计算方便，常常任意假定一个方向为电流的方向，称为电流的参考方向。参考方向：任意假定一个方向实际方向与参考方向一致，电流值为正值；实际方向与参考方向相反