电路元件和电路定律-江苏大学

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1、电路1.电压、电流的参考方向4.基尔霍夫定律重点：第1章电路模型和电路定律3.电路元件特性2.电功率、能量1.1电路和电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3电功率和能量1.4电阻元件1.5电容元件1.6电感元件1.7电压源和电流源1.8受控电源1.9基尔霍夫定律1.1电路和电路模型一、电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源(source)：提供能量或信号的发生器。负载(load)：将电能转化为其它形式能量的用电设备，或对信号进行处理的设备。导线(line)、开关（switch)：将电源与负载接成通路

2、装置。2、作用：1.实现电能的传输、分配与转换电池灯泡2.实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1.实际电路由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。二、电路模型(circuitmodel)1.理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质来设想的具有某种单一电磁性质的元件，其u，i关系可用简单的数学式子严格表示。几种基本的电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件。电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁场能的元件。电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电场能的元件。电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。2.由电阻器、电容器、线圈、变压器、

3、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路。电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管低频信号发生器的内部结构手电筒电路常用电路图来表示电路模型(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图晶体管放大电路(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。图1－3线圈的几种电路模型(a)线圈的图形符号(b)线圈通过低频交流的模型(c)线圈通过高频

4、交流的模型4、电路模型：R+RoE-手电筒的电路模型灯泡开关电池导线S为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来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。三、集总参数元件与集总参数电路集总参数元件：在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两个端钮之间的电压为单值量。集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波长。已知电磁波的传播速度与光速相同，即v=3×105km

5、/s(千米/秒)(1)若电路的工作频率为f=50Hz，则周期T=1/f=1/50=0.02s波长=3×1050.02=6000km一般电路尺寸远小于。(2)若电路的工作频率为f=50MHz，则周期T=1/f=0.0210–6s=0.02ns波长=3×1050.0210–6=6m此时一般电路尺寸均与可比，所以电路在高频情况下不能视为集总参数电路。一、电路中的主要物理量主要有电压、电流、电荷、磁链。在线性电路分析中常用电流、电压、电位等。另外，电功率和电能量也是重要的物理量。1.电流(current)：带电质点的运动形成电流。电流的大小用电流强度表示

6、：单位时间内通过导体截面的电量。单位：A(安)(Ampere，安培)1.2电流和电压的参考方向当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法：符号TGMkcmnp中文太吉兆千厘毫微纳皮数量101210910610310–210–310–610–910–122.电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即单位：V(伏)(Volt，伏特)当把点电荷q由B移至A时，需外力克服电场力做同样的功WAB=WBA，此时可等效视为电场力做了负功–WAB，则

7、B到A的电压为3.电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。电位用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。abcd设c点为电位参考点，则c=0a=Uac，b=Ubc，d=Udc两点间电压与电位的关系：abcd仍设c点为电位参考点，c=0Uac=a，Udc=dUad=Uac–Udc=a–d前例结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。例2.abc1.5V1.5V已知Uab=1.5V，Ubc=1.5V。求a；b；c；Uac(1)以a点

8、为参考点，a=0Uab