电路理论 (1).ppt

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1、总体看，电路是研究能量系统的一个很好的模型，是研究电能在各个电子技术领域中应用的基础课程。其中包括应用数学、物理学和拓扑学等诸多内容。——正是工程技术改变了世界电子工程的两大基础理论：电路理论、电磁理论基本电路理论课程是电子工程最重要的课程，也是学习电子工程的最好起点。1第一章电路模型和电路定律本章主要内容：电路电量的基本概念；基尔霍夫定律基本概念电路模型基本电量电路元件独立电源及受控电源基尔霍夫定律KCLKVL历史人物：伏特：安培：欧姆：基尔霍夫：欧姆定律、基尔霍夫定律构成了电路分析理论的基础2一、电路——电流通过的途径。实现电能的输送、转换和控制；实现信息的传递、处理和储存1-1电路及电路

2、模型3电路组成：电源——产生电能及电信号的装置负载——取用、消耗电能的元件中间环节——导线、开关及相应的电器元件借助电路模型，便于对实际电路进行分析和数学描述二、电路模型——将实际的电路元件近似看作理想电路元件，用规定符号画出的电路图。41-2电路的基本物理量及其参考方向一、电流大小：单位时间内穿过导体某截面S的电荷量或是电荷随时间的变化率交流：i=dq/dt直流：I=q/tABi元件i>0ABi元件i<0参考方向实际方向方向：正电荷运动的方向作为电流实际方向。参考方向：分析计算电路时假定的某一电流方向。单位：库仑/秒安培（A），毫安mA,微安（A）等5二、电压大小：电场力把单位正电荷从a

3、点移到b点所作的功u=dw/dq或电场内两点间的电位差uab=ua-ub方向：由高电位指向低电位。参考方向：分析计算电路时假定的某一电压方向（极性）。单位：焦耳/库仑伏特（V），毫伏mV,千伏（kV）ABu元件uAB=-uBA参考方向+-6三、电位在电路中选择一参考点（假设其电位为零），则电路中所有点相对该参考点的电压即为这些点的电位。单位与电压相同。当电流与电压的参考方向一致，称为关联参考方向当电流与电压的参考方向不一致，称为非关联参考方向注意：电流或电压的参考方向可以独立的任意设定。在国际单位制（SI）中，倍率及词头名称词见表1-1（p4）71-3电功率和能量一、功率——是消耗或吸收能量

4、的速率大小：单位时间元件所吸收或发出的电能p=dW/dt正电荷从元件上电压的“+”极运动到“-”极，电场力做正功，元件吸收电能正电荷从元件上电压的“-”极运动到“+”极，电场力做负功，元件释放电能单位：瓦特W，千瓦kW元件吸收或发出的功率：8注意：当p>0，表明电场力作正功，为消耗功率（负载）当p<0，表明电场力作负功，即外力作正功，为发出功率（电源）ABu元件+-iu与i相关联参考方向元件吸收功率ABu元件+-iu与i非关联参考方向元件发出功率二、能量——是做功的能力从时间t0到t，元件吸收（或发出）的电能(单位：焦耳J)单位：瓦特-小时（Wh），即焦耳（J）9例1-1：有一个以2A的恒定电

5、流流过灯泡10秒时间，如果灯泡发光、发热消耗了2.3kJ，试计算灯泡两端的电压例1-2：若流入某元件正端的电流i=5cos60tA，该元件的电压为：u=3i,求在t=3ms时传到该元件的功率101-4电路元件常用的理想元件符号理想电压源理想电流源电阻电感电容电路元件是电路中的最基本的组成单元分为：二端、三端、四端、多端元件；有源元件、无源元件线性元件、非线性元件；时不变元件、时变元件等111-5、电阻元件——消耗电能的元件欧姆定律描述线性电阻两端电压与流过电流之间的关系消耗电能的元件如电阻器、灯泡、电炉等在一定条件下，常用二端线性电阻表示i+u-则i=u/R，或u=iRi+u-当则i=-(u

6、/R)，或u=-iR电阻的倒数为电导G=1/R电阻的电功率p=ui=i2u=u2/R；直流P=UI=I2U=U2/R当12线性电阻元件的伏安(V/A)特性IUOui由伏安特性可得电阻、电导电阻元件的开路和短路ui开路有关系：i=0,u=uR=,G=0ui短路有关系：i=i,u=0R=0,G=mu、mi分别为单位长度的电压值和电流值13电阻的电功率p=ui=Ri2=u2/R=Gu2=i2/G电阻从t0到t时间内吸收的电能为：线性电阻i+u-伏安特性（电流与电压的关系）i+u-非线性电阻对于非线性电阻，u=f(i),即R不是一个常数，而与电流（或电压）有关；若R随时间变化，则成为时变电阻；

7、若R<0，则相当于是发出电能的元件。141-6电容元件——储能元件电容是一种能够储存电荷或储存电场能的部件q=Cu电容容量电荷量电容电压或：当电压与电流为关联方向时，电容电流Ouq线性电容库伏特性显然：电容是一种记忆元件，也是动态元件；同时，当u不变时（比如直流）电容电流i=0,所以在直流电路中，电容相当于开路，可以隔断直流。i+u-+q-qC15电容能量：若在t=-时电容未储能，则：从t1到t