第1章 电路模型与电路定理(第5版修正).ppt

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1、第一章电路模型和电路定律§1-1电路和电路模型§1-2电流和电压的参考方向§1-3功率和能量§1-4电路元件及其特性§1-5基尔霍夫定律§1－1电路和电路模型一：电路1、定义：由若干电气设备或器件组成，如实际手电筒电路电池灯泡开关2、组成(三部分)：电源、导线、负载(用电设备)3、作用:1)实现电能的传输和分配；发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线维持电流流通的通路，称为电路或网络。二：电路模型4、实际手电筒电路各部分的作用导线传输能量提供能量电源消耗能量灯泡设备的电磁特性主要有以下几种：(d)电能磁场能(c)电能电场能放大器扬声器话

2、筒2)进行电信号的加工与处理。(a)产生电能(b)消耗电能1.理想电路元件：假想的只反映一种电磁特性的元件消耗能量：理想电阻元件R电能电场能：理想电容元件C产生能量：理想电源元件2.实际电路元件：实际的电气设备电能磁场能：理想电感元件L电阻器、灯、电炉等R实际电感线圈LR实际电源Er组合反映其电磁特性可以用理想电路元件及其电路模型3.电路模型：由理想电路元件组合而成的抽象电路，电池灯泡开关电源负载RrE开关导线4.激励和响应激励:响应:叫做实际电路的电路模型，简称电路。电路中外加的电源称为激励(输入)由激励在电路中产生的电压或电流称为响应(输出)集总

3、参数电路：一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足三、集总参数元件与集总参数电路集总参数元件：个端钮之间的电压为单值量。个端子的电流一定等于从另一个端子流出的电流，两在任何时刻，流入二端元件的一频率下的电磁波的波长。如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作由集总参数元件构成的电路。已知电磁波的传播速度与光速相同，即v=3×105km/s(千米/秒)(1)若电路的工作频率为f=50Hz，则一般电路尺寸远小于。(2)若电路的工作频率为f=50MHz，则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。周期T=1/f=1/50=

4、0.02s波长=3×1050.02=6000km周期T=1/f=0.0210–6s=0.02ns波长=3×1050.0210–6=6m§1－2电流和电压的参考方向一：电流、电压的实际方向电流：正电荷运动的方向低电位二：电流、电压的参考方向(1)为了便于分析计算电路，(2)参考方向与电流、电压的数值，电压：高电位电路图中，称参考方向(正方向)任意假设的方向，标在电压的实际方向。共同说明电流、为什么要引入参考方向？i<0电流的参考方向与实际方向的关系：i>0实际方向i参考方向AB实际方向i参考方向AB例1：图示电路，求流过电阻R的电流。II′

5、R＝1ΩU1＝10VU2＝5V为了便于分析复杂电路，需假设I的方向(参考方向)，并标在图中解：上述两种参考方向的选择均可，其结果都同样正确说明了电流的大小和方向，所以参考方向是任意选择的。说明实际方向与参考方向相反说明实际方向与参考方向相同结论1.在解题前先设定一个参考方向，然后再列方程计算，否则计算没有依据。2.电流、电压的正负值，只有相对于参考方向才有意义。5.作业要求:1)已知、求、解2)必须画电路图，并在图中标出U、I参考方向4.参考方向一经选定，在整个解题过程中不得中途改变若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向

6、与假设方向相反。Rab三：参考方向的表示四：关联参考方向+-Uab双下标电压:ab箭头U电流：IU、I在某一元件上的参考方向一致，则称U、I关联。+-IU双下标Iab箭头表示abU正负号否则，非关联一功率:元件产生或消耗能量的速率。2.功率的计算:－+元件UI功率的大小＝元件的端电压流过元件的电流即:P＝UI3.如何判断元件是吸收还是发出功率:(1)(简单电路)直接观察:§1－3功率和能量1.定义:例1：求图示电路元件的功率。IR＝1ΩU1＝10VU2＝5VUR+－解：I＝5A>0UR=5VPR＝URI＝55＝25WU1作为电源：PU1＝U

7、1I＝50WU2作为电源：PU2＝U2I＝25W(2)根据电流、电压的参考方向与功率的正、负值判断:(吸收)(发出)(吸收)计算功率表达式U、I关联(求吸收功率）U、I非关联时（求发出功率）+–IU+–IU-II′R＝1ΩU1＝10VU2＝5V+－UR′解：例2：例1中选参考方向如图示，再求各元件功率。练习：计算下列元件的功率。＋－U＝10VI＝－5A1.解：1.2.3.I＝20mAU＝－10V＋－2.＋I＝－10mA－U＝－5V3.解：二.能量从t0到t的时间内，元件吸收的电能可根据电压的定义求得为电能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)由于

8、所以作业:P25页1-1(1)(3)，1－31.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