第13章 电路和磁路.ppt

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1、第十三章电路和磁路1电磁学场：对象：电场、磁场研究场的通量、环流路：由元件和电源构成研究电荷在场的作用下的迁移传导规律——场的规律在电路中的具体实现2电路的分类直流电路：交流电路：暂态电路：定态电路3直流电路直流电路的基本方程依据元件最简单的联结方式为串联和并联；简单电路：能够通过运用元件串、并联的计算法将电路化为一个单回路复杂电路：不能将元件的联结方式归并为串、并联的电路4简单电路高阻起主要作用低阻起主要作用5平衡电桥电势差计——补偿电路等效——简单电路6复杂电路由多个电源和多个电阻复杂联接而成的电路，在一般情况下，这类电路不能用电阻串并联等

2、效变换化简的电路解复杂电路的方法：基尔霍夫电路定律；等效电源定理（即戴维南定理和诺顿定理）；叠加定理；等效变换等7名词解释支路：电路中由电源、电阻串联而成的通路，支路中电流强度处处相等节点或分支点：三条或更多条支路的联接点。回路：几条支路构成的闭合通路8一、基尔霍夫第一定律(Kirchhoff’sfirstlaw)汇集同一节点的各支路电流的代数和必定为零基尔霍夫第一方程组，或节点电流方程组。基尔霍夫第一定律的正确性是由恒定电流条件得到保证的。9列基尔霍夫第一方程组遵循的约定：1.对各支路的电流及其方向作出假设，假设的电流方向作为该支路电流的标定

3、方向；2.根据电流的标定方向，从节点流出的电流前写加号，流向节点的电流前写减号；3.若解出的电流为正值，表示该支路电流的实际方向与所设标定方向一致，若解出的电流为负值，表示该支路电流的实际方向与所设标定方向相反。10二、基尔霍夫第二定律（Kirchhoff’ssecondlaw）取某闭合电路就是绕行环路L，环路定理表示沿该闭合电路一周电势降落的代数和一定等于零。各回路都可列出方程式，统称为基尔霍夫第二方程组，或回路电压方程组。一个回路中电阻上电势降落的代数和必定等于电源电动势的代数和恒定电流场中的电场遵从静电场的环路定理11列基尔霍夫第二方程组

4、遵循的约定：1.对各回路设定一绕行方向，作为该回路电势降落的标定方向；2.当支路上电流的标定方向与绕行方向一致时，该支路上电阻的电势降落前取加号，否则取减号；3.对电源，沿标定方向遇到电源正极则取加号，遇负极则取减号。112三、注意几个问题3.电路中若有m个独立回路，可以列出m个独立的回路电压方程式。2.电路中若有n个节点，可以列出n-1个独立的节点电流方程式,另一个可由这n-1个组合得出。4.独立方程的数目要与未知量的数目相等，方程组才有惟一解。1.对加、减号的约定与给出方程式形式相对应。13例1：一种直流电桥电路，G是内阻为Rg的检流计，电

5、源的电动势为，内阻忽略不计。求当电桥平衡(检流计中无电流通过，即Ig=0)时，R1、R2、R3和R4之间的关系。解:电路中有四个节点，列出三个独立的节点电流方程式14电路中有三个独立回路，选择图示三个，选定绕行方向为顺时针方向，如虚箭头所示。列出回路电压方程式为当Ig=0时，可得I1=I3，I2=I4。将此结果代入回路电压方程式，可得I1R1=I2R2和I1R3=I2R4.消去I1和I2，可求得电桥的平衡条件为R1R4=R2R3.12315例2：两个直流电源向负载供电，电源电动势1=220V，2=200V，R1=R2=10Ω，RL=45Ω

6、，求各支路上的电流，忽略电源内阻。12解：1）先假设电流方向；2）由于只有A、B两个节点，故可取节点B列出节点电流方程3）选定回路1和2，标明绕行方向为逆时针。164）联立(1)、(2)、(3)式求解得：I1，I2，IL均为正，两电源并联给负载供电。如1，2，R1，R2均不变，仅负载电阻RL=145Ω。两个电动势不同的电源并联，并不一定同时向负载供电。1=2，两电源同时对负载供电。17§13-2交流电和交流电路的基本概念一、交流电的类型简谐交流电交变电流或交流电简谐波在线性电路中可独立传播。非简谐式的交流电简谐波叠加分解18二、描述简谐

7、交流电的特征量交流电简谐量(电动势e、电流i和电压u)的瞬时值可表示为1.频率和周期=2f=2.峰值和有效值一般用有效值量度交流电的大小或强弱。振幅在交流电中常称为峰值，就是0、I0和U0，表示交流电简谐量随时间变化的最大幅度。19交流电在dt内焦耳热dQ=i2Rdt=(RI02cos2t)dt,交流电通过某电阻在一周期内产生焦耳热，与某恒定电流通过同电阻在相同时间内产生的焦耳热相等，恒定电流的量值就是该交流电的有效值。一个周期内产生的焦耳热为按照有效值的定义=0.7070,U=0.707U0203.相位和初相位在式中的(t+e

8、)、(t+i)和(t+u)都称为相位，其中e、i和u都称为初相位。21三、单元件的阻抗和相位差相位关系，即两者相位之差，用表示=u