电工学——电工技术 上册 教学课件 作者 艾永乐等 第一章.ppt

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1、第1章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念1.11.21.3理想电路元件基尔霍夫定律1.参考方向、（非）关联参考方向重点：难点：2.理想电路元件及元件伏安特性（VCR）3.基尔霍夫定律1.参考方向的理解2.基尔霍夫两大定律的灵活应用1.1电路的基本概念1.实际电路的组成及作用实际电路是由电气器件和电气设备用导线相互连接，为实现某种功能而构成的电流通路。实际电路的作用(1)实现电能的传输、分配与转换。(2)实现信息的传递、控制与处理。1.1电路的基本概念实际电路的组成电源负载中间环节电源激励（源）输入产生电流和电压响应输出说明1.1电路的基本概念1.1电路的基

2、本概念2.理想电路元件实际的电气器件工作时产生的电磁现象比较复杂；理想电路元件是对实际电路元件的科学抽象和概括；实际上是一种数学模型，用国家规定的标准符号表示。基本的理想电路元件具有一种确定电磁性质电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：提供电压、电流的元件受控源：表示某一处电压电流控制另一处的电磁现象1.1电路的基本概念1.1电路的基本概念3.电路模型电路模型：由理想电路元件构成的模型，用于分析计算的电路图形。电路模型对于一个实际电路，将实际电气器件用理想电路元件替代，得

3、到的可用电路符号表示的模型，称之为电路模型或电路图。具有相同主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的条件下，其电路模型可以不同。一个实际电路若能用对应的电路模型表示进而分析，必须满足集总化条件。l--实际电路的最大尺寸--工作频率对应的波长1.1电路的基本概念注意1.1电路的基本概念4.电流和电压的参考方向电流的定义与实际方向规定：正电荷移动的方向为电流实际方向。定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。实际方向只有两种可能电压的定义与实际方向定义：在数值上等于电场力把单位正电荷从A点移动到B点所做的功，或等于两点之

4、间的电位之差。规定：高电位指向低电位的方向，即电位真正降低的方向为电压实际方向。实际方向只有两种可能1.1电路的基本概念电流和电压的参考方向复杂电路的实际方向不易判断；正弦交流激励时，电路中的电压和电流随时间变化。参考方向是任意指定的电压（电流）方向。（1）电流的参考方向i>0i<0实际方向与参考方向一致实际方向与参考方向不一致对于一个元件，任意指定一个方向，如图(a)箭头所示。1.1电路的基本概念（2）电压的参考方向电流和电压的参考方向u>0u<0实际方向与参考方向一致实际方向与参考方向不一致对于一个元件，任意指定一个方向，如图(a)的实线箭头所示。1.1电

5、路的基本概念关联和非关联参考方向对同一对象，电压和电流的参考方向是否一致?一致为关联参考方向,不一致为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向1.1电路的基本概念分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。参考方向可任意选，但实际方向是唯一确定的。参考方向的引入仅仅是简化问题的分析。注意参考方向不同时，其表达式仅相差一个负号。习惯取法：负载取关联参考方向。电源取非关联参考方向。默认取关联1.1电路的基本概念1.1电路的基本概念5.电功率和电能量电功率功率的单位：W(瓦)单位时间内电场力所做的功。u,i取关联参考方向p=uip>0元件吸收功率p<0元件发出功率p=

6、-uip>0元件吸收功率p<0元件发出功率u,i取非关联参考方向元件吸收或者发出功率的判断1.1电路的基本概念例1-1电路如图1-11所示，已知电压U＝50V，电流I1＝－10A，I2＝－6A，I3＝4A。试判断各元件吸收还是发出功率，是电源还是负载？元件3的功率为：P3＝UI3＝50×4＝200W＞0解：元件1的功率为：P1＝UI1＝50×（－10）＝－500W＜0元件2的功率为：P2＝－UI2＝－50×（－6）＝300W＞0元件发出功率，且元件1是电源；元件吸收功率，且元件2是负载；元件吸收功率，且元件3是负载。1.1电路的基本概念1.1电路的基本概念关联

7、参考方向非关联参考方向对电路中某一部分，功率的计算步骤相同：计算电功率的步骤：（1）判断关联参考方向、非关联参考方向；（2）计算功率p；（3）由判断依据下结论。电气设备的额定值电能量能量的吸收和发出功率的判断同功率。额定值是指导用户正确使用电气设备的技术数据。通常有额定电压、额定电流和额定功率三个参数，分别用UN、IN和PN表示。1.1电路的基本概念1.2理想电路元件理想电路元件是电路中最基本的组成单元。电路元件的分类îíì时变元件时不变元件按端子数分：二端、三端、四端元件等îíì非线性元件线性元件îíì无源元件有源元件îíì无记忆元件记忆元件其它分类：等元件

8、特性、伏安特性/VCR伏安特性：元件上