电工技术 教学课件 作者 常晓玲 第1章.ppt

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1、第一章电路的基本概念与基本定律第一节电路与电路模型第二节电路的主要物理量第三节电路的三种状态第四节电压源和电流源及其等效变换第五节基尔霍夫定律第一节电路与电路模型一、电路电路是人们在生产、生活中为了实现某种需求，将各种电气元器件按一定的方式连接起来，所构成的电流流通路径。电路由三部分组成：电源、负载和中间环节。电路的主要作用：1.实现能量的转换、传输和分配--------如电力系统，庞大的电网从发电、输电、变电到配电，送到不同用户所在地；2.实现信号的传递和处理，输入的信号叫激励（或信号源），输出的信号叫响应------如电视机能通过有线或无线的方式接收电视

2、信号，然后进行转换处理并输出图像和声音。电源：电源是将其他形式能量转换成电能的装置，如蓄电池、各种发电机等。负载：所有的用电设备都可以被称为负载，它将电能转换成其他形式的能量，如电灯、电风扇、电动机等。中间环节：是指连接电源和负载的部分，例如输电线、开关等。二、电路模型1．实际电路实际电路有的较简单，也有的相当复杂，影响电路的内外界因素也很多，当我们对实际电路进行分析时，常采用模型化的方法，即首先建立实际电路的理想化电路模型，然后对此电路模型进行定量分析，从而得到与实际电路对应的结论。2．电路模型在电路的分析计算时，通常要用一个假定的二端元件来代替实际元件，这

3、个二端元件的电磁性质应该反映实际元件的电磁性质，这个假定的二端元件称为理想电路元件。由理想电路元件组成的电路称为理想电路模型，简称电路模型。把实际电路中的各种元件设备按其主要物理性质分别用一些理想电路元件来表示，构成的电路图就是电路模型。如图所示：理想电路元件简称电路元件，如有电阻、电感、电容元件、理想电压源、理想电流源等。其中电阻元件、电感元件和电容元件均不产生能量，称为无源元件；理想电压源和理想电流源是电路中提供能量的元件，称为有源元件。第二节电路的主要物理量一、电流1.电流的定义：在电场的作用下，电荷有规则的定向移动就形成电流。2．电流的大小：电流的大小

4、以单位时间内通过导体横截面的电荷量来衡量,即3．电流的方向：电流不仅有大小而且有方向，我们规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。电流实际方向与参考方向简单电路中，电流的实际方向容易判断，但在复杂电路中，往往很难判断某支路中电流的实际方向。为此，在分析与计算电路前，需要假定某一方向作为电流的正方向，称为参考方向，所选的电流参考方向是任意设定的，与电流的实际方向无关，选定了电流的参考方向，便可以进行电路的分析计算，当电流实际方向与参考方向一致时，计算出来的电流值为正；如果两者相反，则电流值为负。二、电压1．电压的定义：电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功定义为

5、a、b两点间的电压，用uab（Uab）表示。2．电压的方向：电压的方向则由起点指向终点，也可用正负号表示或以箭头标明。3．电压的单位：焦耳/库仑=伏特关联参考方向非关联参考方向4．电压、电流的关联参考方向：对某个具体元件，电压参考极性和电流的参考方向取为一致时，称为关联参考方向。在分析电路和电功率的计算中很有意义。B点电位：三、电位电位的定义：在电路中选定一个参考点（注意每次计算只能选一个相对的参考点），取参考点的电位为零电位，则电路中某一点与参考点之间的电压就被称为这一点的电位。电位的单位与电压相同。如图，选O为参考点，A点电位：电位与电压关系的结论之一：如

6、果已知两点的电位,则此两点间的电压等于它们的电位之差。电位与电压关系的结论之二：电路中某一点的电位随参考点（零电位点）选择的不同而不同。但两点间的电压不变。电位概念在电子电路中的应用：简化电子线路！四、电动势电动势是衡量外力即非电场力做功能力的物理量，电动势越大，电源的能力越强。电动势的定义：外力克服电场力将单位正电荷从电源的负极（b点）搬运到正极（a点）所做的功，称为a与b两点间的电动势。电动势的方向：在电源内部，电动势的实际方向是正电荷所受外力的方向，从低电位指向高电位。电动势的单位：与电压相同。电源内部，电压的实际方向是正电荷所受电场力的方向，从高指向低

7、电位，故与电动势方向相反！由于,因此电路消耗（或吸收）的功率P等于单位时间内电路消耗（或吸收）的能量。即功率的单位为瓦特（Watt），简称瓦（W）。五、电能和电功率从t0到t的时间内，从a到b点电路元件吸收的电能可根据电压的定义（a、b两点的电压在量值上等于电场力将单位正电荷由a点移动到b点时所做的功）求得，即第三节电路的三种状态电路有三种状态，分别是空载（断路）状态、短路状态和有载（通路）工作状态。一、空载状态空载状态，就是电源与负载没有构成闭合回路。二、短路状态所谓短路，就是电源未经负载而直接连通成闭合回路的情况。三、有载工作状态电源与负载接成闭合回路，电

8、路便处于有载（通路）工作状态。有载工作