电工技术 电工学1 教学课件 作者 杨风 - 副本第1章.ppt

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1、电工技术中北大学电工电子教学中心电工技术课程多媒体课件1电路的基本概念和基本定律1.1电路组成与电路模型的概念1.2电流、电压及其参考方向1.3电路的功与功率计算1.4基尔霍夫定律1.5电阻、电感、电容目录1.6电源下页上页返回一、基本内容：电路模型的基本概念；电压、电流的参考方向；功率的计算方法；电阻、电感、电容、电源等电路元件；基尔霍夫定律及电路元件。1电路的基本概念和基本定律下页上页返回通过学习，学生应对电路理论有根本的认识，理解电路模型的概念，掌握电压、电流参考方向的意义；深刻理解功率的计算方法；熟练掌握基尔霍夫定律及其相关知识；掌握R、L、C无源元

2、件的伏安关系和能量关系，掌握两种电源及受控源的特性。二、教学要求：1电路的基本概念和基本定律下页上页返回1.1电路组成与电路模型的概念1.1.1电路与电路组成电路是电流流通的路径，是由若干的电气设备按照一定的方式用导线连接起来构成的电流的通路。电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传送、分配和控制电能的作用发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线下页上页返回直流电源直流电源:提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源:提供信息放大器扬声器话筒1.1电路组成与电路模型的概念1.1.1电路与电路组成下页上页返回1.1.2电路模型为了便

3、于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。理想电路元件主要有5种电阻元件：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：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。1.1电路组成与电路模型的概念下页上页返回例：荧光灯电路uS灯管辉光启动器灯丝镇流器uSLRLIR灯管通电后，发生电能向热能和光能转换的过程，可以用电阻R作为电路模型，镇流器接入电路时将发生电能向磁场能和热能转换两种过程，所以可

4、以用一个电感L和电阻RL的串联组合作为它的电路模型，外加电源如果忽略内阻，电路模型就是一个电压源。1.1电路组成与电路模型的概念下页上页返回1.1.3网络与系统在电工领域内，电路与网络并无明确区别，但习惯上常将比较复杂的电路称为网络。1.1电路组成与电路模型的概念若网络内各元件都是无源元件，称为无源网络，习惯用N0表示，含有源元件的网络则为有源网络，习惯用N表示。一个网络还可以和其它网络或元件连接成更大的网络，网络的连接端称为端钮。根据网络端钮的个数，网络可以分为二端网络、三端网络、四端网络等，图示分别为二端网络、四端网络下页上页返回的框图。如果对于所有时间

5、t，从一个端钮流入的电流等于从另一端钮流出的电流，那么这两个端钮构成一个端口，如图（a）中1－1/为一对端口，图（b）中1－1/也为一对端口，2－2/为另一对端口。（a）图为一端口网络，（b）图为二端口网络或双口网络。NI（a）I11/NI1（b）I111/I2I222/1.1电路组成与电路模型的概念下页上页返回用现代电路理论来分析电路时，常常把具有一定功能的电路视为一个系统。从一般意义上讲，系统是由若干互相关联的单元或设备所组成，并用来达到某种目的的有机整体。系统繁简不一，例如由发电、输电、配电、用电等多种设备组成的电网可视为一个系统，是大系统。1.1电路

6、组成与电路模型的概念1.1.3网络与系统下页上页返回R1、R2为电桥的比例臂，R3为可变电阻，Rt为热敏电阻，其阻值与温度有着一定的函数关系，P为电流计，用以检测它所在的支路有无电流。例：温度检测系统当在某一温度下把电桥调平衡后，如果温度发生了变化，则Rt的变化使电桥失去平衡，电流计有电流通过。这个电流的极性和大小与温度有一定的函数关系，可反映出温度的升降数值。1.1电路组成与电路模型的概念电桥检测温度系统R1USR2GR3RtP下页上页返回激励：一个电路系统中，电源或信号源的电压、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电流。响应：由激励引起的结果(如某

7、个元件上的电流　　　　　　、电压)。激励和响应的关系：作用和结果的关系，往往对应着输入与输出的关系。把一个系统用图示框图来抽象地描述，其中e(t)为激励，r(t)为响应。1.1电路组成与电路模型的概念下页上页返回1.2电流、电压及其参考方向变量：与能量直接关联的物理量，如电流、电压、　　　　功率等。参数：影响响应的结构性因素，如前述的R、L、C等。1.2.1变量与参数的概念和符号规定电路中所发生的一切现象是通过数学式子描述的，这些数学式子统称为数学模型。描述电路性态的数学模型是由电路参数和变量组成的代数方程或微分方程，如在电阻上有u=Ri；在电感上有u=Ld

8、i/dt等。下页上页返回1.2电流、电压及其参考方向