电工技术 教学课件 作者 王殿宾 第1章 电路的基本概念和定律.ppt

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1、1.1电路和电路模型1.2电路的基本物理量1.3电路中的基本元件1.4电压源和电流源1.5基尔霍夫定律第1章电路的基本概念和定律教学目的1.了解实际电路、理想电路元件和电路模型的概念。2.熟练掌握电流、电压和电功率的概念。3.理解电位、电动势和能量的概念。教学内容概述主要介绍理想电路元件和电路模型的概念以及电路中常用的物理量：电流、电压和电功率的概念。教学重点和难点重点：电流、电压的参考方向及关联参考方向和电功率的计算。难点：电功率的计算及对电路发出和吸收功率的判断。1.1电路和电路模型1.1电路和电路模型1.1.1电路及其组成1.电路：

2、实际电路是指用导线将某些电气设备或器件按一定方式连接起来，以实现某一特定功能的电流通路。如：手电筒电路和日光灯的实际电路1.1电路和电路模型1.1.1电路及其组成2.电路的组成：一个完整的电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。（1）电源电源是给电路提供能源的装置，其作用是把其他形式的能转换为电能。（2）负载负载是电路中的耗能装置，它的作用是将电源提供的电能转换为其他形式的能。（3）中间环节连接电源和负载的部分统称为中间环节，如导线、开关、变压器等。其作用是将电源和负载连接起来形成闭合回路，并对整个电路实行控制、保护和测量。1.1.2电

3、路的功能：1．实现能量的传送、分配与转换。2．实现信号的传递与处理1.1.3理想电路元件和电路模型1、理想电路元件：是实际电气器件主要电磁特性的科学抽象。如：电阻R：电阻是实际电阻器的理想化模型，它表征了该元件消耗电能的特征；电感L：电感是实际线圈的理想化模型，它表征了该元件储存磁能的特征；电容C：电容是实际电容器的理想化模型，它表征了该元件储存电能的特征。2.电路模型：由理想电路元件组成的电路。举例：一实际线圈3.电路图电路图分为：原理图、装配图、电路模型图。前两种用于工程中安装、检修和调试。原理图：只表示线路的接法。图形符号见表1-1

4、；装配图：除表示电路的实际接法外，还画出有关部分的装置与结构，反映出电路的几何尺寸和各元件实际形状。电路模型图：由理想电路元件通过一定的连接构成的图。电路元件符号见表1-2。举例手电筒电路4、电路的分类1.集总参数电路：其电路的几何尺寸l<<电路的工作频率对应的波长λ。集总参数电路又分为线性电路和非线性电路2.分布参数电路：l≈λ的电路。本门课程学习集总参数线性电路的分析方法。1.2电路中的基本物理量1.2.1电流及其参考方向1.定义：电荷的定向移动形成电流。其大小用电流强度表示。电流强度：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。可表为：若

5、电流或电荷随t变化，用i(t)、q(t)或i、q表示。则电荷随t的变化率可近似表为因此电流可定义为单位及换算：其精确值为：2.方向（1）实际方向：规定为正电荷定向移动的方向。（2）参考方向：人为假定的方向。二者关系：i>0，相同；i<0，相反。例如：实际方向与参考方向相同实际方向与参考方向不相同例1-1电流参考方向如图示。已知：（1）q=2tA；（2）q=100sintA，求i并指出其实际方向。实际方向和参考方向相同ab解：（1）（2）当i>0时当i<0时（k=0,1,2…）相同，ab（k=0,1,2…）相反，ba1.2.2电压、

6、电位及电压的参考方向1.电压的定义：单位正电荷从电路的一点移至另一点的过程中电场力所做的功，称为该两点间的电压。可表为若电压或能量随t变化，用u(t)、w(t)、q(t)或u、w、q表示。能量随电荷的变化率可近似表为u在t时刻的精确值为：所以电压的定义式为单位及换算：2.电位的定义：取电路中某一点为参考点，则电路中点A到参考点的电压称为a点的电位。表为Va。说明：参考点的选择是任意的。参考点的电位为零。工程上常选大地或机壳为参考点。3.电压与电位的关系：电位的单位与电压的单位相同。4.电压的方向：（1）电压的实际方向：正电荷在电场力作用下

7、移动的方向。所以电压的实际方向为从高电位指向低电位。（2）电压的参考方向：人为假定的方向。二者关系：u>0相同；u<0相反。(3）电位的参考方向规定为从某点指向参考点。说明：电位是可正、可负的。例如：VA>0，表示A点电位高于参考点电位，反之亦然。5.电压电流的关联参考方向电压电流的参考方向关系共4种：分两类：（1）二者参考方向一致，称为关联参考方向；（2）二者参考方向不一致，称为非关联参考方向。说明：1.选用哪一种，原则上任意。习惯上：无源元件取一致方向；有源元件取不一致方向。2.u、i参考方向一经确定，计算过程中不得改变。3.电路图中

8、标出的方向均为参考方向。6.电动势的实际方向：由电源负极指向正极。电动势的参考方向：人为假定的方向。电动势与电压的参考方向关系：(a)u=e(b)u=e(c)u=-e1.2.3、电功率与电能1