电工学(一)电路的基本概念和基本定律.ppt

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1、第一章电路的基本概念和基本定律1电路的基本概念和基本定律第一章§1.1电路的基本概念1.1.1电路中的物理量1.1.2电路元件§1.2电路的基本定律1.2.1欧姆定律1.2.2克希荷夫定律2§1.1电路的基本概念1.1.1电路的物理量1.1.2电路元件(一)无源元件(二)有源元件31.1.1电路的物理量电池灯泡电流电压电动势EIRU+_负载电源4电路中物理量的正方向物理量的正方向：实际正方向假设正方向实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，对电量人为规定的方向。5物理量的实际正方向6物理量正方向的表示方法电池灯泡I

2、RUabE+_abu_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）双下标箭头uab电压+-IR电流：从高电位指向低电位。7电路分析中的假设正方向（参考方向）问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR8(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；9例已知：E=2V,R=1Ω问：当U分别为3V

3、和1V时，IR=?EIRRURabU解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：10(3)数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）EIRRURabU11(4)为了避免列方程时出错，习惯上把I与U的方向按相同方向假设。(1)方程式R=U/I仅适用于假设正方向一致的情况。(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.提示12IRURa

4、b假设:与的方向一致例假设:与的方向相反IRURab13电功率aIRUb功率的概念：设电路任意两点间的电压为U,流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？14在U、I正方向选择一致的前提下，IRUab或IRUab“吸收功率”（负载）“发出功率”（电源）若P=UI0若P=UI0IUab+-根据能量守衡关系P（吸收）=P（发出）15当计算的P>0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。所以，从P的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。结论在进行功率计算时，如果假设U、I

5、正方向一致。当计算的P<0时,则说明U、I的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。16伏-安特性iuRiuui线性电阻非线性电阻(一)无源元件1.电阻R（常用单位：、k、M）1.1.2电路元件172.电感Lui（单位：H,mH,H）——单位电流产生的磁链线圈匝数磁通18•电感中电流、电压的关系uei当(直流)时,所以，在直流电路中电感相当于短路。19线圈面积线圈长度导磁率•电感和结构参数的关系线性电感:L=Const(如:空心电感不变)非线性电感:L=Const(如:铁心电感不为常数)uei20电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：

6、•电感的储能213.电容C——单位电压下存储的电荷。（单位：F,F,pF）++++----+q-qui电容符号有极性无极性+_22•电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以，在直流电路中电容相当于断路。uiC23极板面积板间距离介电常数•电容和结构参数的关系线性电容:C=Const(不变)非线性电容:C=Const(不为常数)uiC24•电容的储能电容是一种储能元件,储存的电场能量为：25无源元件小结理想元件的特性（u与i的关系）LCR261.2.1欧姆定律1.2.2克希荷夫定律(一)克氏电流定律(二)克氏电压定律§1.2电路的基本定律27RUI注

7、意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明正方向。RUIRUI1.2.1欧姆定律28广义欧姆定律(支路中含有电动势时的欧姆定律)当Uab>E时，I>0表明方向与图中假设方向一致。当Uab

8、...(共4个）例I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-31(一)克氏电流