电工电子学(全).ppt

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1、第一章电路和电路元件上海大学自动化系林小玲§1.1.1电路与电路模型§1.1.2电压、电流及其参考方向§1.1.3电路的功率和能量§1.2无源电路元件§1.3独立电源元件§1.4电路的工作状态和电器设备的额定值第一章电路和电路元件§1.1电路和电路基本物理量§1.2.1电阻元件§1.2.2电容元件§1.2.3电感元件学习电工电子技术中的——电路基本组成及常用的电路元件，是学习以下各章节的基础。介绍电阻元件，电感元件，电容元件，独立电源元件，半导体二极管和三极管等器件的工作原理、特性曲线和参数。第一章电路和电

2、路元器件本章内容摘要第一章电路和电路元器件§1.1.1电路与电路模型一、实际电路系统=△一定的目的一定的组合方式系统的概念是广义的，如天气系统、食物链系统、机械系统，化工系统等。部件{}1.系统§1.1电路和电路基本物理量电路元件=△目的组合方式、器件、设备电路是为了某种需要由某些电器设备或器件或元件按一定方式组合起来的——电流通路。元件：最小单位。按联结电路的目的和电路的作用分：力能电路信号电路2电路3分类元件构成器件、器件构成设备、设备组成系统。1)力能电路电灯电炉...电动机发电机升压变压器降压变压器

3、光能机械能热能...输电线中间环节电源负载非电能电能起传输和分配电能的作用供电设备吸收电能非电能电能电能传输效率高。实现能量的传输和转换。(强电)照明电路动力电路电压高、电流和功率大(106Kw、105Kw)。380V、220V；50Hz音频信号：2)信号电路放大器中间环节源负载非电信号电信号电信号转换、放大，传递给扬声器非电信号电信号保证信号传递质量。…功率低(10-3w)(弱电)传递和处理信号。处理：放大、变换、滤波16Hz~20kHz正弦、方波、三角波信号二、电路模型元器件工作物理过程表示耗能电能非电

4、能电能电场能电能磁场能非电能电能RC无源元件L?实际电气设备电路模型如何对应表示建立电场表示建立磁场有源元件对应!不对应!电气设备(多种物理现象)基本模型的组合基本模型实际电路模型化理论分析+测量由实际电路元件组成的电路称为电路实体。可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征其物理性质的理想电路元件代替。用理想电路元件组合成的电路称为电路实体的电路模型。1.几种基本的电路元件：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源元件：表示各种将其

5、它形式的能量转变成电能的元件注具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示；同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式实物下页电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。导线电池开关灯泡2.电路模型(circuitmodel)电路图理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想元件电路模型图1－1手电筒电路常用电路图来表示电路模型(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图图1－2晶体管放大电路(a)实际电路(b)电原

6、理图(c)电路模型(d)拓扑结构图电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。图1－3线圈的几种电路模型(a)线圈的图形符号(b)线圈通过低频交流的模型(c)线圈通过高频交流的模型电路模型是对实际电路电磁性能的科学抽象和概括,具有一般性。电路模型特点：1)只见参数，不见设备2)联结关系不变，但不表示联结形式不变。源力能:电源信号:信号源激励输入传输负载(负荷)响应发生在负载上的响应输出三、电路问题1

7、激励、响应激励--电源或信号源的电压(电流)，它推动电路工作。也称输入响应--由激励在电路各个部分产生的电压和电流。也称输出系统输出Y输入X(响应之一)2电路问题1)系统分析根据系统内部结构和参数，建立Y=f(X)关系。2)系统综合根据激励X与响应Y的关系，构造系统的结构。通常所讲的设计。3)系统辨识系统存在，但内部结构及系统功能未知，建立系统响应Y与激励X的关系。通常所讲的建模。研究电路的u,i关系功能关系4)系统故障系统输出Y输入X电路变量时变量非时变量(小写字母)(大写字母)u、i、pU、I、P已知

8、:激励、结构、参数3电路分析的基本方法2)根据不同元件电压和电流关系--平衡约束(由KCL、KVL)1)根据各元件电压和电流关系--元件约束(由元件本身特点决定)U1=R1IU2=R2IU3=R3IIUS=U1+U2+U3Ul+_U2+_U3+_+_R3USR2Rl然后元件约束平衡约束--数学模型最后求解首先确定求解：电压、电流、功率§1.1.2电流和电压的参考方向(referencedirection)电路中的