电路理论课件第一章电路元件和电路定律.ppt

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1、第一章电路元件和电路定律1-1电路和电路模型1-2电压和电流的参考方向1-3电路元件的功率1-4电阻元件1-5电感元件1-6电容元件1-7电源元件1-8受控电源1-9基尔霍夫定律一、电路：电工设备构成的整体，它为电流的流通提供路径。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源(source)：提供能量或信号.负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对信号进行处理.导线(line)、开关（switch)等：将电源与负载接成通路.1-1电路和电路模型二、电路模型(circuitmodel)1.理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所设想的具有某种单一电磁性质的元

2、件，其u，i关系可用简单的数学式子严格表示。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：表示各种电感线圈产生磁场，储存电能的作用电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电能的作用电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件1-1电路和电路模型建模时,工作条件不一样,其模型也不一样:如一个电感线圈直流状态,仅消耗能量交流低频状态,消能,储能交流高频状态,消耗能量,储磁场能量和电场能量实际线圈1-1电路和电路模型2.电路模型：由理想元件及其组合代表实际电路元件，与实际电路具有基本相同的电磁性质，称其为电路模型。*电路模型是由理想电路元件构成的。导线电池开关灯泡例.

3、1-1电路和电路模型三.集总参数元件与集总参数电路集总参数元件：每一个具有两个端钮的元件中有确定的电流，端钮间有确定的电压。集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波长。1-1电路和电路模型已知电磁波的传播速度与光速相同，即v=3×105km/s(千米/秒)(1)若电路的工作频率为f=50Hz，则周期T=1/f=1/50=0.02s波长=3×1050.02=6000km一般电路尺寸远小于。(2)若电路的工作频率为f=50MHz，则周期T=1/f=0.0210–6s=0.

4、02ns波长=3×1050.0210–6=6m此时一般电路尺寸均与可比，所以电路不能视为集总参数电路。1-1电路和电路模型一、电路中的主要物理量主要有电压、电流、电荷、磁链等。在线性电路分析中常用电流、电压、电位等。1.电流(current)：带电质点的运动形成电流。电流的大小用电流强度表示：单位时间内通过导体截面的电量。单位：A(安)(Ampere，安培)1-2电压和电流的参考方向当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法：符号TGMkcmnp中文太吉兆千厘毫微纳皮数量101210910610310–210–310–610–91

5、0–121-2电压和电流的参考方向2.电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即单位：V(伏)(Volt，伏特)当把点电荷q由B移至A时，需外力克服电场力做同样的功WAB=WBA，此时可等效视为电场力做了负功–WAB，则B到A的电压为1-2电压和电流的参考方向3.电位：电路中为分析方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。电位用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。abcd设c点为电位参考点，则c=0a=

6、Uac，b=Ubc，d=Udc1-2电压和电流的参考方向两点间电压与电位的关系：abcd仍设c点为电位参考点，c=0Uac=a，Udc=dUad=Uac–Udc=a–d前例结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。1-2电压和电流的参考方向例.abc1.5V1.5V已知Uab=1.5V，Ubc=1.5V(1)以a点为参考点，a=0Uab=a–bb=a–Uab=–1.5VUbc=b–cc=b–Ubc=–1.5–1.5=–3VUac=a–c=0–(–3)=3V(2)以b点为参考点，b=0Uab=a–ba=a+Uab=1.

7、5VUbc=b–cc=b–Ubc=–1.5VUac=a–c=1.5–(–1.5)=3V结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电位参考时，电路中各点电位均不同，但任意两点间电压保持不变。1-2电压和电流的参考方向4.电动势(eletromotiveforce)：局外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。e的单位与电压相同，也是V(伏)根据能量守恒：UAB=eBA。电压表示电位降，电动势表示电位升，即从A到B的电压，数值上等于从B到A的电