电路模型和电路定律.ppt

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1、本章内容第1章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型电流的参考方向和电压的参考极性电功率和能量电阻元件电压源和电流源受控电源基尔霍夫定律1.21.31.41.51.61.7佳木斯大学信息电子技术学院本章学习目的及要求本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在学习中给予足够的重视。通过本章学习要求理解理想电路元件和电路模型的概念；理解电流、电压、电位、电功率和能量的概念；深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的应用；牢固掌握基尔霍夫定律及其应用。§1.1电路和电路模型为完成某种预期的目的而设计、安装、运行的，由电路器件（例如晶体管）和电路元件（例如电容器、电阻器等）互相连

2、接而成，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。一.实际电路：二.电路模型:由反映实际电路元器件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合构成的抽象电路。负载负载电源开关实际电路IS中间环节电路模型RL+U–导线开关US+_RS电源电路模型中的所有元件均为理想电路元件。实际电路元件的电特性是多元的、复杂的。iRRL消耗电能的电特性可用电阻元件表征。产生磁场的电特性可用电感元件表征。由于白炽灯中耗能的因素远大于产生磁场的因素，因此L可以忽略。白炽灯的电路模型可表示为：理想电路元件的电特性是精确的、惟一的。RC+US–IS电阻元件只具耗能的电特性电容元件只具有储存电能

3、的电特性理想电压源输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定理想电流源输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定。无源二端元件有源二端元件电感元件只具有储存磁能的电特性L理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。三.理想电路元件:有某种确定的电磁性能的理想元件。是电路中最基本的组成单元。这些元件分别由相应的参数来表征。3.电容元件C：表示产生电场，储存电场能量的元件。4.电压源uS和电流源iS：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。电源是供给电能的元件。1.电阻元件R：表示消耗电能的元件。2.电感元件L：表示产生磁场，储存磁场能量的

4、元件。基本理想电路元件有三个特征：（a）只有两个端子；（b）可以用电压或电流按数学方式描述；（c）不能被分解为其他元件。②如果表征元件端子特性的数学关系式是线性关系，该元件称为线性元件，否则称为非线性元件。电感线圈的电路模型例：LRLRLC直流低频交流高频交流③假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行，其次要因素可以忽略的理想化电路元件也叫集总元件。由集总元件构成的电路叫集总电路。④具有相同的主要电磁性能的实际电路器件，在一定条件下可用同一电路模型表示。⑤同一实际电路器件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。电路的三个基本物理量：电流电压功率注意理解并掌握：

5、是电荷有规则的定向流动形成的。电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。单位时间内元件吸收或发出的电能。§1.2电流的参考方向和电压的参考极性一.电流1.定义:电荷的定向运动称为电流。其大小用电流强度来表示。电流强度为单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。2.单位及换算:安培(A)=库仑(C)/秒(s)千安、安培、毫安、微安之间换算关系：小写i是交流电流的一般符号,大写I表示直流电流。idqdt=……（1-1）稳恒直流情况下:IQt=……（1-2）二.电位及电压1.电位:单位正电荷从电路中某一点移至参考点时电场力做功的大小。电位是相对于参考点的电压。2.电压:电路

6、中，电场力将单位正电荷从某一点移到另一点所作的功定义为该两点之间的电压，也称电位差或电压降，用u或u(t)表示。单位是V(伏特，简称伏)。同样分直流电压和交流电压。常用的单位有MV、kV、mV、V。通常选择接地点作为电位的参考点，用符号“”表示。在电子线路中常取若干导线交汇点或机壳作为电位的参考点，并用符号“”表示。注意1.电位值是相对的,参考点的电位一般取零。比参考点高的电位点是正电位,比参考点低的电位点为负电位。参考点选得不同,电路中其它各点的电位也将随之改变。2.电位实际上就是电路中某点到参考点的电压,电压常用双下标,而电位则用单下标,电位的单位也是伏特【V

7、】。3.电路中两点间的电压值是固定的,与路径无关,不会因参考点的不同而改变。若A、B、C三点的电位分别为3V、2V、-2V,则电压UAB为______________V,UCA为______________V。思考回答CAB(3V)(2V)(-2V)0电流的实际方向:是正电荷运动的方向，复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断，在分析电路时，电流采用参考方向。三.电流和电压的参考方向1.电流的参考方向电流的参考方向:人为假设，可任意设定，但一经设定，便不再改变。在电路图中用箭头或双下标示出。箭头:双下标：Iab（始端在前，末端在后。）I