电路模型及电路定律.ppt

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1、第一章电路模型和电路定律制作者:吴新忠重点：1、参考方向Referencedirection2、几种元件的基本概念3、基尔霍夫定律Kirchhoff‘sLaw难点：1、深入理解基尔霍夫定律的重要性2、灵活应用L、C伏安特性分析相关的问题3、熟练地解决含有受控源的简单电路计算在本章中要着重理解解决电路问题的两个基本约束：网络拓扑约束及元件约束。电路的状态取决于网络的拓扑结构与网络中元件或电路部分本身的特性。1-1电路及电路模型介绍具体电路和电路模型的关系,说明本书研究的内容为电路模型而不是具体的电路.电路模型是基于设备的电磁特性用理想电路元件组建起来的,研究电路模型的

2、电磁特性在一定精度下可以逼近原电路的电磁特性.1.1.1电路1.定义：由若干电气设备组成，能维持电流流通的路径。2.组成：电源、用电设备（负载）、连接导线3.作用：1)提供能量—供电电路2)传送及处理信号—电话电路，音响的放大电路3)测量—万用表电路4)存储信息—如存储器电路1.1.2集总元件与集总假设(Lumpedelement/Lumpedassumption)1．电路研究的理想化假设在一定的条件下，电路中的电磁现象可以分别研究，即可以用集总元件来构成模型，每一种集总元件均只表现一种基本现象，且可以用数学方法精确定义。1)设备的电磁特性产生能量；消耗电能；存储

3、电场能量；存储磁场能量。2)理想电路元件引入原因:为了表示设备的电磁特性,定义:假想的只反映一种电磁特性的元件理想电池元件来表示产生能量的电磁特性；理想电阻元件----消耗电能；理想电容元件----存储电场能量；理想电感元件----存储磁场能量。2．采用“集总”概念的条件只有在辐射能量忽略不计的情况下才能采用“集总”的概念，即要求器件的尺寸远远小于正常工作频率所对应的波长。注意:元件能否被看作集总元件取决于两个方面：器件的尺寸和工作的频率。本来在中低频情况下可以用R、L、C等理想模型描述的器件，在高频情况下就不在满足集总假设，或者在中低频情况下可以基本忽略电路状态影

4、响的平行导线，在高频情况下必须重新考虑其高频模型；还有类似输电线这样的特殊情况也是不能满足集总假设的例子。1.1.3电路模型1.实际电路元件的表示有了理想电路元件后，实际电路元件就可以根据的它的电磁特性用理想电路元件的组合构成。如：实际的电池元件，工作时电磁特性表现为提供能量的同时也会发热。所以可表示为理想电池元件和理想电阻元件的组合。实际的电感线圈：RELR2、电路模型定义：由理想电路元件组成的一种抽象电路，称为实际电路的电路模型，简称为电路。手电筒电路的电路模型：注意：本书研究的对象是电路模型而不是实际的电路。1-2电路变量描述电现象的基本（原始）变量为电荷和能

5、量，为了便于描述电路状态，从电荷和能量引入了电压、电流、功率等电量，它们易于测量与计算。1.2.1电流current1.定义：单位时间内通过导体横截面的电量。习惯上称正电荷运动的方向规定为电流的方向。电流定义式为2.符号：i(或I)3.单位：安（A）4.分类：直流（directcurrent，）简称dc或DC——电流的大小和方向不随时间变化，也称恒定电流。可以用符号I表示。交流（alternatingcurrent），简称ac或AC——电流的大小和方向都随时间变化，也称交变电流。可以用符号i表示。1.2.2电压voltage1.定义：a、b两点间的电压表征单位正电荷

6、由a点转移到b点时所获得或失去的能量。其定义式为：如果正电荷从a转移到b，获得能量，则a点为低电位，b点为高电位，即a为负极，b为正极。2．符号：u(或U)3．单位：伏特/V4.分类：直流电压与交流电压关于电位:（有关“电位”在物理理论与电工实际中的概念的不同之处，请同学们自行查阅相关资料，进行总结。）例如：1.2.3参考方向（referencedirection）1．参考方向概念的引入：在求解电路的过程中，常常出现许多的未知电量（电压、电流），其方向不能预先确定，因此需要任意选定电压电流的方向作为其参考方向，以利于解题。规定如果电压或电流的实际方向与参考方向一致

7、则其值为正，若相反，则为负。这样我们就可以用计算得出值的正负与原来设定的参考方向一起来确定电量的实际方向。2.定义为了计算电路方便，人为地任意假设电流或电压方向并标在电路图中，这个方向称为参考方向。说明：1）参考方向为任意设定，因此可能与实际方向相同也可能相反，相同则计算结果为正，相反则计算结果为负；反之有了参考方向后计算结果为代数值，结果为正说明参考方向与实际方向相同，结果为负说明参考方向与实际方向相反。2）解题时必须首先设定参考方向，否则计算结果没有意义。3）参考方向一旦选定则求解过程中不能任意修改。3.参考方向的表示可以使用箭头或双下标两种表示方式。例如：