电路的基本概念的定律.ppt

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1、第1章电路的基本概念和定律1.1电路和电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3电路的功率1.4电路元件的伏安特性1.5基尔霍夫定律1.6电路中电位的计算小结学习目标深刻理解支路上电流、电压参考方向及电流、电压间关联参考方向的概念。熟练掌握电阻、电感、电容元件的伏安特性,了解受控源的特性。理解理想电压源、理想电流源的伏安特性，以及它们与实际电源两种模型的区别。熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律，并能灵活地运用于电路的分析计算。掌握电路中电位的概念和计算方法。1.1电路和电路模型1.1.1电路的作用及组成部分电路是由电路元(器)件按一定要求连接而成，为电流的流通提供

2、路径的集合体。电路的基本功能是实现电能的传输和分配或者电信号的产生、传输、处理加工及利用。电源﹑负载和中间环节，是电路的三个基本组成部分。1.1.2电路元件在电路分析中，如果对实际元件的所有性质加以考虑，将是十分困难的。为了便于对实际电路进行分析和数学描述，在电路理论中采用了模型的概念，这就是在一定条件下，对实际元件加以近似化和理想化，用只具有单一电磁性能的理想电路元件来代表它。所以，理想电路元件是实际元件抽象出来的理想化模型。一种实际元件可用一种或几种理想电路元件的组合来表征。由电路元件构成的电路，称为电路模型。今后我们研究的电路都是电路模型，并非实际电路。所有的实

3、际电路，不论简单的还是复杂的，都可以用几种电路元件所构成的电路模型来表示。1.1.3.三种理想电路元件常用的三种最基本的理想元件是：电阻元件、电容元件、电感元件；另外还有电压源和电流源两种理想电源元件。每一种理想元件都有各自的数学模型和精确定义。1.1.4电路模型与电路图所谓电路模型，就是把实际电路的本质抽象出来所构成的理想化了的电路。将电路模型用规定的理想元件符号画在平面上形成的图形称作电路图。图1.1就是一个最简单的电路图。图1.1一个最简单的电路图1.1.5电路的工作方式电路在工作时，对电源来说，通常处于下列3种方式之一：负载﹑空载和短路。负载工作方式时，负载与电源

4、接通，负载中有电流通过，该电流称为负载电流，负载电流的大小与负载电阻有关。空载开路时，负载与电源未接通，电路不通，电路中电流为零。这时电源的端电压叫做空载电压或开路电压。短路是指由于某种原因使电源两端直接接通，这时电源两端的外电阻等于零，电源输出的电流仅由电源内阻限制，此电流称为短路电流。1.2电流和电压的参考方向1.2.1电流及其参考方向1.电流的表达式及单位国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单位是秒(s)，电流的单位是安培，简称安(A)，实用中还有千安（kA)、毫安(mA)和微安(μA)等。（1—1）（1—2）图1.2电流的参考方向2.电流的参考方

5、向参考方向可以任意设定，在电路中用箭头表示，并且规定，如果电流的实际方向与参考方向一致，电流为正值；反之，电流为负值，如图1.2所。不设定参考方向而谈电流的正负是没有意义的。电流的参考方向也可以用双下标表示，如Iab，它表示电流的参考方向选定为由a指向b。电流的参考方向不一定就是它的实际方向。我们规定：当电流的实际方向与参考方向一致时，电流的数值前用“+”号表示；反之用“-”号表示。因此，在选定的电流参考方向下，根据电流值的正或负，就可以判断出它的实际方向。例1.1在图1.4中，各电流的参考方向已设定。已知I1=10A,I2=—2A,I3=8A。试确定I1、I2、I3的

6、实际方向。解I1>0,故I1的实际方向与参考方向相同，I1由a点流向b点。I2<0,故I2的实际方向与参考方向相反，I2由b点流向c点。I3>0,故I3的实际方向与参考方向相同，I3由b点流向d点。图1.4例1.1图电压用“u”或“U”表示，“U”表示直流电压或交流电压有效值。在国际单位制（SI）中，电压的单位为伏特，简称伏（V），它的辅助单位是千伏（KV）﹑毫伏（mV）和微伏（V）。电压是对电路中两点而言的，它表示两点之间的电位差。电压的实际方向规定为由高位点指向低位点，即电位下降的方向。电压的参考方向是任意假定的电位下降的方向，它在电路图中用“＋”、“－”极

7、性来表示(也可以用箭头来表示)1.2.2电压及其参考方向为了表示电源力对电荷做功的能力，在物理学中还介绍了电动势，它用字母“e”和“E”表示。电动势的实际方向规定为电位升的方向，即从电源的低电位端（“－”极）指向高电位端（“＋”极）的方向，它与电压的实际方向正好相反（见图1.6）。电动势与电压是两个不同的概念，但是，它们都可以用来表示电源正、负极之间的电位差，由于电动势不便于测量，故在电路理论中很少用到电动势概念。如图1.6所示，若Uab=10V，Ubc=—3V，测量这两个电压时应按图示极性接入电压表。电压表两旁标注的“+”、