电路的基本概念.ppt

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1、第一章电路的基本概念TheBasicConceptionofCircuit第一章电路的基本概念本章主要内容电路及电路模型电路的基本物理量电功率和电能量无源二端元件有源二端元件受控源基尔霍夫定律第一章电路的基本概念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。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。正确运用等效概念和方法来化简和求解电路。了解受控源的特性，会求解含受控源的电路。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。1.1电路和电路模型实际电气装置种类繁多如自动控制设备，卫星接收设备，邮电

2、通信设备等几何尺寸相差也很大如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的，但集成电路的芯片有的则小如指甲。电路模型为了分析研究实际电气装置的需要和方便，常采用模型化的方法；用抽象的理想元件及其组合近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。1.1电路和电路模型实际电路组成：电源：提供电能的能源；负载：即用电装置，它将电能转换为其他形式的能量；导线：连接电源与负载传输电能的金属导线。电路模型在电路中将实际电路中使用电气元器件用理想的模型符号表示。导线电池开关灯泡1.1电路和电路模型电路元件按端口可分为：二端元件：电阻、电容、电感三端元件：三极管、场效

3、应管多端元件：受控源、变压器、集成运放电路元件按对外是否提供能量可分为：有源元件：电压源、电流源无源元件：电阻、电容、电感电路元件按电磁特性可分为：集总元件：电磁过程在元件内部进行非集总元件三极管半导体二极管稳压电源电池1.1电路和电路模型具有相同的电磁性能，可以用同一模型表示同一个实际电路部件在不同的应用条件下，它的模型也有不同的形式。低频电路高频电路超高频电路集总元件1.2电路的基本物理量电流定义：在电场作用下，电荷有规则的移动形成电流。大小：单位：安培（A），简称安。方向：规定为正电荷运动的方向。元件(导线)中电流流动的实际方向有两种可能:实际方向实际方向1k

4、A=103A1mA=10-3A1A=10-6A1.2电路的基本物理量参考方向：任意选定一个方向即为电流的参考方向。i参考方向ABi参考方向i参考方向i>0i<0实际方向实际方向电流的参考方向与实际方向的关系：1.2电路的基本物理量电流参考方向的两种表示：用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A指向B。为什么要引入参考方向？有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。为分析方便，只能先任意标一方向（参考方向），根据计算结果，才能确定电流的实际方向。实际电路中有些电流是交变的，无法标出实际方向。标出参考方向，再加上表达式，才能表示

5、出电流的大小和实际方向。分类：直流电流(DC):大小和方向均不随时间变化的电流,用I来表示；交流电流(AC):大小和方向随时间变化的电流.用i来表示。1.2电路的基本物理量电压定义：电场力把单位正电荷从A点移动到B点所做的功。大小：单位：伏特（V）电位电路中某点的电位，是将单位正电荷沿电路中任一路径到参考点时，电场力所做的功。参考点的电位常设为零。讨论电路中各点的电位时，必须先选定一个参考点，否则无意义。1.2电路的基本物理量电压方向：++实际方向实际方向U<0>0参考方向U+–+实际方向+实际方向参考方向U+–U1.2电路的基本物理量电压参考方向的三种表示方式：用箭头

6、表示：箭头指向为电压（降）的参考方向用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压(降低)的参考方向用双下标表示：如UAB,由A指向B的方向为电压(降)的参考方向UU+ABUAB1.2电路的基本物理量电流和电压的参考方向电压和电流的参考方向是任意假定的。分析电路前必须标明。参考方向一经假定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。参考方向不同时，其表达式符号也不同，但实际方向不变。+–Riuu=Riu，i为关联方向+–Riuu=–Riu，i为非关联方向1.3电功率和电能量电功率定义：单位时间内元件吸收或发出大的电能。单位:瓦特(W)1w=1J/s

7、1度=1kW/h计算：当电流与电压为关联参考方向时，一段电路（或元件）吸收的功率为：p=ui(交流)或P=UI(直流)物理意义(在u,i取关联参考方向的前提下)p>0,该元件或电路吸收(或消耗)电能P<0,该元件或电路产生(或提供)电能当u,I非关联时电功率怎样计算?+–Riu例:求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知：U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3VI1=2A,I2=1A,I3=-1A解:注对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率U3564123I2I3I1++++++_____U