电路分析基础第1章学习指导.doc

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1、第1章电路的基本概念及基本定律学习指导电路分析基础是高职、高专电类各专业的一门专业技术基础课程。《电路分析基础》阐述了电路的基本概念、基本定理及其基本分析方法，是从事任何电类专业学习和工作的人员普遍要学习和掌握的、必不可少的知识。本章介绍的内容是贯穿全书的基本理论基础，要求在学习中给予足够的重视。本章的学习重点：l电路模型的概念和理想电路元件的概念；l电压、电流参考方向的概念及其与实际方向之间的联系，电功率的概念；l理想的无源元件、有源元件的概念；l基尔霍夫电流、电压定律的深刻理解和应用；l电路“等效”概念的建立及其电路“等效”

2、的基本方法；l直流电路中电位的计算及其负载上获得最大功率的条件。1．1电路和电路模型（1）电路的组成和功能电路通常由电源、负载、中间环节三大部分组成。电路分有两种类型：电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换；电子技术的电路功能是对电信号进行传递、变换、储存和处理。（2）电路模型电路理论是建立在一种科学的抽象——“电路模型”的概念和基础上进行阐述的。所谓电路模型，实际上是由一些理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路图。对工程实际问题进行分析和研究时，我们往往在一个实际电路给定的情况下，首先对该电路进行模型化处理，并使模

3、型电路的性状和实际电路的性状基本相同或十分逼近，然后借助于这种理想化的电路模型，对实际电路的问题进行分析和研究。利用电路模型分析和研究实际电路是一种科学的思维方法，也是工程技术人员应具备的业务素质之一。（3）理想电路元件理想电路元件是电路模型中不可再分割的基本构造单元并具有精确的数学定义。理想电路元件也是一种科学的抽象，可以用来表征实际电路中的各种电磁性质。例如“电阻元件”表征了电路中消耗电能的电磁特性；“电感元件”表征了电路中储存磁场能量的电磁特性；“电容”元件则表征了电路中储存电场能量的电磁特性。实际电路中的实体部件上发生的

4、电磁现象往往是复杂的、多元的，如电阻器、电炉等设备，它们除了具有消耗电能的特性外，还有磁场和电场方面的特性，分析时若把它们的全部电磁特性都表征出来既有困难也不必要。本着突出主要矛盾、忽略将要因素的研究方法，电阻器和电炉等设备完全可以用理想的“电阻元件”来作为它们的数学模型。显然，理想电路元件是从实际电路器件中科学抽象出来的假想元件，可以看作是实际电路器件的一种“近似”。理想电路元件简称为电路元件。虽然它们只能是实际电路器件的一种近似，但用它们及它们的组合可以相当精确地表征出实体电路器件的主要电磁特性。如工频条件下的电感线圈，其电

5、路模型就可以用一个“电阻元件”和一个“电感元件”的串联组合来表征；一个实际的直流电压源的电路模型则可以用一个“电阻元件”和一个“理想电压源”4的串联组合来表征等等。学习时注意理解各种理想电路元件的严格定义，区分实际电路元器件与理想电路元件之间的联系和差别。教材中如无特殊说明时，注意各理想电路元件都是指线性元件。1．2电路的基本物理量（1）基本电量虽然我们在中学已经从物理概念上接触过电压、电流、电动势、电功率这些电量，但在本章的学习中，我们要从工程应用的角度上重新理解电压、电流、电动势、电功率这些电量的概念，并把它们与参考方向联系

6、在一起加以理解。在电路分析中，电压就是电路中两点电位之差，是产生电流的根本原因；电流通过电路元件时，必然产生能量转换；电动势只存在于电源内部，其大小反映了有源元件能量转换的本领。（2）电功和电功率电流所做的功就是电功，日常生活中电度功就是电功，因此电功的单位除了焦耳还有KW·h（度）；电功率则反映了设备能量转换的本领。如电气设备上标示的额定电功率，表征了该设备本身能量转换的本领：100W表示该设备在1s时间内可以把100J的电能转换成其它形式的能量，40W表示设备在1s时间内可以把40J的电能转换成其它形式的能量。（3）参考方向

7、参考方向是电路分析过程中人们假定的电压、电流方向，原则上可以任意假定，习惯上若假定一个电路元件是负载时，就把这个元件两端的电压与通过这个元件上的电流的参考方向设立为“关联方向”，所谓关联方向就是电流流入端为电压的高极性端，电流的流出端是电压的低极性端，关联方向下元件吸收功率；如果假定某电路元件是电源，就把该元件上的电压、电流参考方向设为“非关联方向”，非关联就是电流由电压低极性端流入，由电压高极性端流出的参考方向，非关联方向下元件发出功率。（4）参考方向和实际方向正电荷移动的方向规定为电流的实际方向；电路中两点从高到低的方向规定

8、为电压的实际方向。有了实际方向为什么还要引入参考方向，它们之间有什么样的差别和联系，这是学习时必须首先要搞清楚的问题。电压、电流的实际方向即指它们的真实方向，是客观存在；参考方向则是指电路图上标示的电压、电流的箭头方向，是人为任意假定的。分析和计算电路时，常常无