电工基础第1章 电路的基本概念和基本定理.ppt

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1、电工基础1.1电路和电路模型1.2电路的主要物理量1.3电阻元件1.4电容元件和电感元件1.5电压源，电流源1.6受控源1.7基尔霍夫定律（KCL、KVL）本章主要内容一、电路的定义及功能定义：电路是由电路元(器)件按一定要求连接起来的电流的通路。1.1电路和电路模型电路的基本功能：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。电路的组成：电路主要由电源、负载、中间环节（导线、和开关等）构成。二、理想电路元件无源电路元件：电阻，电感，电容。有源电路元件：电压源，电流源。电路元件在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其

2、中起主要作用的某些电磁现象。电阻元件是一种只表示消耗电能的元件。电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件。电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件。.E＋－RIS三、电路模型实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟,这便构成了电路模型。1.2电路的主要物理量一、电流带电粒子（电子、离子等）的定向运动,称为电流。单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称电流，用符号i或i（t）表示，即1.电流的定义国际单位制(SI)中，电荷的单位是库仑(C)，时间的单位是秒(s)，电流

3、的单位是安培，简称安(A)，实用中还有毫安(mA)和微安(μA)等。当电流的大小和方向都不随时间变化时,称为直流电流。直流电流常用英文大写字母I表示。当电流的大小和方向都随着时间而变化的电流,称为交流电流,常用英文小写字母i表示。2.电流的种类3.电流的方向参考方向----参考方向可任选，在电路图中用箭头表示。如果电流的真实方向与参考方向一致，电流为正值；如果两者相反，电流为负值。电流值的正与负，在设定参考方向的前提下才有意义。习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。例如图所示，各电流的参考方向已设定。已知I1=10A,I2=—2A

4、,I3=8A。试确定I1、I2、I3的实际方向。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。在直流电路中，测量电流时，应根据电流的实际方向将电流表串入待测支路中，如图所示，电流表两旁标注的“+”“—”号为电流表的极性。3.直流电流的测量二、电压电路中A、B两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由A点移动到B点所减少的电能,即电压的SI单位是伏［特］,符号为V。常用的有千伏（kV）、毫

5、伏（mV）、微伏（μV）等。1.电压的定义大小和方向都不随时间变化的直流电压,用大写字母U表示。交流电压,用小写字母u表示。2.电压的种类3.电压的方向电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际方向。电压参考方向，就是假设电位降低之方向。两点间电压数值的正与负，在设定参考方向的条件下才是有意义的。元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的,称为关联参考方向+－US2US1V2+－V1－+R2+－R1abc4.直流电压的测量在直流电路中，测量电压时，应根据电压的实际极性将直流电压表并联跨接在待测支路两端。如图所示，若Uab=10V，Ub

6、c=—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“+”、“—”号分别表示电压表的正极性端和负极性端。三、电位在电路中任选一点,叫做参考点,则某点的电位就是由该点到参考点的电压。即两点间的电压等于这两点的电位的差,如果已知a、b两点的电位各为Va,Vb,则此两点间的电压为：例：在图中，各方框泛指元件。已知I1=3A,I2=2A,I3=-1A,Va=10V，Vb=8V，Vd=-3V。(1)欲验证I1、I3数值是否正确，问电流表在图中应如何连接?并标明电流表极性。(2)求Uab和Ubd，若要测量这两个电压，问电压表如

7、何连接?并标明电压表极性。解：(1)验证I1、I2数值的电流表应按图(b)所示串入所测支路，其极性已标注在图上。(2)Uab=Va—Vb=10—8=2VUbd=Vb—Vd=8—(—3)=11V或Ubd=Vb—Vd=Vb—Va+Va—Vd=Uba+Uad而Uba=Vb—Va=8—10=—2VUad=Va—Vd=10—(—3)=13V故Ubd=Uba+Uad=—2+13=11V以上用两种思路计算所得结果完全相同，由此可得两条重要结论：(1)两点之间的电压等于这两点之间路径上的全部电压的代数和；(2)计算两点间的电压与路径无

8、关。结论：电路中电流数值的正与负与参考方向密切相关，参考方向设的不同，计算结果仅差一负号。电路中各点电位数值随所选参考点的不同而改变，但参考点一经选定，那么各点电位数值就是惟一的。电路中任意两点之间的电压数值不因所选参考