电工技术教学课件作者李小龙第一章.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电路的基本物理量1.3欧姆定律与电阻元件1.4基尔霍夫定律1.5独立电源和受控源1.1电路和电路模型1.1.1电路电荷有规则的运动形成电流。电流所流通的路径就是电路。它是由若于电气元件和设备按一定方式连接而组成的总体。电路的每一个组成部分叫元器件，元器件种类繁多，特性各异，如电池、电灯、电炉、电动机等，人们根据自己的需要，设计和制造了各种各样不同的电路，引导电荷在特定的电路中移动，从而得到自己所预想的效果。电路的作用大致可分为:①实现能量的转换、传输和分配，如供电电路;②实现信号的产生、传送和处理，如电子电路;③测量电量，如万用表电路

2、;④进行各种各样数学运算和信息存储，如计算机的电路。下一页返回1.1电路和电路模型组成各种实际电路的元器件虽多，但根据它们在电路中所起的作用，这些元件一般可以分成三大类:一类是向电路提供能量和信号的元件，叫做电源，如电池、发电机等;一类是使用电能和输出信号的器件，叫做负载，如电灯、电炉、显像管等;还有一类是把电源和负载连接在一起叫中间环节，如导线、开关、电视机内部电路等等。如图1一1(a)所示是一个最简单的电路，电路中的电池是电源，灯泡是负载，二者用导线连接在一起。习惯上，把电源部分的电路叫做内电路，把电路的其余部分，包括中间环节和负载等，叫做外电路。上一页下一页返回1.1电路和电路模

3、型1.1.2电路模型现实中的电路元件种类繁多，特性各异，由它们组成的电路千变万化，十分复杂。为了更完整、简洁地表示电路，我们用一些简单的符号表示组成电路的器件，这些符号是对实际的电路电磁性质进行科学的抽象与概括的结果，它们可以建立数学模型，为简化电路画法，用一定符号代表一种理想元件。所谓的理想元件，是指在一定条件下能突出其主要电磁性能，只反映电路的某一种能量转换的元件，主要有电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源和理想电流源。它们通过两个连接端子与电路相接，因此叫二端元件，它们的电路符号见图1一2所示)上一页返回1.2电路的基本物理量1.2.1电流电荷的有规则运动形成电流，而电流强度

4、是表示电流强弱的物理量，我们把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，简称为电流，用L表示，即在国际单位制(SI)中，电流强度的单位为安培(简写为A)01安=1库/秒，常用单位还有毫安(mA)、微安(uA)、千安(kA)等，它们与安培的换算关系为下一页返回1.2电路的基本物理量电流的实际方向习惯上规定为正电荷运动的方向。但在实际电路中，电流的实际方向往往难以确定，如交流电路中电流的方向就常常变化，为了解决这个问题，通常先任意假设一个方向为电流的方向，称为电流的参考方向，在电路图中用箭头表示。如图1-3所示，在电路中，电流的大小和方向不随时间变化的叫恒定电流，简称直流(简写DC)

5、，习惯上用大写字母I表示。若在t内通过导体横截面的电荷量是Q，则电流I可以用下式表示如果电流的大小和方向随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，简称交流(简写AC)，习惯上用小写字母i表示。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量1.2.2电压在电路中电荷能定向移动是因为电路存在电场，在电场力的作用下，把单位正电荷从电路的点1移到点2所做的功叫从点1→点2的电压，即不随时间变化的电压叫直流电压，随时间变化的电压叫交流电压。电压与电流均不随时间变化的电路叫直流电路;反之，叫交流电路。与直流电流的定义类似，直

6、流电压的定义可简化为式中用大写字母U12表示直流电压。U12的双下标分别表示计算电压的起点和终点。△W12为电荷△a从点1运动到点2时电场力作的功。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量电压的国际单位为伏特(简写为V)，常用单位还有毫伏(mV)、微伏(uV)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为1mV=10－3V；1uV=10－6V；1KV=103V对同一电路，当我们改变计算电压的参考方向后，电压的绝对值不变，但正、负号相反，即U12=－U21（1-2-5）在电路分析中，有时对电位讨论比讨论电压更为方便一些，那么何谓电位呢?电位就是把单位正电荷从电路中任一点移到参考点时电场力所作的功

7、。即如果把参考点记为O，电路中任一点a的电位用Va表示，则式中dWaO为电荷da从a点移动到O点时电场力作的功，电位与电压的单位相同，即伏特(V)。上一页下一页返回1.2电路的基本物理量在电子电路中，为了简化电路，对有一端接地的电源不再画出电源符号，而是用电位来表示电压的大小和极性。如图1-5(b)就是图1-5(a)的习惯画法。根据电压和电位的定义可以得出，电路中任意两点间的电位差就是等于这两点间的电压。例如，设a,b两点间的电压为Uab,O