电工电子技术教学课件作者谢国民1.ppt

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1、第1章直流电路1.1电路的基本概念1.2电路的基本元件1.3基尔霍夫定律1.4电路的常用定理1.5含受控源电路的分析返回1.1电路的基本概念1.1.1电路的组成和分类从日常生活和生产实践可以体会到，需要用电一般要用导线、开关等将电源和用电设备或用电器连接起来，构成一个电流流通的闭合路径，这就是所谓电路。实际电路是为完成某种预期目的而设计、安装、运行的，由电路元器件相互连接而成，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能。电路模型是由理想电路元件取代每一个实际电路器件而构成的电路(如图1一2所示的手电筒电路模型)。理想电路元件是组成电路模型的最小单元，具有

2、某种确定的电磁性质的假想元件。凡是将化学能、机械能等非电能转换成电能的供电设备，称为电源，如干电池、蓄电池和发电机等;凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能的用电设备，称为负载，如电热炉、白炽灯和电动机等;连接电源和负载的部分，称为中间环节，如导线、开关等。下一页返回1.1电路的基本概念电路的种类繁多,但从电路所处理信号的特点来分,有以下几种:(１)模拟电路.(２)数字电路.(３)集成电路.１.１.２　理想元件和电路模型实际电路的电磁过程是相当复杂的,难以进行有效的分析计算.在电路理论中,为了方便实际电路的分析和计算,我们通常在工程实际允许的条件下对实际

3、电路进行模型化处理,即忽略次要因素,抓住足以反映其功能的主要电磁特性,抽象出实际电路器件的“电路模型”.上一页下一页返回1.1电路的基本概念用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元件,简称实际元件.实际元件的物理性质,从能量转换角度看,有电能的产生、电能的消耗以及电场能量和磁场能量的储存.用来表征上述物理性质的理想电路元件(今后理想两字常略去)分别称为恒压源US、恒流源IS、电阻元件R、电容元件C、电感元件L.图１-３是它们的电路模型图形符号.它们是电路结构的基本模型,由这些基本模型构成电路的整体模型.1.1.3电流、电压的参考方向在电路中，电流

4、和电压都具有方向性。对于简单的电路来说，电流的实际流向(正电荷运动的方向)、电压的正负极性是可以判断出来的，但对于复杂电路或方向不断变化(如日常用的50Hz交流电)的交变电路来说，事先辨别出它们的方向是相当困难的。在电路分析中，当涉及某个元件或部分电路的电流或电压时，有必要指定其参考方向。上一页下一页返回1.1电路的基本概念1.电流参考方向由于电流是标量，其在导线中或一个元件中流动的实际方向只有两种可能。对于难以确定电流实际方向的较复杂电路，为了分析计算的方便，可以假定每个支路或元件上的电流方向，这种人为假定的电流方向就是电流参考方向。对于一个具体的元件或支

5、路可以任意选定某一方向为其电流参考方向。如果选定的参考方向与实际电流方向一致，那么电流为正值，选定的参考方向与实际电流方向相反，电流为负值。电流参考方向如图1一4所示。上一页下一页返回1.1电路的基本概念电流的大小为单位时间内通过导体横截面的电荷量，即如果电流的大小为恒值，且方向不变，此时，电流的基本单位为安培(简称安)，符号表示为A。2.电压参考方向电路中电压的实际方向亦有两种可能，电压参考方向为电路中某元件上或任意两点间人为假定的电压降方向。如果选定的参考方向与实际电压方向一致，那么电压为正值;反之，电压为负值。如图1一5所示电压的大小等于电场力对单位正

6、电荷从A点移到B点所做的功，即上一页下一页返回1.1电路的基本概念式中:WA、WB分别为电荷dq在A点、B点的电能。VA、VB分别为A点、B点的电位。所以，电压也常被称为电位差或电压降。电压参考方向也可以用双下标表示，如μAB:A点为高电位，B点为低电位。电压单位:伏特(V)、千伏((kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。对任何电路进行分析时，应先标出各处电压、电流的参考方向。3.关联参考方向对于一个元件来说，如果电流参考方向是从电压的“+”极性流入、从电压的“一”极性流出，则称它们的电压和电流参考方向为关联参考方向[图1一6(a)]，否则称为非关联参考方向

7、[图1一6(b)]上一页下一页返回1.1电路的基本概念1.1.4电功率的正负一个元件上的电功率等于该元件两端的电压与通过该元件电流的乘积，即P=UI(1一2)当电压的单位为伏特(V)、电流的单位为安培(A)时，功率的单位为瓦特(W).元件上的电功率有吸收和发出两种可能，可以用功率计算值的正负相区别，以吸收功率为正，发出功率为负，于是规定:(1)当电流、电压取关联参考方向时P=UI(1一3)(2)当电流、电压取非关联参考方向时P=-UI(1一4)上一页下一页返回1.1电路的基本概念在此规定下，将电流1和电压U数值的正负号如实代入公式，如果计算结果为P>0时，表

8、示元件吸收功率，该元件为负载;反之，P