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《电工基础_第一章_电路的基本概念和基本定律课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一章电路的基本概念和基本定律第一节电路和电路模型第二节电路的基本物理量第三节电阻元件和欧姆定律第四节电压源和电流源第五节基尔霍夫定律第一节电路和电路模型1.电路电路是电流的流通路径,它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接组合起来的电流通路而成的。由电源、负载和中间环节3部分组成.复杂的电路呈网状,又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。它的一种作用是实现电能的传输和转换。另一种作用是实现信号的处理。电路中提供电能或信号的器件,称为电源,。电路中吸收电能或输出信号的器件,称为负载。在电源和负载之间引导和控制电流的导线和开关等是传输控制
2、器件。图1.1电路的组成2、电路模型为了便于对电路进行分析计算，常常将实际电路元件理想化，也称模型化，即在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略次要的因素，用一个足以表征其主要特性的理想元件近似表示。由理想电路元件所组成的电路，称为电路模型。常见的电路元件有电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其端钮的电压、电流关系即伏安关系（VAR）来决定的。第二节电路的基本物理量一、电流、电压及其参考方向1、电流及其参考方向带电粒子（电子、离子等）的定向运动形成了电流。单位时间内通过导体横截面的电荷量定
3、义为电流强度，并用它来衡量电流的大小。用符号表示,即为极短时间内通过导体横截面的电荷量。习惯上把正电荷的定向运动方向规定为电流的方向。当电流的大小和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用英文大写字母I表示。大小和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,常用英文小写字母I表示。单位是安［培］,符号为A。常用的有千安（kA）,毫安（mA）,微安（μA）等。在分析与计算电路时,常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。图1.2电流的参考方向如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际
4、方向相反。2、电压及其参考方向电路中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点所减少的电能或所做的功,即式中,Δq为由A点移动到B点的电荷量,ΔWAB为移动过程中电荷所减少的电能。电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向,电压的SI单位是伏［特］,符号为V。常用的有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。量值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。图1.3电压的参考方向电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向例：当ua=
5、3Vub=2V时u2=－1Vu1=1V最后求得的u为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。二、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。如果已知a、b两点的电位各为Va,Vb,则此两点间的电压即两点间的电压等于这两点的电位的差,三、电动势电源力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功
6、称为电源的电动势，用表示，即四、功率与电能传递转换电能的速率叫电功率,简称功率,用p或P表示。电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。如果电流、电压选用关联参考方向,则所得的p应看成支路吸收的功率,计算所得功率为负值时,表示支路实际发出功率。如果电流、电压选择非关联参考方向,p应看成支路发出的功率,即计算所得功率为正值时,表示支路实际发出功率;计算所得功率为负值时,表示支路吸收功率。在直流情况下功率的单位为瓦［特］,简称瓦,符号为W,常用的有千瓦（kW）、兆瓦（MW）和毫瓦（mW）等。从t0到t时间内,电路吸收（消耗）
7、的电能为直流时，有电能的SI主单位是焦［耳］,符号为J,在实际生活中还采用千瓦小时（kW·h）作为电能的单位,简称为1度电。所有元件吸收的功率的总和为零。这个结论叫做“电路的功率平衡”。例：求图示各元件的功率.（a）关联方向，P=UI=5×2=10W，P>0，吸收10W功率。（b）关联方向，P=UI=5×(－2)=－10W，P<0，产生10W功率。（c）非关联方向，P=－UI=－5×(－2)=10W，P>0，吸收10W功率。例1-1图1.5所示为直流电路,U1=4V,U2=-8V,U3=6V,I=4A,求各元件接受或发出的功率P1、P2
8、和P3,并求整个电路的功率P。解P1的电压参考方向与电流参考方向相关联,故P1=U1I=4×4=16W(吸收16W)P2和P3的电压参考方向与电流参考方向非关联,故P2=U2I=(-8)×4=-32W(吸收
