电路模型与电路定律 课件.ppt

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1、1.电压、电流的参考方向4.基尔霍夫定律第1章电路模型和电路定律2.功率的计算方法3.电阻、电感和电容元件的端口伏安关系重点：1.1电路和电路模型功能a能量的传输、分配与转换（输电线路）b信息的传递与处理（计算机电路）组成电源、负载、辅助环节（导线、开关等）电源（激励）：能提供电能或电信号的器件。如电池，发电机负载（响应）：用电设备称为负载，作用是将电能转化为其他形式的能量，或者对信号进行处理。如电动机由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。一、电路（实际电路）1、电路导线电池开关灯泡二、电

2、路模型和电路理论电路图理想电路元件：根据实际电路元件所具备的电磁性质所假想的具有某种特定的电磁性质的元件，是一种理想化了的模型。电路模型：反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。电路理论：研究电路中发生的电磁现象，并用电流、电压、磁通等物理量描述其中的过程几种基本的电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件注具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用

3、同一模型表示；同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式例3.集总参数电路由集总元件构成的电路集总元件假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行集总条件当实际电路的外形尺寸与电路工作频率下的电磁波波长相比很小，可忽略时，电磁波沿电路传播的时间几乎为0，在这种情况下，实际电路就可以按集总参数电路处理。根据电磁场理论，电磁波的波长λ＝v/fv:电磁波波速(3*108m/s)f:工作频率可见，频率越高，波长就越短若f＝50HZλ=6000km若f＝30GHZλ=1cm1.2电流和电压的参考方向(r

4、eferencedirection)电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。1.电流的参考方向(currentreferencedirection)电流电流强度带电粒子有规则的定向运动单位时间内通过导体横截面的电荷量方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向单位1kA=103A1mA=10-3A1A=10-6AA（安培）、kA、mA、A元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向AABB问题复杂电路或电路

5、中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断参考方向任意假定一个方向为电流的参考方向。这时电流可看成是代数量，其值的正负反映出电流的实际方向i参考方向i参考方向i>0i<0实际方向实际方向电流的参考方向与实际方向的关系：AABB电流参考方向的两种表示：用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A指向B。电压U单位：V(伏)、kV、mV、V2.电压的参考方向(voltagereferencedirection)单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做

6、功（W）的大小电位单位正电荷q从电路中一点移至参考点（假设参考点电位＝0）时电场力做功的大小实际电压方向电位降低的方向电位的大小与参考点的选取有关，电压的大小与参考点的选取无关电压是指电路中两点的电位差值Uab=a-b例已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J，(1)若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、Ubc;(2)若以c点为参考点，再求以上各值ac解b(1)以b点为电位参考点abc解(2)电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，

7、电路中各点的电位值就是唯一的；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。结论以c点为电位参考点问题复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。电压参考方向U<0>0参考方向U+–+实际方向+实际方向参考方向U+–U假设的电压降低方向电压参考方向的三种表示方式：(1)用箭头表示(2)用正负极性表示(3)用双下标表示UU+ABUABA点电位高于B点电位A点电位高于B点电位A点电位高于B点电位AABB元件或支路的u，i采用相同的参

8、考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向3.关联参考方向i+-+-iUU注（1）分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。（2）参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。（3）参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。例ABABi＋－U电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？答：A电压、电流参考方向非关联；B电压、电流