邱关源《电路》第五版 第一章 电路模型和电路定律课件.ppt

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1、电路第一章电路模型和电路定律电路和电路模型电流和电压的参考方向电功率和能量电路元件电阻元件电压源和电流源受控电源基尔霍夫定律一、电路和电路的功用1.电路：由电气器件相互联接，构成电流的通路。电气器件：泛指实际的电路部件。电源（Sources,激励源、输入）电路§1-1电路和电路模型激励响应输入输出负载(loads)中间环节(connectingwire)：连接导线、开关等电路§1-1电路和电路模型发电机降压变压器电炉电灯电动机变压器升压输电线电源中间环节负载2.电路的功用能量的转换、传输和分配信号的采集、传递和处理

2、二、理想电路元件和电路模型1.理想电路元件：具有某种确定的电磁性质的假想元件。消耗电能—电阻元件提供电能—电压源元件、电流源元件储藏磁能—电感元件储藏电能—电容元件2.电路模型由理想元件及其组合构成电路，与实际电路相对应，是数学模型。电路§1-1电路和电路模型电路§1-1电路和电路模型+-USRSR电路§1-1电路和电路模型三、电路研究的对象及描述量研究对象：电磁现象描述量：电压（Voltage）电流（Current）功率（Power）电荷（Charge)磁通（Magneticflux）5V1I4Ii1电路§

3、1-2电流和电压的参考方向1.引言2.电流、电压的参考方向（ReferenceDirection）参考方向：人为假定的电流流动方向、电压的极性。ibaba-+电路§1-2电流和电压的参考方向ubaorubauiba-+i>0,电流实际方向从a到b；i<0,电流实际方向从b到a；动画u>0，a点电位高,b点电位低；u<0，b点电位高,a点电位低。*有了参考方向,再加上值的正负,便可完全确定实际方向。*参考方向可任意设定。*参考方向设定以后，计算过程中不要任意改动，以免出错。电路§1-2电流和电压的参考方向关联参考方向

4、3.关联参考方向指电压参考方向与电流参考方向关联。uiba-+uba-+i非关联参考方向电路§1-2电流和电压的参考方向2.能量从t0到t的时间内，元件吸收的电能为:电路§1-3电功率和能量uiba-+1.功率电能量对时间的变化率。②非关联参考方向3.功率判断①关联参考方向p>0,表明元件吸收功率；p<0,表明元件发出功率。uiba-+uiba-+电路§1-3电功率和能量p>0,表明元件发出功率；p<0,表明元件吸收功率。*方框中表示的元件是任意元件；*以上对功率的讨论也可适用于任何一段电路。E1R01UIE2R0

5、2【例题】已知E1=217V，E2=223V，R01=R02=0.6,求IandPE1，PE2。I=-5A,PE1=-1085W（吸收），PE2=-1115W（发出）电路§1-3电功率和能量i1+–+–R0dxL0dxG0dxC0dxu(t,x)Loadu2i2…i(t,x)…+–+–分布（Distributed）参数电路i1+–u1u2+–i2sourcesload电路§1-4电路元件1.引言sourcesi1+RL–u1u2+–i2i1+–u1u2+–i2sourcesload集总参数电路(LumpedPar

6、ameterCircuits)电路§1-4电路元件i1+–u1u2+–i21.集总(Lumped)参数电路1)集总假设不考虑电场和磁场的相互作用，不考虑电磁波的传播。2)集总假设的条件实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长。电路§1-4电路元件波长与频率的关系：工频：高频：电路§1-4电路元件3)集总参数元件只反映一种电磁现象，电磁过程集中在元件内部进行。外部表现上，任何时刻，对二端元件，流入一个端子的电流等于流出另一个端子的电流，且元件两个端子之间的电压值是确定的。4)集总参数电路由集总参数元件构成的电路。电

7、路§1-4电路元件电路§1-4电路元件2.电路元件的分类1)按外部联接的端子二端元件、三端元件、四端元件等。2)无源元件、有源元件3)线性元件、非线性元件4)时不变元件、时变元件电路§1-5电阻元件色环电阻电路§1-5电阻元件1.线性电阻(Resistor)元件与欧姆定律(Ohm’slaw)线性电阻元件是理想元件，在任何时刻它两端的电压与其电流的关系服从欧姆定律。电阻元件是无记忆元件。ui-+ui-+伏安关系（VCR）：voltagecurrentrelation0i电阻元件的伏安关系曲线电阻元件的伏安关系曲线是u

8、-i平面中过原点的一条直线。utg电路§1-5电阻元件2.功率和能量在关联参考方向下单位：焦耳电阻元件是无源元件，是耗能元件。电路§1-5电阻元件在t0-t时间内，电阻元件吸收的电能为：0i3.线性电阻与非线性电阻u线性电阻阻值不随电压、电流的变化而改变。非线性电阻阻值随电压、电流的变化而改变。0iu电路§1-5电阻元件0iu*伏安曲线是一条过原点的直线。*