电路的基本概念和电压电流的约束关系课件.ppt

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1、电路的作用及基本组成一、什么是电路？电路是由用电设备或元器件与供电设备（称为电源）通过导线连接而构成的提供给电荷流动的通路。升压变压器升压变压器升压变压器降压变压器电灯电动机电炉发电机输电线例如电力系统输送、分配电能的电路：1.实现电能的传输与转换返回2.实现电信号的传递和处理(去噪、放大等)例如常见的扩音机电路：放大器话筒返回二、电路的组成1、电路的主要组成电源：提供电能或电信号的装置负载：用电设备—消耗电功率“负载增加”——负载消耗电功率增加，即负载电流增加。电源实际输出功率取决于负载。中间环节：输送和分配电能设备，即导线、开关、转换电路控制及保护部分等。总由三部分组成：

2、电源、负载、中间环节例如：手电筒电源：电池负载：小灯泡中间环节：弹簧、开关等负载中间环节电源中间环节负载放大器话筒扬声器信号源（电源）又例如：扩音机电路2、电路模型理想导线：既无电阻性，又无电感性、电容性的导线。电路模型：由理想元件和理想导线组成的电路。电路模型中每个理想元件都可用数学式子来精确定义，因而可以方便地建立起描述电路模型的数学关系式，并用数学方法分析、计算电路，从而掌握电路的特性。例如：手电筒电路的实际元件有干电池、电珠、开关和筒体，电路模型如图所示。理想元件：在一定条件下对实际元件加以理想化，仅仅表征实际元件的主要电磁性质，可以用其电流和电压的数学表达式来表示其

3、性能。负载电源灯泡电池EIRU+_手电筒电路的电路模型常用理想元件和符号电阻元件R电容元件C电感元件L电流源IS电压源US+-色环电阻电阻排电位器电容极性电容电路的激励和响应返回激励：输入（电能或信号）响应：输出（电能或信号）激励与响应以电压电流的形式表现。电路中电源和信号源的电压或电流称为激励，它推动电路的工作。由激励而在电路中产生的电压和电流称为响应。前缀符号幂阿[托]a10-18飞[母托]f10-15皮[可]p10-12纳[诺]n10-9微μ10-6毫m10-3厘c10-2分d10-1十da10百h102千k103兆M106吉[咖]G109太[拉]T1012表示10的幂

4、的标准前缀补充电路的基本物理量1、电路的基本物理量电流——电路中电荷流动量的度量，它表示单位时间流过电路中某一截面的净电荷量。即：i(或I)=dq/dt单位：安培（A）电压——电路中电场强弱的度量，它表示单位正电荷从电路中一点移动到另一点,电场力所作的功，即在移动过程中单位正电荷所失去的电位能。即：u(或U)=dW/dq单位：伏特（V）电动势电源内部的电源力通过电源内部运送电荷的能力。即：外力驱动正电荷移动的本领。单位：伏特（V）实际方向：物理中对电量规定的方向。电流I:正电荷运动的方向。电源负载＋＋－－II电流流过电源时，是从电源的负极到正极；电流流过负载时，是从负载的高电

5、位到低电位。USR+_+_II2、电流和电压的实际方向电压U:从高电位到低电位——电位降的方向。电动势E:从电源的负极到电源的正极——电位升的方向。电源负载＋－ER+_EUSR+_+_EU电源负载＋＋－－UU3、电流和电压的参考方向1）问题的提出：电流、电压既然具有方向性，也就不能单用数值来表示，必须同时标定其方向。但在对复杂电路分析之前显然也不能确定其实际方向。电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR如：2）解决的方法(1)在解题前先假设一个电流方向，作为参考方向。(2)根据电路的基本定律，列出电压、电流方程。(3)根据计算结果确定电流的实际方向：若

6、计算结果I3为正,则实际方向与参考方向一致；若计算结果I3为负,则实际方向与参考方向相反。I33）参考方向的三种表示正负号,下标a、b和箭头都是表示电位降低的方向。同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有实际联系。但是，为了分析的方便，我们在一个元件上定义两个独立的参考方向是不合适的。因此，通常我们在分析电路时采用所谓关联的参考方向(关联正方向）：即在同一电路元件或电路部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向。否则，称为非关联参考方向。4、电流和电压的关联参考方向注意:1.分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。2.参考

7、方向选定之后，在计算过程中不能改变。关联参考方向：电压与电流的参考方向相同非关联参考方向：电压与电流的参考方向相反关联非关联【例1.2】已知元件A、B的电压、电流参考方向如图所示。试判断A、B元件的电压、电流的参考方向是否关联？解：A元件的电压、电流参考方向非关联；B元件的电压、电流参考方向关联。＋－BAIRURab假设:与的正方向一致（关联）例IRURab假设:与的正方向相反（非关联）解因为所以电源电压的参考方向与实际方向相同。【例1.1】5、电位及其计算1)电位的概念电位是描述电场的一个标量物理量，