电工技术-1章-电路基础与分析方法课件.ppt

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1、第1章电路基础与分析方法1.1电路基础知识1.2电路的基本元件1.3电路的基本定律1.4电气设备的额定值和电路的工作状态1.5电阻的连接及其等效变换1.6电压源与电流源的等效变换1.7支路电流法1.8节点电压法1.9叠加原理1.10戴维南定理和诺顿定理1.11含受控源的电路分析1.1电路基础知识1.1.1电路和电路模型电路是电流所经过的路径。它由实际元器件按一定要求连接起来的整体。1.电路的功能(1)实现电能传输、分配与转换，称为电力电路，或称为强电电路。(2)实现载有信息的电信号传递和处理，称为电信电路，或称为弱电电路。(3)电路的组成部

2、分电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用从宏观上看，把实际工程中的电路划分为由电源、中间环节和负载三部分组成。信号源:提供信息中间环节：电信号传递与处理负载在电路中，电源或信号源的电压或电流又称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为电路的响应。2．电路模型为了便于对电路分析与计算，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。基本的理想电路元件分为两类：（1）无源元件：（2）有源元件：电容元件电阻元件电感元件理想电压

3、源（恒压源）理想电流源（恒流源）此电路由电池、灯泡、开关和连线组成。原理电路电路模型例：电动车电池对灯泡供电电路。电路网络拓扑结构基本元素有4种：三个或三个以上电路元件的连接点称为节点。两个元件的连接点称为“广义节点”，例：节点a、d。两个或多个节点被（无阻导线）短路，则这些节点可以经过合并等效为一个节点，例：节点e。节点、支路、回路和网孔。1.1.2电路结构的基本元素1．节点:例：节点b、c、e。节点在电路中用实心圆点来表示。2．支路:连接两个节点的通路。支路bae、支路be、支路bc、支路ce、支路cde。有源支路（也称为含源支路）：支

4、路bae和支路cde无源支路（不含有电源）：支路be、支路bc和支路ce3．回路：4．网孔：电路中的任何闭合路径。其中不含有任何其他回路的闭合路径。1231.1.3电路的基本物理量1．电流及其参考方向1）电流电荷有规则的流动就形成了电流，犹如水在水管中的流动。电流的大小定义为:单位时间内通过导体横截面的电荷量。直流电流量定义式交流电流量定义式(1)参考方向的表示方法电流：Uab双下标电压：2)参考方向E+_在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。Iab双下标aRb箭标abRI正负极性+–abUU+_I电流不仅在金属导体中可以流动，而有些

5、液体（如电解液）或气体（日光灯管内的惰性气体被电离后）中也可以产生电流流动；再有，半导体中的带电粒子（又称为载流子）自由电子和空穴当有外电场作用时，也会作定向移动，而形成电子电流和空穴电流。(2)实际方向与参考方向的关系注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。2．电压（电压、电动势、电位）及其参考方向1）电位电荷在电路中的某点具有一定的电位能（或称做电势能，简称“电位”）。电路中参考点选的不同，各点的电位值也不同。电位值是相对的。电力工程中，电路常以大地为零电位点，用图形符号“”表示；电子电路中，如果电路没有接大地，通常选与电源

6、负极相连的一条公共线作为参考“点”，该线称为“地线”，标有图形符号“”（以便与接地符号“”相区别）。电子电路一般有公共的接壳点，通常也选它为参考点。2）电压电路中任意两点间的电位之差称为电位差，或称为电压，用字母表示，单位是伏［特］（V）。电路中某点的电位等于该点到参考点的电压（或称为电位差），再加上参考点的电位。a、b两点间的电压为3）电动势电动势犹如一个扬程的水泵。电动势用字母表示。电源电动势的大小在数值上等于非电场力在电源内部将单位正电荷从负极移到正极所做的功。4）电压的参考方向电压的实际方向（或称为极性）是根据电场力产生电流

7、使移动的电荷电位降低的原理，规定为从高电位点指向低电位点，也就是电位降低的方向，所以，电压又称为“电压降”或“电位降”。为便于分析电路和列写电压有关的表达式，预先任意假设一个方向作为电压的“参考方向（极性）”，或称为“正方向”。电压参考方向有以下3种表示方式：①极性表示法。②双下标表示。③箭标指向表示。例1-1分别计算电路（a）、（b）中各点电位和点a、d之间的电压。(注：两电路的参考点设置得不同）解：图（a）中，设b点为参考点，则b点电位为零，即同理例1-1解：图（b）中，设c点为参考点，则c点电位为零，即则结论：①电路参考点选择

8、不同，各点电位不同。电位值与参考点选择有关，即电位值是相对的。②电路中两点间电压（或称为电位差）是不变的。电压值与参考点选择无关，即电压值是绝对的。简化电路画法