电路和电路模型ppt课件.ppt

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1、1电路模型和电路定律中南大学姜霞《电工技术B》课程引言问题一：电路在专业体系中的地位和作用？问题二：电路模型的建立？问题三：电压和电流的参考方向？1.1电路和电路模型一、工程对科学目的性的应用。二、电路的地位与作用电路是工程领域里第一门课程。三、简化过程原始数据物理定律元器件系统四、实际电路功能(a)能量的传输、分配与转换；(b)信息的传递、控制与处理。建立在同一电路理论基础上。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。共性1.1电路和电路模型五、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。导线电池开关白炽灯电路图理想电路元件具有某种确定

2、电磁性能的理想元件。电路模型1.1电路和电路模型5种基本的理想电路元件：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。电压源和电流源：表示将其他形式的能量转变成电能的元件。5种基本理想电路元件有三个特征：（a）只有两个端子；（b）可以用电压或电流按数学方式描述；（c）不能被分解为其他元件。注意1.1电路和电路模型具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一电路模型表示。同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。电感线圈的电路模型注意例1.1电路和电路模型当实际电路

3、的尺寸远小于其使用时的最高工作频率所对应的波长时，可以无须考虑电磁量的空间分布，相应的电路元件称为集总参数元件。由集总参数元件组成的电路，称为实际电路的集总参数电路模型或简称为集总参数电路。描述电路的方程一般是代数方程或常微分方程。集总参数电路与分布参数电路如果电路中的电磁量是时间和空间的函数，使得描述电路的方程是以时间和空间为自变量的代数方程或偏微分方程，则这样的电路模型称为分布参数电路。分析和计算中不作特殊说明的元件都是集总参数元件，所对应的电路都是集总参数电路。一个实际电路要能用集总参数电路近似，要满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波

4、长:l<<λ。1.1电路和电路模型已知电磁波的传播速度:v=3×105km/s(1)若我国电力系统的工作频率为f=50Hz，则:(2)对无线电接收机的天线来说，如果接收到的信号频率为f=50MHz，则:例周期:T=1/f=1/50=0.02s波长:=3×1050.02=6000km周期:T=1/f=0.0210–6s=0.02ns波长:=3×1050.0210–6=6m可见，对以此为工作频率的实验室设备来说，其尺寸远小于这一波长时能满足集总化条件。而对于数量级为103km的远距离输电线来说，则不满足集总化条件，应作为分布参数电路处理。因此，即使天线的长度只有

5、0.1m，也不能把天线视为集总参数元件，应作为分布参数电路处理。电路和电路模型实际电路电路模型分析数学方程求解方程的建立和方向密切相关，方向是方程建立的基础。回顾分析电路需要对电路进行数学描述，这种描述是由电路的一些物理量，如电压、电流、电荷、磁通、功率和能量等来表示的。这些物理量统称为电路变量或网络变量。在电路分析中，人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。电压和电流是描述电路特性的两个基本变量。1.2电路变量电流i--安培（A），电量q--库仑（C），t--秒（S）一、电流和电流的参考方向q(t)1.电流：电流i（直流电流可记为I）i的大小和方向不随时间变化的电流称

6、为直流（DC）i随时间作周期性变化且平均值为零的电流称为交流(AC)电流的实际方向：正电荷定向移动的方向。1mA=10-3A1μA=10-6A1.2电路变量若i>0,表明实际方向与参考方向一致；若i<0,表明实际方向与参考方向相反。2.电流的参考方向：人为假定的电流正方向。用箭头或双下标表示。任意规定iAB注意：分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。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)，在计算中不得任意改变。参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。1.2电路变量已知直流电流的方向由a到b,大小为2A。问如何表示这一电流?参

7、考方向与实际方向一致参考方向与实际方向相反有两种表示法：例解1.2电路变量i电流表+_被测支路断开通路串接电流表电流的测量实验和工程中采用电流表测量电流，电流表必须串接在被测电路中。+_u若电流表并接电路中，将短路，损坏电流表。电流的参考方向由电流表接线方式决定“+”接线柱指向“-”接线柱。1.2电路变量即：二、电压和电压的参考方向（直流电压可记为U）u--伏特（V），w--焦耳（J），q--库仑（C）1.电压(voltage)：电场中某两点A,B间的电压(降)UAB等于将单位正电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB。电压的实际方向：高