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1、第1章电路的基本定律与基本分析方法1.电路模型2.理想电路元件3.基尔霍夫定律4.二端网络的等效变换5.电路的两种基本分析方法6.线性电路的两个重要定理1.1.1电路与电路模型(1)实现电能的传输、分配与转换(2)实现信号的传递与处理放大器扬声器话筒1.电路的作用电路是电流的通路,是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线1.1电路模型2.电路的组成部分电源: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发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉...输电线直流电源直流电源:提供能源
2、负载信号源:提供信息2.电路的组成部分放大器扬声器话筒电源或信号源的电压或电流称为激励,它推动电路工作;由激励所产生的电压和电流称为响应。信号处理:放大、调谐、检波等1.1.1电路与电路模型手电筒的电路模型为了便于分析电路,将实际电路模型化,用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。例:手电筒手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。理想电路元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。R+R0开关USI电珠+U干电池导线手电筒的电路模型电池是电源元件,其参数为电动势E和内阻Ro;灯泡主要具有消耗电能的性质,是
3、电阻元件,其参数为电阻R;筒体用来连接电池和灯泡,其电阻忽略不计,认为是无电阻的理想导体。开关用来控制电路的通断。今后分析的都是指电路模型,简称电路。在电路图中,各种电路元件都用规定的图形符号表示。+R0R开关USI电珠+U干电池导线1.1.2电压和电流的参考方向物理中对基本物理量规定的方向1.电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势US(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV(2)参考方向的表示方法电流:Uab双下标电压:(1)参考方向I在分析与
4、计算电路时,对电量任意假定的方向。Iab双下标2.电路基本物理量的参考方向箭标abRI正负极性+–abUU+_+R0US3V注意:参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。实际方向与参考方向一致,电流(或电压)值为正值;(3)实际方向与参考方向的关系I=0.28A电动势为US=3V方向由负极指向正极;U++R0US3V电流I参考方向与实际方向相同,I=0.28A,由流向。电压U的参考方向与实际方向相同,U=2.8V,方向由指向;2.8VI=–0.28A+R0US3VU´+电流I的参考方向与实际方向相反,I=-0.28A,由流向。电压U´的参考方向
5、与实际方向相反,U´=–2.8V;即:U=–U´–2.8V实际方向与参考方向相反,电流(或电压)值为负值。U、I参考方向相同时U、I参考方向相反时RU+–IRU+–I表达式中有两套正负号:(1)式前的正负号由U、I参考方向的关系确定;(2)U、I值本身的正负则说明实际方向与参考方向之间的关系。通常取U、I参考方向相同。U=IRU=–IR1.1.3欧姆定律解:对图(a)有,U=IR例:应用欧姆定律对下图电路列出式子,并求电阻R。对图(b)有,U=–IRRU6V+–2AR+–U6VI(a)(b)I–2A电流的参考方向与实际方向相反电压与电流参考方向相反功率的正负值意义:元
6、件在电路中作用不同。1.1.4功率与电能关联参考方向:P=UI非关联参考方向:P=-UIP>0为负载(如电阻),在电路中吸收功率。P<0为电源,在电路中发出功率。1)功率:电气设备在单位时间内消耗(实际是转换)的电能。2)电源与负载的判别(1)根据U、I的参考方向判别(2)根据U、I的实际方向判别电源:(发出功率)U、I实际方向相反,即电流从“+”端流出;负载:(吸收功率)U、I实际方向相同,即电流从“-”端流出。功率平衡:在同一个电路中,电源发出的总功率PS和电路吸收的总功率PL在数值上是相等的。即PS+PL=0。功率单位:在SI中,瓦(W),千瓦(kW),毫瓦(m
7、W)。1kW=103W,1W=103mW解:(1)元件1、2、4为关联参考方向,则P1=U1I1=24W,P2=U2I2=50W,P4=U4I1=16W元件1、2、4为负载。例1:图中方框代表电路元件。已知I1=-4A,I2=5A,I3=9A,U1=-6V,U2=10V,U4=-4V。试求:(1)各元件的功率大小,并判断各元件性质;(2)该电路功率是否平衡?元件3为非关联参考方向,则P3=-U2I3=-90W元件3为电源。(2)P1+P2+P4+P3=0则功率平衡。U1U2U4+++---1423I1I2I31.1.5电源的三种工作状态开关闭合,接通