电路分析基础 第1章ppt课件.ppt

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1、第1章电路模型和电路定律1.1电路和电路模型1.2电路变量1.3电阻元件1.4电压源和电流源1.5受控源1.6基尔霍夫定律1.7电路等效1.8两种电源模型的等效变换1.9电阻的Y△连接等效变换1.10输入电阻习题1本章从建立电路模型、认识电路变量等最基本的问题出发，重点讨论了欧姆定律、基尔霍夫定律、电路等效、输入电阻等重要概念1.1电路和电路模型1.1.1电路及其组成电路是电流通过的路径。实际电路通常由一些电路器件(如电源、电阻器、电感、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等)组成。每一种电路实体部件都具有各自不同的电磁特性和功能。复杂的电路称为网络。电路的形式是

2、多种多样的，但从电路的本质来说，其组成都有电源、负载、中间环节三个最基本的部分。例如图1.1.1所示的手电筒电路。图1.1.1手电筒电路凡是将化学能、机械能等非电能转换成电能的供电设备，均称为电源，如干电池、蓄电池和发电机等;凡是将电能转换成热能、光能、机械能等非电能的用电设备，均称为负载，如电热炉、白炽灯和电动机等;连接电源和负载的部分，称为中间环节，如导线、开关等。电路的种类繁多，但从电路的功能来说，其作用分为两个方面:其一，实现电能的传输和转换，如电力系统中的发电、输电电路。发电厂的发电机组将其它形式的能量(热能、水的势能、原子能或太阳能等)转换成电能，通

3、过变压器、输电线输送给各用户负载，在那里又把电能转换成机械能、光能、热能，为人们生产、生活所利用。其二，进行信息的传递与处理，如电话、收音机、电视机、手机中的电路。如图1.1.2所示，接收天线将载有语言、音乐、图像信息的电磁波接收后，通过接收机电路把输入信号(又称激励)处理为人们所需要的输出信号(又称响应)，送到扬声器或显像管，再还原为语言、音乐或图像。图1.1.2接收机电路1.1.2电路模型实际电路的电磁过程是相当复杂的，难以进行有效的分析和计算。在电路理论中，为了便于实际电路的分析和计算，通常在工程实际允许的条件下对实际电路进行模型化处理，即忽略次要因素，抓住

4、足以反映其功能的主要电磁特性，抽象出实际电路器件的“电路模型”例如电阻器、灯泡、电炉等，这些电气设备接受电能并将电能转换成光能或热能，光能和热能显然不可能再回到电路中，因此把这种能量转换过程不可逆的电磁特性称为耗能。这些电气设备除了具有耗能的电特性，当然还有其它一些电磁特性，但在研究和分析问题时，即使忽略其它这些电磁特性，也不会影响整个电路的分析和计算。因此，可以用一个只具有耗能电特性的“电阻元件”作为它们的电路模型。将实际电路器件理想化而得到的只具有某种单一电磁性质的元件，称为理想电路元件，简称为电路元件。每一种电路元件都可以用严格的数学关系加以定义。常用的

5、电路元件有:表示将电能转换为热能的电阻元件、表示电场性质的电容元件、表示磁场性质的电感元件及电压源元件和电流源元件等。由理想电路元件相互连接组成的电路称为电路模型。如图1.1.1所示，电池在对外提供电压的同时，内部也有电阻消耗能量;灯泡除了具有消耗电能的性质(电阻性)外，通电时还会产生磁场，具有电感性。但电感微弱，可忽略不计，于是可认为灯泡是一电阻元件，用RL表示。图1.1.3是图1.1.1的电路模型。图1.1.3手电筒电路的电路模型1.2电路变量在电路问题分析中，人们所关心的物理量是电流、电压和功率。在具体展开分析、讨论电路问题之前，首先建立并深刻理解与这些物理

6、量有关的基本概念是很重要的。1.2.1电流及其参考方向1.电流电荷的定向移动形成了电流。电流的大小用电流强度来衡量，电流强度亦简称为电流。　　定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量，用公式表示为式中，i表示随时间变化的电流，dq表示在dt时间内通过导体横截面的电量。在国际单位制中，电流的单位为安培，简称安(A)。实际应用中，大电流用千安(kA)表示，小电流用毫安(mA)或微安(μA)表示。它们的换算关系是:在外电场的作用下，正电荷将沿着电场方向运动，而负电荷将逆着电场方向运动(金属导体内的自由电子在电场力的作用下定向移动形成电流)。习惯上规定:正电荷的运动方向为

7、电流的正方向。2.电流的参考方向在一些很简单的电路中，如图1.1.3所示，电流从电源正极流出，经过负载回到电源负极。在分析复杂电路时，一般难于判断出电流的实际方向;对于交流电流，电流的方向随时间改变，所以它的实际方向也就很难确定。所谓电流的参考方向，就是在分析计算电路时，先任意选定某一电流方向。电流的参考方向通常用带箭头的线段表示，箭头所指方向表示电流的流动方向，并根据此方向进行分析计算。计算结果为正，说明电流的参考方向与实际方向相同;计算结果为负，说明电流的参考方向与实际方向相反。图1.2.1表示了电流的实际方向(图中实线所示)与参考方向(图中虚线所示)之间

8、的关系。图