电路与模拟电子技术第1章ppt课件.ppt

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1、第一章电路的基本概念及电路元件1.1电路的组成及其作用电路：就是按照所要完成的功能，将一些电气设备或元件按一定的方式连接，以备电流流过的通路。图1.1-1手电筒电路电路的组成：1.电源（信号源），其作用是将其他形式的能量转换为电能；2.用电装置，统称为负载，它将电源供给的能转换为其他形式的能量；3.中间环节，连接电源与负载的元件；实际电路种类繁多，其作用可概括为两个方面：1.进行能量的传输、分配与转换；2.实现信息的传递与处理；1.2电路模型为便于分析，在一定条件下只考虑元件的主要电磁特性，而忽略其次要因素，把它看作理想电路元件，即理想化（模型化）。理想电路元件是组成电路模型的最小单

2、元，具有精确的数学定义。基本理想的电路元件有五种：电阻、电感、电容、理想电压源、理想电流源。1.3电路的基本物理量1.3.1电流电流是电荷有规则的定向运动形成的，在数值上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量。式中q为通过导体横截面的电荷量，若dq/dt为常数，即是直流电流，常用大写字母I表示电流强度的单位是安培(A)。电流的参考方向在对实际电路进行分析时，可以事先假定电流的运动方向，这个假定的方向就是参考方向。在对电路中电流设出参考方向后，若经计算出的电流为正值，说明所设参考方向与实际方向一致；若经计算得出电流为负值，说明所设参考方向与实际方向相反。电流值的正与负在设定参考方向的前

3、提下才有意义。1.3.2电位、电压和电动势电位：单位正电荷在某点所具有的电位能，数值上等于电场力将单位正电荷自某一点移至参考点（一般选择无穷远处）做功的大小，电位是一个相对量。电压：两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小。电压是一个绝对量。电动势：表征电源中外力作功的能力，其值等于外力克服电场力把单位正电荷从负极移动到正极所作的功，其方向从负极指向正极。电压用数学式表示为式中dq为由某点移至另一点的电荷量，单位为库仑(C);dw是为移动电荷dq电场力所做的功，单位为焦耳(J)。电位、电压的单位都是伏特(

4、V),1V电压相当于为移动1C正电荷电场力所做的功为1J。电位、电压都是代数量，因而在进行分析时可以事先假定电位或电压降低的方向，即为电位或电压的参考方向。规定电位真正降低的方向为电压的实际方向，若经计算出的电位或电压为正值，说明所设参考方向与实际方向一致；若经计算得出电位或电压为负值，说明所设参考方向与实际方向相反。1.3.3功率和能量单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为功率。功率的数学定义式可写为式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。1瓦功率就是每秒做功1焦耳，即1W=1J/s。关联与非关联若电流与电压的参考方向一致，称为参考方向关联；反之则称为非关

5、联。+–iu+–iu假设电压电流参考方向关联，由得再由得根据功率定义p=dw/dt,得若电压电流的参考方向非关联，则在电压电流参考方向关联的条件下，p为正值，表明该段电路吸收功率，即消耗功率；若电压电流参考方向非关联，p为负值，则该段电路吸收负功率，即该段电路向外供出功率，或者说产生功率。1.4电气设备的额定值额定电流：电气设备在长期连续运行或规定工作制下允许的最大电流，用IN表示。额定电压：电气设备在正常工作时的电压，用UN表示。额定功率：电气设备在额定电压、额定电流下工作时的功率，用PN表示。在实际使用时，电气设备的实际工作电压、电流和功率并不一定等于其额定值。1.5电路的工作状态

6、电路工作时，由于所接负载不同，电路将处于不同的工作状态，主要有以下三种：1.5.1开路电源与负载断开，称为开路状态，又称空载状态。开路状态电流为零，而开路处的端电压U0＝E。1.5.2短路电源两端没有经过负载而直接连在一起时,称为短路状态。（短路是电路最严重、最危险的事故，是禁止的状态。）短路电流IS＝E/R0很大，1.5.3负载状态电源与负载接通，构成回路，称为有载状态。电路中的电流等于额定电流时，称为“满载”（或“额定状”）；电流大于额定电流时，称为“过载”；电流小于额定电流时，称为“欠载”。1.6无源电路元件电路中不能向外提供能量的元件称为无源电路元件，包括电阻、电容和电感三种。

7、1.6.1电阻元件电阻是表征电路中阻碍电流流动特性的参数，电阻元件是表征电路中消耗电能的理想元件，习惯上统称为电阻。1.电阻的电压、电流关系如果电阻值不随其上电压或电流数值变化，称线性电阻。阻值不随时间t变化的线性电阻，称线性时不变电阻。采用关联参考方向时，线性电阻两端的电压、电流关系服从欧姆定律。电阻的倒数称电导，以符号G表示，即在国际单位制中，电阻的单位为欧姆(Ω)，电导的单位是西门子，简称西(S)。应用电导参数来表示电流和电压之间关系时，