第一章电路的基本概念和基本规律ppt课件.ppt

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1、第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算本章要求:1.理解电压与电流参考方向的意义；2.理解电路的基本定律并能正确应用；3.了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；4.会计算电路中各点的电位。第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分(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

2、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:提供能源信号处理：放大、调谐、检波等负载信号源: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。1.2电路模型手电筒的电路模型为了便于用数学方法分析电路,一般要将实际电路模型化，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

3、实际电路相对应的电路模型。例：手电筒R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关手电筒由电池、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。手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关电池是电源元件，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。1.3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

4、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E(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IE+_在分析与计算电路时，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aRb箭标abRI正负极性+–abUU+_实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。(3)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

5、之分。若I=5A，则电流从a流向b；例：若I=–5A，则电流从b流向a。abRIabRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。1.4电阻元件一、电阻元件及伏安特性电阻元件是一个二端元件,它的电流和电压的方向总是一致的,它的电流和电压的大小成代数关系。1.线性电阻及其伏安特性曲线电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线,这个关系称为欧姆定律。线性电阻元件有两种特殊情况值得注意:一种情况是电阻值R为无限大,电压为任

6、何有限值时,其电流总是零,这时把它称为“开路”;另一种情况是电阻为零,电流为任何有限值时,其电压总是零,这时把它称为“短路”。二、非线性电阻元件IU压敏电阻碳膜电阻贴片电阻热敏电阻水泥电阻滑线电阻电位器二、欧姆定律如果线性电阻元件的电流和电压的参考方向不关联,则欧姆定律的表达式为U=RI在式中，R是一个与电压和电流均无关的常数,称为元件的电阻。在SI中，电阻的单位为欧姆，简称欧(Ω)。常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)等。在电流和电压关联参考方向下,任何瞬时线性电阻元件接受的电功率为1.5电容元件和电感元件一、电容元件1.电容元件的基本概念电容元件是一

7、个理想的二端元件,它的图形符号如图所示。电容的SI单位为法［拉］,符号为F;1F=1C／V。常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。2.电容元件的u—i关系3。电容元件的储能在电压和电流关联的参考方向下,电容元件吸收的功率为：电容元件吸收的电能为：例图（a）所示电路中,电容C＝0.5μF,电压u的波形图如图（b）所示。求电容电流i,并绘出其波形。解由电压u的波形,应用电容元件的元件约束关系,可求出电流i。当0≤t≤1μs,电压u从０均匀上升到10V,其变化率为：当1μs≤t≤3μs,5μs≤t≤7μs及t≥8μs时，电压u为常量,其变化率为：当7μs

8、≤t≤8μs时,电压u由－10V均匀上升到０,其变化率为：故电流为