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《《电路基础》第1章:电路的基本概念和基本定律ppt课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1章电路的基本概念和基本定律1.1电路和电路模型1.2电路的基本物理量1.3电阻元件1.4欧姆定律1.5电路的工作状态1.6电路中的电位分析1.7电源元件1.1电路和电路模型1.1.1电路1电路及其组成电路是电流的流通路径,它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状,又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。直流电路----流过恒定电流的电路交流电路----通过交变电流的电路任何电路,都是由若干个实际的电器装置或电器元件,根据某些特定需要,按一定的方式组合起来的整体。开关电
2、池负载连接导线图1-1-1手电筒电路电源------电路中提供电能或信号的器件。作用:将其他形式的能量转换成电能。(图中干电池将化学能转换成为电能)负载-----电路中吸收电能或输出信号的器件。作用:将电源供给的电能转化为其他形式的能量(图中白炽灯将电能转换或光能和热能)------连接电源和各负载传输电流的金属导线。导线------为节省电能所加的控制装置,需要照明时将开关闭合,不需要照明时将开关打开。开关电源、负载与中间环节是任何实际电路中都不可缺少的三个组成部分。在电源和负载之间引导和控制电
3、流的导线和开关等是传输控制器件。2电路的作用(1)实现电能的传输和转换。将发电机发出的电能经过升压变压器、输电线、降压变压器传送到电动机,电灯或其他用电器。图1-1-2电力系统电源中间环节负载(2)实现信号的处理。接收天线把载有语言、音乐、信息的电磁波接收后,经过调谐、检波、放大等电路变换或处理变成音频信号,驱动扬声器。图1-1-3接收机电路1.1.2电路模型1理想电路元件在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其中起主要作用的某些电磁现象。理想电路元件是一种理想化的模型,简称为电路元件。电阻元件
4、-----一种只表示消耗电能的元件;电感元件-----表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件;电容元件-----表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件等。二端元件-----具有两个引出端的元件多端元件-----具有两个以上引出端的元件RCLuUS(t)ISis(t)图1-1-4理想电阻、电容、电感、电压源、电流源模型2电路模型实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟,这便构成了电路模型。手电筒的电路模型USSR1.2电路的基本物理量1.2.1电流及其参考方向
5、带电粒子(电子、离子等)的定向运动,称为电流。图1-2-1导体中的电流电流用符号i表示,它在数值上等于单位时间dt内通过导体某一截面A的电荷量dq,即dq为导体截面中在dt时间内通过的电荷量,单位为库仑(C)。电流的实际方向为正电荷的运动方向。当电流的大小和方向都不随时间变化时,称为直流电流,简称直流。直流电流常用I表示。量值和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,常用英文小写字母i表示。单位是安[培],符号为A。常用的有千安(kA),毫安(mA),微安(μA)等。在分析与计算电路时,常
6、可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。I电流参考方向I电流参考方向I>0电流实际方向I<0电流实际方向元件元件aabb1.2.2电压及其参考方向电路中a、b两点间的电压:单位正电荷q在电场力的作用下由a点移动到b点所减少的电能Wab,即电压的实际方向是使正电荷电能减少的方向,电压的SI单位是伏[特],符号为V。常用的有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。大小和方向都不随时间变化的直流电压,用大写字母U表示。交流电压,用小写字母u表示。II电流实际方向电流实际方向元件元件UUa(
7、+)a(+)b(-)b(-)(a)U为正值(b)U为负值图1-2-3电压参考方向与实际方向的关系元件的电压参考方向与电流参考方向是一致的,称为关联参考方向。电流和电压的关联参考方向电位在电路中任选一点,叫做参考点,则某点的电位就是由该点到参考点的电压。如果已知a、b两点的电位各为Ua,Ub,则此两点间的电压即两点间的电压等于这两点的电位的差,1.2.3电动势电源力abiRe图1-2-4电源力作功克服电场力把正电荷不断地从b极移动到a极去,从而将其他形式的能量转换成电能。电动势电源力把单位正电荷从电
8、源的负极移到正极所做的功称为电源的电动势,用e表示,即dWab表示电源力将dq的正电荷从a移到b所做的功。电动势的方向:规定为电源内由负极指向正极的方向(即电位升高的方向)。电压与电动势数值上相同,但方向相反,即US=-EabEUS1.2.4电功率设在dt时间内电路转换的电能为dw,则电功电流通过导体时电场力做的功电功率单位时间内的电功,用P表示电路的功率等于该段电路的电压与电流的乘积当电压和电流的参考方向一致时,即关联参考方向下,若P=UI>0,则该元件吸收功率;P=UI<0,则