电路分析-第3版-胡翔骏-第1课-电路的基本概念和定律1107幻灯片课件.ppt

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1、电路分析-第3版-胡翔骏-第1课-电路的基本概念和定律1107本章介绍电路的基本概念和基本变量，阐述集总参数电路的基本定律----基尔霍夫定律。定义三种常用的电路元件：电阻、独立电压源和独立电流源。最后讨论集总参数电路中，电压和电流必须满足的两类约束。这些内容是全书的基础。第一章电路的基本概念和定律§1－1电路和电路模型电路作用：电能的传输和转换。电信号的传输、处理和存储。2.由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为实

2、际电路。电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长(λ)的关系，可以将它们分为两大类：(1)集总参数电路：满足d<<λ条件的电路。(2)分布参数电路：不满足d<<λ条件的电路。说明：本书只讨论集总参数电路,今后简称为电路。例：50Hz，波长λ=6000Km2000MHz，波长λ=15cm电路几何尺寸d<λ低频信号发生器的内部结构3.研究集参数电路特性的方法一种方法是用电气仪表对实际电路直接进行测量。另一种更重要的方法是将实际电路抽象为电路模型，用电路理论的方法

3、分析计算出电路的电气特性。为什么要将实际电路抽象为电路模型，是因为实际电路中发生的物理过程是相当复杂的，电磁现象发生在各器件和导线之中，相互交织在一起。同时需要对各种器件的特征和作深入理解。对于集总参数电路，当不关心器件的内部情况，只关心器件端钮上的电压和电流。因此可以定义一些理想化的电路元件来近似模拟器件端钮上的电气特性，定义电阻只吸引电能的元件，电容只存储电场能量的元件，电感只存储磁场能量的元件，再定义理想导线将这些元件连接起来，就得到电路模型。4.电路分析与电路综合实际电路电路模型计算分析电

4、气特性电路分析电路综合电路分析的主要任务：是研究电路模型的各种分析方法。其目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。常用电路图来表示电路模型(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图§1－2电路的基本物理量电路的特性是由电流、电压和电功率等物理量来描述的。电路分析的基本任务是计算电路中的电流、电压和电功率。一、电流和电流的参考方向带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。电荷用符号q或Q表示，它的SI单位为库[仑](C)。电流的S

5、I单位是安[培](A)。单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流，用符号i或I表示，其数学表达式为SI：国际单位制（法语：SystèmeInternationald‘Unités符号：SI），是现时世界上最普遍采用的标准度量衡单位系统，采用十进制进位系统。最早于法国大革命时期的1799年被法国作为度量衡单位恒定电流:量值和方向均不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称为直流。与电流有关的几个名词时变电流:量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流。交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流

6、，称为交流电流。习惯上把正电荷移动的方向规定为电流方向(实际方向)。在分析电路时，往往不能事先确定电流的实际方向，故先人为任意规定一个电流参考方向，用箭头标在电路图上。根据电流的参考方向以及电流量值的正负，就能确定电流的实际方向。在电路分析中，必须事先规定电流变量的参考方向。电流参考方向例如在图示的二端元件中，每秒钟有2C正电荷由a点移动到b点。当规定电流参考方向由a点指向b点时，该电流i=2A,如图(a)所示；若规定电流参考方向由b点指向a点时,则电流i=-2A，如图(b)所示。若采用双下标表示

7、电流参考方向，则写为iab=2A或iba=-2A。其中dq为由a点移动到b点的电荷量，dW为电荷移动过程中所获得或失去的能量。二、电压和电压的参考极性电荷在电路中移动，就会有能量的交换发生。单位正电荷由电路中a点移动到b点所获得或失去的能量，称为ab两点的电压，即习惯上认为电压的实际方向是从高电位指向低电位。将高电位称为正极，低电位称为负极。量值和方向均不随时间变化的电压，称为恒定电压或直流电压，一般用符号U表示。量值和方向随时间变化的电压，称为时变电压，一般用符号u表示。为了电路分析和计算的方便

8、，常采用电压电流的关联参考方向，也就是说，当电压的参考极性已经规定时，电流参考方向从“+”指向“-”;当电流参考方向已经规定时，电压参考极性的“+”号标在电流参考方向的进入端，“-”号标在电流参考方向的流出端。(a)、(b)关联参考方向(c)、(d)非关联参考方向图1－7二端元件电流、电压参考方向与电压电流是代数量一样，功率也是一个代数量。当p(t)>0时，表明该时刻二端元件实际吸收（消耗）功率；当p(t)<0时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。当电压电流采用关联参考方向时