第1章--电路模型和电路定律ppt课件.ppt

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1、电路分析基础安徽农业大学1.电压、电流的参考方向2.基尔霍夫定律重点：第1章电路的基本概念和定律3.电路等效的概念1.1电路和电路模型1.实际电路组成与功能共性建立在同一电路理论基础上由电工设备和电气器件按某种需要组合连接起来构成的电流通路。电路功能a电能的传输、分配与转换组成电源、负载和中间环节三个部分b电信号的传输、处理和存储响应由激励在电路各部分产生的电压和电流激励电路中电源或信号源的电压或电流电路分析讨论电路的激励与响应之间的关系反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合导线电池开关灯泡2.电路模型电路模型理想电路元件有某种确定的电磁性能的理想元件电路模型实际

2、电路理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件电压源、电流源：表示各种将其它形的能量转变成电能的元件有源元件无源元件注具有相同主要电磁性能的实际电路部件在一定条件下可用同一模型表示同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式1.2电路变量电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。1.电流电流电流强度电荷有规则的定向运动单位时间内通过导体横截面的电荷量方向规定正电荷的移动方向为电流的实际方向单位1kA=103A

3、1mA=10-3A1A=10-6AA（安培）、kA、mA、A元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:实际方向实际方向AABB问题在复杂电路中或当电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断参考方向i参考方向大小方向电流(代数量)任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。ABi参考方向i参考方向i>0i<0实际方向实际方向电流的参考方向与实际方向的关系：AABB电压U单位：V(伏)、kV、mV、V2.电压单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小单位正电荷q从电路中一点移至参考点（V＝0）时电场力做功的大小实际电压方向电位真正降低

4、的方向电位V问题复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。电压(降)的参考方向U<0>0参考方向U+–+实际方向+实际方向参考方向U+–U假设的电压降低方向电压参考方向的三种表示方式：(1)用箭头表示(2)用正负极性表示(3)用双下标表示UU+ABUAB当电压的参考方向指定后，指定电流从标以电压参考方向的“+”极性端流入，并从标“-”端流出，即电流的参考方向与电压的参考方向一致，也称电流和电压为关联参考方向。反之为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向关联参考方向i+-+-iUU注(1)分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。

5、(2)参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。(3)参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。例ABABi＋－U电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？答：A电压、电流参考方向非关联；B电压、电流参考方向关联。3.电功率电功率功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)单位时间内电场力所做的功。反映电路中能量转换的速率。电路吸收或发出功率的判断u,i取关联参考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(实际吸收)P<0吸收负功率(实际发出)P=ui表示

6、元件发出的功率P>0发出正功率(实际发出)P<0发出负功率(实际吸收)u,i取非关联参考方向+-iu+-iu例1.2-4解图中已设定的电压、电流参考方向一致，故I=2A时P=UI=10WI=-1A时P=UI=-5W实际吸收实际产生例1.2-4解图中已设定的电压、电流的参考方向相反元件吸收8W的功率相当产生-8W的功率由P=UI，有-8=4×I故I=-2A负号表明电流实际方向与参考方向相反1.3电路中的基本元件电阻元件对电流呈现阻力的元件。其端电压u和电流i之间为代数关系，即其伏安关系可用u～i平面的一条曲线来描述iu1.电阻元件伏安特性1）定义2）线性定常电阻元件电路符号R任何

7、时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。ui伏安特性为一条过原点的直线u～i关系R称为电阻，单位：(欧)(Ohm，欧姆)满足欧姆定律(Ohm’sLaw)ui单位G称为电导，单位：S(西门子)(Siemens，西门子)u、i取关联参考方向Rui+-伏安特性为一条过原点的直线(2)如电阻上的电压与电流参考方向非关联公式中应冠以负号注(3)说明线性电阻是无记忆、双向性的元件欧姆定律(1)只适用于线性电阻(R为常数）则欧姆定律写为u–Rii–Gu公式和参考方向必须配套使用！Rui+-Riu+–3)