第1章 电路的基本概念与基本定律.ppt

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1、第1章电路的基本概念与基本定律学习重点:理解电路模型；理解参考方向；掌握基尔霍夫定律；掌握元件性质的判断方法；◆◆◆◆1.1电路与电路模型1、电路的组成电路：电流的通路，它是为了满足某种用途由某些电器设备或器件按一定的方式相互连接组成的。包括电源、负载和中间环节三个组成部分。2、电路的作用一类作用是实现电能的传输和转换。这类电路电压较高，电流、功率较大，常称为“强电”电路。一类作用是用于进行电信号的传递和处理。这类电路通常电压较低，电流、功率较小，常称为“弱电”电路。3、电路元件的模型常常需要将实际元件理想化，忽

2、略其次要因素，用反映它们主要物理性质的理想元器件来代替。这种由理想元器件组成的电路称为电路模型，它是对实际电路物理性质的抽象和概括。1.2电路分析的变量1、电流电流强度常简称为电流，用符号i表示，即电流的单位为安培，简称安，符号为A。常用的还有毫安（mA）、微安()。电流的大小和方向都不随时间变化，则称为直流电流。否则，是交流电流。1.2电路分析的变量2、电压及其参考方向单位正电荷由a点移到b点时电场力所做的功称为a、b两点间的电位差，用符号u表示，即电流的单位为伏特，简称伏，符号为V。常用的还有毫伏（mV）、微

3、伏()。电压的大小和方向都不随时间改变，则这种电压称为直流电压。否则，是交流电流。习惯上把电位降落的方向（高电位指向低电位）规定为电压的方向。1.2电路分析的变量3、电流和电压的参考方向在复杂电路中，电压和电流的实际方向往往是无法预知的；而在交流电路中，电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。为此，引入电流和电压参考方向的概念。电流的参考方向电流的参考方向可以任意选定，但一经选定，就不再改变。如经过计算其电流值为正值，表示参考方向与电流的真实方向一致：如由流值为负值，表示参考方向与真实方向相反。1.2电路分析的变

4、量电压的参考方向当u＞0时，从a到b为电位降或电压降；当u＜0时，从a到b为电位升或电压升。不标注电流、电压参考方向的情况下，电压的正负是毫无意义的。1.2电路分析的变量电流的参考方向与电压参考“十”极到“－”极的方向选为一致，如下图所示，称为关联参考方向，否则，称为非关联参考方向。关联参考方向1.2电路分析的变量4、功率当电压、电流采用关联参考方向时，可用下式求取其吸收功率：当电压、电流采用关联参考方向时，可用下式求取其吸收功率：若求出的功率值为正值，表示该二端电路吸收了功率；若求出的功率值为负值，表示该二端电

5、路供出了功率。1.3电路元件电路元件分为两大类：无源元件和有源元件。有源元件有独立源、受控源。无源元件中有电阻元件、电感元件和电容元件。1.3电路元件1、电阻元件电气设备中不可逆地将电能转换成热能、光能或其它形式能量的特征可用“电阻”这个理想电路元件来表征。例如电灯、电炉等。遵从欧姆定律。在关联参考方向下，其表达式为：单位是欧姆（Ω），用字母R表示。电阻R的倒数，用字母G表示，称为电导。即单位是西门子（S）。1.3电路元件2、电感元件电感元件是用来表征电路中储存磁场能这一物理性质的理想元件，用字母L表示，单位为亨

6、（H）。在如下图的关联参考方向下，其表达式为：1.3电路元件3、电容元件电容是用来表征电路中储存电场能这一物理性质的理想元件，用字母C表示，法拉（F）。由于法的单位太大，使用中常采用微法（μF）或皮法（pF）。在如下图的关联参考方向下，其表达式为：1.3电路元件4、理想独立电压源两个基本性质：（1）它的端电压总保持一恒定值US或为某确定的时间函数us，而与流过它的电流无关,所以也称为恒压源。（2）它的电流由与它连接的外电路决定。电流可以从不同的方向流过恒压源，因而电压源即可向外电路输出能量，又可以从外电路吸收能量

7、。1.3电路元件5、理想独立电流源两个基本性质：（1）它输出的电流总保持一恒定值IS或为某确定的时间函数iS，而与它两端的电压无关。所以也称为恒流源。（2）它两端的电压由与它连接的外电路决定。其端电压可以有不同的方向，因而电流源即可向外电路输出能量，又可以从外电路吸收能量。1.3电路元件6、受控电源受控电源元件（简称受控电源）向电路提供的电压和电流，是受其它支路的电压或电流控制的。1.4基尔霍夫定律1、常用名词（基于如下图讲解）结点：三条或三条以上、含有电路元件的电路分支的连接点。支路：两个结点之间的每一条分支电

8、路。支路中通过的电流是同一电流。回路：电路中任一闭合路径称为回路。网孔：未被其它回路分割的单孔眼回路。电路中的a、b两点。电路中的adb、acb、aeb三条支路。adbca、abdea和aebca三个回路adbca、abdea两个网孔1.4基尔霍夫定律2、基尔霍夫电流定律（KCL）1）内容：在任何电路的任何一个结点上，同一瞬间电流的代数和等于零。2）关系：说明了任何一电路