电路的基本概念 定律和分析方法PPT课件

1、一、课程的特点 电子电工技术是理工科公共的基础课程，是后续相关课程学习的基础。 电子电工技术范围广、内容多，是电学基础知识的大汇总第1页/共49页 学科发展异常迅速，它与计算机技术共同成为现代信息社会的基础支撑学科。电子管 晶体管 集成电路 电子设计自动化 基础技能训练的地位突出。如果说，电工电子技术的基础知识是后续相关课程学习的基础，那么电工电子技术基础技能训练是掌握专业技能的重要铺垫。第2页/共49页二、课程学习中应注意 的几个问题 学习重点在电路分析方法、电子器件和电机应用上。因此，在理解基本概念，基本原理及基本分析方法的基础上，尽量避免数学推导和繁琐的数学计算。 本课程教材为合一式教材

2、，基础知识内容与实验实训内容编排在一起，突出实践教学。第3页/共49页 不提倡死记硬背，提倡提高学习效率 考试以基础知识、基本概念和基本分析方法的理解为主，题型多样化，内容结合实际，与实操技能相关。 鼓励学习电路仿真软件的应用。实践证明，本课程中应用电路仿真软件不仅是教学改革的有益尝试，也是结合工程实际需要的必然。第4页/共49页第1章 电路的基本概念、定律和分析方法 学习内容电路基本物理量电路中电压、电流的参考方向以及吸收功率和提供功率的概念、电压源与电流源。在讲述基尔霍夫定律的基础上，介绍了支路电流法、叠加原理、戴维南定理。第5页/共49页1.2 电路的主要物理量UsIRU+_E+_1.

3、实际方向实际方向物理量物理量单单 位位实际方向实际方向 - - E + +电流电流 IA, kA,mA,AA, kA,mA,A正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向电压电压 UV, kV,mV,VV, kV,mV,V 电场力作用电场力作用, ,电位降落的方向电位降落的方向电动势电动势 EV, kV,mV,VV, kV,mV,V 电源力作用电源力作用, ,电位升高的方向电位升高的方向+ + I - -+ + U - -第6页/共49页分析计算电路时，人为任意设定的电量方向分析计算电路时，人为任意设定的电量方向2. 参考方向（假设方向、正方向）参考方向（假设方向、正方向）I= 5AIRab= 5

4、A例Rab注意注意：引入参考方向后，物理量为代数量引入参考方向后，物理量为代数量 若计算结果为正若计算结果为正(I 0)，则实际方向与参考方向则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负若计算结果为负(I0)，则实际方向与参考方向相反。则实际方向与参考方向相反。电流方向电流方向a b？电流方向电流方向b a？第7页/共49页I参考方向的表示方法参考方向的表示方法参考极性参考极性abUab 双下标双下标箭箭 标标_+USabR参考方向的作用参考方向的作用.便于列写电路方程便于列写电路方程关联参考方向关联参考方向.便于确定实际方向便于确定实际方向关联参考方向关联参考方向 U与与 I 的方向一致的方向一

5、致 +_IUabR_IUabR+非关联参考方向非关联参考方向 U与与 I 的方向相反的方向相反 U = I RU = -I R第8页/共49页第9页/共49页第10页/共49页电功率的正负电功率的正负(1)概念概念：(2)公式公式：关联时关联时：IU+P = U I非关联时非关联时：IU+P = -U I负载消耗（吸收）的功率；负载消耗（吸收）的功率；电源产生（提供）的功率。电源产生（提供）的功率。吸收（取用）功率，元件为负载吸收（取用）功率，元件为负载发出（产生）功率，元件为电源发出（产生）功率，元件为电源若若 P 0若若 P 0(3)功率的正负功率的正负：第11页/共49页第12页/共49

6、页第13页/共49页1.3 电压源与电流源的等效变换1. 理想电压源和理想电流源理想电压源和理想电流源理想电压源（恒压源）理想电压源（恒压源）: RO= 0 时的电压源时的电压源.特点特点:（ 1）输出电）输出电 压压 U 不变，即不变，即 Uab US ； （2）电源中的电流）电源中的电流 I 由外电路决定。由外电路决定。外特性外特性U = f (I)oIUUSIUS+_abURL第14页/共49页理想电流源理想电流源（恒流源（恒流源): RO= 时的电流源时的电流源. 特点特点：（1）输出电流）输出电流 I 不变，不变，即即 I IS 外外特特性性（2）输出电压）输出电压U由外电路决定由外

7、电路决定。abIUIsRLIUabISo第15页/共49页等效互换的条件：对外的电压电流相等。等效互换的条件：对外的电压电流相等。I = IUab = Uab即：即：IRO+-USbaUabUabISabIRO第16页/共49页oooRRRUISs oooRRRIUsS aUS+-bIUabRO电压源电压源电流源电流源UabRoIsabI 等效互换公式等效互换公式第17页/共49页+等效变换的注意事项等效变换的注意事项(1) 两电路两电路对外等效对外等效，外特性一致。，外特性一致。(2) 两两内阻相等内阻相等（Ro =Ro），所接位置不同。），所接位置不同。(3) IS流出端流出端对对应应US

8、的正极的正极“+” 。 +aUSbIRo(Ro 、Ro不一定必须是电源的内阻。不一定必须是电源的内阻。)ISaRobI第18页/共49页（4）两电路的内部不等效，其内阻）两电路的内部不等效，其内阻 的压降和内阻的损耗一般不相等。的压降和内阻的损耗一般不相等。（5）恒压源和恒流源不能等效互换）恒压源和恒流源不能等效互换abIUabIsaUS +bI第19页/共49页第20页/共49页1.5 基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)应用于结点应用于结点基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)应用于回路应用于回路名词注释：名词注释：结点：结点：三个或三个以上支路的联结点三个或三个以上

9、支路的联结点支路：支路：电路中每一个分支电路中每一个分支回路：回路：电路中任一闭合路径电路中任一闭合路径网孔：网孔：单孔回路单孔回路第21页/共49页1.5.1 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)I1I2I3I44231IIII 定律的定律的依据依据：电荷守恒电荷守恒、电流的连续性、电流的连续性或或：04231 IIII1.定律内容定律内容对任何结点，在任一瞬间，对任何结点，在任一瞬间，出出入入II I =0或或：流入取正号，流出取负号。流入取正号，流出取负号。例例流入流入流出流出第22页/共49页1.2.2 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL) 在任一瞬间，沿任意闭合回路循行方

10、向绕行一周，在任一瞬间，沿任意闭合回路循行方向绕行一周，例如：例如： 回路回路 a-d-c-a33435544RIEERIRI 电位升电位升电位降电位降或：或：0 U或：或：033435544 RIEERIRI1.定律内容定律内容降降升升UU I3E4E3_+R3R6+R4R5R1R2abcdI1I2I5I6I4-升取正号升取正号降取负号降取负号第23页/共49页第24页/共49页1.6 电路的基本分析方法第25页/共49页支路电流法小结支路电流法小结优点：优点：支路电流法是电路分析中最基本的支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据方法之一。只要根据基尔霍夫定律基尔霍夫定律 列方程，

11、就能得出结果。列方程，就能得出结果。缺点：缺点：电路中支路数多时，所需方程的个电路中支路数多时，所需方程的个 数较多，求解显得十分繁琐数较多，求解显得十分繁琐 。支路数支路数 B=4须列须列4个方程式个方程式ab第26页/共49页2. 叠加定理第27页/共49页第28页/共49页叠加定理的几点注意叠加定理的几点注意1. 叠加定理只适用于叠加定理只适用于线性电路线性电路（电路参数不随电压、（电路参数不随电压、 电流的变化而改变）。电流的变化而改变）。 3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电 路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电路中各电压、

12、电流的最后结果是各分电压、分电 流的代数和。流的代数和。=+第29页/共49页4. 叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。如：叠加原理只能用于电压或电流的计算，不能用来求功率。如：5. 运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个分运用叠加定理时也可以把电源分组求解，每个分 电路的电源个数可能不止一个。电路的电源个数可能不止一个。 333 III 设：设：32332332333233)()()(RIRIRIIRIP 则：则：I3R3=+第30页/共49页1. 定理内容定理内容 任意一个线性有源二端网络对外都可等任意一个线性有源二端网络对外都可等效为等效电压源。效为等效电压源。UoRo+

13、_RL戴维宁等效电路戴维宁等效电路ABU+-IRL有源有源二端二端网络网络ABU+-I有源二端网络有源二端网络3.戴维南定理第31页/共49页 有源二端网络去源后端口的等效电阻有源二端网络去源后端口的等效电阻Ro等于等效电压源的内阻（去源方法：等于等效电压源的内阻（去源方法：恒压源短接，恒流源开路。）恒压源短接，恒流源开路。） 有源二端网络端口的开路有源二端网络端口的开路电压电压Uo 等于等效电压源的电动等于等效电压源的电动势势有源有源二端二端网络网络oUAB开路求电压开路求电压UooR 无源无源二端二端网络网络AB去源求内阻去源求内阻Ro第32页/共49页第33页/共49页第34页/共49页 谢谢！第35页/共49页第2章 正弦交流电路 主要内容正弦交流电三要素及有效值的表示方法正弦交流电路的相量计算方法正弦交流电的瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率及功率因数的概念串联谐振的条件和特点三相交流电路电压、电流及功率的计算方法第3