电路模型以及电路基本物理量学习教案

1、会计学1电路模型以及电路模型以及(yj)电路基本物理量电路基本物理量第一页，共53页。本节难点(ndin)电路电路(dinl)(dinl)的基本物理量电流的基本物理量电流 和电压和电压电路电路(dinl)(dinl)的基本物理量的基本物理量本节重点第1页/共53页第二页，共53页。低频信号发生器的内部结构第2页/共53页第三页，共53页。 任何一个完整的电路，无论其具体用途和功能怎样，也不管其复杂程度如何，一般都可以看成是由电源、负载、中间环节这三大部分组成的。 可以将各部分用电工符号(fho)画成电路模型图，简称电路图。第3页/共53页第四页，共53页。 （a）手电筒外观 （b）手电筒结构

2、（c）手电筒电路 图 简单的手电筒电路及电路模型第4页/共53页第五页，共53页。电路通常电路通常(tngchng)(tngchng)由电源、负载和中间环节三部由电源、负载和中间环节三部分组成。分组成。.第5页/共53页第六页，共53页。 电源分为交流电源和直流电源。 1）电源电源是为电路提供电能的装置，它把其他形式的能源转化为电能。你能说出电源有哪些(nxi)吗？请举例。由直流电源组成(z chn)的电路称为直流电路。第6页/共53页第七页，共53页。蓄电池蓄电池交流交流(jioli)稳压电源稳压电源第7页/共53页第八页，共53页。+ US电压(diny)源输出电压(diny)恒定，输出电

3、流由它和负载共同决定电流源输出电流恒定，两端电压由它和负载(fzi)共同决定。IS+ US电池组第8页/共53页第九页，共53页。有时也称为输入与输出。第9页/共53页第十页，共53页。3）中间环节=连接导线+辅助设备 连接导线将电源、负载荷辅助设备连接成一个闭合回路，起传输电能的作用。 辅助设备可实现对电路的控制、分配、保护及测量(cling)，包括各种开关、按钮、电流表、电压表和测量(cling)仪等。第10页/共53页第十一页，共53页。发电机升压(shn y)变压器降压(jin y)变压器电灯(dindng)电动机电炉.输电线 1）电力系统中，实现电能的传输、分配与转换（强电）电路的功

4、能第11页/共53页第十二页，共53页。n2）实现信号的转换、传递与处理(chl)（弱电）放大器扬声器话筒(hutng) 收接收天线把音乐等电磁波转换成相应的电信号，然后通过电收接收天线把音乐等电磁波转换成相应的电信号，然后通过电路进行路进行(jnxng)传递和处理（调谐、变频、检波和放大），最后传递和处理（调谐、变频、检波和放大），最后送到扬声器等负载，还原成原来的信息。送到扬声器等负载，还原成原来的信息。电视机呢第12页/共53页第十三页，共53页。的过程。n研究的对象：是电路模型而不是实际电路。第13页/共53页第十四页，共53页。电阻性质(xngzh)电感性质(xngzh)电容性质(x

5、ngzh)第14页/共53页第十五页，共53页。为了分析方便 必须在一定(ydng)的条件下，对实际器件加以理想化处理，即：一定(ydng)条件下突出其主要的电性质而忽略其次要因素，这种用理想电路元器件来代替实际电路元器件构成的电路为电路模型，简称为电路。l 本书的研究对象是电路(dinl)模型而不是实际电路(dinl)第15页/共53页第十六页，共53页。l 理想电路元件在一定条件下对实际元件加以理想化，仅仅表征实际元件的主要电性质，可以用数学表达式来表示(biosh)其性能。l如：电灯、电炉、电阻器这些实际元件，消耗电能是它们的主要性质，可以用电阻元件来表征。理想理想(lxing)(lxi

6、ng)电路电路元件元件在电路图中，各种电路元件都用参数(cnsh)和规定的图形符号表示。第16页/共53页第十七页，共53页。第17页/共53页第十八页，共53页。R+ US电阻(dinz)元件只具耗能的电特性电容元件只具有(jyu)储存电能的电特性理想电压源输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定理想电流源 输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定。L电感元件只具有储存磁能的电特性IS 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似化，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。C第18页/共53页第十九页，共53页。 5种基本理想(lxing)电路元件有三个特征： （a）只有两个端子； （b）可以用电

7、压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。注意注意第19页/共53页第二十页，共53页。第20页/共53页第二十一页，共53页。四、实际电路与电路模型四、实际电路与电路模型(mxng)的的关系关系实际电路电路模型计算分析电气特性 电路(dinl)分析 电路(dinl)综合 目的：通过对电路模型的分析计算来目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际预测实际电路的特性电路的特性，从而改进实际电路的电气特性，设计出优从而改进实际电路的电气特性，设计出优化的电路。化的电路。 任务：掌握电路的基本理论和电路的基本分析方法。第21页/共53页第二十二页，共53页。图图 手电筒电路手电筒电路(a)

8、 实际(shj)电路 (b) 电原理图（电气图）(c) 电路模型（电路图）(d) 拓扑结构图最简单的实际电路(dinl)和它的理想化模型第22页/共53页第二十三页，共53页。电路电路(dinl)(dinl)模型是实际电路模型是实际电路(dinl)(dinl)的理想化的模型。的理想化的模型。第23页/共53页第二十四页，共53页。电路由哪几部分组成？各部分的作用(zuyng)是什么？何谓理想电路元件？其中“理想”二字在实际(shj)电路的含义？试述电路的功能？何谓“电路模型”？学好本课程，应注意抓好四个主要环节：还要处理好三个基本关系：第24页/共53页第二十五页，共53页。NoImagetq

9、I +-E0RR12 电路的基本物理量一、电流和电流的参考方向第25页/共53页第二十六页，共53页。+-E0RRIab 双下标箭箭 标标abRI第26页/共53页第二十七页，共53页。参考方向与实际方向一致(yzh)，电流值为正值；参考方向与实际方向相反，电流值为负值。注意：电流的正负是对参考方向(fngxing)而言的，离开了参考方向(fngxing)，则电流的正、负是毫无意义的。若 I = 2A，则电流的实际方向从 a 流向 b；例：例：若 I = 2A，则电流的实际方向从 b 流向 a 。bRaII第27页/共53页第二十八页，共53页。例1：已知电流的实际(shj)方向由a到b，大小

10、为2A。 问如何表示这一电流？ba解：有两种表示法：解：有两种表示法：1、参考(cnko)方向与实际方向一致 baI=2A2、参考方向(fngxing)与实际方向(fngxing)相反baI=-2AI第28页/共53页第二十九页，共53页。ba解：解：1、I=1A电流的实际方向与参考(cnko)方向一致,即：由b到a。2、I=-1A电流(dinli)的实际方向与参考方向不一致，即：由a到b。例2：选电流I的参考(cnko)方向如图。 若算出I=1A或I=-1A，求电流i的实际方向。I第29页/共53页第三十页，共53页。NoImageqWU电场力二、电压和电压的参考方向第30页/共53页第三十

11、一页，共53页。第31页/共53页第三十二页，共53页。第32页/共53页第三十三页，共53页。第33页/共53页第三十四页，共53页。第34页/共53页第三十五页，共53页。对任何电路进行分析、计算时都应先指定相 应各处电流、电压的参考方向。 电流、电压的参考方向是分别独立地、任意 指定的。 分析电路一律以参考方向为准，而不必考虑 电流、电压的实际方向。第35页/共53页第三十六页，共53页。练习练习(linx)：I = 2AbRa表示(biosh)出上图支路ab段的电流方向。第36页/共53页第三十七页，共53页。2.大小：qWEba电源力三、 电动势（ E ）第37页/共53页第三十八页

12、，共53页。NoImage3.单位单位(dnwi)： 伏伏(V)，千伏，千伏 (kV)，毫伏，毫伏 (mV)，微伏，微伏(V)分析(fnx)计算时，也要假设参考方向。根据结果的正负(zhn f)确定实际方向 忽略电源内阻时，忽略电源内阻时，abbaUE 4.实际方向实际方向：电源内部从负极指向电源内部从负极指向正极。（正极。（电位升方向电位升方向）第38页/共53页第三十九页，共53页。5.电动势和电压的电动势和电压的 关系：关系：用一个水路用一个水路(shul)的概念先来表述一下：的概念先来表述一下：在一个循环的水路在一个循环的水路(shul)中，水泵就是电中，水泵就是电动势，而水压差就是电

13、压（差），水流就好动势，而水压差就是电压（差），水流就好比电流。比电流。abbaUE 第39页/共53页第四十页，共53页。NoImageIUP四、电功率第40页/共53页第四十一页，共53页。 若电路元件的电流与电压的实际(shj)方向相同时，则该元件吸收功率，起负载作用；电流与电压的实际(shj)方向相反时，则该元件发出功率，起电源作用。根据电压、电流的实际方向判断：第41页/共53页第四十二页，共53页。P0 ，吸收，吸收(xshu)功率；功率； P0，提供功，提供功率率p和i、 u一样(yyng)，也是代数量，可正、可负。 第42页/共53页第四十三页，共53页。W1)A1()V1(1

14、11 IUPW18)A3()V6(222 IUPW16)A4()V4(333 IUP30W-30W)(W30)A3()V10(555或吸收或吸收提供提供 IUP5W-5W)(W5)A1()V5(444或吸收或吸收提供提供 IUP 例 在下图电路(dinl)中，已知U1=1V, U2=-6V, U3=-4V,U4=5V, U5=-10V, I1=1A, I2=-3A , I3=4A, I4=-1A, I5=-3A。 51543210W)30516181 (kkPPPPPP整个电路吸整个电路吸收收(xshu)的功率为的功率为求：各二端元件吸收的功率(gngl)，以及整个电路吸收的功率(gngl)。

15、对一完整的电路，发出的功率消耗的功率，满足功率平衡。第43页/共53页第四十四页，共53页。回顾回顾(hug)(hug)旧知旧知 1、掌握(zhngw)电路的组成及功能；2 2、了解实际电路和电路模型特点和联系；、了解实际电路和电路模型特点和联系；3 3、掌握电路的基本、掌握电路的基本(jbn)(jbn)物理量：电流、电压、电位、物理量：电流、电压、电位、 电动势和功率。电动势和功率。教学目标第44页/共53页第四十五页，共53页。 V5 ? u V10 V20请指出下图电路(dinl)电压方向。第45页/共53页第四十六页，共53页。五、电位(din wi)第46页/共53页第四十七页，共53页。第47页/共53页第四十八页，共53页。3、电位和电压（电位差）之间的关系、电位和电压（电位差）之间的关系1.电位针对一点，电压针对两点；电位针对一点，电压针对两点；2.电位是相对电位是相对(xingdu)的，电压是绝对的。的，电压是绝对的。某点的电位是某点与参考点之间的电位某点的电位是某点与参考点之间的电位差；电压是任两点之间的电位差！差；电压是任两点之间的电位差！注意！第48页/共53页第四十九页，共53页。第49页/共53页第五十页，共53页。例例1：+- -1V+- -2V参考点设在参考点设在C点时：点时：Va=Ubc=Vb- -VcUab=Va- -VbV