第一章-电路分析基础学习教案

1、会计学1第一章第一章-电路分析电路分析(fnx)基础基础第一页，共35页。5 5 功率与电功率与电能能 1 1 电路和电电路和电路模型路模型6 6 常用元件介常用元件介绍绍3 3 电压电压和电和电位位1.1 电路电路(dinl) 电流电流 电压电压 电功率电功率 4 4 电压和电流的电压和电流的关联参考方关联参考方向向2 2 电流和电流电流和电流的参考方的参考方向向第1页/共34页第二页，共35页。 由实际元器件构成的电流的通路(tngl)称为电路。1、电路的组成及其功能第2页/共34页第三页，共35页。 电路通常由电源(dinyun)、负载和中间环节三部分组成。1、电路的组成(z chn)及

2、其功能.第3页/共34页第四页，共35页。1、电路(dinl)的组成及其功能电力系统电力系统中中电子技术电子技术中中第4页/共34页第五页，共35页。2、电路(dinl)模型负载电源开关连接导线SRL+ UIUS+_R0 用抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。第5页/共34页第六页，共35页。2、电路(dinl)模型R+ USLIS 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似理想化和近似，其电特性单一单一、精确精确，可定量分析和计算。C第6页/共34页第七页，共35页。2、电路(dinl)模型1、电路模型是用来探讨存在(cnzi)于具有不同特性

3、的、各种真实电路中共同规律的工具。2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。3、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。第7页/共34页第八页，共35页。i dqdt=（1-1）稳恒直流情况(qngkung)下I Q t=（1-2）1A=103mA=106A=109nA单位换算电流的方向 习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。 电路

4、图上标示的电流方向为，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。第8页/共34页第九页，共35页。I 电位电位V V是相对是相对(xingdu)(xingdu)于参考点的电压。于参考点的电压。 参考点的电位参考点的电位:Vb=0:Vb=0；a a点电位：点电位：Va=E-IR0=IRVa=E-IR0=IR+ URL_SE+R0 电动势电动势E只存在电源只存在电源内部，其数内部，其数值反映了电值反映了电源力作源力作(l zu)功的本功的本领，方向规领，方向规定由电源负定由电源负极指向电源极指向电源正极正极 路端电压路端电压U。电压的大。电压的大小小(dxio)反反映了电场力映了

5、电场力作功的本领作功的本领；电压是产；电压是产生电流的根生电流的根本原因；其本原因；其方向规定由方向规定由“高高”电位电位端指向端指向“低低”电位端。电位端。第9页/共34页第十页，共35页。aIUbaIUb第10页/共34页第十一页，共35页。(1)分析电路(dinl)前应选定电压电流的参考方向，并标在图中；(2)参考方向一经选定，在计算(j sun)过程中不得任意改变。参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。(3)参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行，实际方向由计算结果确定。第11页/共34页第十二页，共35页。例

6、题(lt) +UI元元 件件P=UI =10(-100) =1000W第12页/共34页第十三页，共35页。单位(dnwi)：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KWh】1000W的电炉加热1小时100W的灯泡照明10小时40W的灯泡照明25小时 日常生活中，用电度表测量电功。当用电器工作时，电度表转动并且显示电流作功的多少。显然电功的大小不仅与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。第13页/共34页第十四页，共35页。国际(guj)单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】。额定电功率反映了设备能量转换的本领。例如额

7、定值为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运行在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，表明该灯在220V电压下工作时，1秒钟内可将40焦耳的电能转换成光能和热能。第14页/共34页第十五页，共35页。第15页/共34页第十六页，共35页。第16页/共34页第十七页，共35页。第17页/共34页第十八页，共35页。电阻之间的等效(dn xio)变换RUI+R1R2UI+串联电路(dinl)电阻等效是“和”的关系21111RRRR2R1IU+UR+I并联电路电阻(dinz)等效是“倒数和的倒数”关系第18页/共34页第十九页，共35

8、页。电阻(dinz)的混联电路求解举例1KIU+6K3K6K 已知图中U=12V，求I=？R=6/(1+3/6)=2KI=U/R=12/2=6mAUR+I第19页/共34页第二十页，共35页。1、理想(lxing)电压源理想电压(diny)源的定义理想电压(diny)源的特点能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。US恒定，I由电源和外电路共同决定。USUI0理想电压源的伏安特性理想电压源的图符号平行于电流轴的一条直线US1.2 电压源电压源 电流源及其等效变换电流源及其等效变换第20页/共34页第二十一页，共35页。理想电压源的开路(kil)与短路开路开路(ki(kil)l)I=0US+_RL

9、+_U=USI=US+_RL短路短路(du(dunl)nl)+_U=0第21页/共34页第二十二页，共35页。理想电压(diny)源的串联与并联US= USk 电压值相同的电压源才能并联，且每个电源的电流(dinli)不确定。US2+_+US1US= US1 U S25V+_+_5VI5V+_I+_US第22页/共34页第二十三页，共35页。2、理想(lxing)电流源理想电流(dinli)源的定义理想电流(dinli)源的特点能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。IS恒定，U由电源和外电路共同决定。ISIU0理想电流源的伏安特性理想电流源的图符号平行于电压轴的一条直线IS第23页/共34页第

10、二十四页，共35页。理想电流源的开路(kil)与短路I=IS+_U=+_U=0 理想电流源输出的电流值恒定，开路时由于理想电流源内阻无穷大，因此其端电压将趋近于无穷大！ISRLISRLI=IS光电池、稳流三极管一般可视为实际电流源。第24页/共34页第二十五页，共35页。理想电流(dinli)源的串联与并联 IS1 IS2 IS3 ISIS= ISk IS= IS1+ IS2 IS3 电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流源的端电压均由它本身及外电路共同决定。第25页/共34页第二十六页，共35页。3、实际电源(dinyun)的两种电路模型IbUSUR0RL+_+_aIURLR0+IS R0

11、U ab 若实际电源(dinyun)输出的电压值变化不大，可用电压源和电阻相串联的电源(dinyun)模型表示，即实际电源(dinyun)的电压源模型。 若实际电源输出的电流值变化不大，则可用电流源和电阻相并联(bnglin)的电源模型表示，即实际电源的电流源模型。第26页/共34页第二十七页，共35页。两种实际电源模型(mxng)的外特性电压源模型(mxng)外特性USUI0ISIU0电流(dinli)源模型外特性 实际电源总是存在内阻的。若把电源内阻视为恒定不变，则电源内部、外部的消耗就主要取决于外电路负载的大小。在电压源形式的电路模型中，内外电路的消耗是以分压形式进行的；在电流源形式的电

12、路模型中，内外电路的消耗是以分流形式进行的。第27页/共34页第二十八页，共35页。ISUS ISUS IS1 IS2US1US2 US IS IS 在电路等效的过程中，与理想(lxing)电压源相并联的电流源不起作用！ 与理想(lxing)电流源相串联的电压源不起作用！4、电源(dinyun)之间的等效变换理想电压源和理想电流源的等效变换第28页/共34页第二十九页，共35页。Us = Is RsIs = UsRsU+IaRLRsIS RsUS b两种电源模型(mxng)之间等效变换时，内阻不变。实际电压源和实际电流源的等效变换I IU+_bUSRsRL+_a第29页/共34页第三十页，共35页。第30页/共34页第三十一页，共35页。利用电源之间的等效(dn xio)简化电路举例I=0.5A+_15V_+8V7 7 I 5A3 4 7 2A I=？ 6A+_ U 5 5 10V 10VU=82.5=20V