电路的串并联课件

电路及磁路

薛鹏骞讲授

《电路与磁路》课程为电子信息工程、通信工程、自动化、电气工程及其自动化、信息安全等电类专科专业的专业技术基础课，是所有专科“强电专业”和“弱电专业”的必修课。它的学习基础是数学、物理；它本身又是电类专科专业的后续专业课的基础。在整个电气信息类专科专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用。1、《电路与磁路》课程性质及地位引言：

《电路与磁路》课程理论严密，逻辑性强，对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点，提高学生分析问题和解决问题的能力，对于培养学生的实践能力、创新能力都将起到重要作用。

《电路与磁路》课程的任务是：通过本课程的学习，使学生掌握电路与磁路的基本理论、分析计算的基本方法和进行实验的基本技能，并为后续课程学习准备必要的电路与磁路知识。

2、《电路与磁路》课程的任务5、学习方法：

弄清概念熟练习题加强实践反复记忆6、参考书：《电路分析基础》李华中主编《电路》邱关源主编《电路原理》江泽佳主编《电路分析基础》李翰逊主编7、教学手段讲授与课堂练习相结合板书与电子课件相结合作业与单元总结相结合提问与期中测验相结合第三章正弦电流电路第四章耦合电感和谐波电路第五章三相电路第六章二端口网络第七章非正弦周期电流电路第八章非线性电阻电路第九章磁路和铁心线圈电路8、《电路与磁路》课程讲授内容第一章电路的基本概念和基本定律第二章电阻电路第十章线性电路过渡过程的时域分析第一章电路的基本概念和基本定律

电路是指为了某种需要由一些电气器件按一定方式连接起来的电流通路。

1.1电路和电路模型内容提要1.电路和电路的主要物理量及其参考方向；2.独立电源、受控源和电阻元件；3.欧姆定律、基尔霍夫定律。一.电路第一章电路的基本概念和基本定律◆电路的作用

①实现电能的产生、传输、分配与转换（强电）降压变压器电灯电动机电炉...发电机升压变压器输电线②实现信号的传递与处理（弱电）放大器扬声器话筒◆集总参数元件：

每一种元件只表示一种基本电磁现象。在任何时刻，从具有两个端钮的理想元件的某一端钮流入的电流恒等于从另一端钮流出的电流，电流可以是时间函数，但不是空间尺度函数。并且元件两个端钮间的电压值也是完全确定的。

◆支路和结点：

一个或几个二端元件串联成的分支作为一条支路。

三条或三条以上支路的连接点称为结点。如上图有3条支路，两个结点（a，b）。◆回路和网孔：

由一条或几条支路组成的闭合路径称为回路。

平面电路图中，在回路内部不另含有支路的回路称为网孔。如上图有3个回路，2个网孔。

123第一章电路的基本概念和基本定律

1.2电路的主要物理量一.电流及其参考方向

◆电流：带电粒子的有秩序运动形成电流。交流（AC）：直流（DC）：方向：规定正电荷运动的方向为电流的方向（实际方向）。电流的SI单位：安（培），符号：A。第一章电路的基本概念和基本定律

含义：如果1秒内通过导体横截面的电量是1库仑（C），则该导体中的电流为1安（A）。

常用单位：毫安（mA），微安（μA）。

换算关系：

◆电流的参考方向：任意规定某一方向作为电流数值为正的方向。

参考方向表示符号：①箭头，如图(a)。②双下标，如图（c）

。第一章电路的基本概念和基本定律

参考方向与实际方向的关系：选定参考方向后，计算结果若电流为正，则电流实际方向与参考方向一致；若电流为负，则电流实际方向与参考方向相反。二.电压、电位、电动势及其参考方向

◆电压：电路中a、b两点间的电压为单位正电荷在电场力的作用下由a点转移到b点时减少的电势能，即。方向：电压的方向是电位降低的方向。电压的SI单位：伏（特），符号：V。

常用单位：千伏（kV），毫伏（mV）。

换算关系：第一章电路的基本概念和基本定律

当电压和电动势的量值与方向都不随时间而变化时，称为直流电压和直流电动势，分别用符号和表示。

方向及表示形式：电位升高的方向。常用正（+）极性表示电源的高电位，用负（-）极性表示其低电位。

电动势的SI单位：伏（特），符号：V。

◆电动势：单位正电荷在电源力的作用下转移时增加的电能，用符号表示，即

◆电压参考方向及表示形式：①用正（+），负（-）极性表示；②箭头表示；③双下标表示。

第一章电路的基本概念和基本定律

注意：

①参考方向是假想正方向，参考方向一经规定，在整个分析计算过程中就必须以此为准，不能变动。

②不标参考方向的电流或电压是没有意义的。

③参考方向可以任意规定而不影响计算实际结果。④电流和电压参考方向可以分别独立地规定。

⑤当元件的电流与电压参考方向一致时，称为关联参考方向，反之，则为非关联参考方向。第一章电路的基本概念和基本定律

◆电能

从到时间内，电路吸收的电能（量）为直流时

电能的SI单位：焦（耳），符号：J。

含义：1焦等于功率为1W的用电设备，在1s内消耗的电能。实用上还采用千瓦小时（1kWh=1度）作为电能的单位。第一章电路的基本概念和基本定律

例：图为直流电路，

求各元件吸收或提供的功率并计算整个电路的功率。解：元件1电压、电流为关联参考方向，故元件2、3电压、电流为非关联参考方向，故整个电路的功率为（吸收）（吸收）（发出）（吸收）第一章电路的基本概念和基本定律◆

KCL的推广

电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。即任何时刻，对于一个封闭面流入或流出的电流代数和等于零。由KCL的推广得图（b）电流关系为二.基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’svoltagelaw/KVL)◆内容：

在集总参数电路中，任何时刻沿任一回路所有支路电压的代数和等于零，即u=0(b)ABCIAIBIC广义结点第一章电路的基本概念和基本定律

根据KVL，并沿顺时针方向，可以列出右图的电压方程为线性电阻欧姆定律表达式为：U=-RIU=RIU与I关联参考方向时U与I非关联参考方向时前式为：一般式为◆结论：①若将电阻压降和电源压降写在等式一边:绕行方向与电流方向一致时，电阻压降项前取“+”号，相反时取“-”号；经过电压源时绕行方向从“+”到“-”时，该项前取“+”号，否则取“-”号。

②若将电阻压降和电源压降分别写在等式两边:则在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循环一周，在这个方向上电源的电位升之和等于电阻的电压降之和。（电源电位升取“+”号，反之时取“-”号；电阻的电压降符号选取同前）第一章电路的基本概念和基本定律1.4电阻元件一.电压电流关系(voltage-currentrelationship/VCR)

在u-i坐标平面上表示元件电压电流关系（VCR）的曲线称为伏安特性曲线。◆线性电阻：伏安特性曲线是通过原点的直线的电阻。其表达式为关联参考方向i+-U第一章电路的基本概念和基本定律◆欧姆定律：它是反映电路中电能损耗的电路参数，其定义为(u与i关联参考方向时)(u与i非关联参考方向时)令则有(u与i关联参考方向时)G称为电阻元件的电导。其SI单位是西门子（S）。

电阻的SI单位是欧（姆），符号Ω。◆开路和短路

开路：若线性电阻为无限大，则当电压是有限值时，其电流总是零，这时称它为开路。第一章电路的基本概念和基本定律

短路：若线性电阻为零，则当电流是有限值时，其电压总是零，这时称它为短路。◆线性电阻元件吸收（消耗）的功率

在电压和电流的关联方向下，任何时刻线性电阻元件吸收的电功率为

如电阻元件把吸收的电能转换成热能，即从到

时间内，电阻元件吸收（消耗）的电能为——（焦耳定律）第一章电路的基本概念和基本定律1.5电压源一.理想电压源◆电压源的两个基本性质

①它的电压是给定值或给定的时间函数，与流过的电流无关；

②它的电流是与相连的外电路共同决定的。

◆电压源的伏安特性（直流电压源）◆电压源的符号第一章电路的基本概念和基本定律二.由理想电压源构成的实际直流电压源模型◆实际电压源模型及其伏安关系

*电源内阻越小，就越接近于理想电压源。

第一章电路的基本概念和基本定律◆三种工作状态

①、端开路，，，称为开路电压；

②、端短路，，，称为短路电流；

③、端接负载，或。

1.6电流源一.理想电流源◆电流源的两个基本性质

①它的电流是给定值或给定的时间函数，与电压无关；

②它的电压是与相连的外电路共同决定的。

◆电流源的符号第一章电路的基本概念和基本定律◆电流源的伏安特性（直流电流源）二.由理想电流源构成的实际直流电流源模型◆实际电流源模型及其伏安关系

第一章电路的基本概念和基本定律*电源内阻越小，就越接近于理想电流源。

◆三种工作状态

①、端开路，，

；

②、端短路，，；