第一章电路基本概念与基本定律.ppt

1、第一章电路基本概念和基本法则，第一章电路的基本概念和基本法则，第一章电路基本概念和基本法则，2，本章重点，电路模型电压和电流的实际方向和参考方向基本电路元件基尔霍夫法则： KCL KVL，第一章电路基本概念和基本法则，3， 第一章电路的基本概念第一节电路的作用和第二节电路模型构成电压电流的参考方向第三节理想电路元件第四节电压源和电流源第五节基霍夫电流法则和电压法则第六节电位的概念和修正，第一章电路基本概念和基本法则，4，第一节电路的作用和构成，电路：电流通过的路径。 由电路元件构成。 1、实现电能的转换、传输和分配，一、什么是电路？ 二、电路的作用，第一章电路的基本概念和基本规律，5，2 .信

2、号的传递和处理，三，电路的构成，电源：把非电力转换成电能的装置，例如发电机，干电池，负载：把电能转换成非电力能的装置，例如输电线，第一章电路的基本概念和基本规则，6， 第二节电路模型和电压电流的参考方向，一、电路模型，2 .理想电路元件：在某些条件下，强调其主要电磁性能，忽略次要因素，使实际电路元件理想化。 理想的电路元件主要有电阻、电感、电容、电源。 3 .电路模型：由理想电路元件组成的电路是实际电路的电路模型。 1 .实际电路：由根据需要发挥不同作用的实际电路元件构成。 例如发电机、电动机、变压器、电阻、电容器等。 (实际电路零件的电磁性质很复杂。) 第一章电路的基本概念和基本法则，7，电

3、路模型，例如，以下是最简单的手电筒电路模型，第一章电路的基本概念和基本法则，8、2，电压和电流的参考方向，1 .电路的物理量，电流电压电动势，、等，参考方向：解析修正计算时把电量设为规定的方向。 第一章电路的基本概念和基本法则，10，物理量的实际方向，第一章电路的基本概念和基本法则，11，3 .列举电路分析中的参考方向，提出问题：在复杂的电路中难以判断元件中的物理量的实际方向，电路如何解，电流方向AB？ 电流方向BA？ 第一章电路的基本概念和基本法则，12，(1)在解题前设定一个方向作为参考方向，解决方法，(3)根据修正计算结果决定实际的方向：如果修正计算结果为正，则实际的方向与假定方向一致，

4、如果修正计算结果为负，则实际的方向与假定方向相反。 (2)根据电路定律定理，列举物理量间相互关系的代数式，第一章电路基本概念和基本定律，13，例如，已知： E=2V，R=1问： u分别为3V和1V时，IR=？e、IR、r、a、b、_、第一章电路基本概念和基本法则、14、第一章电路基本概念和基本法则、15、(1)“实际的方向”被物理规定，在(2)以后的解题过程中，注意假定物理量的参考方向后排列方程式进行修正。 缺少“参照方向”的物理量没有意义。 (3)习惯性地对任意的二端子元件将I和u的方向假设为相同的方向，称为参考方向关联，否则称为非关联。 关联，非关联，第一章电路基本概念和基本规律，16，1

5、 .电阻元件：1 .电阻具有对电流有阻碍作用的性质。 单位、电导、单位s (西门子)、2 .线性电阻：即电阻值与其通过的电流和施加电压无关。 也就是说，电阻值是一定的。满足欧姆定律的电阻也可以说是线性电阻。 3 .伏安特性曲线：电路元件u、I间的函数关系表示在正交坐标系中直线电阻伏安特性曲线是通过原点的直线。第三节理想电路元件、第一章电路基本概念和基本法则、17、参考方向、非相关图(b )、图(a )、图(b )、相关图(a )、第一章电路基本概念和基本法则参考方向关联、第一章电路基本概念和基本法则、19、4 .在电阻的能量和功率关联基准方向上， 在图1-5、1-6和1-5中，电阻元件消耗的功

6、率是电阻元件在一段时间内消耗的能量是不相关的参考方向，而电阻元件消耗的功率是、第一章电路基本概念和基本规律20，【例子】电压和电流是方向，欧姆规律，相关参考、 第1章电路的基本概念和基本法则、21、关联参考的方向上功率p0的电阻被消耗，在非关联基准方向上功率p0、非关联基准、电阻消耗功率、第1章电路基本概念和基本法则、22、p0的情况下，表示当时的二端子网络实际上吸收(消耗)功率p0的当时的第二端子网络实际上产生(生成)功率时，包括线性元件的任何第二端子网络可导致当电压电流采用不相关参考方向时常见结论相反的结论。 将其端口电压电流的参考方向关联起来，电路功率p=ui，第一章电路基本概念和基本规

7、律，23，2，电感元件l，线性电感元件是具有线性磁路的实际线圈的理想化模型。 磁通是交链磁通=N，磁通和交链磁通都是由线圈自身的电流产生的，因此称为自感磁通和自感磁通。 第一章电路的基本概念和基本规律，24，关于线性电感，在国际单位制中，电感的基本单位是亨利(简称亨利用h表示)，其辅助单位和基本单位的换算关系，磁通和交链磁通的单位是韦伯(简称韦，用Wb表示)。 式中的l被称为自感或电感，是正实数。 第一章电路的基本概念和基本规律，25，伏安关系(VCR )，公式表示电感元件为动态元件，只有变化的电流产生电压。 在直流电路中，电感相当于短路。 第一章电路的基本概念是基本法则、26、有记忆、改写伏

8、安关系、(112 )、电感电流i(t )不仅与过去的某一时刻t0的电流i(t0)有关，也与电感电压u的t0到t之间的蓄积作用有关。 电感是有记忆的元件。第一章电路基本概念和基本法则、27、3 .电力和储能、u、I相关的情况下，电感元件吸收的电力从时刻t0到t，电感吸收的能量为(1-14 )、第一章电路基本概念和基本法则、28、电感吸收的i(0)=0 当从零减少时，所吸收的能量为负值表示电感提供了能量。 电感完全释放出过去吸收的能量。 电感不消耗能量就能储存，但不产生能量。 电感是无源元件。 第一章电路基本概念和基本法则，29，3，电容元件C :单位电压积累的电荷，(单位： f、f、pF )，第

9、一章电路基本概念和基本法则，30，伏安关系(VCR )、电容是动态元件。 u、I为非相关参照方向的情况。 任何时间点的电容电压是(1-18 )，电容是有存储的元件。从式(1-17 )得到的直流电路中的电容器、第一章电路基本概念和基本法则、31、(2)功率和积蓄、电容器吸收的功率从时刻t0到时刻t，电容器元件吸收的能量是第一章电路基本概念和基本法则，电容器电压电容器完全释放过去吸收的能量。 电容器不消耗能量就可以储存，但不产生能量。 电容是无源元件。 第一章电路基本概念和基本法则、33、无源元件的总结、理想元件的特性(u和I的关系)、l、c、r、第一章电路基本概念和基本法则、34、R1、l、u是

10、常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳压电源和直流稳压电源等。 一般的交流电源有从电力系统供给的正弦交流电源、交流稳定化电源、产生各种波形的各种信号发生器等。 定义两种理想的电路元件独立电压源和独立电流源，以便得到各种实际电源的电路模型。 第一章电路的基本概念和基本规律，36，常用的干电池和充电电池，第一章电路的基本概念和基本规律，37，实验室使用的直流稳压电源、直流稳压电源的电压随时间变化的波形用示波器观测。 示波器、稳压电源、第一章电路的基本概念和基本规律、38、1、独立电压源、独立电压源有两种电路模型，理想电压源和实际电压源模型。 理想电压源的电路模型如图(a )所示。 在理

11、想的电压源的端子电压是一定的时间函数，并不依赖于流过电压源的电流的大小而变化，即、为一定值的情况下，所谓恒压源或直流电压源。 恒压源的伏安特性如图(b )所示。1 .理想电压源、第一章电路的基本概念和基本规律、39、电压随时间变化的电压源称为时变电压源。 电压随时周期性变化，平均值为零的时变电压源称为交流电压源。当电压源的电压和电流采用相关基准方向时，其吸收功率为p=ui (大于零)，当电压源的电压和电流采用相关基准方向时，其发电功率为p=ui (小于零)，第一章电路基本概念和基本规律，40，作为理想电压源即Uab US； (2)流过电源的电流由外部电路决定。 第1章电路的基本概念和基本法则，

12、41，例如图示的电路中电阻值变化时，电压源的电压不变化，电路中的电流I和发电功率p变化。 第一章电路的基本概念和基本法则，42，恒压电源特性没有变化的可以是： _ _ _ _ _ _，US，恒压电源特性有变化的可以是： _，外部电路的变更，I的变更可以是： _ _ _ _ _的变更，或者是： _ _ _ _ _ _的变更。尺寸、方向、_、I、恒压源特性的总结、US、Uab、a、b、r、第一章电路的基本概念和基本法则、第一章电路的基本概念和基本法则、44、3、电压源的工作状态电压源开路、短路和有负载三种状态。伏安特性，(1)电压源有负载动作(开关接通)，a .电压与电流的关系，R0R时，UUS，

13、第一章电路基本概念和基本法则，45，单位： w，Kw，式中： pus第一章电路的基本概念和基本法则，46，c .电源与负载的判别，方法1 :从电压电流的实际方向与：的实际方向相反，从电源“”端流过电流，输出电力负载：的实际方向相同，从电源“”端流过电流的方法2:u，I的基准方向判别： (1)在u和I的基准方向的选择一致的前提下，在(u和I的基准方向的选择不一致的前提下，第一章电路的基本概念(2)电压源的开路(开关断开)，U=0 I=IS=US/R0 P=0，注意：电压源短路是事故状态，第一章电路基本概念和基本法则，50，1 .理想电流源(恒流源)，特征： (1)输出，(2)输出电压由外部电路决

14、定。 二、独立电流源独立电流源也分为理想电流源和实际电流源。 第一章电路的基本概念和基本法则，51，恒流源的两端电压由外部电路决定， IS=1 A，第一章电路的基本概念和基本法则，52，恒流源特性的总结，恒流源特性中不变的是： _ _ _ _ _ _ _ _ _，外部电路的变更，Uab的变更是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的变更大小、方向、第一章电路的基本概念和基本法则、53、恒流源的例子、I b确定后，I c基本确定。 在IC几乎一定的范围内，IC可以看作是恒流源(电路元件的抽象化)。 您可以选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择、选择。 不能更改、不能更改、不能更改、不能更改、不能更改。电压源的电流I=IS、恒流源两端的电压、_、第一章电路的基本概念和基本规律、55、恒压源和恒流源的特性比较，Uab的大小、方向都是一定的，外部电路的负载不影响Uab。 I的大小、方向都一定，外部电路负载不影响I。 输出电流I可变- I的大小、方向都由外电路决定，端子电压Uab可变- Uab的大小、方向都由外电路决定，第一章电路基本概念和基本法则，56，2 .实际电流源模型，电流源模型(1)电流源的开