电路的基本概念和基本定律

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1、第1章电路的基本概念和基本定律1.5电路的等效变换1.2电路的基本物理量1.1电路1.6直流电路中的几个问题1.4电压源和电流源1.3基尔霍夫定律本章学习目的及要求本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在学习中给予足够的重视。通过本章学习要求理解理想电路元件和电路模型的概念；理解电压、电流、电动势和电功率的概念；深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的应用；牢固掌握基尔霍夫定律及其应用；深刻领会电路等效和掌握电路等效的基本方法。1.1电路电力系统中负载：1.1.1电路的组成及功能电路——由实际元器件构成的电流的通路。电路组

2、成电源：可将其他形式的能量转换成电能、向电路提供电能的装置。可将电能转换成其他形式的能量、在电路中接收电能的设备。中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件统称为中间环节，如导线、开关及各种继电器等。电路的功能电子技术中的电路可对电信号进行传递、变换、储存和处理。的电路可对电能进行传输、分配和转换。1.1.2电路模型实际电气装置种类繁多，如自动控制设备，卫星接收设备，邮电通信设备等；实际电路的几何尺寸相差甚大，如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的，而集成电路芯片小的如同指甲。在电路分析中，为了方

3、便于对实际电气装置的分析研究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即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。电源负载负载电源开关ISUS+_R0中间环节手电筒的实体电路RL+U–导线手电筒的电路模型白炽灯的电路模型可表示为：实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。iRRL消耗电能的电特性可用电阻元件表征产生磁场的电特性可用电感元件表征由于白炽灯中耗能的因素大大于产生磁场的因素，因此L可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的

4、理想化和近似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。白炽灯电路理想电路元件分有有源和无源两大类RC+US–电阻元件只具耗能的电特性电容元件只具有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无源二端元件有源二端元件电感元件只具有储存磁能的电特性IS电路分析基本理论的主要任务就是寻求实际电路共有的一般规律，电路模型则是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。利用电路模型研究问题的特点1.主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，其中

5、电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算；2.研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。集总参数电路元件的特征元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部进行其次要因素可以忽略的理想电路元件；任何时刻从无件两端流入和流出的电流恒等且元件端电压值确定。电源和负载的区分U、I非关联方向时，假定元件是电源。元件I+U–元件I–U+为了便于分析电路，应预先在电路图上标示出电压、电流的方向，电路图上的电压、电流方向称为参考方向，原则上可以任意假定。元件究竟是电源还是负载，应由元件上电压、电流的实际方向

6、决定：实际方向关联时，元件是负载；实际方向非关联时，元件是电源。U、I关联方向时，假定元件是负载。检验学习结果电路由哪几部分组成？各部分的作用是什么？何谓理想电路元件？其中“理想”二字在实际电路的含义？集总参数元件有何特征？如何在电路中区分电源和负载？试述电路的功能？何谓“电路模型”？学好本课程，应注意抓好两个主要环节：认真听课、细心复习。还要处理好三个基本关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。电流(强度)—单位时间内通过导体横截面的电量。电流的大小：稳恒直流情况下：1.2电路的基本物理量1.2.1电流idqdt=…

7、…（1-1）电流的单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s)1A=103mA=106μA=109nAIqt=……（1-2）电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够的，规定以正电荷移动的方向为电流的真实方向。列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电路图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否则相反。1.2.2电压、电位和电动势Ia电位V是相对于参考点的电压。参考点的电位:Vb=0；a点电位：Va=E-IR0=IRERL+_R0S电压U是反映电场力作功本领的物理量，是产生

8、电流的根本原因。电压的正方向规定由“高”电位指向“低”电位。电动势E只存在于电源内部，其大小反映了电源力作功的本领。其方向规定由电源“负极”指向电源“正极”。b+U–为描述和表征电荷与元件间能量交换的规模及大小，引入电路物理量电压、电位和电动势。电压的定义式为：Uab=Wa－Wbq电位的定义式为：Va=Wa－W0q电