电工电子基础(2011-10)

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1、电工电子基础课程电路分析的主要任务在于解得电路物理量，其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。1.1电路基本物理量为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。电路的主要功能：一：进行能量的转换、传输和分配。二：实现信号的传递、存储和处理。1.1.1电流电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流。电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。大写I表示直流电流小写i表示电流的一般符号正电荷运动方向规定为电流的实际方向。电流的方向用一个箭头表示。任意假设的电流方向称为电流的参考方向。电流

2、电流如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。2006-12-01第5页1.1.2电压、电位和电动势电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功。电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向电压、电位和电动势电压、电位和电动势最后求得的u为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。2006

3、-12-01第8页u1=1Vu2=－1V例：当ua=3Vub=2V时对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。电压、电位和电动势电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。电压、电位和电动势2006-12-01第11页第二章电路的基本概念

4、和定律1.1电阻元件和欧姆定律目的与要求：1）掌握电阻元件上的欧姆定律2）理解电路短路、开路时的特点电路的基本概念1.电阻元件电阻元件是一个二端元件,它的电流和电压的方向总是一致的,它的电流和电压的大小成代数关系。电流和电压的大小成正比的电阻元件叫线性电阻元件。元件的电流与电压的关系曲线叫做元件的伏安特性曲线。线性电阻元件的伏安特性为通过坐标原点的直线,这个关系称为欧姆定律。2006-12-01第12页电路的基本概念伏安关系（欧姆定律）：关联方向时：u=Ri非关联方向时：u=－Ri1．电阻元件符号：功率：电阻元件是一种消耗电能的元件

5、。电功率在电流和电压关联参考方向下,任何瞬时线性电阻元件接受的电功率为线性电阻元件是耗能元件。焦耳定律若电流不随时间变化,以上两式称为焦耳定律。如果电阻元件把接受的电能转换成热能,则从t0到t时间内。电阻元件的热［量］Q,也就是这段时间内接受的电能W为例2.1有220V,100W灯泡一个,其灯丝电阻是多少？每天用5h,一个月（按30天计算）消耗的电能是多少度？解:灯泡灯丝电阻为：一个月消耗的电能为：电功率的计算两种特殊情况线性电阻元件有两种特殊情况值得注意:一种情况是电阻值R为无限大,电压为任何有限值时,其电流总是零,这时把它称为

6、“开路”;另一种情况是电阻为零,电流为任何有限值时,其电压总是零,这时把它称为“短路”。伏安关系：2．电感元件符号：电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。Ｌ称为电感元件的电感，单位是亨利（Ｈ）。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但ｕ＝０，相当于短路。3．电容元件电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。伏安关系：符号：只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但ｉ＝０，相当于开路，即电容具有隔直作用。C称为电容

7、元件的电容，单位是法拉（F）。2.2.2有源元件1．电压源与电流源（1）伏安关系电压源：u=uS端电压为us，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电路确定。电流源：i=iS流过电流为is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。（2）特性曲线与符号电压源电流源一、电压源（二）图1.7电压源电压波形一、电压源（三）图1.8直流电压源的伏安特性图1.8是直流电压源的伏安特性。一.电压源2.电压为零的电压源相当于短路。3.由图1.7(a)知,电压源发出的功率为p＞0时,电压源实际上是发出功率；p＜0时

8、,电压源实际上是接受功率。1.电流源也是一个理想二端元件,它有以下两个特点:电流源向外电路提供的电流i(t)是某种确定的时间函数,不会因外电路不同而改变,即i(t)=is,is是电流源的电流。(2)电流源的端电压u(t)随外接的电路不