《电磁学基本知识》PPT课件

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1、1电磁学基本知识本章主要介绍电路和磁路的一些基本概念，介绍电路的几个基本物理量和电路参数，比较完善地介绍电路的关联参考方向的概念，最后简单介绍了电路的基本定律及磁路的基本定律，要学会电路的一般分析方法，学会利用电路的简单原理分析电气元件的工作原理。本章提要本章内容1.1电路的基本概念1.2电路的基本定律1.3磁和磁场1.4磁路基本概念1.5电磁感应1.1电路的基本概念(1)电路的组成电路是由若干个电气元件按一定方式联接而构成；通俗地说，它就是电流的路径。一个完整的电路由电源、负载和中间环节三部分组成。(2)电路的作用其一，在电力系统中，电路起传输、分配和转换

2、电能的作用。其二，电路有信号处理的作用。1.1.1电路和电路模型(3)电路模型把用一些理想电气元件组成的电路称为电路模型；理想电气元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和理想电源等。图1.1所示为一简单手电筒电路模型。图1.1（1）电流电流的强弱用电流强度来表示，符号为I，电流强度在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷电量的代数和。根据定义有常见的电流有两种，把大小和方向不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称直流，用大写字母I表示，其数学表达式为：1.1.2电路的基本物理量及电路参数（1.1）（1.2）国际单位制中，电流强度的单位为安（A），在表示

3、比较大或较小的电流时，也用千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）。它们的数学换算关系为：1kA=103A=106mA=109μA把大小和方向随时间作正弦规律变化的电流，称为正弦交流电流，用i表示,其数学表达式为：（1.3）一般规定正电荷流动方向就是电流的实际方向。选取任意一个方向作为电流的方向，称之为电流的参考方向。电流的参考方向在电路中用箭头表示，也可以用双下标IAB表示，其参考方向是由A指向B。如图1.2所示。图1.2（2）电压在图1.3所示电路中，正电荷从高电位端流向低电位端必然要受到电场力的作用，也就是说电场力对正电荷做了功。电压就是反映电场

4、力做功能力的物理量。电压的大小反映电场力做功能力的强弱，用UAB表示。那么图1.3（1.4）在国际单位制中，电压的单位为伏（V），当计量比较大或较小电压时，可以用千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。它们的数学换算关系是：1kV=103V=106mV=109μV在复杂电路或交流电路中，电压的方向也很难确定，我们也必须假设一个方向，称为电压参考方向，这样当计算结果为正值时，说明实际方向与参考方向相同如果用实线表示电压的参考方向，用虚线表示电压的实际方向。如图1.4所示。一个元件或一段电路上既有电压的参考方向，也有电流的参考方向，如果这两个参考方向一致，称

5、之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。如图1.5所示。图1.4图1.5（3）电动势电动势就是反映电源内部电源力（即非电场力）做功能力的物理量，它的大小反映电源力做功能力的大小，用E表示。图1.3如果为直流电源，那么有电动势的方向是从低电位端指向高电位端，这同时也反映了电源力移动正电荷的方向；而电压的方向是从高电位端指向低电位端，反映了电场力移动电荷的方向。根据做功类型的不同，把电源外部的电路称为外电路，而把电源内部的电路称为内电路，合称为全电路。（1.5）（4）电位在电子电路中，为了便于分析，一般取电路中某一点作为参考点，认为这个点的电位为零，那么

6、其它点到参考点的电压就是该点的电位，某一点的电位在数值上等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。【例1.1】如图1.6所示电路，已知电动势E=10V；电阻R1=4Ω，R2=6Ω。试求：①以C为参考点，试求A、B、C点电位及AB、BC两点间的电压；②以B为参考点，试求A、B、C点电位及AB、BC两点间的电压。图1.6【解】①I=E/(R1+R2)=10/(4+6)=1A所以VC=0VB=UBC=IR2=1×6=6VVA=UAC=1×（4+6）=10VUAB=IR1=1×4=4VUBC=IR2=1×6=6V②如果以B点为参考

7、点，显然电路的电流不变，即I=1A，所以VC=UCB=-IR2=-6VVB=0VA=UAB=IR1=4VUAB=4VUBC=6V（5）电功率与电能电场力利用电能对电荷做功，把在单位时间内电气元件吸收或释放的电能称为电功率。在直流电路中，电功率为常数，即：由式（1.4）可知W=UABQ（1.6）由式（1.2）可知Q=It所以有（1.7）【例1.2】求例1.1中电源电动势和两电阻的功率，并求所有功率之和，图中Us表示电源的电压。【解】在电气元件的关联参考方向下，电阻吸收的功率P1=I2R1=12×4=4WP2=I2R

8、2=12×6=6W电源的功率