电路的模型与基本概念

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1、1.电压、电流的参考方向；3.独立电源；受控源；重点：第一章电路的模型与基本概念2.电路元件特性；4.电路的功率分析；1.1实际电路与理想电路一、电路：利用导线将各种电路器件相互连接构成的网络。电路主要由电源、负载、连接导线及开关等构成。电源(source)：提供能量或信号.负载(load)：将电能转化为其它形式的能量，或对信号进行某种特定处理.（功能分为：能量转化与信息处理两类）导线(line)与开关（switch)：将电源与负载接成通路或断路.二、电路模型(circuitmodel)1.理想电路元件：根据实

2、际电路元件所具备的电磁性质所设想的具有某种单一电磁性质的元件，其u，i关系可用简单的数学式子严格表示。几种基本的电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示各种电感线圈产生磁场，储存磁能的作用电容元件：表示各种电容器产生电场，储存电能的作用电源元件：表示各种非电形式的能量转变成电能的元件2.电路模型：由理想元件及其组合代表实际电路元件，与实际电路具有基本相同或相似的电磁性质，称为电路模型。*电路模型由理想电路元件构成。导线电池开关灯泡-负载例.理想电路的约束条件：1、连接导线是理想的，柔性的、可伸缩的。2

3、、开关是理想的。3、电路器件的特性单一。4、电流不存在“泄漏”或“存留”现象。5、电路器件存在所谓“线性”。(比例与1+1=2)6、电路器件的工作参数“时不变”。7、电路信号具有数值模拟与时间连续的特征。8、电路空间尺寸相对短小，结构相对集中紧凑。*三.集总参数元件与集总参数电路集总参数元件：元件具有两个端钮；元件中有确定的电流；两端钮间有确定的电压。集总参数电路：由集总参数元件构成的电路。且满足如下条件：即实际电路的尺寸必须远小于电路工作频率下的电磁波的波长。*工作频率相对过高会出现无线电流发射现象，“电路”无

4、法保证处于封闭状态。注：波长=c/f，可见频率越高，电路尺寸必须越小。[每节思考]电路具有电能处理功能或信号处理功能，分别就每种情况举两个实例。讨论一下对理想导线“柔性”的理解。讨论采用不理想的开关“通”、“断”电路会出现什么后果？画出等效电路。1.2电路基本概念一、电路中的主要物理量主要有电压、电流、电荷、磁链等。在线性电路分析中常用电流、电压、电位等。1.电流(current)：带电质点的运动形成电流。电流的大小用电流强度表示：单位时间内通过导体某截面的电荷量。单位：A(安)(Ampere，安培)注意：电流实

5、际指“电流强度”，而不是“电流”当数值过大或过小时，常用十进制的倍数表示。SI制中，一些常用的十进制倍数的表示法：符号TGMkcmnp中文太吉兆千厘毫微纳皮数量101210910610310–210–310–610–910–12*据此，电流的表达单位有毫安（mA），微安等。2.电压(voltage)：电场中某两点A、B间的电压(降)UAB等于将点电荷q从A点移至B点电场力所做的功WAB与该点电荷q的比值，即单位：V(伏)(Volt，伏特)当把点电荷q由B移至A时，需外力克服电场力做同样的功WAB=WBA，此时可

6、等效视为电场力做了负功–WAB，则B到A的电压为：3.电位：电路中为分析方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。参考点的电位定为零，所以，参考点也称为零电位点。电位可用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。abcd设c点为电位参考点，则c=0a=Uac，b=Ubc，d=Udc*电位实际就是后续课程中所谓“节点电压”两点间电压与电位的关系：abcd仍设c点为电位参考点，c=0Uac=a，Udc=dUad=Uac–Udc=a–d前例结论：电路中任意两点间的电压等于该两

7、点间的电位之差。（*参考点作为中介点）例.abc1.5V1.5V已知Uab=1.5V，Ubc=1.5V用电位计算如下：(1)以a点为参考点，a=0Uac=？(2)以b点为参考点，b=0Uac=？例.abc1.5V1.5V已知Uab=1.5V，Ubc=1.5V(1)以a点为参考点，a=0Uac=a–c=0–(–3)=3V(2)以b点为参考点，b=0Uac=a–c=1.5–(–1.5)=3V结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位均不同，但任意两点间电压始终保持不变。

8、4.电动势：外力克服电场力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。e的单位与电压相同，也是V(伏)电场力把单位正电荷从A移到B所做的功(UAB)，与外力克服电场力把相同的单位正电荷从B经电源内部移向A所做的功(eBA)相同，电压表示电位降，电动势表示电位升，两者本应反号，但在图示相反方向下，有:UAB=eBA电动势是电源独有的概念，但电压的概念适用于