电路的基本概念和基本定律.ppt

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1、电工原理重庆电力教育培训中心房兆源教授第一章电路的基本概念和基本定律§１－１电路电气器件相互联接的整体构成了电流可以流通的路径—电路，也称为电网络。信号的产生和处理电路（传输、变换和使用电能）（如发电机、变压器、输电线、电动机）功率（或能量）的转换与处理电路（放大电路、声音图象文字处理电路）电路主要由以下三部分组成电源—供给电能或发出电信号的设备（把其他形式的能量转换成电能或电信号）负载—是用电或接收电信号的设备（其作用是把电能转换成其他形式的能量）联接导线—用于传输电能和电信号激励信号（激励）——电路中的外施信号或输入信号。响应信

2、号（响应）——电路中的输出信号或由激励源在电路中任何部分引起的电压和电流也可称为响应。+_一个简单的实际电路电路模型原因：一个实际的电器设备和器件，其物理过程十分复杂例如：实际的日光灯镇流器的线圈周围不但存在着磁场，而且存在着电场且要发热，即具有电感、电容电阻的特性。因此很难用一个简单数学式来表达。处理：对实际的部件进行化简（即理想化）忽略次要性质得到的只有某种单一电磁性能的元件即：理想的电路元件—具有某种单一电磁性能的元件。电路模型——由规定的电路图形符号代表电路中的具体元器件（理想的电路元件和理想的导线组成的电路图。线性电感元件

3、（储存磁场能量）线性电容元件（储存电场能量）线性电阻元件（消耗电能的元件）关于电路的一些名词节点——电路中有三个或三个以上元件的连接点称为节点。支路——两相邻节点间的无分支电路二端元件称为支路。回路——电路中由支路组成的不重复的闭合路径网孔——平面网络中内部不含支路的回路。平面网络——可以画在一个平面，在节点以外的地方而不出现有支路相交叉的情况的电路。R1R1abRab结点321456879123支路网孔回路§1－２　电路的主要物理量一、电流及其参考方向电流是电路中重要的基本物理量，它的大小用电流强度表示。电流强度定义：单位时间内通

4、过导体横截面的电量。（或电流强度是电荷对时间的变化率）（规定）方向：正电荷运动的方向为电流的方向。国际单位：安培（A）1KA=103A1A=103mA1mA=103μA提问：1．对于任意一个给定的电路我们是否都预先知道导线中电流的流向呢？2．是否需要先弄清电流的流向再进行计算呢？1Ω2Ω3Ω4Ω5Ω6Ω7Ω3V2V1V?1Ω2Ω3Ω4Ω5Ω6Ω7Ω3V2V1V1Ω3V1V采取方法：1．假定电流的参考方向（正方向）（用尖头表示）2．根据假定进行计算：若表示电流的真实方向与参考方向一致；若表示电流的真实方向与参考方向一致；例：图中方框用

5、来泛指元件，试分别指出图（a）（b）、（c）中电流的真实方向。二、电压电位电动势及其参考方向电压的定义：电场中ab两点间的电位差定义为单位正电荷由a点经任意路径移到b点时电场力所作的功。在电路理论中，将作如下表达：在电路中ab两点间的电压定义为单位正电荷在电场力的作用下由a点经任意路径运动到b点时，该电荷所失去（转换）的能量或说该段电路所吸收的能量。dq——通过该段电路的电荷量。dwAB——为该电荷所失去的能量或该段电路吸收的能量。国际单位：伏特（V）单位换算：1KV=103V1V=103mV1mV=103μV电位的定义：电场中某点

6、a的电位是单位正电荷由该点经任意路径移至无穷远处时电场力所作的功。（理论上）将单位正电荷由某点a经任意路径移至参考点时电场力所作的功。注意：1．电位的值与参考点选择有关，电位差与参考点的选择无关。2．理论上V∞=0，实际V大地（设备外壳）=03．表示A点电位高于零电位点表示A点电位低于零电位点提问：在电路中，每个元件两端的电压极性是否已知？采取方法：1．假定电压的参考方向（参考极性）（有几种表示方法）2．根据假定进行计算若:表示电压的真实方向与参考方向一致表示电压的真实方向与参考方向相反电压参考方向的三种表示法：1．箭头表示2．正负

7、号表示3．双下标表示uab+_++++++_______K+++F____静电力(阻碍电荷向正极板运动F静电力F′非静电力F′____非静电力(移送电荷向正极板运动电动势在电场力的作用下正电荷一般总是从高电位向低电位运动，为了形成连续的电流，电源中正电荷必须从低电位移向高电位，将正电荷从低电位移向高电位非静电力能完成，只有非静电力才能完成。电源就是提供非静电力的装置非静电力的产生：1．在电池中的非静电力由化学作用产生2．在发电机中非静电力由电磁感应产生定义：非静电力将单位正电荷从电源内部负极端移向正极端所作的功为电源电动势关于电压电

8、位电动势极其参考方向问题+—uueeu(a)(b)(c)三、电功率和电能问题的引入：在许多电气设备中，所需要的并不是电流本身，而是伴随着电流电压的电场能量因为电能可以转化为热、机械能、光能、化学能等。若正电荷从a到b时若电场力作正功为