国外教育改革的动态与趋势.ppt

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1、第一章电路的基本概念和基本定律1.1电路的基本概念1.1.1电路的组成及其作用电路的组成电源(或信号源)负载中间环节将非电能转换成电能的电气设备。如电池、发电机等电源：把其它形式的信息转化为电信号的元件。信号源：将电能转换成非电能的电气设备。如灯泡、电动机等负载：联接电源（或信号源）和负载的元件。如导线、开关、保护设备等，其作用是传输和分配电能。中间环节：手电筒电路电池开关灯泡放大电路话筒扬声器扩音机电路示意图电路的功能实现电能的传输和转换传递和处理信号（信息）将一些电气设备或元器件，依所要完成的功能，按一定方式组成的整体称为

2、电路电路：由理想电路元件组成的电路电路模型：1.1.2电路模型手电筒电路电池开关灯泡电源负载R0ER开关手电筒电路的电路模型R电阻L电感C电容+–E理想电压源IS理想电流源基本理想电路元件1.1.3电路的基本物理量及其参考方向电流：电流是电荷(带电粒子)有规则的定向运动而形成的，数值上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量。当电流不随时间变化，即称为直流电流时，物理量的方向实际方向参考方向实际方向：物理中对电量规定的方向。参考方向：在分析计算时，对电量人为规定的方向。规定正电荷移动的方向为电流的方向当电流的实际方向与其参考方

3、向相同时，电流为正值；反之，当电流的实际方向与参考方向相反时，则电流为负值。参考方向与实际方向相同RIABI>0RABI<0I参考方向与实际方向相反电动势：电动势表征电源中外力作功的能力，其大小等于外力克服电场力把单位正电荷从负极搬到正极所作的功，方向是从负极指向正极，用E表示。电位：电场中某一点单位正电荷所具有的位能。a点的电位用Va来表示。电压（电位差）：指两点电位之差。用U表示，a、b间的电压用Uab表示，Uab=Va-Vb。电压的方向规定为从高电位点指向低电位点，即电位降的方向。电路的简化++––18V12VABCDR

4、1R2R3–12VABCDR1R2R3+18V–12VABCDR1R2R3+18V例如图所示，已知：在下列两种情况下求各点的电位以及电压Uab和Ubc：(1)取a为参考点；(2)取b为参考点。E2E1bacR解(1)取a为参考点E2E1bacRE2E1bacR(2)b为参考点结论：从上述计算结果可以看到，电位与参考点的选取有关，参考点不同，各点电位不同；而电压与参考点的选取无关，参考点不同，两点之间的电压不变，但电压的参考方向不同，则符号不同。功率表征电路元件中能量变换的速率。电功率电压、电流在关联参考方向下，功率的计算公式为

5、电压、电流在非关联参考方向下，功率的计算公式为当功率P>0时，表示该部分电路吸收功率，是负载；当功率P<0时，表示该部分电路发出功率，是电源。1.1.4电气设备的额定值及电路的工作状态电气设备的额定值表示电气设备的正常工作条件、状态和容量，通常标在设备的铭牌上，在产品说明书中也可以查到。使用电气设备时，一定要注意它的额定值，避免出现不正常的情况或发生事故。1.空载状态（开路状态）:2.短路状态：3.负载状态满载：电路中电流达到电源或供电线的额定电流时过载：电路中电流超过额定电流时欠载：电路中电流小于额定电流时不接负载的状态。负

6、载电阻为零的状态电路的几种工作状态1.2基本理想电路元件1.2.1电阻元件Riu+–图形符号Oiu线性电阻的伏安特性欧姆定律（常用单位：，k，M）1M=1061k=103电导G：电阻R的倒数。单位为西门子（S）电阻元件上的功率为：图形符号+q–qiCu+–Oqu库伏特性1.2.2电容元件（单位：F，F，pF）1pF=10–6F1F=10–6F电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以，在直流稳态电路中电容相当于断路（开路）。电容两端的电压是不能突变的，否则需无穷大的电流。特例：电容接理想电压源时，电压可以突变

7、。uiC+–当电容两端电压与流过的电流采用关联参考方向时，则eLiLu+–+–图形符号Oi韦安特性（单位：H，mH，H）1H=10–6H1mH=10–3H1.2.3电感元件电感上电压、电流的关系当(直流)时,所以，在直流稳态电路中电感相当于短路。流过电感的电流是不能突变的，否则需无穷大的电压。特例：电感接理想电流源时，电流可以突变。ui+–当电感两端电压与流过的电流采用关联参考方向时，则t/ms015–1510.51.52.523+–RC(a)(b)例在图a所示电路中，已知电容C＝2F，电阻R=1k，电压u(t)的波

8、形如图b，试画出电流和的波形t/ms015–1510.51.52.523t/ms060–601231.2.4电压源E+–e+–图形符号iE外电路u+–+–EOui理想电压源的伏安特性R0eu+–R0UE+–+–或实际电压源的等效电路RLUIRO+–E+–伏安特性IR0UEOU