电路的基本概念和定律.ppt

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1、第一章电路的基本概念和基本定律（包含教材第一、二章）欧姆定律、电阻串、并联；充电问题、电阻、电容、电感;1§1.1电路的基本概念1.1.1电路中的物理量1.1.2参考方向1.1.3电路元件R、L、C1.1.4电压源、电流源§1.2电路的基本定律1.2.1欧姆定律1.2.2基尔霍夫定律§1.3电压源、电流源等效互换§1.4受控源本章目录21.1.1电路的主要物理量电池灯泡电流电压功率UsIRU+_负载电源实际电路－－－－电路模型31.1.2电压和电流的参考方向电压电流的方向：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。（重要）

2、4电量的实际方向5电量方向的表示方法电池灯泡IRUabE+_abu_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）双下标箭头uab电压+-IR电流：从高电位指向低电位。6电路分析中的参考方向（教材p9）问题的提出：在复杂待分析的电路中，难于判断元件中电量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR7(1)在解题前先设定一个方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设的参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设的参考方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式（根据参考方

3、向列方程）；8例已知：E=2V,R=1Ω问：当U分别为3V和1V时，IR=?（注意：U和E为已知量，方向已确定。）EIRRURabU解：(1)假定电路中电量的方向（参考方向）如图所示；(2)列电路方程：9(3)数值计算（实际方向与假设参考方向一致）（实际方向与假设参考方向相反）EIRRURabU10(4)为了避免列方程时出错，习惯上把I与U的方向按相同方向假设－关联方向。反之称“非关联方向”(1)方程式R=U/I仅适用于假设电压电流方向一致的情况－称为关联方向。(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设参考方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。(3)在以后的解题过程

4、中，注意一定要先假定“方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.提示11IRURab关联方向假设:与的方向一致例非关联方向假设:与的方向相反IRURab其中电阻可为任意元件，或任意二端网络（P4）12电功率(教材p11)aIRUb功率的概念：设电路任意两点间的电压为U,流入此部分电路的电流为I，则这部分电路消耗的功率为:功率有无正负？如果UI方向不一致结果如何？13以下所标注均为参考方向在U、I为关联参考方向的前提下：IRUab“吸收功率”（负载）“发出功率”（电源）若P=UI0若P=UI0根据能量守衡关系P（吸收）=P

5、（发出）IRUab14当计算的P>0时,则说明U、I的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。所以，从P的+或-可以区分器件的性质，或是电源，或是负载。结论在进行功率计算时，如果假设U、I参考方向一致。当计算的P<0时,则说明U、I的实际方向相反，此部分电路发出电功率，为电源。15例题和练习参考方向、功率的计算、正负、判断两个电阻串联电路两个电压源和电阻串联电路吸收功率100W等价于发出功率－100W思考习题1.1～1.4（P25）16课外介绍：集总元件集总参数电路、集总电路、…电磁波速度以光速带入，对于工频50Hz，波长为6000Km，对于20KHZ信号，波长为：15K

6、m。电路元件、电路、传输线的尺寸远远小于对应波长，即不需要考虑传输时间时，称为：集总电路（元件）。本课程讨论范围限于集总电路（元件）17伏-安特性iuRiuui线性电阻非线性电阻(一)无源元件1.电阻R（常用单位：、k、M）1.1.3电路元件电导：1/R,西门子182.电感L(教材p129)ui（单位：H,mH,H）——单位电流产生的磁链线圈匝数磁通19•电感中电流、电压的关系uei当(直流)时,所以，在直流电路中电感相当于短路。20线圈面积线圈长度导磁率•电感和结构参数的关系线性电感:L=Const(如:空心电感不变)非线性电感:L=Const(如:铁心电感不为

7、常数)uei21电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：•电感的储能只要有电流，就有能量储藏223.电容C(教材p126)——单位电压下存储的电荷。（单位：F,F,pF）++++----+q-qui电容符号有极性无极性+_23•电容上电流、电压的关系当(直流)时,所以，在直流电路中电容相当于断路。uiC24极板面积板间距离介电常数•电容和结构参数的关系线性电容:C=Const(不变)非线性电容:C=Const(不为常数)uiC25•电容的储能电容是一种储能元件,储存的电场能量为：26无源元件小结理想元件