电路基本概念和定律.ppt

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1、第1章电路分析方法1.1电路模型1.2电路变量1.3电阻元件1.4电源元件1.5基尔霍夫定律1.6电阻的串并联1.7实际电源模型电路分析的主要任务在于解得电路物理量，其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。1.1电路模型为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。电路的主要功能：一：进行能量的转换、传输和分配。二：实现信号的传递、存储和处理。变电站大型工厂商店学校小型电能用户输电线水力发电厂变电站小型配电站配电站住宅乡村电能的产生和输送电能的输送和分配发电厂主传输线500kV升压降压电压分配10kV降压

2、变电站三相单相主设备(380V)插座(220V)仪表控制盘仪表单相电源：提供电能或信号的器件。例如：发电机、干电池，键盘、编码器负载：使用电能或者电信号的设备。例如：电动机、电炉、电灯、显示器中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分配电能的作用。例如：输电线路发电机电灯电动机电炉升压变压器降压变压器输电线电源中间环节负载架空输电线电能的应用早期的通讯现代通信电能的应用早期的通讯现代通信电能的应用电能的应用1.1.2电路模型电池灯泡负载电源理想电路元件：在一定条件下，突出其主要电磁性能，忽略次要因素，将实际电路元件理想化（模型化）。主要有电

3、阻、电感、电容元件。电路模型：由理想电路元件所组成的电路，就是实际电路的电路模型。EIRU+_+_+_1.2电路变量------描述电路特性的物理量常见变量电流电压功率1.2.1电流电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表示，简称电流。电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。大写I表示直流电流小写i表示电流的一般符号正电荷运动方向规定为电流的实际方向。电流的方向用一个箭头表示。任意假设的电流方向称为电流的参考方向。如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。1.2.2电压、电位和电动势电路中a、

4、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功。电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向u1=1V最后求得的u为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。u2=－1V电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。电

5、路中物理量的方向物理量的方向：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：（正方向）：在分析计算时，对电量人为任意设定的方向。物理量的实际方向物理量实际方向的表示方法电池灯泡u_+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。IRUabE+_ab+_电路分析中的参考方向（正方向）问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR+_+_(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

6、定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(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；对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。1.1.3能量和功率电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。功率与电流、电压的关系：关联方向时：p=ui非关联方向时：p=－uip＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。例：求图

7、示各元件的功率.（a）关联方向，P=UI=5×2=10W，P>0，吸收10W功率。（b）关联方向，P=UI=5×(－2)=－10W，P<0，产生10W功率。（c）非关联方向，P=－UI=－5×(－2)=10W，P>0，吸收10W功率。p＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。功率单位瓦特（W）电能（工程上）单位千瓦小时（kW·h）“+”关联方向“-”非关联方向若元件吸收功率为p(t)，并设W(-∞)=0，则表示从-∞开始到时刻t元件所吸收的电能。一个元件，如果对任意时刻t均有则称该元件为“无源元件”否则为“有源元件”1.3电阻元件常见的电路元件有

8、电阻元件、电容元件、电感元件、电压源、电流源。电路元件在电路中的作用或者说它的性质是用其端钮的电压、电流关系即伏安关系（VAR）来决定的。伏安关系（欧姆定律）：关联方向时：u=R