第一章 电路的基本概念和定律ppt课件.ppt

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1、《电路分析》本章介绍电路的基本概念和基本定律，阐述集总参数电路的基本定律——基尔霍夫定律。第一章电路的基本概念和分析方法定义三种常用的电路原件：电阻、独立电压源和独立电流源。介绍集总参数电路中，电压和电流必须满足的两类约束（拓扑约束和元件约束）。最后介绍电路分析的两个最基本方法：支路电流法和支路电压法。1§1－1电路和电路模型1.电在日常生活、生产和科学研究工作中得到了广泛应用。在收录机、电视机、录像机、音响设备、计算机、通信系统和电力网络中都可以看到各种各样的电路。这些电路的特性和作用各不相同。电路的一种作用是实现电能的传输和转换。例如电力网络将电能从发电

2、厂输送到各个工厂、广大从村和千家万户，供各种电气设备使用。电路的另外一种作用是实现电信号的传输、处理和存储。2.由电阻器、电容器、线圈、变压器、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路，称为实际电路。电阻器电容器线圈电池运算放大器晶体管根据实际电路的几何尺寸(d)与其工作信号波长(λ)的关系，可以将它们分为两大类：(1)集总参数电路：满足d<<λ条件的电路。(2)分布参数电路：不满足d<<λ条件的电路。说明：本书只讨论集总参数电路,今后简称为电路。例：50Hz，波长λ=6000Km2000MHz，波长λ=15cm电力

3、的传输、处理信号的传输、处理低频信号发生器的内部结构3.电路分析与电路综合实际电路电路模型计算分析电气特性电路分析电路综合4.目的：通过对电路模型的分析计算来预测实际电路的特性，从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。5.任务：掌握电路的基本理论和电路分析的方法。6.电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的电气特性。电路模型由一些理想电路元件用理想导线连结而成。用不同特性的电路元件按照不同的方式连结就构成不同特性的电路。电路一词的两种含义(1)实际电路;(2)电路模型。本书主要讨论电路模型，常简称为电路，请注意加以区别。电路模型的表示方法它表示

4、(1)电路图；(2)电路数据(表格或矩阵)(1)电路元件的特性(2)元件间的连接关系图1－1手电筒电路常用电路图来表示电路模型(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图图1－2晶体管放大电路(a)实际电路(b)电原理图(c)电路模型(d)拓扑结构图电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。图1－3线圈的几种电路模型(a)线圈的图形符号(b)线圈通过低频交流的模型(c)线圈通过高频交流的模型13§1－2电路的基本物理量电路的特性是由电

5、流、电压和电功率等物理量来描述的。电路分析的基本任务是计算电路中的电流、电压和电功率。一、电流和电流的参考方向带电粒子(电子、离子)定向移动形成电流。电子和负离子带负电荷，正离子带正电荷。电荷用符号q或Q表示，它的SI单位为库[仑](C)。电流的SI单位是安[培](A)。单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流，用符号i或I表示，其数学表达式为恒定电流:量值和方向均不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称为直流(dc或DC)，一般用符号I表示。与电流有关的几个名词时变电流:量值和方向随时间变化的电流，称为时变电流，一般用符号i表示。时变电流在某一时刻t的值i(

6、t)，称为瞬时值。交流电流:量值和方向作周期性变化且平均值为零的时变电流，称为交流电流，简称为交流(ac或AC)。为了电路分析和计算的需要，我们任意规定一个电流参考方向，用箭头标在电路图上。若电流实际方向与参考方向相同，电流取正值；若电流实际方向与参考方向相反，电流取负值。根据电流的参考方向以及电流量值的正负，就能确定电流的实际方向。电流参考方向例如在图示的二端元件中，每秒钟有2C正电荷由a点移动到b点。当规定电流参考方向由a点指向b点时，该电流i=2A,如图(a)所示；若规定电流参考方向由b点指向a点时,则电流i=-2A，如图(b)所示。电路中任一电流有两

7、种可能的参考方向，当对同一电流规定相反的参考方向时，相应的电流表达式相差一个负号，即今后，在分析电路时，必须事先规定电流变量的参考方向。所计算出的电流i(t)>0，表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同；若电流i(t)<0，则表明该时刻电流的实际方向与参考方向相反。其中，dq为由a点移动到b点的电荷量，单位为库[仑](C)，dW为电荷移动过程中所获得或失去的能量，其单位为焦[耳](J)，电压的单位为伏[特](V)。二、电压和电压的参考极性电荷在电路中移动，就会有能量的交换发生。单位正电荷由电路中a点移动到b点所获得或失去的能量，称为ab两点的电压，即将电路中

8、任一点作为参考点，把a点到参考点的电压称为a点的电位