单片机原理及应用第1章电路基本概念和基本定律ppt课件.ppt

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1、第1章电路基本概念和基本定律什么是电路？电路分析研究的对象是什么？电路的基本定律及应用。电路元件及特性。返回主目录1最简单的电路必须有：电源：供给能量负载：消耗能量开关：控制能量导线：传输能量电路分类1.1电路和电路模型电能传输和转换：如手电筒电路信号的传递和处理：如扩音机电路手电筒电路2电路模型电路元件模型：实际元件理想化在一定条件下得出；表征了实际元件的主要特性和物理现象；是一种近似关系。如：实际电路元件不是理想的：电池：端电压不恒定；导线：有电阻、磁场；灯泡：有磁场；开关：有接触电阻。一般情况下看成理

2、想电感低频时高频时31.2电路中的基本物理量电流及其参考方向方向：正电荷流向。为什么要用参考方向？在复杂电路中，特别是交流电路中，电流的方向是随时变化的，电流的真实方向事先是很难确定的。需要假定一个参考方向，作为计算的标准。解决的方法：电流只有两个方向，可用正、负号表示。i＞０电流方向与参考方向一致；i＜０电流方向与参考方向相反。注意：分析、计算电路必须先设参考方向，参考方向一经设定就不可随意改动。在未标出参考方向的情况下，电流的正、负是毫无意义的。4电压及其参考方向如：AB+_R5关联参考方向EI+U_R

3、E+U_R+_关联方向非关联方向非关联方向关联方向6电位、电位差电位：单位正电荷在电场中某一点具有的电位能。用“V”表示，与参考点有关（参考点电位为零）。单位：伏ABOA点电位：VA=VAOB点电位：VB=VBO电位差：两点电位之差。UAB=VA-VB（实际上是两点间电压）参考点不同，电位不同，但电位差相同。7电路的习惯画法1R8电功率和电能在关联参考方向下：消耗功率发出功率对整个网络而言，功率总是平衡的，即消耗功率＝发出功率在非关联参考方向下：判断某元件是消耗功率还是发出功率，方法同上。电能：时间T内吸收

4、的能量。单位：焦耳（J）。实际生活中采用千瓦时（kW.h）9图示各元件功率均为10W(吸收),则U=____V，I=____A。举例(1)(2)-5-510举例1.2.1已知I=2A,U1=4V,P2=16W,U3=6V,求P1、P3、U2及整个电路总功率。元件1电流与电压方向关联元件2电流与电压方向非关联(吸收功率)元件3电流与电压方向非关联(发出功率)总功率P=P1+P2+P3=（8+16-12）W=12W(消耗功率)-132+-+-+211u1.3电阻、电感、电容元件伏安关系：关联参考方向下：非关联参

5、考方向下：分类：R+_线性电阻非线性电阻负电阻i电阻元件电阻吸收的功率：ｐ>0：耗能元件12电感元件电感的伏安关系式具有存储磁场能量的元件称为电感元件定义：关联方向下：非关联方向下：13电感的储能电感元件也称储能元件电感的功率：电感的贮能：令：因为所以14电容元件电容的伏安关系式电容器储存电荷的能力称为电容ｑ＝Cｕ　　C＝q/u电容单位：Ｆ(法拉)１Ｆ＝106μ＝1012μF(pF)Fμ15电容的储能电容元件也称储能元件电容的功率：电容的储能：令：因为所以16作业:P181.1下一节171.4电压源和电流源

6、电压源理想电压源+-US+-ui基本性质：ｕs(t)或Ｕs为定值，与ｉ无关ｉ（大小和方向）由与之相连接的外电路确定i0uUS18I=1A510V10I=3A电压源电流的大小、方向由外电路决定19实际电压源(非理想电压源)斜率Rs伏安关系Rs越小，直线越平，越接近理想电压源20电流源IS+-ui基本性质：ｉS(t)或IS为定值，与ｕ无关ｕ（大小和方向）由与之相连接的外电路确定理想电流源iu21U=30V电流源电压的大小、方向由外电路决定103A20+-20VU=90VU=70V22实际电流源(非理想电

7、流源)斜率G0伏安关系G0越小，R0越大，直线越垂直，越接近理想电流源23电源的功率方法:关联参考方向下：Ｐ＝ＵＩ非关联参考方向：Ｐ＝-ＵＩP＞0　　　吸收功率P＜0　　　放出功率对计算的结果：例1.4.1:IS=2A,US=4V,求R分别为4Ω、2Ω、1Ω时,电阻和电流源上的电压,并计算各元件的功率。UR=IR=2RISUS+-R+-URU1+-abcI解:I=IS=2AU1=Uac=Uab+Ubc=UR-US=UR-4P1=-IU1=-2U1PR=I2R=4RPU=-IUS=-8W(发出功率)当R=4Ω

8、,UR=8V,U1=4V,P1=-8W(放出功率)PR=16W当R=2Ω,UR=4V,U1=0V,P1=0W(不消耗也不发出功率)PR=8W当R=1Ω,UR=2V,U1=-2V,P1=4W(消耗功率)PR=4W241.5基尔霍夫定律几个电路名词：1.支路;2.节点;3.回路;4.网孔KCL：对节点①对节点②25注意：KCL是支路电流的线性约束；KCL是“电荷守恒原理”的反映，在任一节点上，电荷不会产生或消灭，也不