电路基础 第一章 电路的基本概念和基本定律.ppt

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1、电路基础自控系吕传红绪论一、课程主要内容内容：直流电路单相交流交流电路三相交流磁路自控系吕第一章电路的基本概念和基本定律1.1电路模型1.2电路的基本物理量1.3电阻元件1.4电源元件1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算自控系吕1.1电路和电路模型1.电路和电路模型电路是电流流经的路径，实际电路是由电气设备和元件按一定方式连接而成。电源:提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用自控系吕为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的

2、理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。实际电路实际器件（电阻器、电容器、电感线圈、晶体管、集成电路等）电路模型抽象近似理想电路元件（电阻元件、电容元件、电感元件、电源、理想运放等）器件建模：1.保留主要电磁特性2.一个器件可由多个元件模型表示实际电路的建模过程自控系吕实际电路电路模型电池灯泡今后分析的都是指电路模型，简称电路。在电路图中，各种电路元件都用规定的图形符号表示。导线1.2电路的基本物理量电路的特性是由电流、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

3、电流、电压和电功率。自控系吕1.2.1电流大小：单位：SI主单位安培(A),常用单位千安(kA),毫安(mA),微安(μA)定义：带电粒子（电子、离子等）的定向运动,称为电流。用i表示+-E0RRabI（电流强度）自控系吕+-E0RRabIIab双下标箭标abRI电流方向的表示方法实际方向：正电荷运动的方向自控系吕恒定电流: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

4、的值i(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)。自控系吕电路分析中的参考方向问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中电流的实际方向，电路如何求解？电流方向AB？电流方向BA？E1ABRE2IR自控系吕(1)在解题前先任意设定一个正方向，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；自控系吕例如在

5、图示的二端元件中，每秒钟有2C正电荷由a点移动到b点。自控系吕思考题已知流过某元件的电流I为5A，它可以表示为I=5A或I=-5A，试问这两种表示方法有何不同？自控系吕单位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)大小：实际方向：从高电位指向低电位。（电位降方向）1、电压：电场力将单位正电荷从电路某一点移至另一点消耗的电能。用U表示。Uab双下标正负号ab+－U箭标方向的表示方法1.2.2电压、电位、电动势自控系吕2、电位电场力将单位正电荷从电路某一点移至参考点消耗的电能。用V表示。单位：伏[特]（V）。参考点

6、也称零电位点，用表示，其电位为零。单位：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)电压与电位的关系：ABO+自控系吕参考方向与实际方向一致，电压值为正值；参考方向与实际方向相反，电压值为负值。注意：在参考方向选定后，电压值才有正负之分。例：abRU+–若U=5V，则电压的实际方向从a指向b；若U=–5V，则电压的实际方向从b指向a。参考方向：分析计算时，任意设定的假想方向，又叫正方向。自控系吕思考题若两点电位都很高，是否两点间电压也一定很高？试问（1）a、b两点，哪点电位高？abU自控系吕(3)、电动势（E）单位

7、：伏(V)，千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV)大小：电池灯泡abIRUab+_abEba+_ab实际方向：电源内部从低电位指向高电位。（电位升方向）自控系吕元件或支路的u，i采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向3.关联参考方向i+-+-iuu下页上页返回自控系吕小结：(1)分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。(2)参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。u=Ri+–Riu+–Riuu=–Ri(3)参考方向不同时，

8、其表达式符号也不同，但实际方向不变。自控系吕电功率和能量1.电功率功率的单位：W(瓦)(Watt，瓦特)能量的单位：J(焦)(Joule，焦耳)单位时间内电场力所做的功。下页上页返回自控系吕2.电路吸收或发出功率的判断u,i取关联参考方向P=ui表示元件吸收的功率P>0吸收正功率(实际吸收)P<0吸收负功率(实际发出