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1、,2、电路基本概念、工作状态,本节主要内容：,1.1 电路和电路模型 1.2 电路中的主要物理量,1.1 电路和电路模型,电路是各种电气元器件按一定的方式连接起来的总体。 最简单的电路实例是图1.1所示的手电筒电路。,图1.1 手电筒,为了便于对电路进行分析和计算，常把实际元件近似化、理想化，在一定条件下忽略其次要性质，用足以表征其主要特征的“模型”来表示，即用理想元件来表示。例如，“电阻元件”就是电阻器、电烙铁、电炉等实际电路元器件的理想元件，即模型。,因为在低频电路中，这些实际元器件所表现的主要特征是把电能转化为热能，因此可用“电阻元件”这样一个理想元件来反映消耗电能的特征。同样，在一定条
2、件下，“电感元件”是线圈的理想元件，“电容元件”是电容器的理想元件。,图1.2 电路模型,由理想元件构成的电路，称为实际电路的“电路模型”。图1.2是图1.1所示实际电路的电路模型。图中US表示电源，S表示开关，R表示耗能元件。,1.2 电路中的主要物理量,研究电路的基本规律，首先应掌握电路中的主要物理量：电流、电压和功率。 1.电流及其参考方向 电流是电路中既有大小又有方向的基本物理量，其定义为在单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位为安培(A)。,几种常见的电流波形如图1.3所示， 图1.3（a）为直流电流，图1.3（b）为交流电流。,在分析电路时，对复杂电路由于无法确定电流的实际方向，或
3、电流的实际方向在不断地变化，所以引入了“参考方向”的概念。 参考方向是一个假想的电流方向。在分析电路前，需先任意规定未知电流的参考方向，并用实线箭头标于电路图上，如图1.4所示，图中方框表示一般二端元件。特别注意：图中实线箭头和电流符号缺一不可。 ,图1.4电流的参考方向,2.电压及其参考方向 电压也是电路中既有大小又有方向(极性)的基本物理量。直流电压用大写字母U表示，交流电压用小写字母u表示。,在分析电路时，也需要对未知电压任意规定电压“参考方向”，其标注方法如图1.5所示。其中，图1.5（b）所示的标注方法，即参考极性标注法中，“+”号表示参考高电位端(正极)，“-”号表示参考低电位端(
4、负极)；图1.5（c）所示的标注方法中，参考方向是由A点指向B点。 (说明:关联参考),图1.5电压参考方向的几种标注方法,直流功率,在直流情况下,功率的单位为瓦特, 简称瓦, 符号为W,常用的有千瓦（kW）、兆瓦（MW）和毫瓦（mW）等。,电能的换算,所有元件接受的功率的总和为零。这个结论叫做“电路的功率平衡”。,功率的正负,p为正时应看成支路吸收接受功率(即负载), P为负值时, 表示支路提供发出功率(即电源)。 注：关联参考 P= UI 非关联参考 P= -UI ,电路工作状态：,1、空载状态（断路）； 2、有载工作状态； 3、短路； 4、最大功率传输条件；,例12 在图110所示电路中，方框表示电源或电阻，各元件的电压和电流的参考方向如图110（a）所示。通过测量得知： I1 = 22 A， I2 = 11 A， I3 = -12 A， U1 = 11 V， U2 = -4 V， U3 = 13 V， U4= -22 V, （1）试标出各电流和电压的实际方向。 （2）试求每个元件的功率，并判断其是电源还是负载,例2、求电路中的总电流,作业、如图，求（1）电流（2）Uab与Ucd,
