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1、 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 1.11.1 电路的作用与组成部分电路的作用与组成部分 1.21.2 电路模型电路模型 1.31.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 1.41.4 欧姆定律欧姆定律 1.51.5 电源有载工作、开路与短路电源有载工作、开路与短路 1.61.6 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 1.71.7 电路中电位的概念及计算电路中电位的概念及计算 1.1.了解了解电路的作用与组成部分；电路的作用与组成部分； 2.2.了解了解电路的建模思想；电路的建模思想； 3.3.理解理解电压与电流参考方向的意义及其与实际电压与电流参考方向的意义及其与
2、实际 方向的关系；方向的关系； 4. 4. 掌握掌握KCLKCL、KVLKVL的内容并的内容并能正确能正确应用；应用； 5. 5. 了解了解电源的有载工作、开路与短路状态中，电源的有载工作、开路与短路状态中， 电压、电流与功率的特征；电压、电流与功率的特征；理解理解电功率和额电功率和额 定值的意义；定值的意义； 6. 6. 会会计算电路中各点的电位计算电路中各点的电位, ,熟悉熟悉电位的特点电位的特点 。 本章教学要求本章教学要求 : : 第第1 1章章 电路的基本概念与基本定律电路的基本概念与基本定律 本节的要求：本节的要求：了解了解电路电路 的作用及组成的作用及组成 电 源 电路：电流流通
3、的路径。 返 回下一页上一页下一节 US 作用之一作用之一：实现电能的传输、分配与转换：实现电能的传输、分配与转换 1. 1. 电路的作用电路的作用 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机 电炉 . 输电线 请欣赏例子请欣赏例子 强电电路的作用强电电路的作用 上一页下一页 电能的输送和分配 发电厂 主传输线 500 kV 升压 降压 电压分配 10 kV 降压 变电站 三 相 单相 主设备 ( 380V ) 插座 ( 220V ) 仪表控制盘 仪表 单 相 返 回 架空输电线 上一页下一页返 回 作用之二作用之二：实现信号的传递与处理：实现信号的传递与处理 放 大 器 扬声器话筒 1
4、. 1. 电路的作用电路的作用 请欣赏例子请欣赏例子 弱电电路弱电电路 的作用的作用 各种检测仪器 上一页下一页返 回 2. 2. 电路的电路的组成部分组成部分 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 发电机 升压 变压器 降压 变压器 电灯 电动机 电炉 . 输电线 直流电源直流电源 直流电源: 提供能源 信号处理： 放大、调谐、检波等 负载 信号源: 提供信息 2. 2.电路的电路的组成部分组成部分 放 大 器 扬声器话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路 工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。 电源、负载和中间环节电源、负
5、载和中间环节 电路的组成是什么？电路的组成是什么？ 最简单最简单电路电路的组成的组成 返回下一页上一页下一节 E E 电源电源：将非电将非电形态的能量转化为电能的形态的能量转化为电能的 供电设备。供电设备。 负载： 将将电能转化为非电形电能转化为非电形 态的能量的用电设备态的能量的用电设备 。 连结导线： 沟通电路、输送电能沟通电路、输送电能。 简单照明电路简单照明电路 1. 21. 2 电路模型电路模型 本节要求：本节要求： 了解了解几种理想电几种理想电 路元件；路元件；了解了解实际实际 电路的建模思想电路的建模思想 电路模型：电路模型： 实际电路的数学模型实际电路的数学模型 如何建模？如何
6、建模？ 由由理想元件理想元件的串、并联的串、并联 组成，组成，近似近似地描述实际地描述实际 电路的电气特性。电路的电气特性。 有哪些理想元件？有哪些理想元件？ 电阻元件电阻元件：描述消耗电能的特性，把电能转变为：描述消耗电能的特性，把电能转变为 热能、光能、声能、机械能等热能、光能、声能、机械能等 符号：符号： 电感元件电感元件：描述存贮磁场能的特性：描述存贮磁场能的特性 符号：符号： L L R R 电容元件电容元件：描述存贮电场能量的特性：描述存贮电场能量的特性 符号：符号： 理想电压源理想电压源：描述提供一定的电压的特性：描述提供一定的电压的特性 符号：符号： + + - - U U s
7、 s 理想电流源理想电流源：描述提供一定的电流的：描述提供一定的电流的 特性特性 符号：符号： I I S S 还有还有许多其它的许多其它的理想元件，理想元件， 以后慢慢学吧！以后慢慢学吧！ 建模思想建模思想是是科研科研中一种很中一种很 重要的思维方法重要的思维方法 请欣赏请欣赏实际电路实际电路 建模例！建模例！ 手电筒电路模型 (a) 实际电路 (b) 电路模型 (b)(b) 干电池提供电干电池提供电 压压 干电池把电能转变干电池把电能转变 为热能为热能 灯泡把电能转化为光灯泡把电能转化为光 能、热能能、热能 晶体管放大电路 (a)实际电路 (b)电路模型 (b)(b) 信号源信号源 晶体管
8、晶体管 电池（忽略内阻）电池（忽略内阻） 变压器变压器 扬声器扬声器 电阻器电阻器 根据实际电路的根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同工作条件以及对模型精确度的 不同要求不同要求，应当，应当用不同的电路模型描述用不同的电路模型描述同一实际电路同一实际电路 。现在以线圈为例加以说明。现在以线圈为例加以说明。 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 记住啰，很有用啰记住啰，很有用啰 ！ 线圈内阻线圈内阻 存贮磁场能存贮磁场能 匝间电容匝间电容 效应效应 郑重声明：郑重声明：本课程介绍本课程介绍 电路模型（简电路模型（简 称电
9、路）称电路）的分的分 析计算析计算 请欣赏一些元器件请欣赏一些元器件 实物！实物！ 低频信号发生器的内部结构低频信号发生器的内部结构 常用的干电池和可充电电池常用的干电池和可充电电池 1.31.3 电压和电流的参考方向电压和电流的参考方向 本节的要求本节的要求：理解：理解电压与电流参考方向的电压与电流参考方向的 意义及其与实际方向关系意义及其与实际方向关系 电路中对基本物理量规定的方向电路中对基本物理量规定的方向 1. 1. 电路基本物理量的实际方向电路基本物理量的实际方向 物理量实 际 方 向 电流 I 正电荷运动的方向 电动势E (电位升高的方向) 电压 U (电位降低的方向) 高电位 低
10、电位 单 位 kA 、A、mA、 A 低电位 高电位 kV 、V、mV、 V kV 、V、mV、 V (2) (2) 参考方向的表示方法参考方向的表示方法 电流：电流： Uab 双下标双下标 电压电压： (1) (1) 参考方向参考方向 I E + _ 在分析与计算电路时，对在分析与计算电路时，对 电压、电流电压、电流任意假定的方向任意假定的方向 。 Iab 双下标双下标 2. 2. 电路基本物理量的参考方向电路基本物理量的参考方向 a R b 箭箭 标标 ab R I 正负极性正负极性 + a b U U + _ 实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流( (或电压或电压)
11、)值为值为正值正值； 实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流( (或电压或电压) )值为值为负值负值。 (3)(3) 实际方向与实际方向与参考方向的关系参考方向的关系 务必集中务必集中2 2分钟的分钟的精力精力 注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 ( ( 或电压或电压 ) ) 值才有值才有 正负之分。正负之分。 若若 I I = 5A = 5A，则电流从则电流从 a a 流向流向 b b； 例： 若若 I I = 5A = 5A，则电流从则电流从 b b 流向流向 a a 。 ab R I ab R U+ 若若 U U = 5V = 5V，则电压的实际方
12、向则电压的实际方向 从从 a a 指向指向 b b； 若若 U U= 5V= 5V，则电压的实际方向则电压的实际方向 从从 b b 指向指向 a a 。 每个二端元件，电压、电流的参考每个二端元件，电压、电流的参考 方向应如何取？方向应如何取？ 理论上，爱咋样取，就理论上，爱咋样取，就 咋样取。咋样取。 不过，有不过，有大家习惯大家习惯的取法的取法 。 FOLLOW MEFOLLOW ME 对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向 的选择有的选择有四种四种可能的方式，如图下所示。可能的方式，如图下所示。 习惯的取法习惯的取法：取：取关联关联参
13、考方向参考方向 技巧技巧：求解电路时，若事先并不知某：求解电路时，若事先并不知某 元件上电流、电压的实际方向元件上电流、电压的实际方向 时，就取参考方向，通过计算时，就取参考方向，通过计算 结果就知啦！结果就知啦！你知吗？你知吗？ 1.41.4 欧姆定律 本节的要求：本节的要求：复习复习欧姆定律内容；欧姆定律内容； 注意欧姆定律的注意欧姆定律的公式公式 表达。表达。 欧姆定律欧姆定律：流过电阻元件的电流与：流过电阻元件的电流与 其两端的电压成正比其两端的电压成正比， 与其阻值成反比与其阻值成反比。 初中就学过啦，不必啰嗦了！初中就学过啦，不必啰嗦了！ U U、I I 参考方向相同时参考方向相同
14、时，U U、I I 参考方向相反时，参考方向相反时， R U + I R U + I 表达式中有表达式中有两套两套正负号：正负号： 式前的正负号由式前的正负号由U U、I I 参考方向的关系确定参考方向的关系确定； U U、I I 值本身的正负则说明实际方向与参考值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。方向之间的关系。 通常取通常取 U U、I I 参考方向相同。参考方向相同。 U = I R U U = = IRIR 公式表达公式表达： 请集中请集中3 3分钟精神！分钟精神！ 解：对图对图(a)(a)有有, , U U = = IRIR 例：例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求
15、电阻应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R R。 对图对图(b)(b)有有, , U U = = IRIR R U 6V + 2A R + U 6V I (a) (b) I 2A 二端元件或单口网络二端元件或单口网络端电压与电流的关系端电压与电流的关系称为伏安称为伏安 特性。特性。 I/A U/V o 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性 线性电阻、非线性电阻线性电阻、非线性电阻的概念：的概念： 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性 是一条过原点的直线。是一条过原点的直线。 1.5 电源有载工作、开路与短路 本节的要求本节的要求：了解：了解电源的有载工电源的有载工 作、开路与短路状作、开路
16、与短路状 态中，电压、电流态中，电压、电流 与功率的特征；与功率的特征； 理解理解电功率和额定电功率和额定 值的意义。值的意义。 状态：开关闭合状态：开关闭合, , 接通电源与负载接通电源与负载 负载端电压（电负载端电压（电 源端电压）：源端电压）： U U = = IRIR 特征特征: 1. 1. 电源有载工作电源有载工作 I R0 R E U 电流的大小由负载决定电流的大小由负载决定。 或或 U U = = E E IRIR 0 0 电流的特征电流的特征 电压的特征电压的特征 电源端电压：电源端电压： I R0 R E U 在电源有内阻时，在电源有内阻时，I I U U 。 U U = = E E IRIR 0 0 电源的外特性电源的外特性 E U I0 当当 R R 0
