电工基础 第一章1、1-1、2.

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1、主讲主讲: :戴曰梅戴曰梅 20132013年年9 9月月 欢迎学习欢迎学习 欢迎学习电路基础欢迎学习电路基础 电路基础是通信、信息工程、自动控制、汽 车电子等专业的主干技术基础课程。通过本课程的 学习可使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法 和进行电路实验的基本技能，为后续专业课程打下 必要的基础。 电路分析理论体系严谨，内容贴近实际，学生 在学习中不仅可学会一种思维方法，而且深入学习 能养成科学的学习作风，从而终生受益。 学习电路基础要求透彻理解其中的诸多重要概 念，掌握其基本定理、定律分析电路的方法，并能 运用它们分析和解决电路中的一些实际问题。 第第1 1章章 电路的基本概念和基本定律

2、电路的基本概念和基本定律 第第2 2章章 直流电路的分析计算直流电路的分析计算 第第3 3章章 正弦交流正弦交流电路电路 第第4 4章章 三相电路三相电路 第第5 5章章 互感耦合电路互感耦合电路 第第6 6章章 线性电路过渡过程时域分析线性电路过渡过程时域分析 第第7 7章章 磁路与铁芯线圈电路磁路与铁芯线圈电路 第第8 8章章 低压电器与基本控制线路低压电器与基本控制线路 本章学习目的及要求本章学习目的及要求 本章内容是贯穿全课程的重要理论 基础，要求在学习中给予足够的重视。 通过本章学习要求理解理想电路元件和 电路模型的概念；理解电压、电流、电 动势和电功率的概念；深刻理解和掌握 参考方

3、向在电路分析中的应用；牢固掌 握基尔霍夫定律及其应用；深刻领会和 掌握电路等效的基本方法。 第第1 1章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律 无源网络的等效无源网络的等效 电路的基本物理量电路的基本物理量 电路及模型电路及模型 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 电压源和电流源电压源和电流源 电路元件电路元件 1.1 1.1 电电 路和电路模型路和电路模型 电力系统中电力系统中 负载：负载： 1.1.1 1.1.1 电路电路 电路电路由实际元器件构成的电流的通路电流的通路。 电路组成电路组成 电源：电源：可将其他形式的能量转换成电能、向 电路提供电能的装置。 可将电能转换成其他形式的能量

4、、在 电路中接收电能的设备。 中间环节：中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、 控制和保护部件统称为中间环节， 如导线、开关及各种继电器等。 电路的功能电路的功能 电子技术中电子技术中的电路可对电信号进行传送、处 理、测量和储存等。 的电路可对电能进行传输、分配 和转换。 1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型 实际电气装置种类繁多，如自动控制设备，卫星接收 设备，邮电通信设备等；实际电路的几何尺寸相差甚大， 如电力系统或通信系统可能跨越省界、国界甚至是洲际的 ，而集成电路芯片小的如同指甲。 电源 负 载 负载 电 源 开关 IS US + _ R0 中间环节 手电筒的实际电路手电筒的实际

5、电路 RL + U 导线 手电筒的电路模型手电筒的电路模型 在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研究 ，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即 用抽象的理想电路元件及其组合近似地代替实际的器件， 从而构成了与实际电路相对应的电路模型。 白炽灯的电 路模型可表 示为： 实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂， 直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。 i R R L 消耗电消耗电能能的电 特性可用电阻电阻 元件元件表征 产生产生磁场磁场的电 特性可用电感电感 元件元件表征 由于白炽灯中由于白

6、炽灯中耗能耗能 的因素大大于产生的因素大大于产生 磁场的因素磁场的因素，因此，因此 L L 可以忽略。可以忽略。 白炽灯电路白炽灯电路 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似 ，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。 1.1.31.1.3电路的分类电路的分类 理想电路元件分为理想电路元件分为有源有源和和无源无源两大类两大类 RC + US 电阻元件电阻元件 只具耗能耗能 的电特性 电容元件电容元件 只具有储储 存电能存电能的 电特性 理想电压源理想电压源 输出电压恒输出电压恒 定定，输出电 流由它和负 载共同决定

7、 理想电流源理想电流源 输出电流恒输出电流恒 定定，两端电 压由它和负 载共同决定 L 无源无源二端元件二端元件 有源有源二端元件二端元件 电感元件电感元件 只具有储储 存磁能存磁能的 电特性 IS 集中参数电路集中参数电路是指构成元件及电路本身的尺寸远小于电是指构成元件及电路本身的尺寸远小于电 路工作时电磁波波长的电路，在分析这种电路时可以忽略路工作时电磁波波长的电路，在分析这种电路时可以忽略 元件和电路本身的几何尺寸。元件和电路本身的几何尺寸。 分布参数电路分布参数电路是指电器本身的几何尺寸相对于工作波长是指电器本身的几何尺寸相对于工作波长 不可忽略的电路。不可忽略的电路。 1.1.31.

8、1.3电路的分类电路的分类 理想电路元件分为理想电路元件分为集中参数电路集中参数电路和和分布参数电路分布参数电路 电路由哪几部分 组成？各部分的 作用是什么？ 何谓理想电 路元件？其 中“理想”二 字在实际电 路的含义？ 什么是集 中参数电 路？ 试述电路的功 能？何谓“电 路模型”？ 学好本课程，应注意抓好两个主要环节：认真认真 听课、细心复习。听课、细心复习。还要处理好三个基本关系：听课听课 与笔记、作业与复习、自学与互学。与笔记、作业与复习、自学与互学。 电流电流( (强度强度) ) 单位时间内通过导体横截面的电荷量单位时间内通过导体横截面的电荷量 。 电流的大小：电流的大小： 稳恒直流

9、情况下：稳恒直流情况下： 1.21.2电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向 1.2.1 1.2.1 电流及参考方向电流及参考方向 i dq dt = （1-1） 电流的单位及换算：电流的单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s) 1A=103mA=106A=109nA I q t = （1-2） 电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够 的，规定规定以正电荷移动的方向正电荷移动的方向为电流的 电流的真实方向真实方向。 在分析计算电路时，可任意规定某一方向作为电流的参考方向 或正方向，并用箭头表示在电路图上。若计算结果为正值，说明 电流的真实方向与参考方向相同，否则相反。 如何判断电

10、流的方向 在未规定参考方向的情况下， 电流的正负号是没有意义的。 电流的参考方向的另一种表示方法：双下标。 如对某一电流，用iab表示参考方向由a指向b.用iba表示参 考方向由b指向a.显然，两者差一个符号，即 iab= - iba 实际方向 参考方向 i0 实际方向 参考方向 i0 图1-2 电流的实际方向与参考方向 1.2.2 1.2.2 电压及其参考方向电压及其参考方向 uab= dW dq 电压的定义为：在电路中电压的定义为：在电路中, ,如果电场力把正电荷如果电场力把正电荷d dq q从电场从电场 中某一点中某一点a a移动移动b b点所做的功点所做的功d dWW, ,则则a a、

11、b b两点间的电压为两点间的电压为 即电路中即电路中a a、b b两点间的电压等于电场力把单位正电荷从两点间的电压等于电场力把单位正电荷从 a a点移动到点移动到b b点所做的功。点所做的功。 单位换算：单位换算：1V=101V=10-3 -3KV=10 KV=10 3 3 mVmV 电压的参考方向的三种表示方法 1、采用正（+）负（-）极性表示 2、采用实线箭头表示 AB u 3、采用双下标表示 如uAB表示电压的参考方向由A指向B AB + u - 注意：注意： 必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义 。 电压和电流一样，也是一

12、个有方向的物理量。电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。 1 1）实际正方向：）实际正方向：规定为从高电位指向低电位。规定为从高电位指向低电位。 2 2）参考正方向：）参考正方向：任意假定的方向。任意假定的方向。 一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任一个元件的电流或电压的参考方向可以独立地任 意指定。如果指定流过元件的电流的参考方向是意指定。如果指定流过元件的电流的参考方向是 从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，即从标以电压正极性的一端指向负极性的一端，即 两者的参考方向一致，则电流和电压的这种参考两者的参考方向一致，则电流和电压的这种参考 方向的关系称为方向的关系称为关联参考方向

13、关联参考方向，简称，简称关联方向关联方向。 当两者不一致时，称为非关联参考方向，简称当两者不一致时，称为非关联参考方向，简称非非 关联方向关联方向。为了分析方便，常选同一元件的电流。为了分析方便，常选同一元件的电流 参考方向和电压参考方向一致，即选关联参考方参考方向和电压参考方向一致，即选关联参考方 向。向。 a）关联参考方向 b）非关联参考方向 u i - +u i - + a ） b ） 参考方向参考方向 (1)分析电路前应选定选定电压电流的参考方向参考方向，并标在图中； (2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。参考 方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是 真实方向，因

14、此不必追求它们的物理实质是否合理。 (4) 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向 下进行，实际方向由计算结果确定。 (3)电阻（或阻抗）一般选取关联参考方向，独立源上一般选 取非关联参考方向。 (5)在分析、计算电路的过程中，出现“正、负”、“加、 减”及“相同、相反”这几个名词概念时，切不可把它 们混为一谈。 在电路中任选一点作为参考点，某点到参考点在电路中任选一点作为参考点，某点到参考点 的电压就叫做该点的的电压就叫做该点的电位电位。 某点电位在数值上等于该点与参考点之间的电压。某点电位在数值上等于该点与参考点之间的电压。 当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化，当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化， 但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。 电压和电位的关系：电压和电位的关系：U Uab ab = =V V a a V V b b 1.2.3 电位 如果参考点为如果参考点为OO，则，则A A点的电位为：点的电位为： V V a a = =U U aOaO 电压又叫电位差。电压又叫电位差。 电流的定义及其 参考方向 电压、电位 、电势三者 之间的异同 ？ 电压参考 方向的表 示方法？ 电流参考方向 的表示方法？ 电压的定义及 其参考方向 作业：P31 1-1题