电路分析基础全册完整教学课件2

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1、电路分析基础全册完整教学课件2,绪 论 1.电路理论 2.课程地位和任务 3.课程的结构体系,电 路 分 析 基 础,1-1 电路及集总电路模型 Circuit and Lumped circuit model,第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系 Chapter One Restricted Relation between Voltage and Current in Lumped circuit,一、电路,一、电路,一、电路,一、电路,组成：,定义：电路是为了实现一定的任务将所需的电器元 件或设备按一定规则进行组合的总体。,强电- 传输，分配和转换电能； 弱电- 信息的传递处理与加

2、工； 测量电路； 存储信息。,电 源 - 提供，产生电信号或电能的元件。 负 载 - 吸收电能并将电能转化为非电能的元件。 中间环节 - 联接电源和负载的元件。,功能：,电源，负载和中间环节组成。,电压和电流,激励源,说明: 1.理想电路元件并非实际电器元件本身。 2.理想电路元件与实际电器元件它们之间的对应关系，不一定是唯一的。 ，,集总参数概念： 它是一种假设,是指在似稳条件下，实际电路的几何尺寸远远小于电路正常工作时信号最高频率所对应的波长。,当电磁波的波长很长时,它的辐射能量很小可忽略不计,1-2 电路变量 电流、电压及功率,1-2 电路变量 电流、电压及功率 Circuit Vari

3、able Current 、Voltage and power,电流： 电流是指电荷在电场作用下的定向移动，其大小称为电流强度，用i(t)表示。我们把每单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度，简称为电流。 ， 若用q表示电量，则电流强度为： i(t)=dq/dt,如果电流的大小和方向不随时间变化这种电流叫稳横电流，简称直流（direct current,缩写为dc 或 DC），一般用大写的符号I表示。 ， 如果电流的大小和方向都随时间变化，这种电流叫做交变电流，简称交流（alternating current,缩写为ac或AC)用小写字母i(t)表示，有时只写i。 ， 电流的单位是“安培

4、”，简称“安”，用符号 A 表示。安培是国际单位制的基本单位之一。 1安培(A) = 1 库仑 (C)/ 1秒(S),电流,电压： 电压有时也叫“电位差”。电路中a,b两点间的电压uab表明了单位正电荷从a点移动到b点的过程中，电场所用的功。 即：u(t) = dw/dq dq是由a点移动到b点的电量，单位为库仑(C)，dw是移动过程中电荷获得或失去的能量，单位为焦耳(J) 。 电压的单位是“伏特”，简称“伏”，用符号“V”表示。 1伏特(V) = 1焦耳(J) / 1库仑 电压是从能量方面表示电场的做功能力的，他总是与电路中两个点相联系。如果正电荷由a点移动到b点，获得能量，则a点为低电位，

5、定为负极，b点为高电位，定为正极；如果正电荷从a点移动到b点，失去能量，则a点为高电位，定为正极，b点为低电位，定为负极。正电荷在电路中移动时电能的得或失体现为电位的升高或降低，即电压升或电压降。 . 按电压大小和极性随时间变化情况,电压可分为恒定电压和交变电压,恒定电压也叫直流电压,用符号U表示；交变电压用符号u(t)表示,有时简写成u。,电压,关联参考方向,非关联参考方向,关联参考方向,关联参考方向： 电流参考方向与电压参考极性“+”到“-”的方向一致。,+ -,无源元件,无源元件,+,-,i,u,关联方向,非关联方向,例1-2-1,例1-2-1 图(a)中的方框用来泛指电路元件。设 1A

6、 的电流由 a 向 b流过图中所示元件，试问如何表示这一电流？,解：,i1 = 1A,i 2 =-1A,i1 = -i 2,例1-2-1,例1-2-2 如下图中，若5010-6 C的正电荷由a移动至b，且电 压降为6V，问电荷是失去能量，还是获得能量？该 能量是多少？,+ 6V -,解：,真实方向,答:失去能量,例1-2-3 图(a)所示元件两端电压为1V。已知正电荷由该元件的 b点移向a点获得能量，试标出电压的真实极性。试为 该电压选择参考极性，并写出相应的电压表示式。,解：,+,-,u1=-u2,例1-2-4 （1）在上题图(b)及(c)中,若电流均为2A，且均由a流向 b，求该两元件吸收

7、或提供的功率； （2）在图(c)中，若元件产生功率为4W，求电流。,(1),(2),解：,i=2A,真实极性,1-3 基尔霍夫定律Kirchhoffs Current Law.,1.支路：电路中的每一个分支称为支路; 2.节点：支路与支路的联接点称为节点; 3.回路：电路中任意闭合路径称为回路; 4.网孔：内部不含有任何支路的回路称为网孔。,KCL的表述： 对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。,取号规则：流出为正，流入为负。,-i1 + i 2 + i 5 - i S = 0 i 2 + i 5 = i1 + i S,+,-,-,+,KVL

8、的表述： 对于任一集总电路中的任一回路，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。,+,-,i 1- i 2 - i 3=0,i 1= i 2 + i 3,说明: 1.KCL、KVL适应于任意时刻、任意激励源下的任意集总参数电路。 2.应用KCL、KVL方程时，首先要设每一支路电流或支路电压的参考方向，然后依据参考方向取号。 取号规则 KCL，出：正，入：负； KVL，降：正，升：负。,广义节点,例1-3-1 如图所示为某复杂电路中的 一个节点a，已知：i1 = 5A，i2 = 2A， i3 =-3A，试求流过元件A的电流i4。,解：,例1-3-1,例1-3-2 下图为某一复杂电路中的一个回 路

9、，已知各元件的电压：u1 = u6 = 2V， u2 = u3 = 3V，u4 = -7V，试求u5。,解：,例1-3-3 试求上题电路中a，b两点间的电压。,解：,例1-3-2，3,结论：求任意两点间的电压，与选择路径无关。,作业：1-3，1-6，1-10,参考书： 1.吴大正,电路基础,第二版,西安：西安电子科技大学出版 社,2000 2.沈元隆，刘陈。电路分析北京：人民邮电出版社，2001 3.张永瑞，陈生潭。电路分析基础,北京：电子工业出版 社，2002 4.王淑敏,电路基础常见题型解析及模拟题 ,第三版,西安： 西北工业大学出版社，2004 5.黄锦安，电路，北京：机械工业出版社，2

10、003 6.邱关源， 电路，第四版，高等教育出版社,绪 论 1.电路理论 2.课程地位和任务 3.课程的结构体系,电 路 分 析 基 础,1-1 电路及集总电路模型 Circuit and Lumped circuit model,第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系 Chapter One Restricted Relation between Voltage and Current in Lumped circuit,一、电路,一、电路,一、电路,一、电路,组成：,定义：电路是为了实现一定的任务将所需的电器元 件或设备按一定规则进行组合的总体。,强电- 传输，分配和转换电能； 弱电-

11、 信息的传递处理与加工； 测量电路； 存储信息。,电 源 - 提供，产生电信号或电能的元件。 负 载 - 吸收电能并将电能转化为非电能的元件。 中间环节 - 联接电源和负载的元件。,功能：,电源，负载和中间环节组成。,电压和电流,激励源,说明: 1.理想电路元件并非实际电器元件本身。 2.理想电路元件与实际电器元件它们之间的对应关系，不一定是唯一的。 ，,集总参数概念： 它是一种假设,是指在似稳条件下，实际电路的几何尺寸远远小于电路正常工作时信号最高频率所对应的波长。,当电磁波的波长很长时,它的辐射能量很小可忽略不计,1-2 电路变量 电流、电压及功率,1-2 电路变量 电流、电压及功率 Ci

12、rcuit Variable Current 、Voltage and power,电流： 电流是指电荷在电场作用下的定向移动，其大小称为电流强度，用i(t)表示。我们把每单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度，简称为电流。 ， 若用q表示电量，则电流强度为： i(t)=dq/dt,如果电流的大小和方向不随时间变化这种电流叫稳横电流，简称直流（direct current,缩写为dc 或 DC），一般用大写的符号I表示。 ， 如果电流的大小和方向都随时间变化，这种电流叫做交变电流，简称交流（alternating current,缩写为ac或AC)用小写字母i(t)表示，有时只写i。 ，

13、 电流的单位是“安培”，简称“安”，用符号 A 表示。安培是国际单位制的基本单位之一。 1安培(A) = 1 库仑 (C)/ 1秒(S),电流,电压： 电压有时也叫“电位差”。电路中a,b两点间的电压uab表明了单位正电荷从a点移动到b点的过程中，电场所用的功。 即：u(t) = dw/dq dq是由a点移动到b点的电量，单位为库仑(C)，dw是移动过程中电荷获得或失去的能量，单位为焦耳(J) 。 电压的单位是“伏特”，简称“伏”，用符号“V”表示。 1伏特(V) = 1焦耳(J) / 1库仑 电压是从能量方面表示电场的做功能力的，他总是与电路中两个点相联系。如果正电荷由a点移动到b点，获得能

14、量，则a点为低电位，定为负极，b点为高电位，定为正极；如果正电荷从a点移动到b点，失去能量，则a点为高电位，定为正极，b点为低电位，定为负极。正电荷在电路中移动时电能的得或失体现为电位的升高或降低，即电压升或电压降。 . 按电压大小和极性随时间变化情况,电压可分为恒定电压和交变电压,恒定电压也叫直流电压,用符号U表示；交变电压用符号u(t)表示,有时简写成u。,电压,关联参考方向,非关联参考方向,关联参考方向,关联参考方向： 电流参考方向与电压参考极性“+”到“-”的方向一致。,+ -,无源元件,无源元件,+,-,i,u,关联方向,非关联方向,例1-2-1,例1-2-1 图(a)中的方框用来泛

15、指电路元件。设 1A 的电流由 a 向 b流过图中所示元件，试问如何表示这一电流？,解：,i1 = 1A,i 2 =-1A,i1 = -i 2,例1-2-1,例1-2-2 如下图中，若5010-6 C的正电荷由a移动至b，且电 压降为6V，问电荷是失去能量，还是获得能量？该 能量是多少？,+ 6V -,解：,真实方向,答:失去能量,例1-2-3 图(a)所示元件两端电压为1V。已知正电荷由该元件的 b点移向a点获得能量，试标出电压的真实极性。试为 该电压选择参考极性，并写出相应的电压表示式。,解：,+,-,u1=-u2,例1-2-4 （1）在上题图(b)及(c)中,若电流均为2A，且均由a流向 b，求该两元件吸收或提供的功率； （2）在图(c)中，若元件产生功率为4W，求电流。,(1),(2),解：,i=2A,真实极性,1-3 基尔霍夫定律Kirchhoffs Current Law.,1.支路：电路中的每一个分支称为支路; 2.节点：支路与支路的联接点称为节点; 3.回路：电路中任意闭合路径称为回路; 4.网孔：内部不含有任何