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1、第1章 电路的基本概念和基本定律,1.1 电路与电路模型 1.2 电压、电流及其参考方向 1.3 电路的功和功率 1.4 基尔霍夫定律 1.5 无源电路元件 1.6 有源电路元件 *1.7 受控源 1.8 电路的基本状态和电气设备的额定值,1.1 电路与电路模型 一、电路的组成 1. 电路:将一些电气设备或器件按照一 定的方式连接的电流通路。 2. 电路的组成:电源、负载、中间环节。,第1章 电路的基本概念和基本定律,电源:提供电能的元件,将非电能转换为电能。 负载:将电能转换为非电能或电信号元件。 中间环节:连接电源和负载的导线、开关。,二、电路的功能和分类,1. 力能(强电)电路:起传输和
2、分配电能的作用。 特点:电压高,电流和功率大。 要求:功率损耗小,电能转换和传输的效率高。 2. 信号(弱电)电路:起传递和处理信号的作用。 特点:电压低,电流和功率小。 要求:输出信号强,传递信号不失真。,理想电路元件:具有单一性能的电路元件。 分类:有源元件和无源元件。 有源元件:电压源和电流源。 无源元件:电阻R、电容C、电感L。 电路模型:由理想电路元件或它们的组合表示的实际电路元件。,三、电路模型,一个实际的电感线圈在不同频率下的电路模型,四、网络和系统,(一)术语 1.结点:电路中三个或三个以上 元件的公共连接点。 2.支路:由一个或几个电路元件 串联构成的一段无分支电路。 3.回
3、路:由一条或多条支路组成 的闭合回路。 4.网孔:除组成回路本身的支路 外,内部不包含其他支路的回路。,有源支路,无源支路,(二)网络和系统 网络:比较复杂的电路。 分类:有源网络和无源网络。 系统:完成一定功能的复杂电路。,端钮,端钮,端钮,四端网络,二端网络,端口,端口,端口,一端口网络,二端口网络,分立元件单管放大电路,中规模集成电路,大规模集成电路,自由电子,1.2 电流、电压及其参考方向,一、电流 电流:电荷的定向运动。,变动电流:,直流:,电流的实际方向:正电荷运动的方向。,e,-,+,正离子,负离子,电极,电解液,二、电位、电压和电动势,1.电位 大小: (参考点) 2.电压 大
4、小: 方向:a b 3.电动势 大小: 方向: b a,三、电压、电流的参考方向,1.3 电路的功和功率,负载吸收或消耗的电能: 单位: 工程单位: 功率: 单位:,功率的判定:,1.4 基尔霍夫定律,基尔霍夫定律 是电路理论的核心, 是分析电路的依据。,一、基尔霍夫电流定律(KCL) KCL是确定连接在同一结点上的各支路电流之间的关系定律。,结点B:,结点C:,结点D:,结点A:,广义结点:,二、基尔霍夫电压定律(KVL) KVL描述了电路中任意闭合回路中各部分电压之间的关系。,对网孔ABCA:,对网孔ACDA:,对网孔BDCB:,对不闭合回路:,1.5 无源电路元件,一、电阻元件,0.25
5、W金属膜电阻,2W金属膜电阻,瓷釉电阻,电阻排,电位器,可调电阻,伏安特性关系:,功率:取关联参考方向,伏安特性曲线:,空心电感,电感线圈,二、电感元件,环形电感,可调电感,韦安特性关系:,自感系数,伏安特性:,取关联参考方向:,三、电容元件,CBB聚丙烯电容,钽电解电容,铝电解电容,独石电容,q-u 特性关系:,电容,伏安特性:,关联正方向下:,1.6 有源电路元件,一、电压源 1. (理想)电压源: 提供一个恒定不变的电压。,电源输出电压与负载无关,电源输出电流由外电路负载决定。,2. 电压源模型(实际电压源),伏安特性:,电源输出电压、电流都与负载有关。,二、电流源 1. (理想)电流源: 能够提供恒定不变的电流。,电源输出电流与负载无关,电源输出电压由外电路负载决定。,2电流源模型(实际电流源),伏安特性:,电源输出电流与都与负载有关。,三、两种电源组合模型的等效互换,*1.7 受控源,1.8 电路的基本状态和电气设备的额定值,一、电路的基本状态,1.通路:根据KVL,2.开路(空载) 开路电压,3.短路 短路电流,二、电气设备的额定值,额定电压 过电压(电击穿) 额定电流 过电流(热损坏) 额定功率,