《电路及其分析方法ppt培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路及其分析方法ppt培训课件（157页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2018/9/14,1,主讲：秦立峰,电 工 电 子 技 术,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,2,绪 论,一、课程的地位和主要内容,电工电子技术研究电工技术和电子技术的理论及其应用的科学技术。 非电类专业学科基础课。,电工技术,电子技术,电路分析基础,磁路与电机,模拟电子技术,数字电子技术,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,3,电路分析基础 直流电路；暂态分析；交流电路。,磁路与电机磁路和变压器；电动机；继电接触器控制,电工技术,模拟电子技术半导体器件；基本放大电路；运算放大器；直流稳压电源,数字电子技术组合逻辑电路；时序逻辑电路；A/D、 D/A转换,电子技术,20
2、18/9/14,第一章 电路及其分析方法,4,二、电工电子技术的发展与应用,现状,容量大型化,器件小型化,设计自动化,1826年，欧姆提出“欧姆定律”；,1831年，法拉第发现电磁感应现象；,1834年，雅可比造出第一台电动机；,1864年，麦克斯韦提出电磁波理论；,1895年，马可尼和波波夫实现第一次无线电通信；,1904年，弗莱明发明第一只电子管（二极管）；,1946年，诞生第一台电子计算机；,1947年，贝尔实验室发明第一只晶体管；,：,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,5,计算机检测控制系统原理框图,电工电子技术的典型应用,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,6,
3、三、如何学好电工电子技术,课程特点：内容多且广、学时相对少,1、注意掌握：,2、注重综合分析与设计注重工程化素质培养,基本原理、基本分析方法、基本应用,3、提高学习效率、培养自学能力,课堂、答疑、作业、自学、讨论、实验,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,7,第1章 电路及其分析方法,电路的基本概念 基尔霍夫定律 电阻的串并联 电源的两种模型及其等效变换 电路分析方法（电源等效变换法、支路电流法、回路电流法、节点电压法、叠加定理、戴维宁定理等）,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,8,电路的作用与组成部分,电路模型,电压和电流的参考方向、电路物理量,欧姆定律,电源三种工作状
4、态-电源有载工作、开路与短路,1.1 电路的基本概念,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,9,一、电路的作用与组成部分,(1) 实现电能的传输、分配与转换,(2)实现信号的传递与处理,1. 电路的作用,电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,10,2. 电路的组成部分,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,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,11,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,激励：电源或信号
5、源的电压或电流，推动电路工作; 响应: 由激励所产生的电压和电流;,电路分析：在电路结构、电源和负载等参数已知的条件下，讨论激励和响应之间的关系。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,12,电阻器,电容器,线圈,电池,运算放大器,晶体管,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,13,二、电路模型,为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。,器件建模： 1.保留主要电磁特性 2.一个器件可由多个元件模型表示,电路的建模过程,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,14,
6、实际电路与电路图,电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro；,灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R；,开关用来控制电路的通断。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,15,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,16,1.电流及其方向,定义电流（强度）： 单位时间内通过导体横截面的电荷量用i表示，即单位：安培（A）直流（DC）：大小和方向不随时间变化交流（AC）：大小和方向随时间变化 方向真实方向：定义为正电荷的运动方向，实际难以确定,三、电压和电流的参考方向电路物理量,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,17,电流参考方向,i 参考方向,任意假
7、定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。（用箭头表示）,A,B,i 参考方向,i 参考方向,i 0,i 0,实际方向,实际方向,电流的参考方向与实际方向的关系：,A,A,B,B,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,18,2. 电位的概念,某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。,结论：,(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；,(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。,单位正电荷q从电场中某点A移至电路中设定参考点时电场力做功,2018/9/14,第一章 电路
8、及其分析方法,19,3.电压及其方向,电压定义： 单位正电荷由电路中一点移至另一点时，能量变化的绝对值。用u表示，即单位：伏特（V）直流电压：大小和极性不随时间变化，用U 表示交变电压：大小和极性随时间变化，常用u 表示 方向（极性）真实方向：由高电位点(正极)指向低电位点(负极),复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,20,电压(降)的参考方向/极性,U, 0,U,假设的电压降低方向（用+、-极性或双下标表示）,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,21,注意：在参考方向选定后，电流
9、( 或电压 ) 值才有正负之分。,若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；,例：,若 I = 5A，则电流从 b 流向 a 。,若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b；（Uab=5V）,若 U= 5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。 （Uab=-5V）,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,22,元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联参考 方向。反之，称为非关联参考方向。,关联参考方向,非关联参考方向,关联参考方向,i,+,-,+,-,i,U,U,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,23,注,(1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。,(2
10、) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。,(3) 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。,例,电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？,答： A 电压、电流参考方向非关联；B 电压、电流参考方向关联。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,24,4.电源电动势及其方向,电源电动势反映电源内部的电源力把正电荷由负极推向正极的能力的物理量。用e表示实际方向：电位升高的方向（负极正极）,电源端电压电源正负极间电位差。用u表示 实际方向：电位降低的方向（正极负极） 注意：关联方向的概念及应用,2
11、018/9/14,第一章 电路及其分析方法,25,5.电路中的功率,定义电压与电流参考方向一致时，单位时间内电路（元件）吸取（或产生）的电能，用p表示单位：瓦特，简称瓦（W）功率值的正负意义电压与电流参考方向一致时，功率值为正，表示电路（元件）吸取功率；功率值为负，表示电路（元件）产生功率。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,26,例,求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知： U1=1V, U2= -3V, U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V I1=2A, I2=1A, I3= -1A,解,注：,对一完整的电路，发出的功率消耗的功率,-,20
12、18/9/14,第一章 电路及其分析方法,27,四、欧姆定律,U、I 参考方向相同时，,U、I 参考方向相反时，,表达式中可能有两套正负号： 式前的正负号：由U、I 参考方向的关系确定；, U、I 值本身的正负：表达实际方向与参考方向之间的关系。,（通常取 U、I 参考方向相同，即关联参考方向。则会省掉式前的负号。）,U = R I,U = RI,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,28,解：对图(a)有, U = RI,例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。,对图(b)有, U = RI,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,29,电路端电压与电流的关系称为伏安特
13、性。,遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。,线性电阻的概念：,线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,30,五、电源的三种工作状态,1.电源有载工作,R0,RL,E,+,_,U,I,E,电源的外特性曲线,R0增大,R0减小,时，,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,31,电源有载工作时的功率平衡,电源外特性：,功率平衡式：,负载 取用 功率,电源 产生 功率,内阻 消耗 功率,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,32,电气设备的额定值,额定值: 电气设备在正常运行时的规定使用值,电气设备的三种运
14、行状态,欠载（轻载）： I IN ，P IN ，P PN (设备易损坏),额定工作状态： I = IN ，P = PN,(经济合理安全可靠),2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,33,特征:,开关 断开,2. 电源开路,1)开路处的电流等于零； I = 0 2) 开路处的电压 U 视电路情况而定。,电路中某处断开时的特征:,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,34,电源外部端子被短接,3.电源短路,1) 短路处的电压等于零；U = 0 2) 短路处的电流 I 视电路情况而定。,电路中某处短路时的特征:,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,35,1.2 基尔霍夫定律
15、,支路：两结点之间由元件串联构成的一段电路。一条支路流过一个电流，称为支路电流。,结点：三条或三条以上导线的联接点。（节点）,回路：由支路组成的闭合路径。,网孔：内部不含支路的回路。,b,a,一、概念,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,36,例1：,支路：ab、bc、ca、 （共6条）,回路：abda、abca、 adbca （共7 个）,结点：a、 b、c、d (共4个）,网孔：abd、 abc、bcd（共3 个）,网孔是回路，但回路不一定是网孔,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,37,二、基尔霍夫电流定律(KCL定律),即: 入= 出,在任一瞬间，流向任一结点的电流
16、等于流出该结点的电流。,实质: 电流连续性的体现。,或: = 0,对结点 a ：,I1+I2 = I3,或 I1+I2I3= 0,基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,38,例,三式相加得：,表明KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面,明确,（1） KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的反映；,（2） KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还是非线性无关；,（3）KCL方程是按电流参考方向列写，与电流实际方向无关。,2018/9/14,第一章 电路及其分析方法,
