《[工学]第1章 电路的基本概念和基本定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]第1章 电路的基本概念和基本定律（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.1 电路的作用与组成,1.2 电路模型,1.3 电流和电压的参考方向,1.4 电路的功率,1.5 电路元件,1.6 电阻Y- 连接变换,1.7 基尔霍夫定律,1.8 电路中的电位及其计算,内容, 重 点,1.1 电路的作用与组成,一、电路的作用：, 能量（电能）的传输、分配和转换，如电力系统（强电）,为何要升压高压传输？, 信息的采集、传递和处理，如半导体扩音器电路（弱电）,二、电路的组成：,负载：消耗、传输、分配电能,中间环节：其繁简决定了电路的复杂程度,1.2 电路模型,实际电路,理想元件,基本模型,电路模型,理想电路元件：根据实际电路元件所具备的物理性质来设想的具有某种单一物理性质的
2、元件，看作基本电路模型,电路模型（circuit model） ：由理想电路元件及其组合表示实际 电路元件，与实际电路具有基本相同的物理性质。,实际电路：由变压器、晶体管、运算放大器、电池、发电机和信号发生器等电气元件和设备连接而成的电路。,五种理想电路元件分为无源元件和有源元件两类,无 源,举例,日光灯电路,白炽灯电路,1.3 电流和电压的参考方向,一.实际方向：物理中对电量规定的方向,电流：正电荷移动的方向。,电压：由高电位到低电位即电位降低的方向,电动势：电源内部由低电位到高电位即电位升高方向,简单电路：,(1)复杂电路：事先无法确定实际方向。为分析方便，只能先任意假设一种方向（即参考方
3、向），根据计算结果，才能最终确定电流的实际方向。,为什么要引入参考方向？,(2)交变电路：电流电压是交变的，无法标出实际方向。设定参考方向和其相应表达式，表示出电流的大小和实际方向。,二. 参考方向,1.电路分析中的假设正方向，是人为假定的方向 （不管实际方向如何）,2.参考方向的表示方法（标注）：,电流参考方向有两种标注表示：, 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。, 用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。,电压参考方向有三种表示方式：, 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向, 用正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压 的参考方向, 用双下标表示：如UAB ,由A
4、指向B的方向为电压 (降)的参考方向,3.参考方向与实际方向的关系：,i 0,i 0时，吸收能量，电能,0时，吸收能量，电能,2s时，u0v，,解：由图可知，u为分段函数，求i应分段积分,0t 1s时，u1v，,1t 2s时，u-2v，,则i（1）0.5A,本例目的：熟悉元件的伏安关系，体会元件的记忆功能,无源元件特性小结,电感 L,电容 C,电阻 R,u，i均可跃变,i不能跃变,u不能跃变,元件,电压电流关系,参数定义,能量,耗能元件,储能元件,储能元件,其他,电阻R,短路（u0）,开路（i0）,直流特性,一、电压源：为外电路提供稳定电压,伏安特性:（外特性）,模型：电动势E串联内阻Rou,
5、1.5.2 有源电路元件,工作情况分析:,（2）RL，电压源开路，即空载，I=0,U=E,E,伏安特性曲线:,（1）0RL,UIN,电压源短路，,E,理想,恒压源输出电压U恒定不变，U E；,恒压源中的电流I由外电路决定。,内阻越小,伏安特性曲线越平,Rou= 0时的电压源为理想电压源 或恒压源，模型为：,实际电压源由恒压源与内阻串联而成,RouaRoub,其特性为：,当R1 R2 同时接入时： I=10A,当IS=1A的电流源接入时：I=-1A,本例目的：熟悉并体会恒压源的特点,二、电流源：为外电路提供稳定电流,模型：电激流IS并联内阻Roi,伏安特性（外特性）,工作分析,RL0，短路，II
6、S,U=0,外特性曲线:,RL，空载，,0RL, IUN不允许,Uoc,特点：（1）恒流源输出电流I不变， 其值恒等于电激，即 I Is ；,（2）恒流源的输出电压U由外电路决定。,Roi越大,曲线越陡,Roi= ，特性曲线与纵轴U平行,此时的电流源为理想电流源 或恒流源，模型为：,实际电流源由恒流源与内阻并联而成,理想,恒流源,内阻,RoiaRoib,R=10 时， U =10 V,当R=1 时， U =1 V,当又有E=5V的电压源接入时，U=E=5V,本例目的：熟悉并体会恒流源的特点,开关S闭合后图示各电压电流有无变化，如何变化？,Is不变,则I1不变，U1不变,S闭合后：R2与R3并联
7、，其等效电阻减小，故U2 减小,U3U1+U2 也减小,各量如何变化?,伏安特性,E,IS,电压源模型,电流源模型,电压源与电流源是实际电源的两种模型，可以等效互换,三、电压源与电流源的等效互换,等效互换的条件：对外的电压电流相等。,I = I Uab = Uab,即：,等效含义：变换前后，（外电路）负载特性不变特性：电压、电流大小、方向及功率,等效互换公式,注意极性一致！,电流源的箭头指向源电压的正极性端,熟悉互换公式及极性一致,!,（不存在）,例如：理想电压源短路电流I无穷大理想电流源短路电流I=IS,!,与恒压源并联的元件从电路除掉 与恒流源串联的元件从电路短路掉,但影响电源内部的电压或
8、电流？,不影响对外电路的作用，I、U不变,电源等效变换的应用,化简电路,2A+2A=4A,3 /6 =2 ,6/3=2A,12/6=2A,多电源并联,多电源串联,电源等效变换的应用,化简电路,利用电源等效互换方法求图中电流I。,电源等效变换的应用分析计算,I = 1A,注意保留被求支路,注意保留被求支路,1.6 Y-联接电路的等效变换,等效是指对外电路等效 端口电压、电流不变,据此可推出两者的关系,当 r1 = r2 = r3 =r , R12 = R23 =R31 =R 时：,1.7 基尔霍夫定律,例,基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，包括 基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs Current LawKCL），反映电路中支路电流间的约束关系。 基尔霍夫电压定律（Kirchhoffs Voltage LawKVL），反映电路中支路电压间的约束关系。,名词注释：,节点（node）：三个或三个以上支路的联结点,支路（branch）：电路中每一个分支,回路（loop）：电路中任一闭合路径,
