第一章 电路分析基础.ppt

电路分析基础 返节目录 返节目录 电路分析基础 返节目录 返节目录 返章目录 电路分析基础 返章目录 电路分析基础 本章的学习目的和要求 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。通过对本章学习，要求理解理想电路元件和电路模型的概念；进一步熟悉电压、电流、电动势和电功率等基本物理量的概念；深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的作用；初步理解和掌握基尔霍夫定律的内容及其应用；领会电路等效的概念和掌握电路等效的基本方法。 5 功率与电能 1 电路和电路模型 6 常用元件介绍 3 电压和电位 1.1 电路 电流 电压 电功率 4 电压和电流的关联参考方向 2 电流和电流的参考方向 电路和电路模型 ? 电路的概念 由实际元器件构成的电流的通路称为电路。 1、电路的组成及其功能 电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。 ? 电路的组成 1、电路的组成及其功能 火线 .. 零线 电源 连接导线和其余设备为中间环节 负载 ? 电路的功能 1、电路的组成及其功能 电路可以实现电能的传输、 分配和转换。 电力系统中 电子技术中 电路可以实现电信号的传递、 变换、存储和处理。 2、电路模型 实体电路 负载 电源 开关 连接导线 S RL + U – I US + _ R0 电路模型 电源 负载 中间环节 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。 ? 理想电路元件 2、电路模型 R + US – 电阻元件 只具耗能的电特性 电容元件 只具有储存电能的电特性 理想电压源 输出电压恒定，输出电流由它和负载共同决定 理想电流源 输出电流恒定，两端电压由它和负载共同决定。 L 电感元件只具有储存磁能的电特性 IS 理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性单一、精确，可定量分析和计算。 C ? 利用电路模型研究问题的特点 2、电路模型 1、电路模型是用来探讨存在于具有不同特性的、各种真实电路中共同规律的工具。 2、电路模型主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，集总参数电路中的元件上所发生的电磁过程都集中在元件内部进行，任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等、且元件端电压值确定。因此电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算。 3、电路分析基本理论中运用电路模型，其主要任务就是在寻求实际电路共有的一般规律、探讨各种实际电路共同遵守的基本规律时带来方便。 电流和电流的参考方向 ? 电流的大小 i dq dt = …… （1-1） 稳恒直流情况下 I Q t = …… （1-2） 1A=103mA=106μA=109nA 单位换算 ? 电流的方向 习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的正方向。 电路图上标示的电流方向为参考方向，参考方向是为列写方程式提供依据的，实际方向根据计算结果来定。 I a 电位V是相对于参考点的电压。 参考点的电位:Vb=0；a点电位：Va=E-IR0=IR b + U – RL _ S E + R0 电动势E只存在电源内部，其数值反映了电源力作功的本领，方向规定由电源负极指向电源正极 路端电压U。电压的大小反映了电场力作功的本领；电压是产生电流的根本原因；其方向规定由“高”电位端指向“低”电位端。 电压和电位 ? 关联和非关联 a I 负载元件 ＋ U － b 关联参考方向 a I 电源元件 ＋ U － b 非关联参考方向 电压和电流的关联参考方向 ? 关于参考方向的有关注意事项 (1)分析电路前应选定电压电流的参考方向，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，因此不必追求它们的物理实质是否合理。 (3)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。 例题 图示电路，已知元件中通过的电流为－100A，电压U为10V，电功率P。 + U I 元 件 解 P = UI = 10×(-100) = 1000W ? 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功。 单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】 若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KW·h】 1度电的概念 1000W的电炉加热1小时 100W的灯泡照明10小时 40W的灯泡照明25小时 ? 日常生活中，用电度表测量电功。当用电器工作时，电度表转动并且显示电流作功的多少。显然电功的大小不仅与电压电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。 W=UIt 功率与电能 ?