第一章电路.pptVIP

张涛 机电学院自动化系教研室 办公室：机电楼305 电话E-mail：zhangtao@dlnu.edu.cn 电路原理 学科基础课必修课程，共80学时，5个学分 实验单独设课 成绩考核与评定 总成绩分为期末考试和平时成绩，期末考试为闭卷考试，其比例： 期末考试： 70% 平时成绩： 30% 教材和参考书 教材 《电路》，邱关源编，高等教育出版社 建议参考书 《电路原理》，徐国凯编著，机械工业出版社 《电工学》，唐介编著，高等教育出版社 《电路原理》，周守昌编著，高等教育出版社 课程定位 第一章电路模型和电路定律 本章要求 充分理解和掌握电流的参考方向、电压的参考极性及关联参考方向的概念； 明确电阻元件的电压与电流间的关系； 熟练掌握功率计算方法及基尔霍夫定律，并做到灵活运用。 主要内容 电路和电路模型 电流 、电压和功率 电路元件 基尔霍夫定律 1.1 电路和电路模型 电路(circuit)的组成 电路的作用 实现电能的传输、分配与转换 实现信号的传递与处理 电路模型(circuit model) 1.2 电流和电压的参考方向 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中主要关心的物理量是电流、电压和功率。 电流参考方向的表示方法： 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 指向B 参考方向 引用原因：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 定义：假设的电压降低的方向 参考方向与实际方向的关系： 1.6 电源元件(source) 分类： 独立电源 (independent source) 受控电源 (dependent source) 1.9基尔霍夫定律( Kirchhoff’s Laws ) 1.5 电阻元件 (resistor) R i + - U 对电流呈现阻力的元件 定义 电路符号 电导： 电阻： R conductance resistance 单位 R ：? (Ohm，欧姆) G ： S (Siemens，西门子) u～i 关系 满足欧姆定律 (Ohm’s Law) u i u、i 取关联参考方向 R u i + － 伏安特性为一条过原点的直线 (2) 如电阻上的电压与电流参考方向非关联公式中应冠以负号 注 说明线性电阻是无记忆、双向性的元 件 欧姆定律 (1) 只适用于线性电阻，( R 为常数） 则欧姆定律写为 u ? –R i i ? –G u 公式和参考方向必须配套使用！ R u i + - 上述结果说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的。 p ? u i? (–R i) i? -i2 R ? u(–u/ R) ? -u2/ R (发出) p ? u i? i2R ?u2 / R(吸收) 功率： R u i + - R u i + - 可用功表示。从 t 到t0电阻消耗的能量： R i u + – 电阻的开路与短路 能量： 短路 开路 u i 电压源 电流源 电压源(voltage source ) 定义： 两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。 电路符号： 伏安特性： 说明： 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。 通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。 i + _ u i 功率： 电场力做功 ， 电源吸收功率，吸收功率，充当负载或发出负功 电压、电流的参考方向非关联；　　　　　　　　　　　　　　　 物理意义： + _ i u + _ 外力克服电场力作功，电源发出功率，发出功率，起电源作用　　　　　　　　　　　　　　　　　 电压、电流的参考方向关联；　　　　　　　　　　　　　　　 物理意义： + _ i u + _ 例 计算图示电路各元件的功率。 解 发出 发出 吸收 满足：P（发）＝P（吸） + _ _ 5V + + _ i 10V 实际电压源也不允许短路。因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。 us u i O 实际电压