电路分析基础讲稿1.docVIP

第一章 电路模型和电路定律 教学基本要求电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，用电流、电压和功率等物理量来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的，因而年整个电路的表现如何既要看元件的连接方式，又要看每个元件的特性，这就决定了电路中各电流、电压要受两种基本规律的约束，即： （1）电路元件性质的约束。也称电路元件的伏安关系（VCR），它仅与元件性质有关， 与元件在电路中连接方式无关。 （2）电路连接方式的约束。也称拓补约束，它仅与元件在电路中连接方式有关，与元件性质无关。 基尔霍夫电流定律（KCL）、电压定律（KVL）是概括这种约束关系的基本定律。 本章学习的内容有：电路和电路模型，电流和电压的参考方向，电功率和能量，电路元件，电阻、电容、电感元件的数学模型及特性，电压源和电流源的概念及特点，受控源的概念及分类，结点、支路、回路的概念和基尔霍夫定律。 本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握。 预习知识：　　1） 物理学中的电磁感应定律、楞次定律　　2） 电容上的电压与电流、电荷与电场之间的关系 内容重点： 电流和电压的参考方向，电路元件特性和基尔霍夫定律是本章学习的重点。 难点：　　1） 电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别 2） 理想电路元件与实际电路器件的联系和差别　　3） 独立电源与受控电源的联系和差别二、教学内容 共10： §1.1 电路和电路模型 §1.2 电流和电压的参考方向 §1.3 电功率和能量 §1.4 电路元件 §1.5 电阻元件 §1.6 电容元件 §1.7 电感元件 §1.8 电压源和电流源 §1.9 受控电源 §1.10 基尔霍夫定律 §1.1 电路和电路模型 一、电路 电路是电流的通路。 实际电路是由电阻器、电容器、线圈、变压器、二极管、晶体管、运算放大器、传输线、电池、发电机和信号发生器等电气器件和设备连接而成的电路。 二、电路的作用 1、电能的传输和转换 2、传递和处理信号 3、测量、控制、计算等功能 1、电源： 电能或电信号的发生器 2、负载： 用电设备 3、中间环节： 联接电源和负载的部分。 四、电路分析 1、激励： 电源或信号源的电压或电流。 2、响应： 由于激励在电路各部分产生的电压和电流。 3、激励称为输入，响应称为输出。 五、电路与电路模型 电路：实际电路 电路模型：模拟实际电路的理想电路 电路模型是实际电路的简化、模拟和近似(在一定的假设条件下) 电路模型是由一些理想电路元件所组成的电路。 电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。 §1.2 电流和电压的参考方向 一、问题的引入 二、电流 1、实际方向： 正电荷运动的方向。 2、参考方向： 任意指定一个方向作为电流的方向。把电流看成代数量。若电流的参考方向与它的实际方向一致，则电流为正值； 若电流的参考方向与它的实际方向相反，则电流为负值。 3、电流参考方向的表示方法 箭头（常用） 双下标 三、电压 1、实际方向： 高电位指向低电位的方向。 2、参考方向： 任意选定一个方向作为电压的方向。当电压的参考方向和它的实际方向一致时，电压为正值；反之，当电压的参考方向和它的实际方向相反时，电压为负值。 3、电压参考方向的表示方法： 四、关联参考方向 电流的参考方向与电压的参考方向一致，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向，否则为非关联参考方向。 (1) “实际方向”是物理中规定的，而“参考方向”则是人们在进行电路分析计算时，任意假设的。 (2) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的。 五、电位 在电路中任选一点， 设其电位为零（用┻标记），此点称为参考点。其它各点对参考点的电压，便是该点的电位。记为：“VX”（注意：电位为单下标）。比参考点电位高为正，否则为负。 注意：电位和电压的区别。 电位的特点：电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变； 电压的特点：电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考点的不同而改变。 §1.3 电功率可写成p(t) = u(t) i(t)当p0时，元件吸收电能；p0时，元件吸收的电能为负的(实际上是释放电能)。 在U 、I 为关联参考方向时若P = UI 0“吸收功率” 若P = UI 0“吸收功率”为负的，实际是发出功率 根据能量守衡关系，对于同一电路 某一电路元件为电源或负载的判别 结论 在进行功率计算时，如果假设U、I为关联参考方向，当计算的P 0 时, 则说明U 、I 的实际方向一致，此部分电路消耗电功率，为负载。 当计算的P