大学电路课 第一章演示稿(邱关源).ppt

UAB (沿l1)=UAB (沿l2） 物理基础：电位的单值性 推论：电路中任意两点间的电压等于两点间沿任一条路径经过的各元件电压降的代数和。(定律对不闭合的回路也适用) ? ? A B l1 l2 R2 _ I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 I2 U3 U1 U2 U4 A B 解： 3+1-2+I=0，I= -2（A） U1=3I= -6（V） U+U1+3-2=0，U=5（V） S打开：i1=0 i2=i+2i 5i+5i2=10 i2=1.5(A) S闭合：i2=0 i1=i+2i i=10/5=2 i1=6(A) 例 1 图示电路：求U和I。 3? 1A 3A 2A 3V 2V U I U1 例2 求下图电路开关S打开和闭合时的i1和i2。 10V 5? 5? i1 i i2 S 2i * * * Glacier@Himilays 1. 电压、电流的参考方向 4. 基尔霍夫定律 重点： 第1章 电路元件和电路定律 (circuit elements) (circuit laws) 3. 电路元件特性 2. 电功率和能量 1.1 电路和电路模型（model ) 由理想电路元件及其组合代替实际电路部件而得到的电路 2、 电路模型 1、实际电路 由电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路 功能 a 能量的传输、分配与转换； b 信息的传递与处理。 理想电路元件 具有某种确定的电磁性质的假想元件 电阻：表示消耗电能的元件 电感：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容：表示产生电场，储存电场能量的元件 电源：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件 导线 电池 开关 灯泡 电路图 例1、手电筒的电路和电路模型 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其 模型可以有不同的形式 注： 3、集总电路 构成电路的器件以及电路本身的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长，电路中u、i可以是时间的函数，但与空间坐标无关 例：以 f＝50Hz交流电为例，其相应的电磁波波长： 济南到青岛电力传输线约400Km＝λ/15显然不满足集总参数电路的条件 1.2 电压和电流的参考方向 (reference direction) 一. 电流 (current) 1. 电流实际方向：正电荷移动的方向 2、电流参考方向：任意假定的电流的方向。 i 参考方向 B A 0 i t T/2 T 问题 复杂电路或电路中的电流随时间变化时，电流的实际方向往往很难事先判断 标定参考方向后，电流成为代数量。 电流参考方向的两种表示： ? 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指向B。 电流的参考方向与实际方向的关系： i 参考方向 i 参考方向 i 0 i 0 实际方向 实际方向 A A B B 1. 电压 的实际方向：高电位指向低电位 二. 电压 (voltage) 2. 电压的参考方向:任意假定的电压方向 UAB 0 + 实际方向 + （参考方向） U UAB 0 + 实际方向 + （参考方向） U A B 电压参考方向的三种表示： 1）+ - 表示； 2）箭头表示； 3）下标表示。 三、 电位 a b c d 设c点为电位参考点，则 ?c= 0 ?a= Uac， ?b=Ubc， ?d= Udc Uab = ?a- ?b 注：电位与参考点的选择有关，而电压与参考点无关。 3、关联参考方向和非关联参考方向 以后讨论均在参考方向下进行，不考虑实际方向。 关联参考方向 + U I 非关联参考方向 U + I 1.3 电路元件的功率 (power)和能量 一、 电功率和电能 功率的单位：瓦（特）（W） 能量的单位名称：焦（耳)　　符号（J） 二．功率的计算 1. u, i 取关联参考方向 i + – u 2. u, i 取非关联参考方向 i + – u 例 2 按给定的参数方向和表达式，指出u, i的实际方向，并计算元件的功率，注明吸收还是发出。 + – A B 3cos ωt 10cos ωt 0 i t T/2 T T/4 T3/4 cosωt 解： 由余弦曲线可知 0tT/4, 3T/4tT u, i 的实际方向 A→B T/4t3T/4 u, i 的实际方向 B→A p=u i=30cos2 ωt 0 吸收功率 例3 图示电路中方框代表电源和电阻参考方向已标出，已知： I1=2A, I2=1