《电工学》第1章电路的基本定律和分析方法(简).pptVIP

第一章电路的基本概念、定律与基本分析方法 本章讲授学时：10学时 1.2.1电路的基本物理量 与参考方向 电流 电压、电位与电动势 电功率 第一 :电流表示一种物理现象 电流的真实方向和正方向 电荷的规则运动形成了电流，所以电流就应该有方向，习惯上，把正电荷运动的方向规定为电流的实际方向。而电子运动的方向与等量正电荷运动的效果相同，方向相反。 电压的概念：电荷在电场力作用下形成电流，在这个过程中电场力推动电荷运动做功，电压就是表示电场力移动电荷做功能力的一种度量。 电位的概念 电位是表示电场中某一点性质的物理量，而且是相对于确定的参考点而言的。 电压的正方向 电压的正方向又叫电压的极性 规定电路中电压的真实方向是由高电位指向低电位的方向，即：电场力移动单位正电荷做正功的方向。 和电流一样，在分析计算电路的时候电压也需要一个正方向。其选择方法和电流的正方向一样，当选定正方向以后，电压的值也有了正负之分，当正方向与实际方向一致，为正；反之，为负。 电压与电位的关系 相同点：它们都反映了电场力移动单位正电荷做功的物理性质。 区别： 1、电路中某点的电位就是该点到参考点间的电压。 2、电路中某两点之间的电压就等于这两点的电位之差。所以，电压通常又称为电位差。 3、电路中某点电位的大小与参考点的选择有关，但任意两点间的电压值与参考点的选择无关。 电动势的概念 电动势是表示电源性质的物理量。 电动势的大小表征了非电场力将单位正电荷从电源负极经电源内部移动到电源正极所做的功，即电源大小表征了将其他形式的能量转变成电能的能力大小的度量。 电动势的正方向及表示方法 因为电动势的作用是使正电荷从低电位点移动到高电位点，使正电荷的电位能增加，所以规定电动势的真实方向是电位升高的方向，即从电源负极指向正极，刚好与电压的真实方向相反。 和电压一样，电动势也有正方向。在规定的正方向下，电动势也是一个代数量。 电动势的正方向与真实方向相同为正，反之，为负。 电压与电动势的关系 电压与电动势是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正、负极之间的电位差。 当同一电源用电压表示和电动势表示的数值量都为正（或负）时，称电压与电动势正方向关联一致，简称正方向一致。 电功率 ——使用电路的目的就是为了进行电能与其他形式能量之间的转换。所以，在电路分析中经常会用到电功率这个概念，简称功率。 1.2.2 电压与电流正方向之间的关系 电压和电流是我们分析电路的最基本的物理量，这是因为电源电动势可以用端电压完全代替，而功率的大小和正负也完全取决于电压和电流的大小和方向。 2.功率的正负 对于一段电路而言，其功率的计算公式是P=UI 由于电流和电压都可能有正、负，所以，功率的值也是有正、负的。 1.3 电路元件及电路模型 实际电路 电路模型 电路元件 电阻、电容、电感元件的特性方程及参数 电阻元件 电容元件 电感元件 例题分析 电阻元件的性质 理想电阻元件只具有消耗电能这一种电磁性质（电阻性）,常见的电阻元件如白炽灯、电炉等。 电压、电流关系 —— 欧姆定律 如果电阻R为常数，则称为线性电阻，线性电阻遵循欧姆定律——其端电压和流过的电流是成正比关系，即。 功率关系 电阻元件所消耗的功率为： 能量关系 电阻元件所消耗的能量为： 电容元件的性质 理想电容元件就是只具有储存电场能这样一种电磁性质（电容性）的电路元件。电容元件的参数C若为常数，则为线性电容， 容值C的大小定义为： 电容元件的电压、电流关系 由电流的定义可知 电容元件中的功率及能量关系 电容器储存或释放的电场能量为 ： 电感元件的性质 理想的电感元件定义为只有储存磁场能量这样一种电磁特性（电感性）的电路元件。当电感的参数L为常数时，为线性电感。 电感元件的电压、电流关系 当穿过线圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的正方向与磁通的方向符合右手螺旋法则。电动势的大小与磁通的变化率成正比，并且满足楞次定理，即 电感元件中的功率及能量关系 1.4 电路的工作状态 电路的负载工作状态 电路的空载工作状态 电路的短路状态 负载? 电路特点（开关闭合） 电压、电流关系 功率关系 如果将电压方程两端同时乘以电流I则可得： 额定值 空载? 电路特点 当开关S断开，电路所处的状态就称为开路（空载）状态。 例题分析 例4 某实际电压源的开路电压为UOC=10V，若 外接负载电阻R=4?时，电源的端电压U=8V， 试计算此电源的内阻R0及E。 短路? 电路特点 当电源两端a、b（或c、d）因为某种原因而连接时，则称电源（或负载）被短路。 电压、电