201009电工电子学2第1章——讲课用.ppt

电路的基本概念 和基本分析方法 本章教学基本要求 1) 理解电路模型及5种理想电路元件(电阻、电感、电容、电压源和电流源)的电压-电流关系. 2) 理解电压、电流参考方向的意义。 3)理解电路三种工作状态各自的特点； 4)理解基尔霍夫定律，了解支路电流法、理解弥尔曼定理、叠加定理和戴维宁定理。 5)了解电功率和额定值的意义。 6)了解非线性电阻的概念和受控源的概念. 本章讲授学时: 10学时 自学学时: 30学时 本章主要内容 电路的基本概念 电路的基本定律 电路的工作状态 基本分析方法 非线性电阻电路简介 本章小结 练习与思考 基本概念 电路的组成及作用 电路模型与电路元件 电路中的基本物理量 电气设备的额定值 无源电路元件及特性 有源电路元件及特性 电路的组成及作用(1) 电路的概念 电路的组成及作用(2) 电路的组成 电路的组成及作用(3) 电路的功能 电路模型与电路元件(1) 为什么要引入电路模型？ 什么是电路模型？ 怎样建立电路模型？ 电路分析的对象是电路模型而不是实际的电路 电路模型与电路元件(2) 常用理想元件种类——无源元件 电路中的基本物理量 电流 电压与电动势 电功率 电流(1) 电流及其表示方式 电流的概念 电流有方向—— 规定正电荷流动的方向为电流的方向（称为真实方向）。 分析电路时用箭头或双下标来指定电流的方向。 电流(2) 电流的符号和单位 电流(3) 电流的符号和单位 电流(4) 电流的符号和单位（续） 电流(5) 电流的参考方向 电流(6) 电流的参考方向（续） 电流(7) 电流的测量 实验和工程中采用电流表测量电流，电流表必须串接在被测电路中。 电流的参考方向由电流表接线方式决定“+”接线柱指向“-”接线柱。 电压与电动势(1) 电压的概念 单位正电荷在电场中某点所具有的电位能称为该点的电位，用小写的v表示。它表示外力将单位正电荷从参考点（O电位点）移动到的该点所作的功。 单位为伏特(V)=1焦耳(J)/库仑(C)，用V表示。 电压与电动势(2) 电压的概念（续） 电路（电场）中两点（如a与b）之间的电位差称为电压，用 u 或 U 表示，单位也是伏特(V) 电压与电动势(3) 电压的方向（极性） 电压是一个相对量，与参考点的选取无关。 电压表示的是电位下降，也存在方向，不能单用数值来表示，必须同时标定其方向。 先假设电压的方向，数值的正、负表示真实方向与假设方向之间的关系。称此假设的方向为电压的参考方向。电压的参考方向用箭头（或+ / ?号）在电路中标出。 有了参考方向，带方向的电压变量就转变成了代数量。 电压与电动势(5) 电压的方向（续）——方向的表示 电压与电动势(6) 电压的测量 实验和工程中采用电压表测量电压，电压表必须和被测支路并联。 电压的参考方向由电压表接线方式决定“+”接线柱指向“?”接线柱 电压与电动势(7) 电压电流的关联参考方向 同一电路元件上既有电流参考方向，也有电压参考方向。作为参考方向，都是人为假设出来的，两者之间没有实际联系。 电路分析中，在一个元件上定义两个独立的参考方向是不合适的。为了分析方便，同一电路元件或电路部分，电压和电流的参考方向采用一致的方向，称为关联参考方向。 如无特别需要，一般采用关联的参考方向。这样在电路中只需要标出一个参考方向。 电压与电动势(8) 电动势的概念 电动势是表示电源性质的物理量。 电动势表征了电源内部的非电场力移动单位正电荷做功的能力，或者说，电源将其他形式的能量转变成电能的能力。 电动势在数值上等于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时所做的功。用符号E(e)表示，单位也是伏特。 电动势eab 表示单位正电荷从 a 点移动到 b点所获得的电位能，因此常也称为电压升。 电压与电动势(9) 电动势的方向 电动势的真实方向与电压的真实方向相反。 电动势也规定参考方向。在规定的参考方向下，电动势也是一个代数量。 因为电动势表示的是电源的性质，所以常与电源符号同时出现。 电压与电动势(10) 电动势的方向（续） 电压与电动势(11) 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。 电压与电动势(12) 电压与电动势的关系（续） 电功率 (1) 电功率的概念 电功率的符号—— 电路中用 P 或 p 表示电功率，按照定义， p (或 P )=dW/dt 功率的单位为瓦特(W) = 焦耳 (J) / 秒 (s) 。 电功率 (2) 电功率的计算 电功率 (3) 电源和负载的概念 若某元件电功率大于零，在电路中消耗电能，表现为负载。