第一章11电路基本概念和电路定律.ppt

Glacier@Himilays 电 路 南航金城学院 第一章 电路基本概念和定律 1.4 电阻元件 (resistor) WL0，吸收能量储存于磁场中 WL0，释放磁场能量转变为电能 总结： 激励（excitation）： 例1-6 1-10 基尔霍夫定律(Kirchhoff’s laws) 二. 基尔霍夫电流定律（KCL）：在任何集总参数电路中，在任一时刻，流出(流入)任一节点的各支路电流的代数和为零即： 二. 基尔霍夫电流定律（KCL）： 三、基尔霍夫电压定律 (KVL) 三、基尔霍夫电压定律 (KVL) KVL结论： 学完本章后，应该能够： 理解参考方向及关联参考方向等概念； 深刻理解电压、电流、功率等物理量的意义和各量之间的关系和计算方法； 熟练应用元件(电阻,、电容、电感、电压源、电流源和受控源)的伏安关系和基尔霍夫电压定律及电流定律； 树立用电路基本定律分析电路的概念； 练习2： ? ? 7A 4A i1 10A -12A i2 i1+i2–10–(–12)=0 ? i2=1A 4–7–i1= 0 ? i1= –3A 例1-9 求i1与i2 KCL定律结论： 1. 物理基础： 在集总参数电路中，电流具有连续性。在任一时刻流入 某一节点的电荷数等于流出该节点的电荷数，在节点处 没有电荷的积累，在任一节点上电荷守恒。 2. KCL：流入与流出是相对于参考方向而言的。 3. 适用于广义节点（假想闭合面） 。 ∑U(t)＝ 0 在集总参数电路中，任何时刻，构成该回路的所有支路的电压的代数和恒等于零，即沿任一回路有： 首先选定方向: 顺时针或逆时针. –R1I1–US1+R2I2–R3I3+R4I4+US4=0 例1-10: 取顺时针方向绕行: I1 + US1 R1 I4 _ + US4 R4 I3 R3 R2 I2 _ 电阻压降 电源压升 –R1I1+R2I2–R3I3+R4I4=US1–US4 稍加变形得： 1，对该回路选定一个绕行方向:顺时针或逆时针方向； 2，若元件的电压降方向与沿回路的绕行方向一致 时，则该电压前取“+”；反之取“－”； 列写KVL方程步骤： 3，将该回路包括的所有元件电压的代数和等于0。 电阻压降 电源压升 ∑U(t)＝ 0 UAB (沿l1)= 推论：电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 计算电压与路径的选择无关。 A B ? ? l1 l2 UAB (沿l2） 电位的单值性 例1-12 求节点①到⑤点的电压和各节点的电位。 计算电压与路径的选择无关。 解： 2. 但是 任意两点间的电压(即电位差)则不随电位参考点的改变而改变。 1. 所选择的电位参考点的不同,各点电位值不同； 电压与电位结论： 1.物理意义： 在任一时刻，由一点出发沿任一回路绕行一周回到 原出发点，该点的电位不会发生改变，电位单值性。 2．KVL只与电路联接形式及元件电压参考方向有关，与元件性质无关。 结论： (1) 电容i的大小取决与 u 的变化率； (微分形式) (2) 电容元件是一种记忆元件；(积分形式) (3) 当 u 为常数(直流)时，du/dt =0 ? i=0。电容在直流电路中相当于开路，（隔直流）；（通交流） (4) 表达式前面的正、负号与u，i 的参考方向有关。 当 u，i为关联方向时，i=C*du/dt； u，i为非关联方向时，i= –C*du/dt 。 对于线性电感L, ?,有： ? =Li ? i + – u – + e 一、线性定常电感元件：任何时刻，电感元件的磁通链? 与电流 i 成正比。 1. 元件特性 1.6 电感元件 (inductor) 实际线圈的理想模型 L i + – U L 称为自感系数或电感 单位： H(亨) 线性电感伏安关系： 当u, i 取关联参考方向, 则电磁感应定律： L i u + – e + – 或 ? i + – u – + e 因此：电感元件是一种记忆元件； t ψ u d d = t i L d d = 2. 电感功率与能量 u,i取关联参考方向 在 t 时间内电感吸收的电能： 磁场能量 电感元件是储能元件 电感元件是无源元件 由于电感不会释放出多于它吸收或储存的能量， 因此，电感是一种无源元件，本身并不消耗能量。 结论： 电感u的大小取决于此时刻 i 的变化率，与 大小无关 (微分形式) ； (2) 电感元件是一种记忆元件 (积分形式) ： (3) 当 i 为常数(直流)时，di/dt =0 ? u=0。电感在直