电磁学基本识.ppt

1.1 电路的基本概念 (1) 电路的组成 　　电路是由若干个电气元件按一定方式联接而构成；通俗地说，它就是电流的路径。一个完整的电路由电源、负载和中间环节三部分组成。 (2) 电路的作用 　　其一，在电力系统中，电路起传输、分配和转换电能的作用。 　　其二，电路有信号处理的作用。 　　国际单位制中，电流强度的单位为安（A），在表示比较大或较小的电流时，也用千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）。它们的数学换算关系为： 　　　1kA=103A=106mA=109μA 　　把大小和方向随时间作正弦规律变化的电流，称为正弦交流电流，用i表示,其数学表达式为： 　　一般规定正电荷流动方向就是电流的实际方向。选取任意一个方向作为电流的方向，称之为电流的参考方向。电流的参考方向在电路中用箭头表示，也可以用双下标IAB表示，其参考方向是由A指向B。如图1.2所示。 　　一个元件或一段电路上既有电压的参考方向，也有电流的参考方向，如果这两个参考方向一致，称之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。如图1.5所示。 【例1.1】如图1.6所示电路，已知电动势E=10V；电阻R1=4Ω，R2=6Ω。试求： 　　① 以C为参考点，试求A、B、C点电位及AB、BC两点间的电压； 　　② 以B为参考点，试求A、B、C点电位及AB、BC两点间的电压。 【解】①I=E/(R1+R2)= 10/(4+6)=1A 　　所以 　　VC=0 　　VB=UBC=IR2=1×6=6V 　　VA=UAC=1×（4+6）=10V 　　UAB=IR1=1×4=4V 　　UBC=IR2=1×6=6V 　　② 如果以B点为参考点，显然电路的电流不变，即I=1A，所以 　　VC=UCB=-IR2=-6V 　　VB=0 　　VA=UAB=IR1=4V 　　UAB=4V 　　UBC=6V 【例1.2】求例1.1中电源电动势和两电阻的功率，并求所有功率之和，图中Us表示电源的电压。 【解】在电气元件的关联参考方向下，电阻吸收的功率 　　P1=I2R1=12×4=4W 　　P2=I2R2=12×6=6W 　　电源的功率 　　Ps=-UsI=-10×1=-10W 　　所有功率之和 　　P1+P2+Ps=4+6-10=0W （1） 开路状态 　　电路的开关打开或者电路的其中某个地方因事故断开时，称为开路，也称断路；分为正常开路和事故断路。如图1.7所示，其特点是： 　　电路中的电流　I=0； 　　负载消耗功率　P=0； 　　开路端的电压　U=E。 1.2 电路的基本定律 　　欧姆定律指出：“通过导体的电流I与加在导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比。” 　　欧姆定律表达式为 　　如在非关联参考方向下，欧姆定律表达式应为 　　根据基尔霍夫电压定律有 　　I1R1-I2R2=E1-E2 　　I2R2+I3R3=E2 　　代入数值可得 　　6I1-3I2=18-6 　　3I2+3I3=6 　　I1=2A I2=0A I3=2A 1.3 磁和磁场 （1） 磁介质的磁化 　　有些物质放在磁场中会显示出磁性能，产生附加磁场，这种现象称为物质的磁化，把这种能够被磁化的物质，称为磁介质。 　　磁介质按其性能可以分成三大类：反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。 1.4 磁路基本概念 1.5 电磁感应 （1） 法拉第电磁感应定律 　　定律内容：“线圈所产生的感应电动势的大小与线圈内磁通的变化率成正比。”用公式表示为 　　如果有N匝线圈，那么会有 　　如图1.12所示，对封闭面S，根据基尔霍夫电流定律，列出三个节点电流方程如下： 　　节点A：I1-I4-I6=0 　　节点B：I2+I4-I5=0 　　节点C：I3+I5+I6=0 　　以上三式相加有 　　　I1+I2+I3=0 图1.12 详恕尤雪结俘墅朵甸蓝英吵屁瞄噬扛诣硫歪茸谱坷郁密瘤亮植洪宋码咋丽电磁学基本知识电磁学基本知识 【例1.5】如图1.13所示电路是网络电路的一部分，已知电流I1=2A，I2=3A，I3=4A，I4=6A，I5=1A，试求图中的电流I6。 【解】根据基尔霍夫电流定律有 　　I1+I2+I3-I4-I5+I6=0 　　代入数值可得 　　2+3+4-6-11+I6=0 　　I6=8A 图1.13 基吊偶咨叼式社歼球借抓贿霓陡割尚短铲呜钞札帆您爹峨抚梯斩赏框垫箍电磁学基本知识电磁学基本知识 （2） 基尔霍夫电压定律（KVL） 　　基尔霍夫电压定律也称回路电压定律，内容指出：“在任一时刻，沿电路任一闭合回路，所有支路