电路模型和电路定理..doc

重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性 3. 基尔霍夫定律 1.1 电路和电路模型 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、控制与处理。 共性：建立在同一电路理论基础上。 2. 电路模型 电路模型：反映实际电路部件的主要电磁性质的理想电路元件及其组合。 理想电路元件：有某种确定的电磁性能的理想元件。 5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电压源和电流源：表示将其它形式的能量转变成电能的元件。 注意： 5种基本理想电路元件有三个特征： （a）只有两个端子； （b）可以用电压或电流按数学方式描述； （c）不能被分解为其他元件。 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电路模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其电路模型可以有不同的形式。 1.2 电流和电压的参考方向 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关心的物理量是电流、电压和功率。 1. 电流的参考方向 电流：带电粒子有规则的定向运动 电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量。单位：A（安培）、kA、mA、(A。方向：规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能: 与假设方向相同、与假设方向相反。（作图示意） 对于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。 参考方向：任意假定一个正电荷运动的方向即为电流的参考方向。 表明（将电流量看成）：电流(代数量)，大小、方向(正负） 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。 2. 电压的参考方向 电位(：单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（(＝0）时电场力做功的大小。 电压U：单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小。 实际电压方向：电位真正降低的方向。单位：V (伏)、kV、mV、(V 例：已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J， 若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、U bc; 若以c点为参考点，再求以上各值。 解：1. ，， ， 2. ，， ， 结论：电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。 电压(降)的参考方向：假设高电位指向低电位的方向。（阐述同电流） 电压参考方向的三种表示方式：用箭头表示、用正负极性表示、用双下标UAB表示 3. 关联参考方向 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。(作图示意) 例：电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？ 答：A：电压、电流参考方向非关联； B：电压、电流参考方向关联。 注意： 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括 方向和符号)，在计算过程中不得任意改变 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电 流的实际方向不变。 1.3 电功率和能量 1.电功率 单位时间内电场力所做的功。 定义：。由此可推得： 功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特)；能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳) 2. 电路吸收或发出功率的判断 u, i 取关联参考方向 P=ui 表示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (实际吸收) P0 吸收负功率 (实际发出) u, i 取非关联参考方向 P = ui 表示元件发出的功率 P0 发出正功率 (实际发出) P0 发出负功率 (实际吸收) 例：求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。已知：U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A 解： 注意：对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率 1.4 电路元件 1. 电路元件——电路中最基本的组成单元。 5种基本的理想电路元件： 电阻元件：表示消耗电能的元件 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件 电