第1章电路基本概念与定律第章电路基本概念与定律第1章电路基本概念与定律第1章电路基本概念与定律.ppt

电 工 学 胡 瑾 电路的基本概念 基尔霍夫定律 电阻的并串连 支路电流法 叠加定理 理想电流源和电压源 戴维宁定律 电流及其方向 定义 电流（强度）： 单位时间内通过导体横截面的电荷量 用i表示，即 单位：安培（A） 直流（DC）：大小和方向不随时间变化 交流（AC）：大小和方向随时间变化 方向 真实方向：定义为正电荷的运动方向，实际难以确定 电压及其方向 电压 定义： 单位正电荷由电路中一点移至另一点时，能量变化的绝对值。用u表示，即 单位：伏特（V） 直流电压：大小和极性不随时间变化，用U 表示 交变电压：大小和极性随时间变化，常用u 表示 方向（极性） 真实方向：由高电位点(正极)指向低电位点(负极) 电路中的功率 定义 电压与电流参考方向一致时，单位时间内电路（元件）吸取（或产生）的电能，用p表示 即 单位：瓦特，简称瓦（W） 直流情况下： 功率值的正负意义 电压与电流参考方向一致时(关联时)， 功率值为正，表示电路（元件）吸取功率； 功率值为负，表示电路（元件）产生功率。 电路的三种状态 电源有载工作 电源有源工作时的功率平衡 电阻的并联 1.5 支路电流法 例1： 1.7 戴维宁定理 直流电源 直流电源: 提供能源 信号处理： 放大、调谐、检波等 负载 信号源: 提供信息 2.电路的组成部分 放大器 扬声器 话筒 激励：电源或信号源的电压或电流，推动电路工作; 响应: 由激励所产生的电压和电流; 电路分析：在电路结构、电源和负载等参数已知的条件下，讨论激励和响应之间的关系。 电阻器 电容器 线圈 电池 运算放大器 晶体管 电路模型 为了便于用数学方法分析电路，将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型。 实际电路 实际器件（电阻器、电容器、 电感线圈、晶体管、集成电路等） 电路模型 抽象 近似 理想电路元件（电阻元件、电容元件、 电感元件、电源、理想运放等） 器件建模： 1.保留主要电磁特性 2.一个器件可由多个元件模型表示 电路的建模过程 实际电路与电路图 电池是电源元件，其参数为电动势 E 和内阻Ro； 灯泡主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，其参数为电阻R； 开关用来控制电路的通断。 电压和电流的参考方向 参考方向 i 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。 A B i 参考方向 i 参考方向 i 0 i 0 实际方向 实际方向 电流的参考方向与实际方向的关系： A A B B 电位的概念 某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。 结论： (1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变； (2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。 单位正电荷q从电场中某点A点移至电路中设定参考点（?＝0）时电场力做功 电位 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 U 0 0 参考方向 U + – + 实际方向 + 实际方向 参考方向 U + – U 假设的电压降低方向 注意： 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。 若 I = 5A，则电流从 a 流向 b； 例： 若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 a b R I a b R U + – 若 U = 5V，则电压的实际方向从 a 指向 b； 若 U= –5V，则电压的实际方向从 b 指向 a 。 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。 关联参考方向 非关联参考方向 关联参考方向 i + - + - i U U 注 (1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。 (2) 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。 （3）参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际 方向不变。 例 A B A B i ＋ － U 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