第1单元 电路的基本概念和基本定律.pptVIP

第1章 电路的基本概念和基本定律 1.1 电路与电路模型 1.2 电压和电流的参考方向 1.3 电阻与电导 1.4 欧姆定律 1.5 电路的三种状态 1.6 电路中电位的概念及计算 1.1 电路与电路模型 1.1.1 电路的基本组成 　　　1．电路 　　　电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。 用电源、负载、开关和导线便可组成一个最简单的电路，实际应用中电路是多种多样的，就其功能来说可归为两类：一是进行能量的转换、传输和分配，如电力系统电路，可将发电机发出的电能经过输电线传输到各个用电设备，再经过用电设备转换成热能、光能、机械能等；二是实现信号的传递和处理，如扩音机电路。 1.1 电路与电路模型 　　　2．电路的基本组成 　　　如图1.1.1所示电路的基本组成包括以下四个部分： 　　　(1)电源：为电路提供电能的设备和器件，是将其他形式的能量转换为电能的装置称为电源。如电池、发电机等。 　 　　　(2)负载：也称用电器，它是将电能转换为其他形式能量的器件或设备，如灯泡等。 　　　(3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备，如开关等。 　　　(4) 连接导线：将电器设备和元器件按一定方式连接起来，如铜、铝电缆线等。 1.1 电路与电路模型 1.1.2 电路模型(电路图) 　　　实际电路都是按需要起不同作用的实际电路元件或器件所组成，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑，将实际元件理想化。由这些理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图1.1.1所示的手电筒电路。 　　　各种电气元件都可以用图形符号或文字符号来表示,根据国标规定,部分常用的电气元件符号见表1.1.1。 1.2 电压和电流的参考方向 　　　关于电压和电流的方向，有实际方向和参考方向，要加以区别。为此在分析与计算电路时，常可任意选定某一方向作为电流（电压）的参考方向，或称电流（电压）正方向。 1.2.1 电流 　　　电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。 1.2 电压和电流的参考方向 　　　设在 ?t = t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为 ?q = q2－q1，则在 ?t时间内的电流强度可用数学公式表示为： 　　　式中，?t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒（s），电量 ?q的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。 　　　常用的电流单位还有毫安mA、微安 ?A、千安KA等，它们与安培的换算关系为 1 mA = 10-3A； 1 ?A = 10-6A； 1 KA = 103A 1.2 电压和电流的参考方向 　　　1．直流电流 　　　如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。若在t秒钟内通过导体横截面的电荷量是Q（C），则电流I就可以用下式表示： 1.2 电压和电流的参考方向 　　　2．交流电流 　　　如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示，即： 1.2 电压和电流的参考方向 　　　3．电流的方向 　　　在分析或计算电路时，常常要确定电流的方向。当电路比较复杂时，某段电路中电流的实际方向往往难以确定，可先假定电流的参考方向。如图1.2.1所示，当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值。 1.2 电压和电流的参考方向 1.2.2 电压 　　　电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。记作： 　　　式中，W 为电场力由A点移动电荷到B点所做的功，单位焦耳，J； 　　　 Q 为由A点到B点的电荷量，单位库仑，C； 　　　UAB为A、B两点间的电压，V。 1.2