(电工)第1章电路的基本概念与基本定律.pptVIP

直流电流源的伏安关系 例 P = uis 电流源的功率 a b c a b c V b= 0，Va= 2V，Vc= -3V Uab = 2V ，Ubc = 3V V c= 0，Va= 5V，V b= 3V Uab = 2V ，Ubc = 3V 计算结果分析 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。 借助电位的概念可以简化电路作图 b c a 20? 4A 6? 10A E2 90V ? ?? E1 140V 5? 6A ? ?? d +90V 20? 5? +140V 6? c d 2K? A + I1 2k? I2 – 6V (b) 例: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA 解: (1)当开关S断开时 (2) 当开关闭合时,电路 如图（b） 电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V 。 电流 I1 = I2 = 0， 电位 VA = 6V 。 2k? +6V A 2k? S I2 I1 (a) 电流在闭合 路径中流通 本章结束 电感元件伏安关系的积分形式 i = L 1 ∫ -∞ t u dx = L 1 ∫ -∞ t0 u dx + L 1 ∫ t0 t u dx i = i(t0) + L 1 ∫ t0 t u dx 某一时刻的电感电流值与-?到该时刻的所有电压值有关，即电感元件有记忆电压的作用，电感元件是记忆元件。 研究某一初始时刻 t0 以后的电感电流，不需要了解 t0 以前的电流，只需知道 t0 时刻开始作用的电压 u 和 t0时刻的电流 i(t0)。 积分形式为： 表明： i + - u L 4. 功率与磁场能量 = L di dt (1)吸收的功率为：p = ui i 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是储能元件，它本身不消耗能量。 i + - u L 当电流增大，p＞0，电感吸收功率。 当电流减小，p＜0，电感发出功率。 释放的能量≤吸收的能量，是无源元件。 表明： (2)储存的磁场能量 在-∞～t这段时间内，电感吸收的能量为： wL = ∫ -∞ t L i(x) di(x) dt dt = L ∫ i(-∞) i(t) i(x) di(x) wL= 1 2 Li2(t) - 1 2 Li2(-∞) 电感的储能只与当时的电流值有关，电感电流不能跃变，反映了储能不能跃变。 若t=-?时，i(-?) =0，即电感无初始能量， wL= 1 2 Li2(t) 表明： 则有 ②电感储存的能量一定大于或等于零。 1.4.3. 电容元件 ? 电容器：在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。 注意：电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。 +q -q U ? 实际电容器的绝缘材料很多，例如：云母、陶瓷、聚丙稀、聚苯乙稀、涤纶、玻璃膜、玻璃釉、聚碳酸脂、金属化纸介、空气、铝电解、钽电解、合金电解等。 ?电容元件是实际电容器的理想化模型。 线性电容元件的图形符号： 文字符号或元件参数： C 其它类型线性电容元件的图形符号： 有极性的电解电容 同轴双连可变电容 微调电容 + 可变电容 1. 电容元件的定义 任何时刻其储存的电荷q 与其两端的电压 u能用q～u 平面上的一条曲线来描述，称库伏特性。 C是一个正实常数，单位是 F(法)、 q = C u o u q + - u -q +q C 库伏特性曲线是过原点的直线。 ?若库伏特性不是通过原点的直线，则称为非线性 如变容二极管，其容量随电压而变。 C 电容元件。 库伏特性 对于线性时不变电容元件，任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比： mF、pF等。 2. 伏安关系 电容有“隔直通交”的作用； i = dq dt = d(Cu) dt i = du dt C 当C为常数时有： + - u i C q = Cu 若C的i、u取关联参考方向，则有： ① i 的大小取决于 u 的变化率，与 u 的大小无关！　　 ③实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容 电容是动态元件； ②当 u 为常数(直流)时，i = 0。电容相当于开路。 电压 u 不能跃变，必是时间的连续函数。 该式表明： 伏安关系的积分形式 q(t) = ∫ t -∞ i(x) dx = ∫ t0 -∞ i(x) dx + ∫ t t0 i(x) dx 以t0为