第一单元电路的基本知识和简单直流电路的案例.ppt

第1单元 电路的基础知识和简单直流电路分析 1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本变量 1.3 电路的基本元器件  1.4 串联电路 1.5 并联电路 1.6 串并联组合电路  1.7 电子习惯电路  1.1.2 电路模型 1．电路的理想元件 在一定的条件下忽略各种实际元件次要特性，突出其主要特性，用一个能表征其主要电磁特性的“模型”——理想元件来表示。 2．电路模型 实际电路都可用理想元件构成的抽象电路来表示，这样的电路称为电路的“电路模型”。电路模型反映了各种理想元件在电路中的作用和相互之间的连接方式 。 注意：将一个电气元件理想化是有条件的，即在不同的条件下，如果电气元件表现出不同的特性，那么它的模型也不一 样，构成的电路模型也就不同。本书所提到的电路，除特别说明外，都指电路模型，其中的元件都是理想元件。 1.1.3 电路的工作状态 电路有三种工作状态：有载状态、开路和短路状态。如图所示。 1．有载状态 有载状态又称为通路或闭路状态 ，如a图所示。额定电压、额定电流和额定功率分别用UN、IN、PN表示。 当电源输出的电压为额定值时，电流等于额定电流，称为满载；电流小于额定电流时，称为轻载；电流超过额定电流时，称为过载。 2．开路状态 开路状态也称为断路状态。当开关S断开或电路中某处断开时，电路处于开路状态，如b图所示。 此时的电路中没有电流流过。 3．短路状态 短路是指电路中元器件两端，由于某种原因而短接在一起的现象，如图c所示。此时电源的电压会全部落在电源的内阻上，电源内阻一般都很小，所以电源中的电流最大 。 电路中可以出现短路，有时还可以利用短路现象解决一些实际问题，但是电源是绝对不允许短路的，由于短路电流过大，使电源温度迅速上升，从而使其烧毁。所以，在实际工作中应该检查电气设备和线路的绝缘情况，尽量防止短路事故的发生。 1.2 电路的基本变量 1.2.1 电流 1. 定义及表达式 带电粒子的定向移动形成了电流。单位时间内通过导体截面的 电荷量定义为电流强度，简称为电流，用i表示。数学表达式： 在国际单位制中，电荷[量]的单位为库[仑]（C）；时间单位为秒（s）；电流单位为安[培]，简称安（A）。有时也会用到千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等单位。 1kA=103A，1mA=10-3A，1μA=10-6A 2.电流参考方向 在具体分析电路时，有时很难判断出电流的实际方向，甚至电流的实际方向还在不断改变，因此在电路中很难标出电流的实际方向。为了解决这一问题，常常事先假设一个电流方向，称为参考方向。如果计算的结果电流为正值， 那么电流的实际方向与参考方向一致；如果计算的结果电流为负值，那么电流的实际方向与参考方向相反，如图所示。 在电路中，元件的电流参考方向用实线箭头表示，如图所示，在文字叙述时也可用电流符号加双下标表示，如Iab，它表示电流的参考方向由a流向b，并有Iab= –Iba。 应当注意的是，在实际计算中，若不选定电流的参考方向，电流的正负是无意义的。因此分析电路时，一定要先假设参考方向。电流的值有正有负，它是一个代数量，其正负表示电流的实际方向与参考方向的关系。 【例】如图所示电路中，电流参考方向已选定。已知I1=2A，I2=–6A，试确定通过电阻R上的电流的实际方向。 【解:】由图a可知，电流的参考方向由a到b，I1=2A0，为正值，说明电流I1的实际方向与参考方向相同，即从a到b； 由图b可知，电流的参考方向由b到a，I2= –6A0，为负值， 表明电流I2的实际方向与参考方向相反，即从a到b。 1.2.2 电压和电位 1．电压 在电场中，电场力将单位正电荷q从A点移动到B点，若电场力所做的功为WAB，则WAB与q的比值就称为该两点之间的电压 。电压的单位为伏[特]（V），有时也用到千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。它们之间的换算关系是 1kV=103V，1mV=10-3V，1μV=10-6V 电压的参考方向是任意选定的。先选定某一方向作为电压参考方向，若计算结果为正值（u0），电压参考方向与实际方向一致，若计算结果为负值（u0），电压参考方向