电路理论基础(哈尔滨工业大学陈希有第3版)1.ppt

1 电流 2 电压、电位和电动势 * * 1电压 电流及参考方向 2电功率与电能 3基尔霍夫电流定律 4基尔霍夫电压定律 5电阻元件 6独立电源 7受控电源 第 1 章 基尔霍夫定律与电路元件 本章内容包括三部分：首先介绍常用电路变量即电流、电压的定义及电功率与能量的计算，重点是建立参考方向的概念；然后介绍基尔霍夫两个定律，包括它们的基本陈述和推广；最后介绍电阻、独立电源和受控电源等电路元件，重点是这些元件的端口方程。 本章目次 定义： 荷电质点的有序运动形成电流 。 设在时间段 内,通过某截面的电荷量的代数和为 ，则极限 称为电流（用符号 i 表示），其方向规定为正电荷运动的方向。 单位：安培（A） 单位：库伦(C) 单位：秒（s） 基本要求：熟练掌握电压、电流的定义和参考方向的概念。 参考方向: 任意假设的电流的方向 i 的量值和方向不随时间变化的电流称为直流 。（DC） i 随时间作周期性变化且平均值为零的电流称为交流。(AC) 电流符号、参考方向及真实方向的关系 0 真实方向与参考方向一致； 0 真实方向与参考方向相反。 i i 是电场力将单位正电荷由 a 点沿路线 l 移动到 b 点所作的功， 称为由 a 点到 b 点沿路线 l 的电压 。 试探电荷 q 在电场中所受到的电场力为 ——库仑电场强度； ——感应电场强度； ——局外电场强度 电场力 将试探电荷 q 从 a 点沿路线 l 移动到 b 点所做的功为 电压： 任选一点p作为电位参考点，电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位，用 在集中参数电路中，可以选择不包括感应电场 和局外电场而只包含库仑电场的路径。在此条件下， a, b 两点之间的电压与计算路径无关，称为端电压,记作： 电位： 表示。有了电位的概念，两点之间的电压便等于这两点的电位之差。 电动势： 单位正电荷在局外电场和感应电场的作用下从 a 点沿路线 l 移动到 b 点这些力所作的功称为从 a 到 b 沿路线 l 的电动势，即 电压、电位、电动势具有相同的单位：V 一个元件上的电压和电流的参考方向取成相同的，并称为关联参考方向。 电功率[常简称功率(power)]是用以衡量电能转换或传输速率的物理量，可用下式表达： 电荷 从a点移到b点时电场力所做的功即电路A吸收的电能 关联参考方向下，结果为正值，则表明该电路实际上是吸收功率；若结果为负值，则是发出功率。 在 t0 到 t 的时间内，电路吸收(电压、电流为关联参考方向时)或发出(电压、电流为非关联参考方向时)的能量为 基本要求：掌握电功率、电能的概念和计算方法。 解：（a）中电压、电流取为关联参考方向，吸收功率为 （b）中电压、电流取为非关联参考方向，吸收功率为 示例： 若（a）中的电压 u=－10V，i=2A, 求 A 吸收的功率； 若（b）中的电压 u=10V，i=2A, 求 A 吸收的功率。 1 电路结构 支路（每个二端元件称为一条支路 ） 节点：若干支路的联接点 任意两节点a，b之间，由m条不同的支路和m－1个不同的节点(不含a和b)依次联接成的一条通路称为a到b的路径 回路：闭合的路径 网孔：回路内部或外部不包含任何支路 支路 节点 路径 回路 网孔 将电路画在平面上，如果能够做到除节点之外，各支路都不相交，这种电路称为平面电路；否则称为非平面电路。 基本要求：掌握表述电路结构的基本术语，透彻理解基尔霍夫电流定律的内容。 2 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律(Kirchhoffs Current Law，简称KCL)表述为：在集中参数电路中，任一时刻流出(或流入)任一节点的支路电流代数和等于零，即 ( ik 表示第 k 条支路电流) 规定： ik 参考方向为流出节点时， ik 前面取“＋”号; 流入节点时， ik 前面取“－”号。 KCL的其它表述 1、在集中参数电路中，任一时刻流出(或流入)任一闭合边界 S 的支路电流代数和等于零。 2、任一时刻，流出任一节点(或闭合边界)电流的代数和等于流入该节点电流的代数和。 根据右图，列写KCL方程 1）基本表述方式——对节点 节点① ： 节点②： 节点④： 2）扩展表述方式——对闭合边界 3）若上述四个表达式的负号项移到方程的右端则变成了第三种表达方式，如上式变为 电路如图所示。根据