电路的基本概念和基本定律.ppt

电能的优点 不同的电路具有不同的功能，例如： 供电电路用来传输、变换电能； 整流电路可将交流变直流； 滤波器电路可以“滤掉”附加在有用信号上的噪声，完成信息处理任务； 检测电路可将非电量转换成电量等等。 §1.1 电路及电路模型 电力系统：发电、变电、输电、配电、用电的整体 几种基本的理想电路元件： 1）电阻——消耗电能；把电能转换成其他形式能量的过程，例如，灯泡把电能转换成光能和热能，电动机把电能转换成机械能等等。 2、参考方向： 结论：任意选择参考方向，结果可能出现正、负号， 但实际方向是一致的。 §1.3 R、L、C元件 1.3.2 电感元件 磁化曲线 磁滞现象与磁滞回线 电流强度i缓慢地循环变化， Ψ-i曲线是一封闭曲线:磁滞回线 剩磁Ψr 1.3.3 电容元件（Capacitor） §1.4 电压源及电流源（理想） 2. 独立电流源： 例、电路如图所示，其中is=2A,us=10V §1.5 基尔霍夫定律 一、基尔霍夫电流定律：（KCL） 例1 二、基尔霍夫电压定律：（KVL） 例1-4 例1-5 例1-6 补充例 电桥是将电阻、电感、电容等参数的变化转变为电压或电流变化的一种测量电路。 例 欧姆定律 U、I 参考方向相同时， U、I 参考方向相反时， R U + – I R U + – I 表达式中有两套正负号： 　① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定； ② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。 通常取 U、I 参考方向相同。 U = I R U = – IR 解：对图(a)有, U = IR 例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 对图(b)有, U = – IR R U 6V + – 2A R + – U 6V I (a) (b) I –2A 电路端电压与电流的关系称为伏安特性。 遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它表示该段电路电压与电流的比值为常数。 I/A U/V o 线性电阻的伏安特性 线性电阻的概念： 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线。 电感元件是一种能够贮存磁场 能量的元件。 Ψ i 电路符号 Ψ=Li L为电感参数（Inductance）。 单位：亨利 (H) L i + ? uL 伏安关系? 只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。 在直流电路中，电感上即使有电流通过， 但 u = 0，相当于短路 储能元件 起始段，磁导率较小 线性区，磁导率大且不变 饱和区 Ψ= L i i Ψ 线圈在铁磁材料的非饱和状态下工作,L近似不变 i Ψ Ψr 伏安关系? 电路符号： C为电容参数，表征电容储存电荷的能力。 单位是法拉（F）。 电容元件是一种能够储存电场能量的元件。 C u i + ? q = Cu i ? du /dt。只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。 在直流电路中，电容上即使有电压，但 i = 0，相当于开路，即 电容具有隔直作用。 电解电容器 瓷质电容器 聚丙烯膜电容器 固 定 电 容 器 实际电容器示例 管式空气可调电容器 片式空气可调电容器 可 变 电 容 器 伏安关系? UC(0)为初始时刻t＝0时电容的初始电压，反映t＝0前“历史”中电容电流的积累效应——电容对它的电流具有记忆能力， 电容元件中的电场能量 电容元件储存的电场能量只和考察时刻它的端电压数值有关。 1. 独立电压源： + – US I + – uS i 特点： （1）任何时刻，电压源两端电压始终 不变（大小、方向） （2）电压源的电流随外电路改变而改变，其大小由电压源电压和外电路共同决定 理想电压源 + – US I R + – uS i R 电压源 i u 理想电压源伏安特性 US i u 实际电压源伏安特性 US + – U IS 理想电流源 特点： （1）任何时刻，电流源的电流始终 不变 （大小、方向） （2）电流源的两端电压随外电路改变 而改变，其大小由电流源电流和外电路共同决定 i u 理想电流源伏安特性 IS i u 实际电流源伏安特性 IS + – u i R 电流源 iS (1)求2A电流源和10V电压源的功率 (2)如果要求2A电流源的功率为零，在AB线段内应插入何种元件？分析此时各元件的功率 (3)如果要求10V电压源的功率为零，在BC间应插入何种元件？分成此时各元件的功率 解：(1)2A电流源发出的功率 10V电压源吸收的功率 (2)若要2A电流源的功率为零，则需使其端电压为零，在AB线段内插入与us电压源方向相反数值相等的电