第一章电路模型和电路定律.ppt

电路分析基础 林科 e-mail:colin0609@163.com QQ教学安排 课程性质：技术基础课、必修课 教学要求 掌握电路分析的基本定律和基本分析方法 应用基本定律、方法解决问题 培养实践动手能力 教学内容及学时分配 理论课 48学时 实验课 16学时 教学安排 理论课安排（含实验学时） 教学安排 实验课安排（每次实验2学时） 实验一 电位、电压的测定及基尔霍夫定律 实验二 典型电信号的观察与测量 实验三 RC一阶电路的响应测试 实验四 R、L、C元件阻抗特性的测定 实验五 正弦稳态交流电路相量的研究 实验六 RLC串联谐振电路的研究 实验七 互感电路测量 实验八 三相交流电路电压、电流的测量 教学安排 考核与成绩评定 期末闭卷考试（120分钟） 成绩评定 平时成绩（作业+考勤）20% 实验成绩（实验报告+考勤）10% 期末考试 70% 教学安排 参考书 邱关源 《电路》 高等教育出版社，2006 陈晓平 《电路分析基础》 机械工业出版社，2008 张永瑞 《电路分析》 高等教育出版社，2004 周树南等 《电路与电子学基础》 科学技术出版社 第一章 电路模型和电路定律 本章内容提要 1.电路的基本物理量 2.电路模型 3.电流和电压的参考方向* 4.电功率和能量 5.电阻元件 6.电压源与电流源* 7.受控源* 8.基尔霍夫定律* 1.电路的基本物理量 电流、电压、电荷、磁通、磁通链、电功率和电能量 i,u,q,Φ,Ψ,P,W 2.电路模型 实际电路 组成 供电装置（电源） 用电设备 中间环节（导线、开关） 作用 能量转换、传输和分配 各种电信号的传输和处理 实现信息的储存、数学运算和设备运行控制等 2.电路模型 电路模型 定义 理想电路元件 有某种确定的电磁性质 有精确的数学定义 电路模型的作用 简化实际电路 便于计算分析 2.电路模型 电路模型建模 何谓建模？ 建模需要注意的要点 适度简化 按电路实际工作条件选择理想电路元件 3.电流和电压的参考方向 电流的参考方向 电流的定义 电荷的有规则运动 电流的方向 正电荷的运动方向 3.电流和电压的参考方向 3.电流和电压的参考方向 电压的参考方向 电压的定义 电位的定义 电压与电位的区别 电压对应电路中两点，与参考点选取无关 电位对应电路中某一点，与参考点选择有关 3.电流和电压的参考方向 电压的参考方向 方向可以任意指定 u成为代数量 电压参考方向的表示方法 “+”、“-”极性表示 双下标表示 3.电流和电压的参考方向 电流与电压的关联参考方向与非关联参考方向 关联参考方向 电流与电压的参考方向一致 非关联参考方向 电流与电压的参考方向不一致 4.电功率和能量 电能 吸收电能 释放电能 电能公式推导 t0到t时间内，元件吸收的能量为： 4.电功率和能量 电功率 功率是能量对时间的导数 由于u和i都是代数量，所以电能W电功率p也是代数量 4.电功率和能量 吸收功率与发出功率 电流与电压为关联参考方向：吸收功率 当p0，元件确实是吸收功率 当p0，元件实际上是发出功率 电流与电压为非关联参考方向：发出功率 当p0，元件确实是发出功率 当p0，元件实际上是吸收功率 5.电阻元件 电路元件 电路的最基本的组成单元 元件特性 线性、非线性元件 时不变、时变元件 有源、无源元件 集总（参数）元件 电流有向，电压单值量 元件外部不存在任何电场与磁场 集总电路 5.电阻元件 电阻元件 定义：对电流产生阻力的元件 电压与电流取关联参考方向 u＝Ri，单位：欧姆，Ω 电磁性质 把电能转化成为热能 电导 衡量电阻元件导电能力强弱的参数 G＝1/R，单位：西门子，简称西，S 5.电阻元件 电阻元件的伏安特性 线性电阻元件 伏安特性曲线：过原点的直线 5.电阻元件 电阻元件的伏安特性 非线性电阻元件 u=f(i) [或i=h(u)] 时变电阻元件 u(t)=R(t)i(t) [或i(t)=G(t)u(t)] 5.电阻元件 电阻元件的开路与断路 开路：电流恒为0（R＝∞或G＝0） 断路：电压恒为0（R＝0或G＝∞） 5.电阻元件 电阻元件的能量与电功率计算 电压与电流为关联参考方向 吸收的功率 6.电压源与电流源 理想电压源 定义 两端电压总能保持定值或一定的时间函数 两端电压的值与流过它的电流无关 电路符号 6.电压源与电流源 理想电压源的电压、电流关系 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。 通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。 理想电压源的伏安特性 6.电压源与电流源 理想电压源的电功率 电压与电流取非关联参考方向 电压与电流取关联参考方向 6.电压源与电流源 实际