第一章电路的基本概念与基本定律.ppt

* 第一章 电路的基本概念与基本定律 第一节 电路与电路模型 第二节 电路的主要物理量 第三节 电路的三种状态 第四节 电压源和电流源及其等效变换 第五节 基尔霍夫定律 第一节 电路与电路模型 一、电路 电路是人们在生产、生活中为了实现某种需求，把各种电气器件按一定的方式连接起来，所构成的电流流通路径。 电路由三部分组成：电源、负载和中间环节。 电路的主要作用： 1.实现能量的转换、传输和分配--------如电力系统，庞大的电网从发电、输电、变电到配电，送到不同用户所在地； 2.实现信号的传递和处理，输入的信号叫激励（或信号源），输出的信号叫响应------如电视机能通过有线或无线的方式接收电视信号，然后进行转换处理并输出图像和声音。 电源：电源是把其他形式能量转换成电能的装置，如蓄电 池、各种发电机等。 负载：所有的用电设备都可以被称为负载，它把电能转换成 其他形式的能量，如电灯、电风扇、电动机等。 中间环节：是指连接电源和负载的部分，例如输电线、开关 等。 二、电路模型 1．实际电路 实际电路有的较简单，也有的相当复杂，影响电路的内外界因素也很多，当我们对实际电路进行分析时，常采用模型化的方法，即首先建立实际电路的理想化电路模型，然后对此电路模型进行定量分析，从而得到与实际电路对应的结论。 2．电路模型 在电路的分析计算时，通常要用一个假定的二端元件来代替实际元件，这个二端元件的电磁性质应该反映实际元件的电磁性质，这个假定的二端元件称为理想电路元件。 由理想电路元件组成的电路称为理想电路模型，简称电路模型。 把实际电路中的各种元件设备按其主要物理性质分别用一些理想电路元件来表示，构成的电路图就是电路模型。如图所示： 理想电路元件简称电路元件，如有电阻、电感、电容元件、理想电压源、理想电流源等。其中电阻元件、电感元件和电容元件均不产生能量，称为无源元件；理想电压源和理想电流源是电路中提供能量的元件，称为有源元件。 第二节 电路的主要物理量 一、电流 1.电流的定义：在电场的作用下，电荷有规则的定向移动就形成电流。 2．电流的大小：引入电流强度概念来描述电流的大小，单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度。 3．电流的方向：电流不仅有大小而且有方向，我们规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。 电 流 实 际 方 向 与 参 考 方 向 简单电路中，电流的实际方向容易判断，但在复杂电路中，往往很难判断某支路中电流的实际方向。为此，在分析与计算电路前，需要假定某一方向作为电流的正方向，称为参考方向，所选的电流参考方向是任意设定的，与电流的实际方向无关， 选定了电流的参考方向，便可以进行电路的分析计算，当电流实际方向与参考方向一致时，计算出来的电流值为正；如果两者相反，则电流值为负。 二、电压 1．电压的定义：电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功定义为a、 b两点间的电压，用uab（Uab）表示。 2．电压的方向：电压的方向则由起点指向终点，也可用正负号表示或以箭头标明。 3．电压的单位：库仑/焦耳=伏特 关联参考方向 非关联参考方向 4．电压、电流的关联参考方向：对某个具体元件，电压参考极性和电流的参考方向取为一致时，称为关联参考方向。在分析电路和电功率的计算中很有意义。 B点电位： 三、电位 电位的定义：在电路中选定一个参考点（注意每次计算只能选一个相对的参考点），取参考点的电位为零电位，则电路中某一点与参考点之间的电压就被称为这一点的电位。 电位的单位与电压相同。 如图，选O为参考点，A点电位： 电位与电压关系的结论之一：如果已知两点的电位,则此两点间的电压等于它们的电位之差。 电位与电压关系的结论之二：电路中某一点的电位随参考点（零电位点）选择的不同而不同。但两点间的电压不变。 电位概念在电子电路中的应用：简化电子线路！ 四、电动势 电动势是衡量外力即非电场力做功能力的物理量，电动势越大，电源的能力越强。 电动势的定义：外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极（b点）搬运到正极（a点）所做的功，称为a与b两点间的电动势。 电动势的方向： 在电源内部，电动势的实际方向是正电荷所受外力的方向，从低电位指向高电位。