电工技术第3版高有华电子课件01第1章节电路基本概念与定律.ppt

尚辅网 / 第1章 电路的基本概念与定律 沈阳工业大学电工学教研室 第1章 电路的基本概念与定律 1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量及其参考方向 1.4 电压源和电流源 1.5 受控电源 1.6 基尔霍夫定律 1.7 电功率和电位的计算 1.3 电阻、电感和电容 HOME 由电路器件和电路元件(如电容、电感、电阻等）相互连接 而成，具有传输电能、处理信号、测量、控制、计算等功能 最简单的电路由 电源、负载、中间环节构成 观看电流的通路 电压源 中间环节 负 载 电池 中间环节 负载 HOME 1.1 电路和电路模型 下面是简单电路和电路模型： 实际的电路很复杂，本书只讨论 电路模型 而非实际电路本身 比如上图的电池等效成了电压源；而 灯泡等效成了电阻。 电容 电感 电流源 它从复杂实际电路中等效而来, 是由电路元件构成的。 电阻 何为 电路模型？ 何为电路元件？ 无源电路元件 有源电路元件 HOME 电压源 1、电流 在导体中，自由电子在电场力的 作用下做有规则的移动形成电流 正电荷移动的方向为电流的实际方向 电路理论中涉及的电路变量 电流、 电压、 电功率 I 直流电流 电流的单位是安培 1A = 1000 mA 1mA = 1000μA i 交流电流 HOME 1.2 电路的基本物理量及其参考方向 2、电压 UAB A B I 电场力把单位正电荷由A 搬到B 所做的功 表示为 UAB 也叫电压降或电位差 单位 伏特 V 1V=1000mV ,1mV=1000μV 与电压代表的意义相同，可以说电位是电压的一种特例 定义： A 点与参考点间的电压，记做UA 方向为从A 至B 电场力将电位正电荷从电源的低电位点移到高电位点所做的功 电动势用E 表示，实际方向为电位升的方向，与电压方向相反 电压？ 电位？ 电动势？ 电压 电位 电动势 HOME 电压、电压降、电位差、电位、电动势 它们的相同点 它们的区别 单位相同 都是 伏特 （V） 仅电动势的方向与其它的相反 3. 电功率 电功率与电压和电流密切相关。当正电荷从元件上电压的“+”极经元件移至“-”极时，电场力要对电荷作功，这时，元件吸收能量；反之，正电荷从“-”极到“+”极时，电场力作负功，元件向外释放能量。 功率用 p 来表示 p(t) =u(t) i(t) 单位为 W 、mW 、 kW 定义 HOME 当电压、电流均是直流量，应有 P=UI 电阻元件 始终消耗功率 电感和电容元件 不消耗功率 电压源和电流源 有时发出功率，也有时消耗功率， 需要看I 和U 的方向。 4. 参考方向 电路变量的参考方向原则上可以任意假定, 一般地，无源电路元件的电流参考方向一旦确定, 则电压的参考方向也随之而定, 即取与电流相关联的参考方向。如： 如此确定电流 I 如此确定电流 才有如此的电压 I UAB UBA HOME 才有如此的电压 A B A B 电压降是有方向的 a b a b 从a 到b 从b 到a 有源元件上 自有方向 + US I s 在这一节里要弄懂电路变量和变量的参考方向 无源电路元件： 电阻 R 、 电感 L 、 电容 C 1. 电阻 文字符号： R 图形符号 （灯泡、电炉等均可视为电阻） 当电压和电流取关联参考方向时，任何时 刻它两端的电压和电流关系服从欧姆定律 u =R i { 伏安关系 功率情况： p=ui 直流电路中： 永远消耗功率 2. 电容 { 文字符号 图形符号 伏安关系 功率情况 C p=ui 电流和电压的变化率成正比 在直流电路中 P = 0 电容是储能元件, 不消耗有功功率 3. 电感 文字符号 图形符号 伏安关系 功率情况 L p=ui 电压和电流的变化率成正比 在直流电路中 P = 0 电感是储能元件, 不消耗有功功率 { 1.3 电阻、电感和电容 HOME 无内阻的电压源即是理想电压源 输出电压恒定, 即 u UL i 有内阻的电压源即是实际电压源 输出电压 不再恒定！ i u UL 1.4 电压源和电流源 1. 电压源 理 想 电 压 源 实 际 电 压 源 输出电流任意（随RL 而定） HOME 无内阻的电流源即理想电流源 输出电流恒定 输出电压随RL而定