[理学]第1章 电路的基本概念和定律59.ppt

电路基础 ——电路分析及模拟电子技术 任课老师：韩建栋 电路与模拟电子 课程介绍： 课程特点：一门技术基础课程，它是学习计算机组成原理、数字逻辑等计算机专业课程的基础。既有丰富的理论体系，又有很强的实践性。 课程内容：电路基础+模拟电子技术 电路与模拟电子 教学课时安排 课堂讲授 34学时； 习题课 12学时； 答疑课 2学时； 成绩评定 期末成绩70% 平时30%（作业+出勤） ； 第一部分 电路分析基础 第1章 电路的基本概念和定律 第2章 电阻电路的分析 第3章 动态电路分析 第4章 正弦稳态电路分析 第1章 电路的基本概念和定律 1.1 电路及电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻元件 1.4 电阻电路的等效化简 1.5 独立电源元件 1.6 基尔霍夫定律 1.1 电路及电路模型 1、实际电路 定义: 是由一些电气器件按一定的方式连接而构成的。 常用的电气器件有电池、信号产生器、电阻器、电容器、电感器、开关、晶体管等。其中,电池可以提供电能，信号产生器可以输出多种标准信号，电阻器可以消耗电能，电感器可以存储磁场能等。 1.1 电路及电路模型 1、实际电路 电路功能： 电能的传输、分配和转换:如,电力系统的输电线路； 电信号的传送和处理:如,电话线路、放大器电路； 测量电路:如,万用表电路； 存储信息:如,计算机的存储电路； 1.1 电路及电路模型 2、电路模型 1.1 电路及电路模型 2、电路模型 几种常见的电路元件 电阻元件：消耗电能的元件 电感元件：产生磁场，储存磁场能量的元件 电容元件：产生电场，储存电场能量的元件 电源元件：各种将其它形式的能量转变成电能的元件 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件，在一定条件下可用同一模型表示； 同一实际电路部件在不同的应用条件下，其模型可以有不同的形式。 1.2 电路的基本物理量 电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链、能量、电功率等。本章主要讨论的物理量是电流、电压和功率。 1、电流 电荷在电场力作用下的定向移动形成电流。计量电流大小的物理量是电流强度，简称电流，记为i(t) 或i。 电流强度的定义是：单位时间内通过路径中导体横截面的电荷量，即 1.2 电路的基本物理量 电流单位： A（安培）、kA、mA、?A； 电流方向：规定正电荷的运动方向为电流的实际方向； 1.2 电路的基本物理量 问题：复杂电路中的i 随t 变化时，电流的实际方向往往很难事先判断。 解决方法：引入参考方向 选定任意一个方向作为电流的参考方向，若算出i 0，则表明电流的实际方向与参考方向一致；若i 0，实际方向与参考方向相反。 1.2 电路的基本物理量 电流参考方向的表示方法： 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向 用双下标表示：如 iAB 表示电流的参考方向由A指向B， iBA 表示电流的参考方向由B指向A，且 iAB = - iBA 。 1.2 电路的基本物理量 2、电位与电压 电压：单位正电荷q 从电路中一点a移至另一点b时电场力做功（dW）的大小，则a、b两点的电压为： 1.2 电路的基本物理量 2、电位与电压 电位：电路中任一点作为参考点，从某点a到参考点之间的电压称为a点的电位，记为Ua；参考点的选择具有任意性，工程上选大地作为参考点。 电压与电位的关系 a、b两点间的电压等于这两点间的电位差：uab=Ua-Ub 参考点的选择影响某点的电位，但不影响任意两点之间的电压； 电压的实际方向是从高电位点指向低电位点；电压又称电压降； 1.2 电路的基本物理量 问题：复杂电路中，两点间电压的实际方向往往很难事先判断。 解决方法：引入电压参考方向 1.2 电路的基本物理量 电压与电流的关联参考方向： 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。 1.2 电路的基本物理量 例1.电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？ 答：A 非关联；B 关联。 1.2 电路的基本物理量 3、电功率 定义：单位时间内电场力所做的功。 1.2 电路的基本物理量 电功率讨论： P＞0 时，表示电场力对电荷作功，这部分能量被元件吸收，所以P是元件的吸收功率； P＜0 时，表示元件吸收负功率，实际上是该元件向外电路提供功率或产生功率。 如果元件的电流、电压取非关联参考方向，则P =-ui ; 1.2 电路的基本物理量 例2.在图(a)中，已知U1=-5V，I1=2A，图(b)中，U2=3V，I2=-5A，求图 (a)、(b)中元件吸收的功率各为多少？ 1.3 电阻元件 (resistor) 1、线性电阻 特点：u～i关系满足欧