[工学]1电路的基本概念和基本律-2011秋少学时.ppt

教材第1章(对应课件第1、2章）作业：习题: 1.2、1.4、1.5、1.8、 1.11、 1.14、1.16 3 电容元件 说明：实际电源器件大多数可近似为恒压源； 但也有少数电源器件接近恒流特性。 §1.4 电路的工作状态1.4.1 三种工作状态(R0很小） 1.4.2 额定值 因为 E 与 R0 不变 所以 I 与 PE 取决于负载。多大合适？  §1. 5 电路的基本定律－KVL、KCL(本章重点）1.5.1 电路的结构描述 额定值（IN、UN、PN，其 值与温度有关）意义： 1、限额－－安全、长寿 2、能力－－经济、合理 额定值 额定值≠实际值 满载 原因：负载变化 欠载（轻载） 超载（过载） 节（结）点：三个或三个以上支路的联结点 支路：电路中每一个分支 简单电路：单回路，或可用串并联化简法 化为单回路的电路。 复杂电路：非简单电路 名词注释： 回路：电路中任一闭合路径 网孔：单孔回路（电路常称为网络） 伏 - 安 特性 i u R i u u i 线性电阻 非线性电阻 电阻 R （常用单位：?、k?、M? ） R i u u与i的关系？ 描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。 1. 物理意义 电感: ( H、mH) 线性电感: L为常数; 非线性电感: L不为常数 2 电感元件 电流通过N匝线圈产生 (磁链) 电流通过一匝线圈产生 (磁通) u ? + - 线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关。 自感电动势： 2. 自感电动势方向的判定 (1) 自感电动势的参考方向 规定:自感电动势的参考方向与电流参考方向相同, 或与磁通的参考方向符合右手螺旋定则。 + - eL + - L 线性电感元件的符号 (2) 自感电动势瞬时极性的判别 0 eL与参考方向相反 eL具有阻碍电流变化的性质 eL实 + - eL u + - + - eL实 - + ? 0 eL u + - + - eL与参考方向相同 ? 0 0 （线性）电感中电流、电压的关系 u e i 当 (直流) 时, 所以,在直流电路中电感相当于短路. 根据电压与电动势的定义可得： 电感元件储能 将上式两边同乘上 i ，并积分，则得： 即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。 磁场能 上面的磁场能公式只适于t＝0时i＝0的情况 上述公式有缺陷吗？ 描述电容两端加电源后，其两个极板上分别聚集起等量异号的电荷，在介质中建立起电场，并储存电场能量的性质。 电容： u i C + _ 电容元件 电容器的电容与极板的尺寸及其间介质的介电常数等关。 S — 极板面积（m2） d —板间距离（m） ε—介电常数（F/m） 当电压u变化时，在电路中产生电流: （单位：F, ?F, pF） 电容符号 有极性 无极性 + _ 电容上电流、电压的关系 当 (直流) 时, 所以,在直流电路中电容相当于断路. u i C 电容的储能 电容是一种储能元件, 储存的电场能量为： 即电容将电能转换为电场能储存在电容中，当电压增大时，电场能增大，电容元件从电源取用电能；当电压减小时，电场能减小，电容元件向电源放还能量。 电场能 （线性）电阻、电感、电容元件小结 理想元件的特性 （两个端钮上u 与 i 的关系） （在 u 与 i 正方向一致的条件下） L C R 实际元件的特性可以用若干理想元件来表示 例： 电感线圈 L ：电感量 R：导线电阻 C：匝线间分布电容 各个参数的影响和电路的工作条件（如频率）有关。 （备注） 4.短路线(元件）与 开路线(元件） a Rab=∞ i ab=0 b Uab 取决于外电路 （一般 Uab ≠0) 描述开路、理想开关的断开状态 a Rab=0 i Uab=0 b i 取决于外电路 （一般 i ≠0) 描述短路、理想导线与理想开关的闭合状态 记笔记！ U R1 R2 L C R1 U R2 U为直流电压时,以上电路等效为 注意 L、C 在不同电路中的作用 即： L等效为短路线 C 等效为开路线 (二) 有源元件 主要讲有源元件中的两种电源：电压源和电流源。 在此之前，先讲两种理想电源：恒压源和恒流源 1、恒压源（理想电压源）: R0= 0 时的电压源. 特点：(1）输出端电 压恒等于电动势，即 Uab ? E 。 （2）电源中的电流由外电路决定。 I E + _ a b Uab 伏安特性 I Uab E （外特性） 恒压源中的电流由外电路决定 设: