电路理论基础 南京航空航天大学精品课程建设.ppt

电路理论基础 经典电路理论形成于二十世纪初至60’s 。经典的时域分析于30’s初已初步建立，并随着电力、通讯、控制三大系统的要求发展到频域分析与电路综合。 六、七十年代至今发展了现代电路理论。它随着电子革命和计算机革命而飞跃发展，特点是：频域与时域相结合，并产生了拓扑、状态、逻辑、开关电容、数字滤波器、有源网络综合、故障诊断等新的领域。 作为首门电技术基础课，为学习电专业的专业基础课打下基础；也是电气电子工程师的必备知识；学习本课程还将有助于其他能力的培养（如严格的科学作风、抽象的思维能力、实验研究能力、总结归纳能力等）。 * 第一章 电路的基本概念和定律 第一节 电路(Electric Circuit)和 电路模型(Electric Model) 实际电路是由若干电气器件(Electric devices)按照一定的方式相互联系而成的整体。 实际电路的功能： 实现电能（力）的传输与分配； 实现电信号的传输和处理。 电路模型是由理想电路元件(Electric Element）相互连接而成，是对实际电路的抽象。 电路元件是电路中某一物理现象集中在一个元件中发生的集总参数(Lumped Paramertes)元件。 课程任务：根据电路模型来探讨电路的基本定律、定理及基本的分析方法 * 第二节 电路中基本电气量及特性 电流(Current)：单位时间内通过元件的电荷的多少。 电流的实际方向：正电荷定向移动的方向。 电流的参考方向：分析电路前人为指定的方向。 设定了电流参考方向，借助于电流的代数表达式，才能说明电流的实际方向。 电压(Voltage)： 电埸力移动单位正电荷所作的功 . 电压的实际方向：高电位指向低电位的方向。 电压的参考方向：分析电路前人为指定的方向。 设定了电压参考方向，借助于电压的代数表达式，才能说明电压的实际方向。 关联方向：对某一段电路或某一个元件来说，若其电压的参考方向与电流的参考方向一致，即电流从标以电压“+”极性的一端流入，从标以“－”极性的一端流出，则这种参考方向称为关联参考方向。 * 电功率(Electric-Power)：电场力做功的速率,也称瞬时功率。 电能量(Electric- Energe)：电功率的积分就是电能量。在关联参考方向下，电路元件t 0在到t的时间内吸收的能量为： 若u , i为关联参考方向 p﹥0 表示元件吸收功率 p﹤0 表示元件发出功率 若u , i为非关联参考方向 p﹥0 表示元件发出功率 p﹤0 表示元件吸收功率 ? * 第三节 电路中基本电气元件 一、电阻元件(Resistor) 1、一般定义：载流导体或半导体会因发热而消耗电能，可将其抽象为电阻元件。 2、VAR：其在任一时刻 t 的电压u(t)和电流i(t)之间的关系称为伏安关系，可以由u-i平面上的一条曲线所确定，该曲线称作它的伏安特性曲线。 线性电阻：VAR特性为u-i平面上过原点的一条直线。 非线性电阻： VAR特性为u-i平面上的一条曲线。 时不变电阻：电阻值与时间无关，不随时间的变化而变化。 时变电阻：电阻值与时间有关，随时间的变化而变化。 线性时不变电阻是我们分析的重点，简称电阻，符号为R，其即表示电阻元件，又表示元件的参数。 * 3、线性电阻的性质： 1）欧姆定律：u、i 为关联参考方向时， u=R i，i=G u VAR为过原点的一条直线。 R=0(有i 无u) → 短路(如开关闭合时)。 R→∞(有u无i ) → 开路(如开关断开时)； 2）电功率：在u、i 为关联参考方向下，电阻吸收的功率 因电阻始终吸收、发热(光)散失，∴R为耗能元件 3）电能量：在 (t 0, t) 内R所消耗的电能(区间变量)为： * 例题1-1求图示电路中的u 、R、i i=1A 10 ? + u － a b (1) i=-4A G=2s + u － a b (4) i=1A R + u = －10V － a b (2) 解：根据各图中所示电压、电流的参考方向，由欧姆定律得 i 2 ? + u =6cos wt － a b (3) (1) (2) (3) (4) * + U1=1V － a b (a) － U2= － 1V + (b) a b 解(1)设电流的参考方向由a流向b，则I=2A，对(a)中元件，电压与电流为关联参考方向，(b)中元件电压与电流为非关联参考方向 (