电路的基本概念及基本定律-电路分析基础.PDF

第 1章 电路的基本概念及基本定律 电路分析基础是高职、高专电类各专业的一门专业技术基础课程。《电路分析基础》阐述 了电路的基本概念、 基本定理及其基本分析方法， 是从事任何电类专业学习和工作的人员普遍 要学习和掌握的、必不可少的知识。本章介绍的内容是贯穿全书的基本理论基础，要求在学习 中给予足够的重视。 本章的学习重点： l 电路模型的概念和理想电路元件的概念； l 电压、电流参考方向的概念及其与实际方向之间的联系，电功率的概念； l 理想的无源元件、有源元件的概念； l 基尔霍夫电流、电压定律的深刻理解和应用； l 电路“等效”概念的建立及其电路“等效”的基本方法； l 直流电路中电位的计算及其负载上获得最大功率的条件。  1．1  电路和电路模型  1、学习指导 （1）电路的组成和功能 电路通常由电源、负载、中间环节三大部分组成。电路分有两种类型：电力系统的电路功 能是实现电能的传输、分配和转换；电子技术的电路功能是对电信号进行传递、变换、储存和 处理。 （2）电路模型 电路理论是建立在一种科学的抽象——“电路模型”的概念和基础上进行阐述的。所谓 电路模型，实际上是由一些理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路图。 对工程实际问题进行分析和研究时，我们往往在一个实际电路给定的情况下，首先对该 电路进行模型化处理， 并使模型电路的性状和实际电路的性状基本相同或十分逼近， 然后借助 于这种理想化的电路模型， 对实际电路的问题进行分析和研究。 利用电路模型分析和研究实际 电路是一种科学的思维方法，也是工程技术人员应具备的业务素质之一。 （3）理想电路元件 理想电路元件是电路模型中不可再分割的基本构造单元并具有精确的数学定义。理想电 路元件也是一种科学的抽象，可以用来表征实际电路中的各种电磁性质。例如 “电阻元件”表 0  征了电路中消耗电能的电磁特性； “电感元件” 表征了电路中储存磁场能量的电磁特性； “电容” 元件则表征了电路中储存电场能量的电磁特性。 实际电路中的实体部件上发生的电磁现象往往是复杂的、多元的，如电阻器、电炉等设 备，它们除了具有消耗电能的特性外，还有磁场和电场方面的特性，分析时若把它们的全部电 磁特性都表征出来既有困难也不必要。本着突出主要矛盾、忽略将要因素的研究方法，电阻器 和电炉等设备完全可以用理想的 “电阻元件”来作为它们的数学模型。显然，理想电路元件是 从实际电路器件中科学抽象出来的假想元件，可以看作是实际电路器件的一种“近似” 。 理想电路元件简称为电路元件。虽然它们只能是实际电路器件的一种近似，但用它们及 它们的组合可以相当精确地表征出实体电路器件的主要电磁特性。如工频条件下的电感线圈， 其电路模型就可以用一个 “电阻元件”和一个 “电感元件”的串联组合来表征；一个实际的直 流电压源的电路模型则可以用一个 “电阻元件” 和一个 “理想电压源” 的串联组合来表征等等。 学习时注意理解各种理想电路元件的严格定义， 区分实际电路元器件与理想电路元件之间的联 系和差别。教材中如无特殊说明时，注意各理想电路元件都是指线性元件。  2、检验学习结果解析 （1）电路由哪几部分组成，各部分的作用是什么？ 解析：电路一般由电源、负载和中间环节三大部分组成。电源是电路中提供电能的装置， 其作用是将其它形式的能量转换成电能； 负载是电路中接收电能的装置， 其作用是将电能转换 成其它形式的能量；中间环节包括连接导线、开关及控制保护设备及测量机构，它们是电源和 负载之间不可缺少的连接和控制部件，起着传输和分配能量、控制和保护电气设备的作用。 （2）试述电路的分类及功能。 解析：工程应用中的实际电路，按照功能的不同可概括为两大类：①电力系统中的电路： 特点是大功率、大电流。其主要功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换。②电子技 术中的电路：特点是小功率、小电流。其主要功能是实现对电信号的传递、变换、储存和处理。 （3）何谓理想电路元件？如何理解“理想”二字在实际电路中的含义？何谓电路模型？ 解析：理想电路元件是从实际电路器件中科学抽象出来的假想