1电路组成及基本物理量.pptVIP

电工与电子技术基础 本章内容 本章以直流电路为分析对象，着重讨论电路的基本知识、基本特性、基本定律以及电路的分析和计算方法，具体体现在： (1)基本知识：电路的作用和组成、基本物理量、电路状态、理想电路元件、参考方向等；(2)基本特性：元件的伏安特性；(3)基本定理：叠加定理、等效电源定理；(4)基本定律：KCL、KVL；(5)电路的分析和计算方法：支路电流法。 问题的提出：在复杂电路中，如何判断某元件电流的实 际方向？请看下例： 问题的提出： 某段电路具体是吸收还是产生功率，如何判断？ * 电气工程系 汤雨Email: tangyu@nuaa.edu.cn 第一章 直流电路 §1.1-1.2 电路的作用和组成以及基本物理量 一、电路的作用和组成 由某些电气元器件为完成一定功能、按一定方式组合而成的电流通路。连续电流的通路必须是闭合的。 电路的定义 电池 灯泡 E I R U + _ 电源 负载 二、电路的作用和组成 作用1：实现电能的输送和转换 电源(电压源、电流源) 负载 中间环节(导线) ——提供电能的设备 ——消耗或吸收电能的设备 ——用于传输电能 作用2：实现信号的传递和处理 信号源 负载 中间环节(导线) ——提供电信号的设备 ——接受和转换信号的设备 ——用于传递电信号 二、电路的基本物理量 电流 电流的定义 —— 电荷的定向移动将形成电流 S a b 带电粒子(电子、离子)的有秩序运动将形成电流。 单位时间内穿过某一截面的电荷量，是电流强度的简称，用符号 表示 电流 电路的基本物理量 电位、电压、电动势 电功率 国家标准规定：不随时间变化的物理量用大写字母，而随时间变化的物理量用小写字母来表示。 对于直流电路(其电流方向不变，包括恒定和时变电流)，其电流用大写字母I来表示，I=Q/t 对于交流电路(其电流的大小和方向都随时间变化)，其电流用小写字母i来表示，i=dq/dt 量纲: ；单位： 电流的参考方向 —— 任意规定的方向 电流的方向有实际方向和参考方向之分，其中实际方向为正电荷运动的方向(或负电荷运动的相反方向)，参考方向可以任意假定。当参考方向与实际方向相同时，数值为正；当参考方向与实际方向相反时，数值为负 标注电流参考方向的方法 (1)箭头标注法： i i (2)双下标法： a b iab iab＝－ iba 4.6Ω 2Ω R 1.2Ω + 9V _ _ 5V + I 的方向 上→下？ I 的方向 下→上？ 电路简单时，电流的实际方向容易直接判断出；但当电路比较复杂时，其电流实际方向往往很难事先确定。 4.6Ω 2Ω R 1.2Ω + 9V _ _ 5V + 在解题前，先设定一个正方 向，并将其作为参考方向； 问题的解决： (3)根据计算结果，进而判断实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。 (2)根据电路的定律、定理，列出各物理量间相互关 系的方程式，并计算出结果； 只有在参考方向选定之后，电流之值才有正负之分！ 如上例，由如图I 的参考正方向,求得： I＝－0.292 A 从而判断出电流的实际方向向上。 参考方向一经指定并在图上标明后，在分析、计算过程中必须以此为准，不可改！ 4.6Ω 2Ω R 1.2Ω + 9V _ _ 5V + 参考方向未标注，则算式及结果的正、负均无意义！ 电位、电压和电动势 电位的定义 电场力将单位正电荷从电路的某一点移至参考点(零电位点)时所消耗的电能，称为该点的电位。即为该点与参考点之间的电压。在直流电路中电位用“V ”来表示，单位为伏特。 电位的计算 在计算电位时必须首先选定参考点，而且其选定具有任意性。 电路中某点的电位， ——即为该点与参考点之间的电压。 “参考点” ——“接地点”，即认为该点的电位为零。 “参考点” ——零电位点或零点。 在计算电位时必须首先选定参考点。 参考点在电路中用符号“?”表示。 例1： 若以b点为参考点，即 若以a点为参考点，即 有时，也可略去电源不画，只标出各端的电位值。 结论： 1)电位是所求点与参考点之间的电压； 2)参考点不同，则电位值不同（即各点电位是 相对的），而任意两点间的电压值却不变的 (即电压是绝对的)。 例2： 求：A、B、C各点的电位。 解：令VC＝0 ，则： 例3：分