电路理论第1章..ppt

第1章 电路的基本概念和基本定律 什么叫电路、电路元件? 电路模型的意义? 本章涉及到的基本定律是什么? 其内涵? 本章涉及到的基本元件有哪些?其基本性质? 1.1 实际电路与电路模型 模型（ model ) 1.1.1 实际电路的功能和特点 总之，实际电路结构特点： 1.1.2 电路模型及其意义 1、电路模型 举例： 模型的建立 2、集总参数的假设 1.2 电路的基本物理量 电路理论中的基本物理量有六种： 基本物理量的单位与换算 1.2.1 电流及参考方向 (Current Reference Direction) 1、电流 1.2.2 电压及参考极性 ( Voltage Reference Polarity ) 关联参考方向 电流的参考方向与电压的参考方向一致， 称电流和电压为关联参考方向。 反之为非关联参考方向。 1.2.3 电功率（Power） 电功率与参考方向的关系 练习 各元件电流电压参考方向如图所示。已知U1 = 3 V，U2 = 5 V，U3 = -2 V，I1 = -I2 = -2 A，I3 = -2 A。试求各元件的功率，并指出是吸收功率还是发出功率，整个电路的总功率是否满足能量守恒定律？ 电功率守恒 1.3 基尔霍夫定律( Kirchhoff ’s Laws ) 它反映了电路中所有支路电压和电流的约束关系，是分析集总参数电路的基本定律。 2、基尔霍夫电流定律 (KCL) 练习 独立电压源的电路模型 (2) 特点 电源两端电压uS由电源本身决定， 与流过它的电流 i 无关, 与外电路无关； (b) 通过它的电流是任意的，由外电路决定。 直流：US为常数 交流： uS是确定的时间函数，如 uS=Umsin?t i (1)电路符号 uS + _ (3) 伏安特性 US a、若uS = US ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电流轴的直线，反映电压与 电源中的电流无关; b、若uS为随时间变化的电源，仅与时间有关, 与其电流大小无关。 uS + _ i u + _ u i O 电压为零的电压源，伏安曲线与 i 轴重合, 相当于 短路元件。 R (4) 理想电压源的开路与短路 uS + _ i u + _ (a) 开路：R??，i=0，u=uS; (b) 短路：R=0，i ?? ，病态， *实际电压源不允许短路，因其内阻小，电流很大，可能烧毁电源。 US + _ i u + _ Ｒ US u i O u =US– Ｒ i 实际电压源模型: (5) 功率 或 P = uSi ( i, uS关联 ) ? 电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动　　　　 　克服电场力作功发出功率。　　　　　　　　　　　　　　　　　 ? p＝ - uS i 　 (i , uS非关联） uS + _ i u + _ uS + _ i u + _ 例? 已知US1 = 4 V，US2 = 2 V，I = 1 A。 求：(1) 元件A的功率； (2) 设元件A是线性电阻R，求其电阻值。 A + US1 - + U - I US2 + - 解 (1) 两个电压源的功率分别为 P1= -US1I = -4×1 = -4 (W) P2 = US2 I = 2×1 = 2 (W) 由能量守恒可知元件A的功率为 P3 = -(P1＋P2)= -（-4＋2）= 2 (W) (2) 由KVL可得 U = US1- US2 = 4-2 = 2 (V) 由欧姆定律，得电阻值 R = U/I = 2/1 = 2 (Ω) ? (发出功率) (吸收功率) 电流源输出电流为iS，其值与此电源的端电压 u 无关。 (2) 特点 (a) 电流由电源本身决定，与外电路无关； (b) 电源两端电压是任意的，由外电路决定。 直流：IS为常数 交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsin?t + _ u (1) 符号 iS 1.4.5 独立电流源 (Independent Current Source) (3) 伏安特性 IS 若iS= IS ，即直流电源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与 端电压无关。 u i O iS i u + _ 例 支路：ab、bc、ca… （共6条） 回路：abd、abcd … （共7 个） 结点：a、 b、c、d (共4个） b I6 E5