电工基础课件第1章电路模型和电路定律.ppt

功率： 而且： 电阻在电路中是消耗功率的元件。 目录 单位：西门子（S） 4、电导： 欧姆定律： 功率：？ 思考： 举例说出几种实际的电阻器，它的额定参数都有什么？什么含义？ 目录 欧姆定律及功率计算的扩展 欧姆定律：u = Ri 欧姆定律：u = —Ri 功率: p = ui 功率: p= —ui 关联参考方向下： 非关联参考方向下： u 、i ＞0代表参考方向与实际方向一致； u 、i ＜ 0代表参考方向与实际方向相反； p＞0代表元件吸收电能； p＜0代表元件释放电能。 ！ 例：求图示各元件的功率. （a）关联方向， P=UI=2×1=2W， P0，吸收2W功率。 （b）关联方向， P=UI=2×(－1)=－2W， P0，产生2W功率。 （c）非关联方向， P=－UI=－ (－2) ×(－1)= － 2W， P 0，产生2W功率。 目录 思考题： 如图，三个电路元件构成闭合回路，电压表和电流表的极性如图所示，观察到电流表正偏转指示2A，用电压表的正负表笔分别测量元件两端的电压，接于ab两端指针反偏，指示4V，接于bc两端指针正偏，指示9V ，接于cd两端指示近似0V，接于da两端反偏，显示5V，问1、2、3元件在电路中各起什么作用？ 目录 1.5 电容元件 是实际电容器的理想化模型，它反映了电压引起电荷聚集和电场能量储存这一物理过程和电磁现象。 1、定义：元件上电压与电荷量有一一对应的关系，特性可用q~u平面上的一条曲线来表示的二端元件 。 2、特性描述：库伏关系—— q、u 之关系。 线性电容： 非线性电容： 库伏 特性 线性电容电压、电流关系 3、电容的单位： 一般认为初始时刻t0=0，如果电容初始电压为零，即 u(t0)=u(0)=0 记忆元件 动态元件 实际电容元件上的电压不会发生跃变 4、功率： 5、能量变化： 电容上存储的能量与电容电压建立的过程无关，只与电容在所考察时刻电压的平方成正比。 目录 思考： （1）电容工作的物理过程。 （2）实际电容器的耐压是什么含义？） 储能元件 储能： 电容本身是个无能量元件，t0→-∞时，u(-∞)=0 例 已知某电容元件的电容C=1mF，加在其上的电压的波形如图，试画出其电流波形, 并计算在t1=4ms和t2=5ms时电容元件的储能。 如果上题中电流波形如图，试问其电压波形？设电容初始电压为零。 思考： t∈[ 0~4ms] t∈[ 4~5ms] t=4ms=4×10-3s时，u=20V 元件储存的磁场能量与电流有一一对应关系，特性可以用f ~i 平面上的一条曲线来表示的二端元件。 韦安关系—— f 、i 之关系。 1.6 电感元件 3、单位： 目录 1、定义： 伏安 关系 为什么？ 是实际电感线圈的理想模型。反映电流产生磁场和磁场能量储存的物理过程和电磁现象。 2、特性描述： 补充： 电路中电感元件的电磁关系 1、单匝线圈（空芯） 电流 i 流过线圈产生磁通Φ。 Φ、i 成正比，比例系数由空气的磁导率和线圈的几何结构决定。 F = K i 由楞次定律 法拉第定律 当i 增加时→Φ 增加 产生感生电动势 e 以阻碍电流。 e 阻 碍 注意感生电势的方向 当i 减小时e如何？ 2、螺线圈（空芯） ，N 为线圈匝数 定义：磁链Y = ? F，则：Y = ? Ki=Li 什么情况下 目录 4、功率： 5、能量： 也称：储能元件。储能： 动态元件 记忆元件 实际电感元件上的电流不可以跃变！ 为什么？ 例：电感元件如图所示，已知电感量 L= 0.2H ,其初始电流 i(0)= 0A，电感中电流波形如图所示，求电感两端电压的表达式，并做出波形。 目录 思考： 如果电感元件上的电压、电流为非关联参考方向呢？ 1.7 电压源和电流源 电源分为独立电源（independent active element）和受控源（ dependent active element ）两类 独立电源又分独立电压源、独立电流源两种，是实际电压源、实际电流源的理想化模型。 理想电源特性：无内耗 1、独立电压源——简称电压源 1）定义：能够对外提供确定的电压的二端元件——独立电压源，简称电压源。 2）符号： 正弦交流电压源—— uS(t)是时间的正弦函数，俗称交流电源。 目录 恒压源——uS (t)为恒定值， uS (t)=US，即理想直流电压源。 零值电压源——uS(t)=0，零值电压源相当于短路。 3）常用电压源模型： uS(t) =0 4）特性描述： 电源两端对